Влияние органических ингибиторов коррозии на кинетику катодной реакции выделения водорода на стали в растворе серной кислоты

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Разработан метод построения пространства состояний среды в реакциях сверхбыстрого многостадийного внутримолекулярного переноса электрона в средах с несколькими временами релаксации. Метод основан на расщеплении поляризационных координат на релаксационные компоненты и является обобщением двух разработанных ранее подходов, применяемых для описания многостадийных реакций и учета многокомпонентной релаксации. В рамках предложенной общей схемы рассмотрена задача о переносе заряда в модельной трехцентровой молекулярной системе в среде с двухкомпонентной функцией релаксации, описан алгоритм построения диабатических поверхностей свободной энергии электронных состояний системы, записана система уравнений для эволюции функций распределения частиц в этих состояниях. Показано, что полученные в рамках обобщенной модели результаты воспроизводят известные решения в частных случаях.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Я. Г. Авдеев

Институт физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина Российской академии наук

Автор, ответственный за переписку.
Email: avdeevavdeev@mail.ru
Россия, Москва

Т. А. Ненашева

Институт физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина Российской академии наук

Email: avdeevavdeev@mail.ru
Россия, Москва

А. Ю. Лучкин

Институт физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина Российской академии наук

Email: avdeevavdeev@mail.ru
Россия, Москва

А. И. Маршаков

Институт физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина Российской академии наук

Email: avdeevavdeev@mail.ru
Россия, Москва

Ю. И. Кузнецов

Институт физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина Российской академии наук

Email: avdeevavdeev@mail.ru
Россия, Москва

Список литературы

  1. Obot I.B., Meroufel A., Onyeachu I.B. et al. // Mol. Liq. 2019. V. 296. P. 111760; https://doi.org/10.1016/j.molliq.2019.111760
  2. Verma C., Quraishi M.A. and Ebenso E.E. // Intern. J. Corros. Scale Inhib. 2020. V. 9. № 4. P. 1261; https://doi.org/10.17675/2305-6894-2020-9-4-5
  3. Avdeev Ya. G., Gorichev I. G., Luchkin А.Yu. // Intern. J. Corros. Scale Inhib. 2012, V. 1. № 1. P. 26; https://doi.org/10.17675/2305-6894-2012-1-1-026-037
  4. Schmitt G. // Br. Corros. J. 1984. V. 19. № 4. P. 165; https://doi.org/10.1179/000705984798273100
  5. Avdeev Ya.G,. Kuznetsov Yu.I. // Intern. J. Corros. Scale Inhib. 2021 V. 10. № 3. P. 1069; https://doi.org/ 10.17675/2305-6894-2021-10-3-15
  6. Avdeev Ya.G. // Intern. J. Corros. Scale Inhib. 2018. V. 7. № 4. P. 460; https://doi.org/10.17675/2305-6894-2018-7-4-1
  7. Rasheeda K., Alva V.D.P., Krishnaprasad P.A., Samshuddin S. // Intern. J. Corros. Scale Inhib. 2018. V. 7. № 1. P. 48; https://doi.org/10.17675/2305-6894-2018-7-1-5
  8. Salman H.E., Balakit A.A., Jasim L.B. // Intern. J. Corros. Scale Inhib. 2019. V. 8. № 3. P. 539; https://doi.org/10.17675/2305-6894-2019-8-3-5
  9. Zebida M., Benali O., Maschke U., Trainsel M. // Intern. J. Corros. Scale Inhib. 2019. V. 8. № 3. P. 613;
  10. https://doi.org/10.17675/2305-6894-2019-8-3-11
  11. Edoziuno F.O., Adediran A.A., Odoni B.U. et al. // Intern. J. Corros. Scale Inhib. 2020. V. 9. № 3 P. 1049;
  12. https://doi.org/10.17675/2305-6894-2020-9-3-17
  13. Avdeev Ya.G., Yurasova E.N., Anfilov K.L., Vagramyan T.A. // Intern. J. Corros. Scale Inhib. 2018. V. 7. № 1. P. 87; https://doi.org/10.17675/2305-6894-2018-7-1-8
  14. Fawzy A., Farghaly T.A., Al Bahir A.A. et al. // J. Mol. Struct. 2021. V. 1223. P. 129318; https://doi.org/10.1016/j.molstruc.2020.129318
  15. Goyal M., Vashisht H., Kumar S., Bahadur I. // Mol. Liq. 2018. V. 261. P. 162; https://doi.org/10.1016/j.molliq.2018.04.043
  16. Gong W., Xu B., Yin X. et al. // J. Taiwan Instit. Chem. Eng. 2019. V. 97. P. 466; https://doi.org/10.1016/j.jtice.2019.02.018
  17. Xu Y., Guo X., Chen N. et al. // Colloids Surf. A: Physicochem. Eng. Asp. 2021. V. 610. P. 125974;
  18. https://doi.org/10.1016/j.colsurfa.2020.125974
  19. Bouklah M., Hammouti B., Lagrenée M., Bentiss F. // Corros. Sci. 2006. V. 48. № 9. P. 2831; https://doi.org/10.1016/j.corsci.2005.08.019
  20. Fekry A.M., Mohamed R.R. // Electrochim. Acta. 2010. V. 55. № 6 P. 1933; https://doi.org/10.1016/j.electacta.2009.11.011
  21. Tang L., Li X., Li L. et al. // Mater. Chem. Phys. 2006 V. 97. № 2–3. P. 301; https://doi.org/10.1016/j.matchemphys.2005.08.014
  22. Pournazari Sh., Moayed M.H., Rahimizadeh M. // Corrosi. Sci. 2013. V. 71. P. 20; https://doi.org/10.1016/j.corsci.2013.01.019
  23. Jamal Abdul Nasser A., Anwar Sathiq M. // Arab. J. Chem. 2017. V. 10. № 1. P. S261; https://doi.org/ 10.1016/j.arabjc.2012.07.032
  24. Fuchs-Godec R. // Colloids Surf. A: Physicochem. Eng. Asp. 2006. V. 280. № 1–3. P. 130; https://doi.org/ 10.1016/j.colsurfa.2006.01.046
  25. Avdeev Ya.G., Belinskii P.A., Kuznetsov Yu.I., Zel’ O.O. // Prot. Met. 2007. V. 43. № 6. P. 587; https://doi.org/10.1134/S0033173207060112
  26. Zheng T., Liu J., Wang M. et al. // Corros. Sci. 2022. V. 199. P. 110199; https://doi.org/10.1016/j.corsci. 2022.110199
  27. Schweinsberg D.P., Ashworth V. // Ibid. 1988. V. 28. № 6. P. 539; https://doi.org/10.1016/0010-938X(88)90022-4
  28. Qiu L.-G., Wu Y., Wang Y.-M., Jiang X. // Ibid. 2008. V. 50. № 2. P. 576; https://doi.org/10.1016/j.corsci. 2007.07.010
  29. Elkholy A.E., El-Taib Heakal F. // J. Mol. Struct. 2018. V. 1156. P. 473; https://doi.org/10.1016/j.molstruc. 2017.12.003
  30. Haladu S.A., Mu’azu N.D., Ali S.A. et al. // Mol. Liq. 2022. V. 350. P. 118533; https://doi.org/10.1016/j.molliq.2022.118533
  31. Tantawy A.H., Soliman K.A., Abd El-Lateef H.M. // Colloids Surf. A: Physicochem. Eng. Asp. 2021. V. 614. P. 126141; https://doi.org/10.1016/j.colsurfa. 2021.126141
  32. Hazazi O.A., Abdallah M., Gad E.A.M. // Intern. J. Electrochem. Sci. 2014. V. 9. P. 2237.
  33. Pianka H., Falah S., Zanna S. et al. // Coatings. 2021, V. 11. P. 1512; https://doi.org/10.3390/coatings11121512
  34. Ansari K.R., Chauhan D.S., Singh A. Saji V.S., Quraishi M.A. / In Corrosion Inhibitors in the Oil and Gas Industry / Eds. Saji V.S., Umoren S.A., Weinheim, Germany: Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, 2020. P. 153–176; https://doi.org/10.1002/ 9783527822140.ch6
  35. Quraishi M.A., Chauhan D.S., Saji V.S. // Heterocyclic Organic Corrosion Inhibitors / Eds. Quraishi M.A., Chauhan D.S., Saji V.S., Elsevier Inc. All rights reserved. 2020, P. 87–131; https://doi.org/10.1016/B978-0-12-818558-2.00004-7
  36. Phadke Swathi N., Alva V.D.P., Samshuddin S. // J. Bio. Tribo. Corros. 2017. V. 3. P. 42; https://doi.org/10.1007/s40735-017-0102-3
  37. Avdeev Ya.G., Kuznetsov Yu.I. // Intern. J. Corros. Scale Inhib. 2021. V. 10. P. 480; https://doi.org/10.17675/ 2305-6894-2020-10-2-2
  38. Avdeev Ya.G., Kuznetsov Yu.I. // Intern. J. Corros. Scale Inhib. 2020. V. 9. P. 1194; https://doi.org/10.17675/ 2305-6894-2020-9-4-3
  39. Pradhan A., Vishwakarma M., Dwivedi S.K. // Mater. Today: Proceed. 2020. V. 26. P. 3015; https://doi.org/ 10.1016/j.matpr.2020.02.627
  40. Ohaeri E., Eduok U., Szpunar J. // Intern. J. Hydrogen Energy. 2018. V. 43. P. 14584; https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2018.06.064
  41. Liu Q., Zhou Q., Venezuela J. et al. // Corros. Rev. 2016. V. 34. № 3. P. 127; https://doi.org/10.1515/corrrev-2015-0083
  42. Lunarska E., Nikiforov K. // Corros. Rev. 2008. V. 26. № 2–3. P. 173; https://doi.org/10.1515/corrrev.2008.173
  43. Ramamurthy S., Atrens A. // Ibid. 2013. V. 31. P. 1; https://doi.org/10.1515/corrrev-2012-0018
  44. Дохликова Н.В., Озерин С.А., Доронин С.В. и др. // Хим. физика. 2022. Т. 41. № 6. С. 72; https://doi.org/ 10.31857/S0207401X22060024
  45. Дохликова Н.В., Гатин А.К., Сарвадий С.Ю. и др. // Хим. физика. 2021. Т. 40. № 7. С. 67; https://doi.org/ 10.31857/S0207401X21070025
  46. Дохликова Н.В., Гатин А.К., Сарвадий С.Ю. и др. // Хим. физика. 2022. Т. 41. № 4. С. 72; https://doi.org/ 10.31857/S0207401X22040021
  47. Дохликова Н.В., Гатин А.К., Сарвадий С.Ю. и др. // Хим. физика. 2020. Т. 39. № 9. С. 9; https://doi.org/10.31857/S0207401X20090034
  48. Muralidharan S., Quraishi M.A., Iyer S.V.K. // Corros. Sci. 1995 V. 37 P. 1739; https://doi.org/10.1016/0010-938X(95)00068-U
  49. Marshakov A.I., Nenasheva T.A., Rybkina A.A., Maleeva M.A. // Prot. Met. 2007. V. 43. P. 77; https://doi.org/10.1134/S0033173207010110
  50. Hari Kumar S., Vivekanand P.A., Kamaraj P. // Mater. Today: Proceed. 2021. V. 36. P. 898; https://doi.org/ 10.1016/j.matpr.2020.07.027
  51. Devanathan M.A.V., Stachurski Z. // Proc. Royals Society. Ser. A. Mathematic. Phys. Sci. 1962. V. 270А. P. 90; https://doi.org/10.1098/rspa.1962.0205
  52. Devanathan M.A.V., Stachurski Z. // J. Electrochem. Soc. 1964. V. 3. P. 619; https://doi.org/10.1149/ 1.2426195
  53. Wagner C.D., Davis L.E., Zeller M.V. et al. // Surf. Interf. Analys. 1981. V. 3. P. 211; https://doi.org/10.1002/sia.740030506
  54. Shirley D.A. // Phys. Rev. B. 1972. V. 5. P. 4709; https://doi.org/10.1103/PhysRevB.5.4709
  55. Iyer R.N., Pickering H.W., Zamanzadeh M. // J. Electrochem. Soc. 1989. V. 136. P. 2463; https://doi.org/10.1149/1.2097429
  56. Popov B.N., Lee J.-W., Djukic M.B. // Handbook of Environmental Degradation of Materials (3-d ed.). Elsevier Inc, 2018. P. 133–162; https://doi.org/10.1016/B978-0-323-52472-8.00007-1
  57. Marshakov A.I., Rybkina A.A., Skuratnik A.A. // Russ. J. Electrochem. 2000. V. 36. P. 1101; https://doi.org/ 10.1007/BF02757529
  58. Marshakov A.I., Nenasheva T.A // Prot. Met. 2001. V. 37. P. 543; https://doi.org/10.1023/A:1012811428981
  59. Damaskin B.B., Afanas’ev B.N. // Soviet Elektrokhimiya. 1977. V. 13. № 8. P. 1099.
  60. Marshakov A.I., Nenasheva T.A. // Prot. Met. 2002. V. 38. P. 556; https://doi.org/10.1023/A:1021265903879
  61. Афанасьев Б.Н., Скобочкина Ю.Р., Сердюкова Г.Г. Физико-химические основы действия ингибиторов коррозии. Ижевск: Изд-во УдГУ, 1990.
  62. Kiuchi K., McLellan R.B. // Acta Metallurgica. 1983. V. 31. P. 961; https://doi.org/10.1016/0001-6160(83) 90192-X

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Электрохимическая ячейка Деванатхана–Стахурского: 1 — рабочий электрод (мембрана); 2 — тефлоновый держатель; 3 — рабочая часть ячейки; 3 ′– диффузионная часть ячейки; 4, 4 ′ — ячейка вспомогательного электрода; 5, 5 ′– электрод вспомогательный; 6, 6 ′ — электролитический ключ; 7, 7 ′ — электрод сравнения; 8, 8 ′ — кран для слива раствора; 9, 9 ′ — ввод раствора в ячейку; 10 — ввод аргона в ячейку; 11 — гидрозатвор.

Скачать (153KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Катодные поляризационные кривые (а) и зависимости скорости внедрения водорода в железо от потенциала стальной мембраны (б) в 2 М H2SO4, содержащей катамин АБ.

Скачать (388KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Катодные поляризационные кривые (а) и зависимости скорости внедрения водорода в железо от потенциала стальной мембраны (б) в 2 М H2SO4, содержащей ИФХАН-92.

Скачать (410KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Зависимость тока проникновения водорода через мембрану от скорости его химической рекомбинации в 2 М H2SO4, содержащей катамин АБ и ИФХАН-92.

Скачать (133KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Зависимость функции f = ic exp (αFE/RT) от тока проникновения водорода через мембрану в 2 М H2SO4, содержащей катамин АБ и ИФХАН-92.

Скачать (116KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Эквивалентная электрическая схема и диаграммы Найквиста стального электрода (0.64 см2, E = –0.30 В) 2 М H2SO4, снятые после введения в раствор 0.05 мМ ИФХАН-92 с различным временем выдержки.

Скачать (217KB)
Метаданные
8. Рис. 7. Изотерма адсорбции катамина АБ () и ИФХАН-92 (•) на низкоуглеродистой стали (E = –0.30 B) из 2 М H2SO4.

Скачать (90KB)
Метаданные
9. Рис. 8. Анодные и катодные поляризационные кривые на пружинной стали при t = 25 °С в 2 М H2SO4 без и в присутствии 5 мM катамина АБ и ИФХАН-92.

Скачать (130KB)
Метаданные
10. Рис. 9. Стандартный РФЭ-спектр электронов Fe(2p3/2) (спин орбитальное расщепление — дуплет) поверхности низкоуглеродистой стали после предварительной адсорбции ИК (2 M H2SO4 + 5 мМ ИФХАН-92, 25 °С, 24 ч).

Скачать (172KB)
Метаданные
11. Рис. 10. РФЭ-спектры электронов O(1s) поверхности низкоуглеродистой стали после предварительной адсорбции ИК (2 M H2SO4 + 5 мМ ИФХАН-92, 25 °С, 24 ч).

Скачать (173KB)
Метаданные
12. Рис. 11. РФЭ-спектры электронов N(1s) поверхности низкоуглеродистой стали, после предварительной адсорбции ИК (2 M H2SO4 + 5 мМ ИФХАН-92, 25 °С, 24 ч) с последующей отмывкой в ультразвуковой ванне.

Скачать (154KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024