LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів

Загрузка...

Головна Технологія металів. Машинобуд. → Адсорбція та інгібіруюча дія піридинів на залізі та сталі

20


Український державний хіміко-технологічний університет







ІВАНОВА Марина Володимирівна




УДК 620.197.3




АДСОРБЦІІЯ ТА ІНГІБІРУЮЧА ДІЯ ПІРИДИНІВ НА ЗАЛІЗІ ТА СТАЛІ





Спеціальність 02.00.05. – електрохімія




Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата хімічних наук







Дніпропетровськ – 2000


Дисертацією є рукопис.


Робота виконана в Українському державному хіміко-технологічному університеті Міністерства освіти і науки України.


Науковий керівник:

доктор хімічних наук, професор,

Купрін Віталій Павлович,

Український державний хіміко-технологічний університет,

професор кафедри фізичної хімії.


Офіційні опоненти:

д.х.н., проф. Кузнєцов Олександр Олександрович, Дніпродзержинський державний технічний університет, завідувач кафедри фізичної и аналітичної хімії;


к.х.н., доц. Коваленко Валерій Сергійович, Дніпропетровський державний університет, доцент кафедри фізичної і колоїдної хімії.


Провідна установа: Національний технічний університет Україні (КПІ), кафедра технології електрохімічних виробництв, Міністерство освіти і науки України, м. Київ.


Захист відбудеться 8 грудня 2000р. о 13 годині на засіданні

спеціалізованої вченої ради Д.08.078.01 при Українському державному хіміко-технологічному університеті (49005, м. Дніпропетровськ, пр. Гагаріна 8).


З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Українського державного хіміко-технологічного університету (49005, м. Дніпропетровськ, пр. Гагаріна 8).


Автореферат розісланий 7 листопада



Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради _____________ Пініелле І.Д.


ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ


Актуальність теми. Широке застосування заліза і його сплавів у якості основного конструкційного матеріалу обумовлює необхідність інгібірування металу в різноманітних середовищах. У роботах численних дослідників показано, що в якості інгібіторів корозії сталі можуть бути використані органічні нітрогенвміщуючі сполуки, захисна дія котрих безпосередньо пов'язана з адсорбцією органічних молекул на межі поділу метал-розчин електроліту. У той же час кількісний взаємозв'язок між адсорбцією й інгібіруючим ефектом установлено лише в окремих випадках, що призводить, як правило, до емпіричного підходу при виборі інгібіторів. Залишається невирішеним питання про вплив на адсорбцію і захисну дію особливостей електронної будови адсорбату й адсорбенту. Відсутні систематичні дані про адсорбцію піридинів на залізі і сталі як у кислих, так і в нейтральних середовищах.

Встановлення фізико-хімічних закономірностей адсорбції піридинів на залізі і сталі, особливостей їхнього впливу на корозію металу дозволяє не тільки визначити механізм процесу, але і створити передумови для цілеспрямованого, науково обгрунтованого добору ефективних інгібіторів, що є актуальним для значного числа галузей промислового комплексу України.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна робота виконана відповідно до держбюджету НДР (Міносвіти України): "Дослідження закономірностей адсорбції органічних речовин, кінетики міжфазних процесів і методів нанесення металевих і неметалевих покрить", № 31940990 (1994-1996 р.), номер держреєстрації 0194U0355236; "Дослідження впливу селективної адсорбції ПАР на кінетику і механізм електродних процесів при електроосадженні нових металевих і оксидних матеріалів з прогнозованими корозійно-каталітичними властивостями", № 31971090 (1997-1999 р.), номер держреєстрації 0197U008769; "Розвиток теорії адсорбційних і електрохімічних явищ за участю поверхнево-активних речовин у багатофазних системах", № 3100190 (2000-2002 р.).

Мета і задачі дослідження. Встановлення закономірностей адсорбції та інгібіруючої дії піридинових похідних на залізі, сталі і створення на цій основі системного підходу до вибору поверхнево-активних речовин для захисту металу від корозії.

Для досягнення поставленої мети необхідно було вирішити такі наукові і технологічні задачі:

- встановити характер адсорбції нітрогенвміщуючих гетероциклів на поверхні заліза, його оксиду і сталі з водних та неводних розчинів з урахуванням індивідуальних фізико-хімічних властивостей адсорбентів і адсорбатів;

- визначити кількісні адсорбційні і інгнібіторні характеристики системи сталевий електрод-розчин органічних речовин у широкому діапазоні рН;

- встановити зв'язок інгібіторної спроможності піридинів з їхньою адсорбцією на міжфазній межі і на цій підставі розробити основні вимоги до ефективних інгібіторів корозії;

- обгрунтувати принципи створення композицій для металообробки, що мають високі захисні властивості.

Методи дослідження. Для досягнення поставленої в роботі мети використовувалися такі методи: спектрофотометричний (для дослідження адсорбції органічних речовин на оксидах і металах); імпедансний, поляризаційний, а також гравіметричний, аналітичний та натурний методи - для вивчення інгібіторної спроможності сполук.

Наукова новизна одержаних результатів. Вперше проведено систематичне дослідження адсорбції та інгібіруючої дії піридинів і хінолінів на залізі, a-Fe2O3 і сталі 3 у нейтральних середовищах. Встановлено, що специфічна адсорбція піридинів на залізі і сталі має місце при збігу характеристичних максимумів в електронних спектрах адсорбенту й органічної молекули ("спектральний резонанс") і супроводжується позитивною зміною ентальпії в поверхневому шарі на відміну від фізичної адсорбції.

Вперше показано, що на оптично прозорому адсорбенті (MgО) піридини специфічно не адсорбуються.

Встановлено, що в нейтральних середовищах захисна дія піридинів виявляється тільки при високих ступенях заповнення поверхні сталі.

Значне інгібірування корозійного процесу сталі 3 у слабкокислих середовищах (рН 2,8) спостерігається у присутності речовин, які знаходяться у розчині як у протонованій, так і в молекулярній формі (3,5-дібромпіридин, піридин-3-альдегід, хінолін) і може бути наслідком гальмування анодної реакції розчинення заліза нейтральними органічними молекулами.

Показано, що інгібіруюча дія гетероциклів у кислих середовищах не пов'язана зі спроможністю піридинів до утворення комплексних сполук з іонами феруму.

Практичне