Защита стали в растворах кислот ингибитором на основе окситетрациклина
https://doi.org/10.61852/2949-3412-2025-3-3-38-51
Аннотация
Разработан эффективный ингибитор коррозии стали Ст3 в растворах серной и фосфорной кислот на основе фармацевтического препарата ветеринарного назначения – окситетрациклина. Установлено, что в индивидуальной форме этот фармацевтический препарат не обеспечивает существенной защиты стали в исследуемых средах. Более перспективно его применение в форме двухкомпонентной смеси с NH4NCS. Предложен композиционный ингибитор 0.1–0.2% окситетрациклина+0.01% NH4NCS, способный обеспечить эффективную длительную защиту стали в растворах H2SO4 с широким диапазоном концентрации кислоты (0.25–2.00 М) и температур t = 20–80°С. Эта смесь существенно замедляет коррозию низкоуглеродистой стали в 1.00 M H3PO4 при температурах до 95°C. Разработанная композиция не хуже по эффективности ингибирования коррозии стали в растворах H2SO4 и H3PO4 в сравнении с аналогичными смесевыми ингибиторами, созданными на основе промышленного ПАВ – кокамидопропил бетаина и ветеринарного препарата – трициллина.
Ключевые слова
кислотная коррозия,
ингибиторы коррозии,
фармацевтические препараты,
низкоуглеродистая сталь,
серная кислота,
фосфорная кислота,
окситетрациклин
При поддержке: Работа выполнена при финансовой поддержке Министерства науки и высшего образования Российской Федерации.
Об авторах
Я. Г. Авдеев
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина Российской академии наук
Россия
Россия
К. Л. Анфилов
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана (национальный исследовательский университет)»
Россия
Россия
Т. Э. Андреева
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина Российской академии наук
Россия
Россия
Список литературы
1. Ya.G. Avdeev, Inhibitory protection of metals in acid solutions by pharmaceuticals. A critical review, Int. J. Corros. Scale Inhib., 2024, 13, no. 4, 2543–2569. doi: 10.17675/2305-6894-2024-13-4-35
2. G. Gece, Drugs: A review of promising novel corrosion inhibitors, Corros. Sci., 2011, 53, 3873–3898. doi: 10.1016/j.corsci.2011.08.006
3. R.K. Pathak and P. Mishra, Drugs as Corrosion Inhibitors: A Review, International Journal of Science and Research, 2016, 5, no. 4, 671–677.
4. S. Tanwer and S.K. Shukla, Recent advances in the applicability of drugs as corrosion inhibitor on metal surface: A review, Current Res. Green Sustainable Chem., 2022, 5, 100227. doi: 10.1016/j.crgsc.2021.100227
5. L.T. Popoola, Progress on pharmaceutical drugs, plant extracts and ionic liquids as corrosion inhibitors, Heliyon, 2019, 5, e01143. doi: 10.1016/j.heliyon.2019.e01143
6. S. Sharma, R. Ganjoo, S. Kumar and A. Kumar, Evaluation of Drugs as Corrosion Inhibitors for Metals: A Brief Review, Advances in Chemical, Bio and Environmental Engineering. CHEMBIOEN 2021. Environmental Science and Engineering, Springer, Cham. Eds. J.K. Ratan, D. Sahu, N.N. Pandhare, A. Bhavanam, 2022. doi: 10.1007/978-3-030-96554-9_71
7. N. Vaszilcsin, A. Kellenberger, M.L. Dan, D.A. Duca and V.L. Ordodi, Efficiency of Expired Drugs Used as Corrosion Inhibitors: A Review, Materials, 2023, 16, 5555. doi: 10.3390/ma16165555
8. C. Verma, M.A. Quraishi and K.Y. Rhee, Present and emerging trends in using pharmaceutically active compounds as aqueous phase corrosion inhibitors, J. Mol. Liq., 2021, 328, 115395. doi: 10.1016/j.molliq.2021.115395
9. M.A. Quraishi and D.S. Chauhan, Drugs as Environmentally Sustainable Corrosion Inhibitors, ACS Symposium Series, 2021, 1404, 1–17. doi: 10.1021/bk-2021-1404.ch001
10. S. Sharma and A. Kumar, Recent advances in metallic corrosion inhibition: A review, J. Mol. Liq., 2021, 322, 114862. doi: 10.1016/j.molliq.2020.114862
11. R.C. Nduma, O.S.I. Fayomi, M.O. Nkiko, A.O. Inegbenebor, N.E. Udoye, O. Onyisi, O. Sanni and J. Fayomi, Review of metal protection techniques and application of drugs as corrosion inhibitors on metals, IOP Conf. Ser.: Mater. Sci. Eng., 2021, 1107, 012023. doi: 10.1088/1757-899X/1107/1/012023
12. C. Verma, D.S. Chauhan and M.A. Quraishi, Drugs as environmentally benign corrosion inhibitors for ferrous and nonferrous materials in acid environment: An overview, JMES, 2017, 8, no. 11, 4040–4051.
13. M.J. Baari and C.W. Sabandar, A Review on Expired Drug-Based Corrosion Inhibitors: Chemical Composition, Structural Effects, Inhibition Mechanism, Current Challenges, and Future Prospects, Indones. J. Chem., 2021, 21, no. 5, 1316–1336. doi: 10.22146/ijc.64048
14. C.N. Njoku, B.N. Enendu, S.J. Okechukwu, N. Igboko, S.O. Anyikwa, A.I. Ikeuba, I.B. Onyeachu, I.-I.N. Etim and D.I. Njoku, Review on anti-corrosion properties of expired antihypertensive drugs as benign corrosion inhibitors for metallic materials in various environments, Results in Engineering, 2023, 18, 101183. doi: 10.1016/j.rineng.2023.101183
15. G.K. Shamnamol, K.P. Sreelakshmi, G. Ajith and J.M. Jacob, Effective utilization of drugs as green corrosion inhibitor – A review, AIP Conf. Proc., 2020, 2225, 070006. doi: 10.1063/5.0005931
16. A.M. El-Shamy and S.M. Mouneir, Medicinal Materials as Eco-friendly Corrosion Inhibitors for Industrial Applications: A Review, J. Bio. Tribo. Corros., 2023, 9, 3. doi: 10.1007/s40735-022-00714-9
17. M.A.I. Al-Hamid, S.B. Al-Baghdadi, T.S. Gaaz, A.A. Khadom, E. Yousif and A. Alamiery, Green chemistry solutions: Harnessing pharmaceuticals as environmentally friendly corrosion inhibitors: A review, Int. J. Corros. Scale Inhib., 2024, 13, no. 2, 630–670. doi: 10.17675/2305-6894-2024-13-2-1
18. S.R. Al-Mhyaw, Application of expired Tramadol medicinal drug for corrosion inhibition of steel in acidic environment: Analytical, kinetic, and thermodynamic studies, Int. J. Corros. Scale Inhib., 2022, 11, no. 3, 1282–1302. doi: 10.17675/2305-6894-2022-11-3-22
19. Ya.G. Avdeev and Yu.I. Kuznetsov, Acid corrosion of metals and its inhibition. A critical review of the current problem state, Int. J. Corros. Scale Inhib., 2022, 11, no. 1, 111–141. doi: 10.17675/2305-6894-2022-11-1-6
20. М.В. Тюрина, Е.Н. Юрасова, Я.Г. Авдеев и Ю.И. Кузнецов, Защита низкоуглеродистой стали в растворах минеральных кислот медицинскими препаратами трифенилметанового ряда, Коррозия: материалы, защита, 2017, № 9, 37–46.
21. Y. Liang, C. Wang, J.S. Li, L.J. Wang and J.J. Fu, The Penicillin Derivatives as Corrosion Inhibitors for Mild Steel in Hydrochloric Acid Solution: Experimental and Theoretical Studies, Int. J. Electrochem. Sci., 2015, 10, no. 10, 8072–8086. doi: 10.1016/S1452-3981(23)11077-7
22. S.B. Uakkaz, R. Zerdoumi, K. Oulmi, D. Mellahi and G.M. Andreadis, Electrochemical Study of Penicillin-G as a Corrosion Inhibitor for Fe-19Cr Stainless Steel in Hydrochloric Acid, Port. Electrochim. Acta, 2017, 35, no. 4, 211–224. doi: 10.4152/pea.201704211
23. S.K. Shukla, A.K. Singh, I. Ahamad and M.A. Quraishi, Streptomycin: A commercially available drug as corrosion inhibitor for mild steel in hydrochloric acid solution, Materials Letters, 2009, 63, nos. 9−10, 819–822. doi: 10.1016/j.matlet.2009.01.020
24. Y. Li, R. Miao, Y. Li, X. Peng and L. Niu, Corrosion inhibition of two tetracycline based expired antibiotics as eco-friendly inhibitors for mild steel in 1M HCl solution, Materials and Corrosion, 2024. doi: 10.1002/maco.202314030
25. Ya.G. Avdeev and Yu.I. Kuznetsov, Inhibitory protection of steels from high temperature corrosion in acid solutions. A review. Part 1, Int. J. Corros. Scale Inhib., 2020, 9, no. 2, 394–426. doi: 10.17675/2305-6894-2020-9-2-2
26. C. Verma, M.A. Quraishi and E.E. Ebenso, Corrosive electrolytes, Int. J. Corros. Scale Inhib., 2020, 9, no. 4, 1261–1276. doi: 10.17675/2305-6894-2020-9-4-5
27. A. Ouarga, T. Zirari, S. Fashu, M. Lahcini, H. Ben Youcef and V. Trabadelo, Corrosion of iron and nickel based alloys in sulphuric acid: Challenges and prevention strategies, J. Mater. Res. Technol., 2023, 26, 5105–5125. doi: 10.1016/j.jmrt.2023.08.198
28. G. Pracht and N. Perschnick, A Material Challenge – Pumps in Sulphuric Acid Application, Procedia Engineering, 2016, 138, 421–426. doi: 10.1016/j.proeng.2016.02.101
29. J.A. Richardson, 2.23 − Corrosion in Sulfuric Acid, in Shreir's Corrosion, Eds. S. Lyon, T. Richardson, B. Cottis, R. Lindsay, D. Scantlebury, H. Stott, M. Graham, Elsevier, 2010, 1226–1249. dio: 10.1016/B978-044452787-5.00180-3
30. J.A. Richardson and A.A. Abdullahi, Corrosion in Sulfuric Acid, in Reference Module in Materials Science and Materials Engineering, Elsevier, 2017, 24 p. doi: 10.1016/B978-0-12-803581-8.10517-X
31. Ya.G. Avdeev, Protection of metals in phosphoric acid solutions by corrosion inhibitors. A review, Int. J. Corros. Scale Inhib., 2019, 8, no. 4, 760–798. doi: 10.17675/2305-6894-2019-8-4-1
32. Ya.G. Avdeev, M.V. Tyurina and Yu.I. Kuznetsov, Protection of low-carbon steel in phosphoric acid solutions by mixtures of a substituted triazole with sulfur-containing compounds, Int. J. Corros. Scale Inhib., 2014, 3, no. 4, 246–253. doi: 10.17675/2305-6894-2014-3-4-246-253
33. Ya.G. Avdeev, A.V. Panova, V.V. Al’brandt, K.L. Anfilov, A.G. Berezhnaya and T.A. Vagramyan, Inhibitory protection of low-carbon steel in solutions of hydrochloric, sulfuric, and phosphoric acids, Int. J. Corros. Scale Inhib., 2024, 13, no. 1, 508–525. doi: 10.17675/2305-6894-2024-13-1-25
34. В.П. Григорьев и В.В. Богинская, Кислотная коррозия железа в присутствии смесей анионных добавок и соединений реакционного ряда производных о оксиазометина с нуклеофильными заместителями, Защита металлов, 2006, 42, № 6, 627–631.
35. Ya.G. Avdeev, T.E. Andreeva and K.L. Anfilov, Effect of some organic surfactants on the corrosion behavior of low-carbon steel in hydrochloric acid solution, Int. J. Corros. Scale Inhib., 2023, 12, no. 3, 1052–1064. doi: 10.17675/2305-6894-2023-12-3-15
36. А.А. Халимова, Обзор рынка антибиотиков и оценка перспектив его развития, Medical & pharmaceutical journal «Pulse», 2023, 25, № 2, 77–83. doi: 10.26787/nydha-2686-6838-2023-25-2-77-83
37. M.С. Мирошникова, Тетрациклиновые антибиотики в животноводстве и ветеринарии, Шаг в науку, 2021, № 2. 10–20.
Рецензия
Для цитирования:
Авдеев Я.Г., Анфилов К.Л., Андреева Т.Э. Защита стали в растворах кислот ингибитором на основе окситетрациклина. Коррозия: защита материалов и методы исследований. 2025;(3):38-51. https://doi.org/10.61852/2949-3412-2025-3-3-38-51
For citation:
Avdeev Ya.G., Anfilov K.L., Andreeva T.E. Protection of steel in acid solutions by an oxytetracycline-based inhibitor. Title in english. 2025;(3):38-51. (In Russ.) https://doi.org/10.61852/2949-3412-2025-3-3-38-51
Просмотров:
3
Послать статью по эл. почте 