21755

21755

بررسي اثر بازدارنده‌هاي سبز L-سيستئين، دارويD -پنيسيلامين و برخي مشتقات تيازولي و پلي آميدي بر روي خوردگي فولاد نرم و مس در محيط HCl با روش‌هاي تجربي و محاسباتي

دكتري

شيمي فيزيك

1398

1398/10/24

دكتر سيد مرتضي موسوي خوشدل

دكتر علي غفاري نژاد - دكتر هادي بهزادي

شيمي

Today, metals such as iron and copper are widely used in various industries, since they are often in contact with corrosive solutions; corrosion protection is of particular importance. In this dissertation, for the first time, the biocompatible compounds D-penicillamine (PA) and some synthesized thiazole and polymer compounds (4-(2-aminothiazole-4-yl) phenol (ATP), 4-phenylthiazole-2-amine (PTA) and 4,4′-(thiobis(2-aminothiazole-5,4-diyl)) diphenol (TATD), 4-(pyridin-3-yl) thiazol-2-amine (PyTA), and sulfonated aromatic polyamide (SAP)) were investigated as corrosion inhibitors of copper and mild steel in 1 M HCl. Also, to study the effect of molecular structure on the inhibition rate, due to the structural similarity of the PA drug to the amino acid L-cysteine (Cys), the compound PA was investigated and compared with Cys. Experimental experiments at different concentrations of inhibitors were investigated using potentiodynamic polarization, electrochemical impedance spectroscopy (EIS), atomic force microscopy (AFM) and scanning electron microscopy (SEM). Moreover, density functional theory (DFT) and molecular dynamics (MD) simulation calculations were performed to obtain the electronic properties of studied inhibitors and their adsorption behavior on the metal-surface. At optimum concentration, the inhibitory efficiency of Cys was about 90% and for PA was about 75%. Comparison of the corrosion inhibiting effect of monomeric form (ATP) and dimeric form (TATD) of thiazole compound showed that inhibitor dimerization did not result in a better interaction with copper surface and higher yield. This is related to the steric effect of the dimer molecule and the angle of the molecule being investigated by the computational method. The adsorption of the inhibitors on the surface followed the Langmuir adsorption isotherm. Comparison of thiazole compounds at about 90% efficiency indicated the order of inhibitors with lower mass consumption as follows: PyTA> PTA> ATP> SAP> TATD

1398/12/01

Investigation of the effect of, L-Cysteine, D-Penicillamine drug, and some polyamide and thiazole derivatives on the copper and mild steel corrosion in HCl medium as green inhibitors by computational and experimental methods

2/20/2020 12:00:00 AM

امروزه فلزاتي مانند آهن و مس به‌طور گسترده در صنايع مختلف به كار مي‌روند، ازآنجاكه اين فلزات اغلب در تماس با محلول‌هاي خورنده هستند؛ حفاظت از خوردگي آن‌ها از اهميت ويژه‌اي برخوردار است. در اين رساله براي اولين بار تركيبات زيست سازگار D-پنيسيلامين (PA) و برخي تركيبات سنتز شده تيازولي و پليمري (4-(2-آمينوتيازول-4-ايل) فنول (ATP)، 4- فنيل تيازول-2-آمين (PTA)، 4،4'- (تيوبيس (2-آمينوتيازول-5،4-دي ايل)) دي فنول (TATD)، 4- (پيريدين-3-ايل) تيازول-2-آمين (PyTA) و پلي آميد آروماتيك سولفونه (SAP)) به‌عنوان بازدارنده خوردگي فولاد نرم و مس در HCl يك مولار مورد بررسي قرار گرفتند. همچنين براي مطالعه تأثير ساختار مولكولي در ميزان بازدارندگي، به دليل تشابه ساختاري داروي D-پنيسيلامين به اسيد آمينه L-سيستئين (Cys)، تركيب PA بررسي و با Cys مقايسه شد. آزمايش‌هاي تجربي در غلظت‌هاي مختلف بازدارنده‌ها با استفاده از روش هاي PDP، EIS، ميكروسكوپي نيروي اتمي (AFM) و ميكروسكوپي الكتروني روبشي (SEM) بررسي شد. همچنين، محاسبات تئوري تابعي چگالي (DFT) و شبيه سازي ديناميك مولكولي (MD) براي به دست آوردن خواص الكتروني بازدارنده هاي مورد مطالعه و رفتار جذب آنها بر روي سطح فلز انجام شد. در غلظت بهينه بازده Cys حدود 90% درصد و براي PA حدود 75% بود، بازده بازدارندگي خوردگي تركيبات تيازولي در غلظت بهينه حدود 94%-89% و براي تركيب پليمري 92% بود. مقايسه اثر بازدارندگي در برابر خوردگي ساختار مونومر (ATP) و ساختار ديمر (TATD) تركيبات تيازولي نشان داد كه ديمر شدن بازدارنده باعث برهم‌كنش بهتر با سطح مس و بازده بيشتر نمي‌شود. اين مسئله مرتبط با اثرات فضايي مولكول ديمر و زاويه دارشدن مولكول است كه توسط روش محاسباتي مورد بررسي قرار گرفت. جذب بازدارنده‌ها بر روي سطح از هم‌دماي جذب سطحي لانگمير تبعيت كرد. مقايسه تركيبات تيازولي در بازده حدود 90% نشان دهنده ترتيب بازدارنده ها با اولويت جرم مصرفي كمتر به صورت زير بود: PyTA> PTA> ATP> SAP> TATD