Piridinyum azotuna bağlı farklı fonksiyonel grup içeren iki adet katyonik yüzey aktif maddenin sentezi ve 1.0 M HCl ortamındaki korozyon inhibisyon özellikleri

Yıl 2023, Cilt: 3 Sayı: 1, 1 - 8, 15.06.2023

Gülşen Akgül , Serkan Öztürk

Öz

Bu çalışmada, piridinyum azotuna bağlı farklı fonksiyonel gruplara (biri amid diğeri ester grubu) sahip iki katyonik yüzey aktif madde sentezlenmiş ve yapıları spektroskopik yöntemle (FT-IR) doğrulanmıştır. Sentezlenen bu ürünlerin 1.0 M HCl ortamında yumuşak çeliğin korozyonuna karşı inhibitör aktiviteleri belirlenmiş ve kendi aralarında karşılaştırılmıştır. İnhibitör aktiviteyi belirlemek için metal plakalar üzerinde kütle kaybı yöntemi kullanılmıştır. Bunun için metal plakalar 24 saat boyunca inhibitörsüz ve farklı konsantrasyonlarda inhibitör içeren 1.0 M HCl çözeltilerine daldırılmıştır. Oda sıcaklığı olan 25 oC'de, sentezlenen her iki bileşiğin korozyon inhibisyonunun birbirine yakın olduğu görülmüştür. Bununla birlikte, çalışılan daha düşük inhibitör konsantrasyonlarında, ester fonksiyonel grubu içeren inhibitör biraz daha iyi inhibisyon etkinliği göstermiştir. Korozyon inhibisyon mekanizması hakkında doğru bilgi edinmek için adsorpsiyon izoterm çalışmaları yapılmıştır. Gravimetrik ölçümlere dayanan izoterm çalışmaları, sentezlenen bileşiklerin adsorpsiyonunun Langmuir izotermi ile uyumlu olduğunu ortaya koymuştur. Ayrıca korozyon önleme etkinliği sonuçlarını desteklemek amacıyla korozyon testleri sonunda optik mikroskop kamerası ile metal yüzeyinin görüntüleri alınarak yüzeyin morfolojik değişimleri gözlemlenmiştir.

Anahtar Kelimeler

Sentez, Korozyon inhibitörü, Kütle kaybı, Adsorpsiyon izotermi, Asidik ortam

Destekleyen Kurum

Bursa Uludağ Üniversitesi Bilimsel Araştırmalar Birimi

Proje Numarası

FLO-2023-1452

Teşekkür

Bu çalışma, Bursa Uludağ Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Birliği tarafından FLO-2023-1452 numaralı proje kapsamında desteklenmiştir.

Kaynakça

• [1] Görenler, A., “Al-Si matrisli kompozit malzemelerin korozyon davranışlarının incelenmesi”, Yüksek Lisans Tesi, Yıldız Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Entüsü, İstanbul (2007).
• [2] Çakır, A. F., “Progress in the understanding and prevention of corrosion, The Priority of Corrosion and Protetion in the Turkish Economy,” 671, Vol. 11, Costa, J. M., Mercer, A.D., ed. The Institute of Materials, (1993-a).
• [3] Çakır, A. F., “Türk ekonomisinde korozyon kaybının boyutları ve irdelemeler,” VII. Uluslararası Metalurji ve Malzeme Kongresi Bildiriler Kitabı, 1347, 4-8 Mayıs, Ankara, (1993-b).
• [4] Bereket, G., Pinarbasi, A., “Inhibition effect of some heterocyclic compounds on pure aluminium in 0.1 M hydrochloric acid solution,” Corrosion, (2008), 16, 17-22.
• [5] Öztürk, S., “Düşük karbon çeliğinin asidik ortamdaki korozyonuna karşı inhibitör özelliği gösteren 4-okso-kinazolin türevi katyonik yüzey aktif maddelerin sentezi,” Sakarya Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, (2018), 22, 986-1000.
• [6] Tu, S., Jiang, X., Zhou, L., Duan, M., Wang, H., Jiang, X., “Synthesis of N-alkyl-4-(4-hydroxybut-2-ynyl) pyridinium bromides and their corrosion inhibition activities on X70 steel in 5 M HCl,” Corrosion Science, (2012), 65, 13-25.
• [7] Yıldırım, A., Öztürk, S., Çetin, M., “Novel amide-based cationic surfactants as efficient corrosion inhibitors for carbon steel in HCl and H2SO4 media,” Journal of Surfactants and Detergents, (2013), 16, 13-23.
• [8] Öztürk, S., Yıldırım, A. Çetin, M., Tavaslı, M., “Synthesis of quaternary, long-chain N-alkyl amides and their corrosion inhibition in acidic media,” Journal of Surfactants and Detergents, (2014) 17, 471-481.
• [9] Gu, T., Chen, Z., Jiang, X., Zhou, L., Liao, Y., Duan, M., Wang, H., Pu, Q., “Synthesis and inhibition of N-alkyl-2-(4-hydroxybut-2-ynyl) pyridinium bromide for mild steel in acid solution: Box–Behnken design optimization and mechanism probe,” Corrosion Science, (2015), 90, 118-132.
• [10] Öztürk, S., “Synthesis and corrosion inhibition effects of quinazolin-(3H)-4-one derivatives containing long-chain pyridinium salts on carbon steel in 1.5 M HCl,” Protection of Metals and Physical Chemistry of Surfaces, (2017), 53(5), 920-927.
• [11] Han, T., Guo, J., Zhao, Q., Wu, Y., Zhang, Y., “Enhanced corrosion inhibition of carbon steel by pyridyl gemini surfactants with different alkyl chains,” Materials Chemistry and Physics, (2020), 240, 122156.
• [12] Öztürk, S., Özkazanlı, M. M., Akyıldız, İ., Kara, T., Çelik, F., “Asidik ortamda korozyon inhibitörü görevi üstlenen üç pozitif azot atomu içeren tri-katyonik yüzey aktif maddelerin sentezi,” European Journal of Science and Technology, (2021), 21, 669-679.
• [13] Anonymous, “Cold rolled low carbon steel flat products for cold forming-technical delivery conditions,” German version EN10130:2006, DIN (Deutsches Institut für Normung e.V.) Standard, (2007).
• [14] Abdelrazik, H., Mona, M., Rehim, H. A., “Surface active hyperbranched polyamide-ester as a corrosion inhibitor for carbon steel in both neutral and acidic media,” Anti-Corrosion Methods and Materials, (2015), 62, 95-102.
• [15] Lashgari, M., Arshadi, M. R., Biglar, M., “Comparative studies of some heterocyclic compounds as corrosion inhibitors of copper in phosphoric acid media,” Chemical Engineering Communications, (2010), 197, 1303-1314.
• [16] Gerengi, H., Solomon, M. M., Öztürk, S., Yıldırım, A., Gece, G., Kaya, E., “Evaluation of the corrosion inhibiting efficacy of a newly synthesized nitrone against St37 steel corrosion in acidic medium: experimental and theoretical approaches,”Materials Science and Engineering: C, (2018), 93, 539-553.
• [17] Shaban, S. M., Aiad, I., El-Sukkary, M. M., Soliman, E. A., El-Awady, M. Y., “Evaluation of some cationic surfactants based on dimethylaminopropylamine as corrosion inhibitors,” Journal of Industrial and Engineering Chemistry, (2015), 21, 1029-1038.
• [18] Tawfik, S. M., “Ionic liquids based gemini cationic surfactants as corrosion inhibitors for carbon steel in hydrochloric acid solution,” Journal of Molecular Liquids, (2016), 216, 624-635.
• [19] Ituen, E., Akaranta, O., James, A., “Evaluation of performance of corrosion inhibitors using adsorption isotherm models: an overview,” Chemical Science International Journal, (2017), 18, 1-34.
• [20] Wang, C., Zou, C., Cao, Y., “Electrochemical and isothermal adsorption studies on corrosion inhibition performance of β-cyclodextrin grafted polyacrylamide for X80 steel in oil and gas production,” Journal of Molecular Structure, (2021), 1228, 129737.
• [21] Abd El Rehim, S. S., Sayyah, S. M., El-Deeb, M. M., Kamal, S. M., Azooz, R. E., “Adsorption and corrosion inhibitive properties of P(2-aminobenzothiazole) on mild steel in hydrochloric acid media,” International Journal of Industrial Chemistry, (2016), 7, 39-52.
• [22] Zhang, Q., Gao, Z., Xu, F., Zou, X., “Adsorption and corrosion inhibitive properties of gemini surfactants in the series of hexanediyl-1,6-bis-(diethyl alkyl ammonium bromide) on aluminium in hydrochloric acid solution,” Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, (2011), 380, 191-200.
• [23] Abd El-Lateef, H. M., Abu-Dief, A. M., Abdel-Rahman, L. H., Sañudo, E. C., Aliaga-Alcalde, N. N., “Electrochemical and theoretical quantum approaches on the inhibition of C1018 carbon steel corrosion in acidic medium containing chloride using some newly synthesized phenolic Schiff bases compounds,” Journal of Electroanalytical Chemistry, (2015), 743, 120-133.
• [24] El-Tabei, A. S., Hegazy, M. A., Bedair, A. H., El Basiony, N., Sadeq, M. A., “Experimental and theoretical (DFT&MC) studies for newly synthesized cationic amphiphilic substance based on a naphthol moiety as corrosion inhibitor for carbon steel during the pickling process,” Journal of Molecular Liquids, (2021), 331, 115692.
• [25] Liu, A., Tian, H., Li, W., Wang, W., Gao, X., Han, P., Ding, R., “Delamination and selfassembly of layered double hydroxides for enhanced loading capacity and corrosion protection performance,” Applied Surface Science, (2018), 462, 175-186.
• [26] Alizadeh, A., Khamehchi, E., “A model for predicting size distribution and liquid drainage from micro-bubble surfactant multi-layer fluids using population balance,” Colloid and Polymer Science, (2015), 293, 3419-3427.