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

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».