Studio dell'estratto di Dracocephalum in base alle dimensioni sfuse e nanometriche come inibitore della corrosione verde per l'acciaio dolce in diversi mezzi corrosivi

Rapporti scientifici volume 13, numero articolo: 913 (2023) Citare questo articolo

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Negli ultimi anni, gli inibitori verdi della corrosione derivati ​​da risorse vegetali naturali hanno suscitato molto interesse. Nel presente lavoro, in primo luogo, abbiamo studiato il comportamento alla corrosione dell'acciaio dolce (st-37) in presenza e in assenza dell'estratto di Dracocephalum in base alle dimensioni della massa come inibitore della corrosione in due ambienti acidi ampiamente utilizzati (0,5 M H2SO4 e HCl 1,0 M), a temperatura ambiente. Quindi, abbiamo utilizzato l'estratto di Dracocephalum basato su dimensioni nanometriche per ridurre la concentrazione ottimale di inibitore, aumentare la resistenza alla corrosione e l'efficienza. L'estratto di Dracocephalum non contiene metalli pesanti o altri composti tossici e anche buone caratteristiche come il basso costo, l'ecocompatibilità e l'ampia disponibilità lo rendono un candidato naturale adatto come inibitore verde sicuro per l'ambiente. Il comportamento anticorrosivo è stato valutato utilizzando la spettroscopia di impedenza elettrochimica (EIS) e la polarizzazione potenziodinamica (PP). In tutti gli studi, l’efficienza inibitoria (IE%) aumentava all’aumentare della dose dell’estratto. Ma utilizzando il nanoestratto, oltre a mantenere un’elevata efficienza, la quantità di inibitore è stata ridotta in modo significativo. L'IE% più alto è del 94% alla dose migliore di nanoestratto (75 ppm), ma l'IE% più alto è dell'89% alla dose migliore dell'estratto sfuso (200 ppm) in soluzione H2SO4. Inoltre, per la soluzione HCl, l'IE% più alto è dell'88% alla dose migliore di nanoestratto (100 ppm), ma l'IE% più alto è del 90% alla dose migliore dell'estratto in massa (400 ppm), mediante il metodo di polarizzazione . I risultati del PP suggeriscono che questo composto ha un effetto sia sui processi anodici che catodici e che si adsorbe sulla superficie dell'acciaio dolce secondo l'isoterma di adsorbimento di Langmuir. Per studiare la morfologia superficiale delle leghe sono stati utilizzati l'analisi al microscopio ottico, l'analisi al microscopio elettronico a scansione (SEM) e uno spettro di riflessione solida UV-visibile.

In passato la corrosione ha causato vittime e ricchezze praticamente in ogni settore tecnico1. La corrosione è definita come il deterioramento dei metalli e delle leghe a seguito di interazioni chimiche e fisiche con l'ambiente circostante. Le reazioni anodiche e catodiche sono i processi chimici che creano questo comportamento2. Non solo, ma le spese per ripristinare le apparecchiature di produzione danneggiate dalla corrosione hanno contribuito in modo significativo al prodotto interno lordo di un paese. Di conseguenza, tutte le mani devono essere sulla scrivania per opporsi a questo atto pericoloso effettuando uno studio periodico sulla sua soluzione finale1.

A causa delle loro grandi qualità meccaniche ed elettriche, i metalli sono spesso utilizzati nelle attività umane3. L'acciaio dolce è il metallo più spesso utilizzato nelle principali attività industriali grazie al suo rapporto costo-efficacia e alle eccellenti proprietà meccaniche eccezionali. Tuttavia, a causa della sua bassa resistenza alla corrosione, soprattutto in ambienti acidi e alcalini, la sua applicazione è stata limitata4. L'utilizzo della soluzione acida nelle applicazioni industriali è stato utilizzato principalmente per studiare la comparsa di meccanismi di inibizione della corrosione dell'acciaio dolce in ambienti acidi. Il processo di raffinazione del petrolio greggio, ad esempio, provoca varie condizioni corrosive. Nella maggior parte dei casi, la corrosione delle raffinerie è causata da potenti acidi che attaccano la superficie delle apparecchiature5.

Per evitare la corrosione dei metalli sono stati ideati numerosi metodi dopo aver analizzato le diverse forme di corrosione2. Questi metodi includono: inibitori, protezione elettrica, rivestimento superficiale, progettazione delle apparecchiature e selezione dei materiali6. Gli inibitori sono sostanze chimiche che, se applicate in piccole quantità in condizioni corrosive, inibiscono i processi di corrosione elettrochimica sulle superfici metalliche1,7.

L'uso di inibitori della corrosione è un modo economicamente vantaggioso per ridurre il tasso di corrosione, proteggere le superfici metalliche dalla corrosione e, in definitiva, proteggere le apparecchiature industriali in ambienti difficili8. Gli inibitori agiscono all'interfaccia tra la soluzione acquosa corrosiva e il metallo, influenzando le procedure del processo elettrochimico mediante adsorbimento sulla superficie del metallo9. I gruppi funzionali polari10, che aiutano a ridurre la sensibilità di una superficie metallica alla corrosione, sono centri di reattività che garantiscono la stabilità di questo processo di adsorbimento11,12.