T¹p chÝ Hãa häc, T. 45 (5), Tr. 624 - 627, 2007<br />
<br />
<br />
KH¶O S¸T KH¶ N¨NG øC CHÕ ¡N MßN THÐP CT3<br />
cña bèn DÉN XUÊT AMIT tõ AXIT BÐO Tæng hîp C8÷C18<br />
§Õn Tßa so¹n 20-7-2007<br />
§inh V¨n Kha1, NguyÔn ThÕ Nghiªm1, Ng« ThÞ ThuËn2, Lª Xu©n QuÕ3<br />
1<br />
Trung T©m Khoa häc Kü thuËt & C«ng nghÖ Qu©n sù<br />
2<br />
Tr,êng §¹i häc KHTN, §¹i häc Quèc gia H1 Néi<br />
3<br />
ViÖn Kü thuËt NhiÖt ®íi, H1 Néi<br />
<br />
<br />
Summary<br />
Inhibition ability of mild steel corrosion of 4 amides (RCONH2 (marked as A4), RCONH–<br />
CH2–CH2OH (marked as A5), RCON(CH2–CH2OH)2 (marked as 6b) and RCONH–(CH2)2–NH–<br />
COR (marked as 7c) prepared as derivatives from aliphatic acid oxidatively synthesized from n-<br />
paraffin of Vietnam crude oil, has been examined by electrochemical methods. The corrosion test<br />
has been performed in chloride 3% solution at room temperature. The inhibition efficiency has<br />
been evaluated through corrosion potential Ecor, corrosion current icor and some other corrosion<br />
parameters. It is found that derivative 7c has the best inhibition ability.<br />
<br />
<br />
I - Giíi thiÖu 1) Amit tõ axit bÐo v ure (kÝ hiÖu l A4):<br />
RCONH2 ;<br />
Tæng hîp v kh¶o s¸t chÊt øc chÕ ¨n mßn ® 2) Amit tõ axit bÐo v etanolamin (kÝ hiÖu l<br />
® îc nhiÒu t¸c gi¶ nghiªn cøu v ng y c ng A5): RCONH–CH2–CH2OH ;<br />
® îc quan t©m ph¸t triÓn ë n íc ta [1 - 3]. C¸c<br />
3) Amit tõ axit bÐo v dietanolamin (kÝ hiÖu<br />
hîp chÊt chøa nit¬ nh c¸c amin, amit l nh÷ng<br />
l 6b) RCON(CH2–CH2OH)2 ;<br />
hîp chÊt cã kh¶ n¨ng øc chÕ ¨n mßn kim lo¹i<br />
víi hiÖu qu¶ kh¸ cao [4]. C¸c hîp chÊt n y cã 4) Amit tõ axit bÐo v etylendiamin (kÝ hiÖu<br />
thÓ ® îc chÕ t¹o tõ c¸c axit bÐo, l nh÷ng chÊt l 7c) RCO-NH-(CH2)2-NH-COR.<br />
ho¹t ®éng bÒ mÆt m¹nh cã kh¶ n¨ng øc chÕ ¨n Kh¶ n¨ng øc chÕ ¨n mßn nh«m v ®ång cña<br />
mßn kim lo¹i ë møc ®é nhÊt ®Þnh. Kh¶ n¨ng øc 4 dÉn xuÊt trªn ® ® îc kh¶o s¸t trong m«i<br />
chÕ b¶o vÖ chèng ¨n mßn cña chóng phô thuéc tr êng muèi NaCl 3% [6, 7]. KÕt qu¶ cho thÊy<br />
v o th nh phÇn v cÊu tróc ph©n tö, v× vËy thay ®èi víi Al møc ®é øc chÕ ¨n mßn t¨ng theo thø<br />
®æi nhãm thÕ, vÞ trÝ c¸c nhãm chøc cã thÓ c¶i tù 6b = 7c > A5 > A4, trong ®ã mÉu 7c cã hiÖu<br />
t¹o ®¸ng kÓ ®Õn kh¶ n¨ng øc chÕ ¨n mßn kim qu¶ øc chÕ cao nhÊt. §èi víi Cu møc ®é øc chÕ<br />
lo¹i. ¨n mßn t¨ng dÇn theo thø tù A5 A4 > 6b,<br />
trong ®ã mÉu A5 cã hiÖu qu¶ øc chÕ ®¹t tõ 80%<br />
Oxi hãa n-parafin dÇu th« ViÖt Nam thu<br />
®Õn trªn 95%.<br />
® îc axit bÐo RCOOH trong ®ã R cã sè nguyªn<br />
tö cacbon tõ 7 ÷ 17, tõ ®ã tiÕp tôc ph¶n øng amit B i b¸o n y ®Ò cËp ®Õn kÕt qu¶ ®¸nh gi¸ kh¶<br />
hãa víi c¸c amin kh¸c nhau t¹o ® îc c¸c amit. n¨ng øc chÕ ¨n mßn thÐp x©y dùng CT-3 trong<br />
m«i tr êng muèi NaCl 3% cña 4 dÉn xuÊt amit<br />
Bèn dÉn xuÊt sau ®©y [5] ® îc tæng hîp: trªn ®©y.<br />
624<br />
II - Ph'¬ng ph¸p thùc nghiÖm Nh vËy tõ kÕt qu¶ ®o Ecor cho thÊy vÒ mÆt<br />
nhiÖt ®éng häc c¶ 4 mÉu ®Òu cã kh¶ n¨ng øc chÕ<br />
Dung dÞch nghiªn cøu l n íc muèi NaCl ¨n mßn clorua ®èi víi thÐp CT-3.<br />
3%. C¸c chÊt øc chÕ ® îc hßa trong dung dÞch 2. §o ph©n cùc tuyÕn tÝnh x¸c ®Þnh dßng ¨n<br />
®o víi nång ®é cao nhÊt 1 g/l. C¸c phÐp ®o ®Òu mßn icor<br />
® îc thùc hiÖn t¹i nhiÖt ®é phßng.<br />
Ph©n cùc tuyÕn tÝnh x¸c ®Þnh dßng ¨n mßn<br />
Kh¶ n¨ng øc chÕ ¨n mßn cña c¸c mÉu amit<br />
icor ® îc chän víi vËn tèc quÐt 0,1 mV/s trong<br />
® îc ®¸nh gi¸ b»ng ph ¬ng ph¸p ®iÖn thÕ ¨n kho¶ng thÕ gÇn víi ®iÖn thÕ ¨n mßn Ecor (qu¸ thÕ<br />
mßn Ecorr, dßng ¨n mßn icor, tæng trë ®iÖn hãa v<br />
= ±20 mV). B»ng fitting víi phÇn mÒm GPES<br />
ph©n cùc tõng nÊc (step polarisation) [9], sau<br />
theo c«ng thøc Buttler-Volmer cã thÓ x¸c ®Þnh<br />
®©y gäi l ph©n cùc step. ThiÕt bÞ ®o l hÖ m¸y<br />
® îc dßng ¨n mßn icor v mét sè th«ng sè ®éng<br />
AUTOLAP 30.<br />
häc ¨n mßn kh¸c. § êng ph©n cùc tuyÕn tÝnh<br />
Kim lo¹i ® îc sö dông l m ®iÖn cùc nghiªn (d¹ng ® êng Tafel) cña mÉu thÐp trong dung<br />
cøu l thÐp x©y dùng CT-3 th«ng dông. §iÖn dÞch nghiªn cøu ® îc giíi thiÖu trong h×nh 2.<br />
cùc l m viÖc ® îc bäc epoxy chøa bÒ mÆt ho¹t<br />
hãa 2 cm2, ® îc ®¸nh bãng c¬ häc trªn giÊy 1E-4<br />
nh¸m 600, 800, 1000, sau ®ã röa b»ng n íc cÊt,<br />
etanol, thÊm kh« b»ng giÊy läc, v b¶o qu¶n 1E-5<br />
i, A<br />
trong b×nh hót Èm. B×nh ®o ®iÖn hãa l hÖ ba<br />
1E-6<br />
®iÖn cùc, ®iÖn cùc calomen b o ho v ®iÖn cùc<br />
®èi l Pt. 1E-7<br />
A0<br />
7c 6b 4A 5A Ct3<br />
III - KÕt qu¶ v0 th¶o luËn 1E-8<br />
-580 -560 -540 -520<br />
1. §o ®iÖn thÕ ¨n mßn Ecor E, mV/SCE<br />
BiÕn thiªn ®iÖn thÕ ¨n mßn mÉu thÐp trong H×nh 2: § êng cong ph©n cùc d¹ng ® êng Tafel<br />
1200 gi©y ®Çu ® îc giíi thiÖu trong h×nh 1. MÉu cña mÉu thÐp trong dung dÞch 3% NaCl, víi c¸c<br />
A0 ®èi chøng kh«ng cã chÊt øc chÕ, cã gi¸ trÞ mÉu cã v kh«ng cã (A0) c¸c chÊt øc chÕ ¨n<br />
Ecor thÊp nhÊt, tiÕp theo l ®Õn mÉu 7c v 6b. mßn amit<br />
Thø tù gi¶m dÇn cña ®iÖn thÕ ¨n mßn l A4 = HiÖu qu¶ øc chÕ ¨n mßn H ® îc tÝnh theo<br />
A5 > 6b > 7c > A0. VÒ mÆt nhiÖt ®éng häc [4, c«ng thøc:<br />
8, 9] kh¶ n¨ng øc chÕ ¨n mßn cña c¸c dÉn xuÊt<br />
icorA0 icor<br />
amit còng cã thÓ ® îc s¾p xÕp tu©n theo thø tù H= i<br />
100 , %<br />
trªn ®©y. icorA0<br />
trong ®ã icorA0 l dßng ¨n mßn cña mÉu ®èi<br />
-480<br />
chøng, icor-i l dßng ¨n mßn ®o trong dung dÞch<br />
cã chÊt øc chÕ amit. BiÕn ®éng cña hiÖu qu¶ øc<br />
Ecor, V/SCE<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
-500 A4 chÕ ¨n mßn H ® îc tr×nh b y cïng víi dßng ¨n<br />
-520 mßn trong h×nh 3.<br />
A5<br />
-540 KÕt qu¶ cho thÊy c¸c mÉu amit ®Òu øc chÕ<br />
cor<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
6b<br />
-560 ¨n mßn mÉu thÐp CT3 ë møc ®é kh¸c nhau, phï<br />
7c<br />
-580 A0<br />
hîp víi kÕt qu¶ ®o Ecor. MÉu 6b v 7c cho dßng<br />
0 400 800 1200<br />
¨n mßn nhá nhÊt. HiÖu qu¶ øc chÕ cao nhÊt ®¹t<br />
t, s trªn 60% (mÉu 6b v 7c). §èi víi ¨n mßn thÐp<br />
H×nh 1: BiÕn thiªn ®iÖn thÕ ¨n mßn thÐp CT-3 CT3 trong dung dÞch cã møc ®é x©m thùc Cl-<br />
trong dung dÞch nghiªn cøu m¹nh, hiÖu qu¶ øc chÕ ¨n mßn thÐp CT3 cña<br />
mét chÊt øc chÕ ®¬n ®¹t ® îc trªn 50% ® cã ý<br />
625<br />
nghÜa thùc tÕ cao [4], cÇn ® îc nghiªn cøu phèi tÝnh tõ Rct ® îc giíi thiÖu trong h×nh 6.<br />
hîp víi c¸c th nh phÇn kh¸c.<br />
<br />
RS Cdl<br />
18<br />
60<br />
16<br />
H Rct<br />
icor, µA<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
14<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
H, %<br />
40<br />
12 H×nh 5: M¹ch ®iÖn t ¬ng ® ¬ng cña tæng trë<br />
10 icor 20 mÉu thÐp trong dung dÞch nghiªn cøu<br />
8 0<br />
6<br />
A0 A4 A5 6b 7c 60 HR<br />
ct 1.5k<br />
MÉu<br />
H×nh 3: So s¸nh dßng ¨n mßn cña c¸c mÉu v<br />
<br />
<br />
HR , %<br />
40<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
Rct,<br />
hiÖu qu¶ øc chÕ H x¸c ®Þnh ® îc Rct<br />
<br />
<br />
ct<br />
20 1.0k<br />
3. §o tæng trë ®iÖn hãa x¸c ®Þnh ®iÖn trë<br />
chuyÓn ®iÖn tÝch Rct<br />
0<br />
Tæng trë ®iÖn hãa x¸c ®Þnh Rct ® îc ®o 500.0<br />
trong kho¶ng tÇn sè 50000 Hz ®Õn 5 mHz, víi A0 A4 A5 6b 7c<br />
biªn ®é E = 5 mV t¹i ®iÖn thÕ ¨n mßn. KÕt qu¶<br />
cho thÊy tæng trë ®o trong dung dÞch kh«ng cã MÉu<br />
øc chÕ (A0) lu«n thÊp h¬n trong dung dÞch cã H×nh 6: §iÖn trë Rct v hiÖu qu¶ øc chÕ t ¬ng<br />
c¸c amit (h×nh 4). X¸c ®Þnh ®iÖn trë chuyÓn ®iÖn øng cña c¸c mÉu amit trong c¸c dung dÞch<br />
tÝch Rct trªn ®å thÞ Bode (h×nh 4) sÏ cã sai sè lín nghiªn cøu<br />
bëi logZ vÉn cã chiÒu h íng tiÕp tôc t¨ng.<br />
KÕt qu¶ nghiªn cøu b»ng tæng trë cho thÊy<br />
6b A4 A0 c¸c mÉu øc chÕ ®Òu cã ®iÖn trë chuyÓn ®iÖn tÝch<br />
3 7c A4 kh¸ cao, t ¬ng øng víi kÕt qu¶ ®o dßng ¨n mßn<br />
A5 A5 icor v phï hîp víi kÕt qu¶ ®o Ecor.<br />
6b<br />
2 A0<br />
logZ,<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
7c<br />
4. §¸nh gi¸ kh¶ n¨ng øc chÕ ¨n mßn b»ng<br />
ph©n cùc step<br />
1<br />
§ êng cong ph©n cùc step iST - , víi iST l<br />
dßng hßa tan æn ®Þnh v l ®iÖn thÕ ph©n cùc<br />
-3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 step, cña c¸c mÉu ® îc giíi thiÖu trªn h×nh 7.<br />
logf, Hz BiÕn thiªn iST - (thang log) cã d¹ng ® êng<br />
H×nh 4: Phæ tæng trë Bode cña mÉu tuyÕn tÝnh cho thÊy vïng ph©n cùc trong<br />
thÐp trong c¸c dung dÞch nghiªn cøu kho¶ng 0 mV – 200 mV phï hîp víi ph ¬ng<br />
tr×nh Tafel, cho phÐp dÔ d ng so s¸nh hiÖu qu¶<br />
D¹ng ® êng Bode cña tæng trë cho thÊy øc chÕ. BiÕn thiªn cña hiÖu qu¶ øc chÕ ¨n mßn<br />
m¹ch ®iÖn t ¬ng ® ¬ng cña hÖ gåm cÆp ®iÖn HST tÝnh tõ kÕt qu¶ ®o step ® îc tr×nh b y trong<br />
dung Cdl m¾c song song víi ®iÖn trë chuyÓn h×nh 8.<br />
®iÖn tÝch Rct, v nèi tiÕp víi ®iÖn trë dung dÞch §iÒu ®¸ng l u ý l kh¶ n¨ng øc chÕ ¨n mßn<br />
RS (h×nh 5). Rct ® îc x¸c ®Þnh b»ng fitting sè cña c¸c mÉu amit t¨ng lªn cïng víi ®é ph©n cùc.<br />
liÖu thùc nghiÖm víi phÇn mÒm FRA theo s¬ ®å Víi ph©n cùc cao, hiÖu qu¶ øc chÕ cña c¶ 4 mÉu<br />
m¹ch ®iÖn n y. øc chÕ ®Òu t¨ng. Nh vËy ®èi víi thÐp CT-3, c¶<br />
BiÕn thiªn cña Rct v hiÖu qu¶ øc chÕ HRct 4 dÉn xuÊt amit ®Òu cã kh¶ n¨ng øc chÕ ¨n mßn<br />
626<br />
tiÕp xóc (Galvani). §iÒu ®ã cho phÐp sö dông mÉu 7c cã hiÖu qu¶ øc chÕ cao nhÊt. C¶ bèn<br />
c¸c chÊt øc chÕ n y trong c¸c hÖ thèng c«ng chÊt øc chÕ ®Òu cho hiÖu qu¶ b¶o vÖ cao, t¨ng<br />
nghiÖp phøc hîp cã thÓ xuÊt hiÖn ¨n mßn tiÕp theo møc ®é ph©n cùc anot trong vïng = 0 ÷<br />
xóc. 200 mV, chøng tá kh¶ n¨ng øc chÕ rÊt hiÖu qu¶<br />
¨n mßn tiÕp xóc ®èi víi mÉu thÐp CT-3.<br />
-2<br />
1x10 0<br />
5A T0i liÖu tham kh¶o<br />
iST, A<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
-3<br />
1x10<br />
6b<br />
-4 1. §Æng Nh T¹i, NguyÔn V¨n Ngäc, TrÇn<br />
1x10 Th¹ch V¨n, NguyÔn §×nh Th nh, Ph¹m Duy<br />
-5 Nam, Lª Xu©n QuÕ. T¹p chÝ Hãa Häc, T.<br />
1x10<br />
38, (1), tr. 48 - 52, 2000.<br />
-6<br />
CT3<br />
1x10 2. Dang Nhu Tai, and co-aouters. Vietnamese<br />
0 50 100 150 200 J. Chem., Vol. 44 (5), P. 638 - 641 (2006);<br />
= E- E0, mV and Vol. 44 (5), P. 660 - 664 (2006).<br />
H×nh 7: § êng cong ph©n cùc step iST- cña 3. Ph¹m V¨n Hoan, Chu ThÞ H»ng, Vò Quèc<br />
mÉu thÐp CT-3 trong c¸c dung dÞch nghiªn cøu Trung, U«ng V¨n Vü, Lª Xu©n QuÕ, TuyÓn<br />
tËp c«ng tr×nh KH HN to n quèc 2 “¡n mßn<br />
100 v b¶o vÖ kim lo¹i víi héi nhËp kinh tÕ”, §<br />
N½ng 7-8 th¸ng 4 n¨m 2007, tr. 141-146<br />
6b 4A<br />
HST, %<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
80 4. H. H. Uhlig. Corrosion and protection,<br />
7c Dunod, Paris (1970).<br />
ST<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
60 5A<br />
5. §inh V¨n Kha, NguyÔn ThÕ Nghiªm, Ng«<br />
ThÞ ThuËn. Nghiªn cøu tæng hîp c¸c d n<br />
xuÊt amit trªn c¬ së c¸c axit bÐo C8÷C18<br />
40 CT3 l m phô gia øc chÕ ¨n mßn kim lo¹i, b i göi<br />
0 50 100 150 200 HN Khoa häc v C«ng nghÖ Hãa h÷u c¬<br />
, mV to n quèc IV, H Néi 2007<br />
6. §inh V¨n Kha, NguyÔn ThÕ Nghiªm, Ng«<br />
H×nh 8: HiÖu qu¶ øc chÕ HST phô thuéc v o qu¸<br />
ThÞ ThuËn, Lª Xu©n QuÕ. T¹p chÝ Hãa häc<br />
thÕ ph©n cùc øng dông, H Néi (2007).<br />
IV - KÕt luËn 7. §inh V¨n Kha, NguyÔn ThÕ Nghiªm, Ng«<br />
ThÞ ThuËn, U«ng V¨n Vü, Lª Xu©n QuÕ,<br />
§ kh¶o s¸t kh¶ n¨ng øc chÕ ¨n mßn thÐp Kh¶o s¸t kh¶ n¨ng øc chÕ ¨n mßn hîp kim<br />
CT-3 cña bèn dÉn xuÊt amit (A4, A5, 6b, 7c) ®ång thanh cña mét sè dÉn xuÊt amit tõ axit<br />
cña axit bÐo tæng hîp tõ parafin dÇu th« ViÖt bÐo tæng hîp C8÷C18, B i göi HN Khoa<br />
Nam, trong dung dÞch muèi NaCl 3% b»ng häc v C«ng nghÖ Hãa h÷u c¬ to n quèc IV,<br />
ph ¬ng ph¸p ®iÖn hãa: ®o ®iÖn thÕ ¨n mßn Ecor, H Néi 2007<br />
dßng ¨n mßn icor, tæng trë ®iÖn hãa v ph©n cùc 8. Corrosion Handbook. John Wiley and Sons<br />
step. KÕt qu¶ cho thÊy c¸c amit ®Òu cã kh¶ n¨ng (2000).<br />
øc chÕ ¨n mßn mÉu thÐp, c¶ vÒ mÆt nhiÖt ®éng 9. A. J. Bard, L. R. Falkner. Electrochemical<br />
häc v ®éng häc. methods fundamentals and applications,<br />
Cã thÓ s¾p xÕp møc ®« øc chÕ ¨n mßn mÉu Second edition, printed in the United States<br />
thÐp theo thø tù 7c > 6b > A4 > A5, trong ®ã of America (2001).<br />
<br />
<br />
<br />
627<br />
Thêm vào BST
Báo xấu
Download
Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ
