Экспериментальные и теоретические исследования коррозии молибденового электрода препаратом стрептомицина в среде фосфорной кислоты

Научные отчеты, том 13, Номер статьи: 4827 (2023) Цитировать эту статью

593 доступа

4 Альтметрика

Подробности о метриках

С использованием различных электрохимических методов исследовано ингибирование коррозии молибденового электрода в кислой среде H3PO4 различной концентрации (от 3,0 до 13 М). Было замечено, что наиболее агрессивной концентрацией является концентрация ортофосфорной кислоты 3,0 М. Также был изучен эффект добавления Cl- к 3,0 М ортофосфорной кислоты в диапазоне концентраций от 0,1 до 1,0 М. Данное исследование показало, что наиболее агрессивной является среда 3,0 М, содержащая 1,0 М хлорид-иона с наибольшей скоростью выделения водорода. В 3,0 М кислоте H3PO4 с 1,0 М NaCl коррозию испытуемого электрода и выделение водорода можно успешно подавить добавлением стрептомицина в концентрации 10 мМ, что приводит к высокой эффективности ингибирования. Результаты исследований подтверждены данными сканирующей электронной микроскопии. Кроме того, для исследования того, как стрептомицин адсорбируется и ингибирует коррозию на границе раздела металлических поверхностей, использовался подход вычислительной химии, и результаты компьютерных исследований прекрасно согласуются с экспериментальными данными.

В последнее время изучение разрушения металлов и сплавов считается важным процессом различных подходов. Принимая во внимание, что металлы и сплавы широко используются в качестве электродов в различных приложениях, таких как топливные элементы, датчики, солнечные элементы и батареи1,2,3,4,5. Добавление молибдена в хромоникелевые нержавеющие стали влияет на их свойства во многих аспектах6,7,8,9. Кроме того, это снижает риск разрушения пассивной пленки в хлоридной среде. Следовательно, увеличивается толщина пассивной пленки, что, в свою очередь, улучшает стойкость сплава к коррозии. Для повышения прочности, прокаливаемости, ударной вязкости и износостойкости/коррозионной стойкости сталей, чугуна и жаропрочных сплавов в качестве легирующего элемента часто используется молибден (Мо), тугоплавкий металл10,11,12,13. Кроме того, молибден широко используется во многих химических приложениях. Хорошо известно, что высокая защита металла от коррозии обусловлена ​​образованием тонкой, постоянной и нерастворимой оксидной пленки МоО2, которая защищает поверхность металла от дальнейшего поверхностного окисления14,15. Поэтому использование ингибиторов для снижения коррозии металлов, находящихся в агрессивных условиях, является актуальным, особенно соединений, содержащих N, S или O16,17. Доказано, что семейство «зеленых» ингибиторов коррозии, известных как антибактериальные препараты, замедляет коррозию технических материалов в различных средах18.

Стрептомицин является препаратом первой линии для лечения чумы, который также часто используется для лечения туберкулеза в сочетании с другими лекарствами19. Обладая эффективным антибактериальным действием, аминогликозидный антибиотик стрептомицин, полученный из Streptomyces griseus20,21,22,23 и ингибирующий действие на грамотрицательные бактерии, является хорошо известным ветеринарным препаратом для лечения бактериальных заболеваний и животноводства24. Таким образом, стрептомицин как антибиотик, бактерицидный антибиотик, содержащий гетероатомы азота и кислорода, может быть использован для предотвращения коррозии различных металлов и сплавов25. Кислотные растворы используются во многих технических приложениях26,27,28,29,30,31. Цян и др. изучал ингибирование коррозии некоторых металлов, например, стали, меди и т. д. в кислых средах27,28,29,30. Цян и др. исследовали ингибирующее действие препарата лозартана калия (LP) в качестве ингибитора коррозии стали Q235 в соляной кислоте29. Сильная адсорбция LP на поверхности Q235 была подтверждена низкими значениями ΔE и высокими значениями Eсвязывания29. Фосфорная кислота легко используется при кислотной промывке благодаря своим превосходным химическим свойствам. Ингибиторы коррозии могут уменьшить, а в некоторых ситуациях предотвратить коррозию металла в агрессивных средах за счет уменьшения образования водорода32,33,34.