Розробка зеленого інгібітора корозії труб API 5l класу B в 1м розчинах HCL з екстракту насіння саги (Abrus precatorius)
DOI:
https://doi.org/10.15587/1729-4061.2022.263236Ключові слова:
інгібітор сага, зелений інгібітор корозії, ізотерма адсорбції Ленгмюра, фізична адсорбціяАнотація
Критична роль нових зелених інгібіторів корозії проявляється у порушенні катодних та анодних реакцій на межі розділу металів і розчину. Метою даного дослідження є розробка інгібітора корозії саги для пом'якшення впливу агресивного HCl 1M на низьковуглецеву сталь. Інгібітор екстрагували з використанням метанолу для отримання різних концентрацій. Для визначення функціональної групи інгібітора використовували інфрачервону спектроскопію з перетворенням Фур'є (FTIR). Для оцінки ефективності інгібітора використовували спектроскопію електрохімічного імпедансу за допомогою потенціодинамічної поляризації. Для визначення процентного вмісту елементів в низьковуглецевій сталі була застосована оптична емісійна спектроскопія (OES). На підставі результатів FTIR, C=O, -OH, C=C, бензол та C-O відповідають за те, щоб інгібітор віддав свою неподілену пару електронів на 3-d орбіталь металевого заліза. Збільшення концентрації інгібітора призводить до зменшення ємнісного подвійного шару, підвищуючи стійкість інгібітора. Більш висока стійкість інгібітора, рівна 29,33 Ом·см-1, збільшується в міру зростання концентрації через зниження Cdl 420,16 мкФ·см2 при 10 мл розчину інгібітора. Паралельно, ефективність інгібування підвищується на 65,58 %, що трохи нижче, ніж вимірювання PP, що становить майже 88 %. Більш високе значення константи адсорбції/десорбції, Kads, при 2,9 л моль-1 показує концентацію інгібітора, що знижує значення вільної енергії Гіббса (ΔGads). Інгібітор сага вважається інгібітором хемосорбції ΔGads –36,87 кДж/моль. Це значення демонструє утворення дативного ковалентного зв'язку, що сприяє перенесенню електрона від інгібітора до підкладки. З іншого боку, інгібітор сага підпорядковується ізотермі адсорбції Ленгмюра, оскільки значення R2 дорівнює 0,99.
Спонсор дослідження
- All the authors contributed equally to the manuscript. The authors declare no known conflict, financial interests, or personal relationships that could have affected the work reported in this paper.
Посилання
- Ekere, I., Agboola, O., Eshorane Sanni, S. (2019). DNA from Plant leaf Extracts: A Review for Emerging and Promising Novel Green Corrosion Inhibitors. Journal of Physics: Conference Series, 1378, 022049. doi: https://doi.org/10.1088/1742-6596/1378/2/022049
- Alaneme, K. K., Olusegun, S. J., Alo, A. W. (2016). Corrosion inhibitory properties of elephant grass (Pennisetum purpureum) extract: Effect on mild steel corrosion in 1M HCl solution. Alexandria Engineering Journal, 55 (2), 1069–1076. doi: https://doi.org/10.1016/j.aej.2016.03.012
- Aditiyawarman, T., Kaban, A. P. S., Soedarsono, J. W. (2022). A Recent Review of Risk-Based Inspection Development to Support Service Excellence in the Oil and Gas Industry: An Artificial Intelligence Perspective. ASCE-ASME J Risk and Uncert in Engrg Sys Part B Mech Engrg, 9 (1). doi: https://doi.org/10.1115/1.4054558
- Prifiharni, S., Mashanafie, G., Priyotomo, G., Royani, A., Ridhova, A., Elya, B., Soedarsono, J. W. (2022). Extract sarampa wood (Xylocarpus Moluccensis) as an eco-friendly corrosion inhibitor for mild steel in HCl 1M. Journal of the Indian Chemical Society, 99 (7), 100520. doi: https://doi.org/10.1016/j.jics.2022.100520
- Pramana, R. I., Kusumastuti, R., Soedarsono, J. W., Rustandi, A. (2013). Corrosion Inhibition of Low Carbon Steel by Pluchea Indica Less. in 3.5% NaCL Solution. Advanced Materials Research, 785-786, 20–24. doi: https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/amr.785-786.20
- Subekti, N., Soedarsono, J. W., Riastuti, R., Sianipar, F. D. (2020). Development of environmental friendly corrosion inhibitor from the extract of areca flower for mild steel in acidic media. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2 (6 (104)), 34–45. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.197875
- Kusumastuti, R., Pramana, R. I., Soedarsono, J. W. (2017). The use of morinda citrifolia as a green corrosion inhibitor for low carbon steel in 3.5% NaCl solution. AIP Conference Proceedings. doi: https://doi.org/10.1063/1.4978085
- Kaban, E. E., Maksum, A., Permana, S., Soedarsono, J. W. (2018). Utilization of secang heartwood (caesalpinia sappan l) as a green corrosion inhibitor on carbon steel (API 5L Gr. B) in 3.5% NaCl environment. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 105, 012062. doi: https://doi.org/10.1088/1755-1315/105/1/012062
- Azmi, M. F., Soedarsono, J. W. (2018). Study of corrosion resistrance of pipeline API 5L X42 using green inhibitor bawang dayak (Eleutherine americanna Merr.) in 1M HCl. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 105, 012061. doi: https://doi.org/10.1088/1755-1315/105/1/012061
- Kaban, A. P. S., Ridhova, A., Priyotomo, G., Elya, B., Maksum, A., Sadeli, Y. et. al. (2021). Development of white tea extract as green corrosion inhibitor in mild steel under 1 M hydrochloric acid solution. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2 (6 (110)), 6–20. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2021.224435
- Paul Setiawan Kaban, A., Mayangsari, W., Syaiful Anwar, M., Maksum, A., Riastuti, R., Aditiyawarman, T., Wahyuadi Soedarsono, J. (2022). Experimental and modelling waste rice husk ash as a novel green corrosion inhibitor under acidic environment. Materials Today: Proceedings, 62, 4225–4234. doi: https://doi.org/10.1016/j.matpr.2022.04.738
- Rajalakshmi, R., Subhashini, S., Nanthini, M., Srimathi, M. (2009). Inhibiting effect of seed extract of Abrus precatorius on corrosion of aluminium in sodium hydroxide. Oriental Journal of Chemistry, 25 (2). Available at: http://www.orientjchem.org/vol25no2/inhibiting-effect-of-seed-extract-of-abrus-precatorius-on-corrosion-of-aluminium-in-sodium-hydroxide-2/
- Aribo, S., Olusegun, S. J., Ibhadiyi, L. J., Oyetunji, A., Folorunso, D. O. (2017). Green inhibitors for corrosion protection in acidizing oilfield environment. Journal of the Association of Arab Universities for Basic and Applied Sciences, 24 (1), 34–38. doi: https://doi.org/10.1016/j.jaubas.2016.08.001
- Dehghani, A., Bahlakeh, G., Ramezanzadeh, B. (2019). A detailed electrochemical/theoretical exploration of the aqueous Chinese gooseberry fruit shell extract as a green and cheap corrosion inhibitor for mild steel in acidic solution. Journal of Molecular Liquids, 282, 366–384. doi: https://doi.org/10.1016/j.molliq.2019.03.011
- Rustandi, A., Soedarsono, J. W., Suharno, B. (2011). The Use of Mixture of Piper Betle and Green Tea as a Green Corrosion Inhibitor for API X-52 Steel in Aerated 3.5 % NaCl Solution at Various Rotation Rates. Advanced Materials Research, 383-390, 5418–5425. doi: https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/amr.383-390.5418
- Singh, W. P., Bockris, J. O. M. (1996). Toxicity issues of organic corrosion inhibitors: Applications of QSAR model. Conference: National Association of Corrosion Engineers (NACE) annual corrosion conference and exposition: water and waste water industries. Denver. Available at: https://www.osti.gov/biblio/397824-toxicity-issues-organic-corrosion-inhibitors-applications-qsar-model
- Berrissoul, A., Ouarhach, A., Benhiba, F., Romane, A., Zarrouk, A., Guenbour, A. et. al. (2020). Evaluation of Lavandula mairei extract as green inhibitor for mild steel corrosion in 1 M HCl solution. Experimental and theoretical approach. Journal of Molecular Liquids, 313, 113493. doi: https://doi.org/10.1016/j.molliq.2020.113493
- Cherrad, S. et. al. (2015). Unveiling corrosion inhibition properties of the Cupressus Arizonica leaves essential oil for carbon steel in 1.0 M HCl. International Journal of Corrosion and Scale Inhibition. doi: https://doi.org/10.17675/2305-6894-2020-9-2-15
- Schreiner, M., Huyskens-Keil, S. (2006). Phytochemicals in Fruit and Vegetables: Health Promotion and Postharvest Elicitors. Critical Reviews in Plant Sciences, 25(3), 267–278. doi: https://doi.org/10.1080/07352680600671661
- Aourabi, S., Driouch, M., Sfaira, M., Mahjoubi, F., Hammouti, B., Verma, C. et. al. (2021). Phenolic fraction of Ammi visnaga extract as environmentally friendly antioxidant and corrosion inhibitor for mild steel in acidic medium. Journal of Molecular Liquids, 323, 114950. doi: https://doi.org/10.1016/j.molliq.2020.114950
- Mao, T., Huang, H., Liu, D., Shang, X., Wang, W., Wang, L. (2021). Novel cationic Gemini ester surfactant as an efficient and eco-friendly corrosion inhibitor for carbon steel in HCl solution. Journal of Molecular Liquids, 339, 117174. doi: https://doi.org/10.1016/j.molliq.2021.117174
- Jiang, J. et. al. (2020). Optimization of Preparation Method for Ketoaldehyde Amine Condensate High Temperature Corrosion Inhibitor. Oilf. Chem., 37 (02). doi: https://doi.org/10.19346/j.cnki.1000-4092.2020.02.025
- Cornette, P., Costa, D., Marcus, P. (2017). DFT Modelling of Cu Segregation in Al-Cu Alloys Covered by an Ultrathin Oxide Film and Possible Links with Passivity. Metals, 7 (9), 366. doi: https://doi.org/10.3390/met7090366
- Abedini, A., Amiri, H., Karimi, K. (2020). Efficient biobutanol production from potato peel wastes by separate and simultaneous inhibitors removal and pretreatment. Renewable Energy, 160, 269–277. doi: https://doi.org/10.1016/j.renene.2020.06.112
- Pineda Hernández, D. A., Restrepo Parra, E., Arango Arango, P. J., Segura Giraldo, B., Acosta Medina, C. D. (2021). Innovative Method for Coating of Natural Corrosion Inhibitor Based on Artemisia vulgaris. Materials, 14 (9), 2234. doi: https://doi.org/10.3390/ma14092234
- Guo, L., Obot, I. B., Zheng, X., Shen, X., Qiang, Y., Kaya, S., Kaya, C. (2017). Theoretical insight into an empirical rule about organic corrosion inhibitors containing nitrogen, oxygen, and sulfur atoms. Applied Surface Science, 406, 301–306. doi: https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2017.02.134
- Berdimurodov, E., Kholikov, A., Akbarov, K., Guo, L., Kaya, S., Katin, K. P. et. al. (2022). Novel gossypol–indole modification as a green corrosion inhibitor for low–carbon steel in aggressive alkaline–saline solution. Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, 637, 128207. doi: https://doi.org/10.1016/j.colsurfa.2021.128207
- Bhatia, M., Siddiqui, N. A., Gupta, S. (2013). Abrus Precatorius (L.): An Evaluation of Traditional Herb. Indo American Journal of Pharmaceutical Research, 3 (4). Available at: https://lavierebelle.org/IMG/pdf/abrus_precatorius_an_evaluation_of_a_traditional_plant.pdf
- Baran, E., Cakir, A., Yazici, B. (2019). Inhibitory effect of Gentiana olivieri extracts on the corrosion of mild steel in 0.5 M HCl: Electrochemical and phytochemical evaluation. Arabian Journal of Chemistry, 12 (8), 4303–4319. doi: https://doi.org/10.1016/j.arabjc.2016.06.008
- Joseph, B., John, S., Joseph, A., Narayana, B. (2010). Imidazolidine-2-thione as corrosion inhibitor for mild steel in hydrochloric acid. Indian J. Chem. Technol., 17, 366–374. Available at: http://nopr.niscpr.res.in/bitstream/123456789/10452/1/IJCT%2017%285%29%20366-374.pdf
- Poojary, N. G., Kumari, P., Rao, S. A. (2021). 4-Hydroxyl-N′-[(3-Hydroxy-4-Methoxyphenyl) Methylidene] Benzohydrazide] as Corrosion Inhibitor for Carbon Steel in Dilute H2SO4. Journal of Failure Analysis and Prevention, 21, 1264–1273. doi: https://doi.org/10.1007/s11668-021-01166-y
- El Azzouzi, M., Azzaoui, K., Warad, I., Hammouti, B., Shityakov, S., Sabbahi, R. et. al. (2022). Moroccan, Mauritania, and senegalese gum Arabic variants as green corrosion inhibitors for mild steel in HCl: Weight loss, electrochemical, AFM and XPS studies. Journal of Molecular Liquids, 347, 118354. doi: https://doi.org/10.1016/j.molliq.2021.118354
- Palimi, M. J., Tang, Y., Alvarez, V., Kuru, E., Li, D. Y. (2022). Green corrosion inhibitors for drilling operation: New derivatives of fatty acid-based inhibitors in drilling fluids for 1018 carbon steel in CO2-saturated KCl environments. Materials Chemistry and Physics, 288, 126406. doi: https://doi.org/10.1016/j.matchemphys.2022.126406
- Berrissoul, A., Ouarhach, A., Benhiba, F., Romane, A., Guenbour, A., Outada, H. et. al. (2022). Exploitation of a new green inhibitor against mild steel corrosion in HCl: Experimental, DFT and MD simulation approach. Journal of Molecular Liquids, 349, 118102. doi: https://doi.org/10.1016/j.molliq.2021.118102
- Sharma, S., Ganjoo, R., Kr. Saha, S., Kang, N., Thakur, A., Assad, H. et. al. (2021). Experimental and theoretical analysis of baclofen as a potential corrosion inhibitor for mild steel surface in HCl medium. Journal of Adhesion Science and Technology, 1–26. doi: https://doi.org/10.1080/01694243.2021.2000230
- Dahiya, S., Kumar, P., Lata, S., Kumar, R., Dahiya, N., Ahlawat, S. (2017). An exhaustive study of a coupling reagent (1-(3-dimethylaminopropyl) 3-ethylcarbodiimide hydrochloride) as corrosion inhibitor for steel. Indian Journal of Chemical Technology, 24 (3), 327–335. Available at: https://www.researchgate.net/publication/317175437_An_exhaustive_study_of_a_coupling_reagent_1-3-dimethylaminopropyl_3-ethylcarbodiimide_hydrochloride_as_corrosion_inhibitor_for_steel
- Parveen, G., Bashir, S., Thakur, A., Saha, S. K., Banerjee, P., Kumar, A. (2019). Experimental and computational studies of imidazolium based ionic liquid 1-methyl- 3-propylimidazolium iodide on mild steel corrosion in acidic solution. Materials Research Express, 7 (1), 016510. doi: https://doi.org/10.1088/2053-1591/ab5c6a
- Velázquez, J. C., González-Arévalo, N. E., Díaz-Cruz, M., Cervantes-Tobón, A., Herrera-Hernández, H., Hernández-Sánchez, E. (2022). Failure pressure estimation for an aged and corroded oil and gas pipeline: A finite element study. Journal of Natural Gas Science and Engineering, 101, 104532. doi: https://doi.org/10.1016/j.jngse.2022.104532
- Lgaz, H., Chung, I.-M., Albayati, M. R., Chaouiki, A., Salghi, R., Mohamed, S. K. (2020). Improved corrosion resistance of mild steel in acidic solution by hydrazone derivatives: An experimental and computational study. Arabian Journal of Chemistry, 13 (1), 2934–2954. doi: https://doi.org/10.1016/j.arabjc.2018.08.004
- Gu, Y., Xu, Y., Shi, Y., Feng, C., Volodymyr, K. (2022). Corrosion resistance of 316 stainless steel in a simulated pressurized water reactor improved by laser cladding with chromium. Surface and Coatings Technology, 441, 128534. doi: https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2022.128534
- Khast, F., Saybani, M., Sarabi Dariani, A. A. (2022). Effects of copper and manganese cations on cerium-based conversion coating on galvanized steel: Corrosion resistance and microstructure characterizations. Journal of Rare Earths, 40 (6), 1002–1006. doi: https://doi.org/10.1016/j.jre.2021.07.015
- Sharma, S., Ganjoo, R., Kr. Saha, S., Kang, N., Thakur, A., Assad, H., Kumar, A. (2022). Investigation of inhibitive performance of Betahistine dihydrochloride on mild steel in 1 M HCl solution. Journal of Molecular Liquids, 347, 118383. doi: https://doi.org/10.1016/j.molliq.2021.118383
- Elemike, E. E., Nwankwo, H. U., Onwudiwe, D. C. (2019). Synthesis and comparative study on the anti-corrosion potentials of some Schiff base compounds bearing similar backbone. Journal of Molecular Liquids, 276, 233–242. doi: https://doi.org/10.1016/j.molliq.2018.11.161
- Li, X.-H., Deng, S.-D., Fu, H. (2010). Inhibition by Jasminum nudiflorum Lindl. leaves extract of the corrosion of cold rolled steel in hydrochloric acid solution. Journal of Applied Electrochemistry, 40 (9), 1641–1649. doi: https://doi.org/10.1007/s10800-010-0151-5
- Shahmoradi, A. R., Ranjbarghanei, M., Javidparvar, A. A., Guo, L., Berdimurodov, E., Ramezanzadeh, B. (2021). Theoretical and surface/electrochemical investigations of walnut fruit green husk extract as effective inhibitor for mild-steel corrosion in 1M HCl electrolyte. Journal of Molecular Liquids, 338, 116550. doi: https://doi.org/10.1016/j.molliq.2021.116550
- Salmasifar, A., Edraki, M., Alibakhshi, E., Ramezanzadeh, B., Bahlakeh, G. (2021). Combined electrochemical/surface investigations and computer modeling of the aquatic Artichoke extract molecules corrosion inhibition properties on the mild steel surface immersed in the acidic medium. Journal of Molecular Liquids, 327, 114856. doi: https://doi.org/10.1016/j.molliq.2020.114856
- Chauhan, D. S., Verma, C., Quraishi, M. A. (2021). Molecular structural aspects of organic corrosion inhibitors: Experimental and computational insights. Journal of Molecular Structure, 1227, 129374. doi: https://doi.org/10.1016/j.molstruc.2020.129374
- Ma, I. A. W., Ammar, S., Kumar, S. S. A., Ramesh, K., Ramesh, S. (2021). A concise review on corrosion inhibitors: types, mechanisms and electrochemical evaluation studies. Journal of Coatings Technology and Research, 19 (1), 241–268. doi: https://doi.org/10.1007/s11998-021-00547-0
- Khamseh, S., Alibakhshi, E., Ramezanzadeh, B., Sari, M. G., Nezhad, A. K. (2020). Developing a Graphite like Carbon:Niobium thin film on GTD-450 stainless steel substrate. Applied Surface Science, 511, 145613. doi: https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2020.145613
- Haque, J., Verma, C., Srivastava, V., Nik, W. B. W. (2021). Corrosion inhibition of mild steel in 1M HCl using environmentally benign Thevetia peruviana flower extracts. Sustainable Chemistry and Pharmacy, 19, 100354. doi: https://doi.org/10.1016/j.scp.2020.100354
- Hamani, H., Douadi, T., Al-Noaimi, M., Issaadi, S., Daoud, D., Chafaa, S. (2014). Electrochemical and quantum chemical studies of some azomethine compounds as corrosion inhibitors for mild steel in 1M hydrochloric acid. Corrosion Science, 88, 234–245. doi: https://doi.org/10.1016/j.corsci.2014.07.044
- Asadi, N., Ramezanzadeh, M., Bahlakeh, G., Ramezanzadeh, B. (2019). Utilizing Lemon Balm extract as an effective green corrosion inhibitor for mild steel in 1M HCl solution: A detailed experimental, molecular dynamics, Monte Carlo and quantum mechanics study. Journal of the Taiwan Institute of Chemical Engineers, 95, 252–272. doi: https://doi.org/10.1016/j.jtice.2018.07.011
- Sims, R., Harmer, S., Quinton, J. (2019). The Role of Physisorption and Chemisorption in the Oscillatory Adsorption of Organosilanes on Aluminium Oxide. Polymers, 11 (3), 410. doi: https://doi.org/10.3390/polym11030410
- Alrefaee, S. H., Rhee, K. Y., Verma, C., Quraishi, M. A., Ebenso, E. E. (2021). Challenges and advantages of using plant extract as inhibitors in modern corrosion inhibition systems: Recent advancements. Journal of Molecular Liquids, 321, 114666. doi: https://doi.org/10.1016/j.molliq.2020.114666
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2022 Rini Riastuti, Dinar Setiawidiani, Johny Wahyuadi Soedarsono, Sidhi Aribowo, Agus Paul Setiawan Kaban
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.
Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.