Investigação do extrato de Dracocephalum baseado em volume e tamanho nanométrico como inibidor de corrosão verde para aço-carbono em diferentes meios corrosivos

Scientific Reports volume 13, Artigo número: 913 (2023) Citar este artigo

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Nos últimos anos, os inibidores de corrosão verdes derivados de recursos vegetais naturais têm despertado muito interesse. No presente trabalho, inicialmente, investigamos o comportamento de corrosão do aço-carbono (st-37) na presença e ausência de extrato de Dracocephalum com base no tamanho do volume como inibidor de corrosão em dois ambientes ácidos amplamente utilizados (0,5 M H2SO4, e HCl 1,0 M), à temperatura ambiente. Em seguida, usamos o extrato de Dracocephalum com base no tamanho nanométrico para reduzir a concentração ideal do inibidor, aumentar a resistência à corrosão e a eficiência. O extrato de Dracocephalum não contém metais pesados ​​ou outros compostos tóxicos, e também boas características como baixo custo, ecologicamente correto e ampla disponibilidade, tornam-no um candidato natural adequado como um inibidor verde ambientalmente seguro. O comportamento anticorrosivo foi avaliado por espectroscopia de impedância eletroquímica (EIS) e polarização potenciodinâmica (PP). Em todos os estudos, a eficiência inibitória (IE%) aumentou à medida que a dose do extrato foi aumentada. Mas com o uso do nanoextrato, além de manter a alta eficiência, a quantidade de inibidor foi reduzida significativamente. O IE% mais alto é de 94% na melhor dose de extrato nano (75 ppm), mas o IE% mais alto é de 89% na melhor dose do extrato a granel (200 ppm) em solução de H2SO4. Além disso, para a solução de HCl, o maior IE% é 88% na melhor dose de nanoextrato (100 ppm), mas o maior IE% é 90% na melhor dose do extrato a granel (400 ppm), pelo método de polarização . Os resultados do PP sugerem que este composto tem efeito tanto nos processos anódicos quanto nos catódicos, e que é adsorvido na superfície do aço-carbono de acordo com a isoterma de adsorção de Langmuir. Microscopia óptica, análise de microscopia eletrônica de varredura (MEV) e um espectro de reflexão UV-Visível sólido foram utilizados para investigar a morfologia da superfície das ligas.

A corrosão ceifou vidas e riquezas em praticamente todos os setores técnicos no passado1. A corrosão é definida como a deterioração de metais e ligas como resultado de interações químicas e físicas com o meio ambiente. As reações anódicas e catódicas são os processos químicos que criam esse comportamento2. Não só isso, mas as despesas de recuperação de equipamentos de produção danificados pela corrosão contribuíram significativamente para o produto interno bruto de um país. Como resultado, todos devem estar atentos para se oporem a este ato perigoso, fazendo um estudo periódico sobre a sua resolução final1.

Devido às suas grandes qualidades mecânicas e elétricas, os metais são frequentemente utilizados nas atividades humanas3. O aço-carbono é o metal mais utilizado nas principais empresas industriais devido à sua relação custo-benefício e excelentes propriedades mecânicas. Porém, devido à sua baixa resistência à corrosão, principalmente em ambientes ácidos e alcalinos, sua aplicação tem sido restrita4. A utilização de soluções ácidas em aplicações industriais tem sido utilizada principalmente para estudar a ocorrência de mecanismos de inibição da corrosão do aço macio em ambientes ácidos. O processo de refinação do petróleo bruto, por exemplo, resulta em diversas condições corrosivas. Na maioria das situações, a corrosão em refinarias é causada por ácidos potentes que atacam a superfície do equipamento5.

Para evitar a corrosão dos metais, muitos métodos foram concebidos após análise das diferentes formas de corrosão2. Esses métodos incluem: inibidores, proteção elétrica, revestimento de superfície, projeto de equipamentos e seleção de materiais6. Inibidores são produtos químicos que, quando aplicados em pequenas quantidades em condições corrosivas, inibem processos de corrosão eletroquímica em superfícies metálicas1,7.

O uso de inibidores de corrosão é uma forma econômica de reduzir a taxa de corrosão, proteger as superfícies metálicas contra a corrosão e, em última análise, proteger equipamentos industriais em ambientes agressivos8. Os inibidores atuam na interface entre a solução aquosa corrosiva e o metal, influenciando os procedimentos do processo eletroquímico por adsorção na superfície do metal9. Os grupos funcionais polares10, que ajudam a reduzir a sensibilidade de uma superfície metálica à corrosão, são centros de reatividade que garantem a estabilidade desse processo de adsorção11,12.