Novo ZrO2

Scientific Reports volume 12, Número do artigo: 9274 (2022) Citar este artigo

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Nós relatamos a síntese verde do novo nanocompósito de ZrO2-Glicina referido como ZrO2-Gly NC seguido por sua caracterização usando difração de raios X (XRD), espectroscopia de infravermelho por transformada de Fourier (FT-IR), SEM/EDX e microscopia eletrônica de transmissão ( técnicas TEM). Além disso, o efeito de inibição da concentração variável de ZrO2-Gly NC na corrosão do aço macio (MS) em 1 M HCl foi investigado por perda de peso e medições eletroquímicas a 40–80 °C. A porcentagem de eficácia de inibição de NC aumentou com o aumento da concentração e temperatura e atingiu cerca de 81,01% a 500 ppm a 70 °C, que diminuiu a 80 °C e exibiu 73,5% de eficiência de inibição. De acordo com as medidas de polarização, o ZrO2-Gly NC investigado funciona como um inibidor do tipo misto com reação predominantemente inibidora da reação catódica. Além disso, a análise da isoterma de adsorção indicou que a adsorção foi espontânea e seguiu a isoterma de adsorção de Langmuir. Além disso, a medição do ângulo de contato revelou a propriedade repelente à água do inibidor investigado. O estudo morfológico da superfície via micrografia SEM-EDS afirmou o aparecimento de uma superfície lisa na presença de meios inibidos sugerindo a formação de filme protetor pela adsorção de ZrO2-Gly NC na superfície do MS mesmo em temperatura mais elevada.

As operações de decapagem e limpeza/desincrustação geralmente usam soluções à base de ácido1. O principal problema com o uso de soluções ácidas é que elas são excessivamente agressivas, resultando em uma quebra indesejada do metal. Devido às suas excelentes capacidades mecânicas e baixo custo, o aço carbono (MS) é o metal mais amplamente utilizado em uma variedade de indústrias, incluindo petróleo, alimentos, geração de energia, química e eletroquímica. Como resultado, aumentar a vida útil do aço contra a corrosão tem sido um desafio fundamental para a pesquisa e a indústria, pois a corrosão causa perda significativa de metal e falha catastrófica prematura, resultando em altos custos de substituição e problemas ambientais. A corrosão causa perdas financeiras significativas todos os anos em todo o mundo. As despesas com corrosão foram previstas em US$ 2,5 trilhões em 2015, representando 3,4% do PIB mundial. Este valor exclui acidentes, paradas inesperadas e poluentes ambientais. Proteção catódica, revestimentos e uso de inibidores de corrosão são procedimentos comuns para reduzir o risco de corrosão2,3. Essas soluções têm muitas vantagens, mas também algumas desvantagens, portanto, motivam novas pesquisas para melhorar o desempenho anticorrosivo. Os inibidores de corrosão podem ajudar a prolongar a vida útil do equipamento em ambientes hostis, reduzir os riscos ambientais, econômicos, de saúde e de segurança associados a falhas de corrosão e permitir o uso de aço de baixo custo em vez de ligas resistentes à corrosão4.

O estudo da literatura revela que vários relatórios estão disponíveis descrevendo o efeito anticorrosivo de aminoácidos5,6, biopolímeros7,8, extratos de plantas9,10, metais de terras raras11, compostos orgânicos como drogas12,13, surfactantes14 e líquidos iônicos15 em metais e ligas. A principal desvantagem do uso de materiais vegetais como inibidores de corrosão é sua instabilidade; e facilmente biodegradável. Além disso, é muito difícil e tedioso isolá-los e purificá-los. Mais ainda, a preparação de extratos de plantas geralmente emprega solventes tóxicos que podem afetar adversamente o meio ambiente junto com o solo e as vidas aquáticas após sua descarga16. A maioria desses solventes é altamente cara e pode afetar adversamente a economia da preparação do extrato. No que diz respeito à aplicação de elementos de terras raras como inibidores de corrosão, sua instabilidade e o processo de extração envolvem a produção de muitos resíduos, como ácidos, amônia e alguns elementos radioativos. Isso pode potencialmente afetar o meio ambiente se não for tratado adequadamente. Da mesma forma, o uso de compostos orgânicos é limitado à sua síntese cara e em várias etapas. Apesar de sua não toxicidade, biodegradabilidade, alta solubilidade em meio aquoso, relativamente barato e fácil de produzir com alta pureza, o uso de aminoácidos também é limitado16. Poucos autores observaram uma ação duplicada de alguns aminoácidos sobre o metal. Dependendo das condições operacionais, como pH da solução ou concentração do aditivo, os aminoácidos podem diminuir o processo de dissolução do metal (inibidor de corrosão) ou aumentá-lo (acelerador de corrosão). Portanto, o uso desses compostos como inibidores de corrosão metálica deve ser acompanhado de alguns cuidados para evitar seu efeito catalítico de corrosão. Além disso, o uso de aminoácidos individuais geralmente requer uma quantidade elevada de uso de inibidores17. Uma das alternativas para diminuir a dosagem do inibidor é a infusão de determinadas substâncias inorgânicas para a confecção de compósitos18,19 que reduzem o tamanho das partículas aumentando assim o recobrimento da superfície e protegendo o metal contra a corrosão.