Caractéristiques d'atténuation de la corrosion de certains nouveaux dérivés d'organosélénium thiourée pour le décapage acide de l'acier C1018 via une étude expérimentale et théorique

Rapports scientifiques volume 13, Numéro d'article : 9058 (2023) Citer cet article

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Deux dérivés d'organosélénium thiourée, la 1-(4-(méthylsélanyl)phényl)-3-phénylthiourée (DS036) et la 1-(4-(benzylsélanyl)phényl)-3-phénylthiourée (DS038) ont été produits et catégorisés par FTIR et RMN (1H et 13C). L'efficacité des deux composés ci-dessus en tant qu'inhibiteurs de corrosion de l'acier au C dans le HCl molaire a été évaluée à l'aide des techniques de polarisation potentiodynamique (PD) et de spectroscopie d'impédance électrochimique (EIS). Les résultats de PD indiquent que DS036 et DS038 ont des fonctionnalités de type mixte. Les résultats de l'EIS montrent que l'augmentation de leur dose modifie non seulement la résistance de polarisation de l'acier C de 18,53 à 363,64 et 463,15 Ω cm2, mais modifie également la capacité de la double couche de 710,9 à 49,7 et 20,5 μF cm−2 en cas d'apparition de 1,0 mM de DS036. et DS038, respectivement. À une dose de 1,0 mM, les dérivés d'organosélénium-thiourée présentaient l'efficacité d'inhibition la plus élevée de 96,65 % et 98,54 %. L'adsorption des molécules inhibitrices s'est déroulée le long de l'isotherme de Langmuir sur le substrat en acier. L'énergie sans adsorption du processus d'adsorption était également prévue et indiquait une adsorption chimique et physique combinée sur l'interface acier C. Les études FE-SEM soutiennent les capacités d’adsorption et de protection des systèmes inhibiteurs de molécules à base d’OSe. Les calculs In Silico (simulations DFT et MC) ont exploré l'attraction entre les dérivés organosélénium-thiourée étudiés et les anions de solution corrosifs sur une surface de Fe (110). Les résultats obtenus montrent que ces composés peuvent constituer une surface de prévention appropriée et contrôler le taux de corrosion.

D'excellentes qualités mécaniques font de l'acier au carbone (acier C) un matériau incontournable avec un large champ d'utilisation dans différents domaines, notamment les secteurs maritime et pétrolier1. Les aciers C sont facilement corrodés dans les environnements acides, principalement dans l'acide chlorhydrique utilisé pour le décapage industriel, le détartrage acide, le nettoyage et l'acidification des puits de pétrole2. Le coût annuel des pertes pourrait être estimé à plusieurs milliards de dollars3. Bien que de nombreuses stratégies, notamment le revêtement et le dépôt, aient été créées pour empêcher la corrosion des métaux4,5,6,7, l'utilisation d'inhibiteurs de corrosion reste l'une des stratégies les meilleures et les plus efficaces8,9. Les inhibiteurs de corrosion se distinguent par leur forte capacité d’adhésion sur les surfaces métalliques. Le taux de corrosion est immédiatement réduit lorsque l’inhibiteur est ajouté en quantités modestes, car il prévient rapidement la corrosion10.

En raison de leur abondance dans les centres d’adsorption, tels que les hétéroatomes (soufre, oxygène et azote), les molécules organiques sont fréquemment utilisées comme inhibiteurs efficaces de corrosion pour l’acier doux dans des conditions aqueuses. Cela rend les inhibiteurs rentables7,11,12. Les contacts mutuels entre la surface métallique et la couche organique, qui sont contrôlés par un mécanisme d'adsorption, peuvent ralentir considérablement la vitesse des réactions de corrosion anodique et cathodique à l'interface métal/solution13,14. Alors que les techniques électrochimiques telles que la spectroscopie d'impédance électrochimique et la polarisation potentiodynamique peuvent mesurer le taux de corrosion, les simulations théoriques peuvent mesurer les interactions entre les métaux et les inhibiteurs15.

Les hybrides d'organosélénium (OSe) ont récemment attiré beaucoup d'attention en raison de leurs diverses applications, notamment en chimie matérielle et médicinale16,17. Les caractéristiques et propriétés redox sans précédent du sélénium (Se) ont assuré les applications biochimiques et industrielles potentielles des agents OSe18. L’électronégativité plus faible et la taille plus grande du Se par rapport à ses analogues soufre, azote et phosphore sont les principales raisons de sa polarisabilité plus élevée et donc de sa nucléophilie17. Par conséquent, les composés organosélénium (OSe) sont généralement de bons nucléophiles et possèdent des activités catalytiques et chélatrices potentielles . Contrairement au soufre, le Se est un semi-conducteur et présente des propriétés photoconductrices et photovoltaïques. Il est donc largement utilisé dans la science des matériaux et l'électronique, comme les cellules solaires, les batteries sodium-ion, les photocellules et les photomètres17.