Коррозия меди в растворах уксусной кислоты
Аннотация
Коррозия меди в свободно аэрируемых воздухом растворах уксусной кислоты исследована в зависимости от ее концентрации и длительности контакта металла с агрессивной средой. Показано отсутствие принципиального различия в агрессивности этой среды в отношении меди при переходе от статических к динамическим условиям эксперимента. Агрессивность исследуемых сред в отношении металлической меди повышает накопление в них продукта коррозии – ацетата Cu(II). Наиболее сильно это влияние проявляется при контакте металлической меди с динамической коррозионной средой. В качестве ингибиторов коррозии меди в растворах уксусной кислоты исследована смесь четвертичных аммониевых солей – катамин АБ и производное триазола – ИФХАН-92. Наиболее высокое защитное действие обеспечивает добавка ИФХАН-92. Эффективность этого ингибитора существенно не зависит от длительности контакта металла с агрессивной средой, содержания в ней H3CCOOH, гидродинамических характеристик раствора. Ингибитор ИФХАН-92 сохраняет защитное действие в отношении металлической меди даже в случае накопления в коррозионной среде продукта коррозии – ацетата Cu(II). Важно, что этот эффект сохраняется при переходе от статических к динамическим средам. Рассмотрено влияние конвективного фактора на коррозию меди в растворе уксусной кислоты, содержащей ацетата Cu(II), как в отсутствии, так и присутствии ингибиторов коррозии.
Ключевые слова
коррозия,
кислотная коррозия,
медь,
уксусная кислота,
ингибиторы коррозии,
четвертичные аммониевые соли,
триазол
При поддержке: Исследование выполнено в рамках НИОКТР (2022–2024 гг): “Химическое сопротивление материалов, защита металлов и других материалов от коррозии и окисления” (регистрационный номер в ЕГИСУ 122011300078-1, инвентарный номер FFZS-2022-0013).
Об авторах
Я. Г. Авдеев
ФГБУН Институт физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина РАН
Россия
Россия
Ленинский проспект, 31, корп. 4, Москва
К. Л. Анфилов
Калужский филиал федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования “Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана (национальный исследовательский университет)”
Россия
Россия
ул. Баженова. 2, Калуга, 248000
Ю. И. Кузнецов
ФГБУН Институт физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина РАН
Россия
Россия
Ленинский проспект, 31, корп. 4, Москва, 119071
Список литературы
1. 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
2. Я.Г. Авдеев, Высокотемпературная коррозия сталей в растворах кислот. Ч. 1. Методические особенности проведения исследований. Параметры коррозионного процесса. Обзор, Коррозия: материалы, защита, 2020, 4, 1–16. doi: 10.31044/1813-7016-2020-0-4-1-16
3. K. El Mouaden, D.S. Chauhan, M.A. Quraishi, L. Bazzi and M. Hilali, Cinnamaldehyde-modified chitosan as a bio-derived corrosion inhibitor for acid pickling of copper: Microwave synthesis, experimental and computational study, Int. J. Biol. Macromol., 2020, 164, 3709–3717. doi: 10.1016/j.ijbiomac.2020.08.137
4. D.K. Verma, E.E. Ebenso, M.A. Quraishi and C. Verma, Gravimetric, electrochemical surface and density functional theory study of acetohydroxamic and benzohydroxamic acids as corrosion inhibitors for copper in 1M HCl, Results Phys., 2019, 13, 102194. doi: 10.1016/j.rinp.2019.102194
5. M. Behpour, S.M. Ghoreishi, M. Salavati-Niasari and B. Ebrahimi, Evaluating two new synthesized S–N Schiff bases on the corrosion of copper in 15% hydrochloric acid, Mater. Chem. Phys., 2008, 107, 153–157. doi: 10.1016/j.matchemphys.2007.06.068
6. R.K. Ahmed, S. Zhang. Bee pollen extract as an eco-friendly corrosion inhibitor for pure copper in hydrochloric acid, J. Mol. Liq., 2020, 316, 113849. doi: 10.1016/j.molliq.2020.113849
7. M.N. El-Haddad, Chitosan as a green inhibitor for copper corrosion in acidic medium, Int. J. Biol. Macromol., 2013, 55, 142–149. doi: 10.1016/j.ijbiomac.2012.12.044
8. L. Larabi, O. Benali, S.M. Mekelleche and Y. Harek, 2-Mercapto-1-methylimidazole as corrosion inhibitor for copper in hydrochloric acid, Appl. Surf. Sci., 2006, 253, 1371–1378. doi: 10.1016/j.apsusc.2006.02.013
9. El-S.M. Sherif, R.M. Erasmus and J.D. Comins, Inhibition of copper corrosion in acidic chloride pickling solutions by 5-(3-aminophenyl)-tetrazole as a corrosion inhibitor, Corros. Sci., 2008, 50, 3439–3445. doi: 10.1016/j.corsci.2008.10.002
10. D.-Q. Zhang, Q.-R. Cai, L.-X. Gao and K.Y. Lee, Effect of serine, threonine and glutamic acid on the corrosion of copper in aerated hydrochloric acid solution, Corros. Sci., 2008, 50, 3615–3621. doi: 10.1016/j.corsci.2008.09.007
11. D.-Q. Zhang, H. Wu and L.-X. Gao, Synergistic inhibition effect of l-phenylalanine and rare earth Ce(IV) ion on the corrosion of copper in hydrochloric acid solution, Mater. Chem. Phys., 2012, 133, 981–986. doi: 10.1016/j.matchemphys.2012.02.001
12. L. Zhou, S. Zhang, B. Tan, L. Feng, B. Xiang, F. Chen, W. Li, B. Xiong and T. Song, Phenothiazine drugs as novel and eco-friendly corrosion inhibitors for copper in sulfuric acid solution, J. Taiwan Inst. Chem. Eng., 2020, 113, 253–263. doi: 10.1016/j.jtice.2020.08.018
13. I. Cakmakcı, B. Duran and G. Bereket, Influence of electrochemically prepared poly(pyrrole-co-N-methylpyrrole) and poly(pyrrole)/poly(N-methylpyrrole) composites on corrosion behavior of copper in acidic medium, Prog. Org. Coat., 2013, 76, 70–77. doi: 10.1016/j.porgcoat.2012.08.015
14. L. Guo, B. Tan, X. Zuo, W. Li, S. Leng and X. Zheng, Eco-friendly food spice 2-Furfurylthio-3-methylpyrazine as an excellent inhibitor for copper corrosion in sulfuric acid medium, J. Mol. Liq., 2020, 317, 113915. doi: 10.1016/j.molliq.2020.113915
15. G. Trabanelli, A. Frignani, C. Monticelli and F. Zucchi, Alkyl-benzotriazole derivatives as inhibitors of iron and copper corrosion, Int. J. Corros. Scale Inhib., 2015, 4, no. 1, 96–107. doi: 10.17675/2305-6894-2015-4-1-096-107
16. M.A. Amin, K.F. Khaled, Q. Mohsen and H.A. Arida, A study of the inhibition of iron corrosion in HCl solutions by some amino acids, Corros. Sci., 2010, 52, 1684–1695. doi: 10.1016/j.corsci.2010.01.019
17. Я.Г. Авдеев, Ю.И. Кузнецов и М.В. Тюрина, Об ингибировании коррозии низкоуглеродистой стали в горячих растворах органических кислот, Коррозия: материалы, защита, 2012, 3, 24–28.
18. K.M. Deen, N. Mehrjoo, and E. Asselin, Thermo–Kinetic diagrams: The Cu–H2O– Acetate and the Cu–H2O systems, J. Electroanal. Chem., 2021, 895, 115467. doi: 10.1016/j.jelechem.2021.115467
19. K.M. Deen and E. Asselin, Method of developing Thermo–Kinetic diagrams: The Cu– H2O–acetate and the Cu–H2O systems, MethodsX, 2021, 8, 101539. doi: 10.1016/j.mex.2021.101539
20. И.А. Молодов и В.В. Лосев, Закономерности образования низковалентных промежуточных частиц при стадийном электродном процессе разряда-ионизации металла, В сб. Электрохимия, 7, Под. ред. Ю.М. Полукарова, М.: ВИНИТИ, 1971, 65–113.
21. Я.Г. Авдеев и Т.Э. Андреева, Особенности механизма коррозии сталей в ингибированных растворах кислот, содержащих соли железа (III), Журнал физической химии, 2022, 96, № 2, 281–293. doi: 10.31857/S0044453722020030
22. Ю.В. Плесков и В.Ю. Филиновский, Вращающийся дисковый электрод, М: Наука, 1972, 344 с.
23. Я.Г. Авдеев и Ю.И. Кузнецов, Высокотемпературная коррозия сталей в растворах кислот. Ч. 3. Ингибиторная защита сталей азотсодержащими гетероциклическими органическими соединениями и неорганическими окислителями. Обзор, Коррозия: материалы, защита, 2021, 2, 1–23. doi: 10.31044/1813-7016-2021-0-2-1-23
Рецензия
Для цитирования:
Авдеев Я.Г., Анфилов К.Л., Кузнецов Ю.И. Коррозия меди в растворах уксусной кислоты. Коррозия: защита материалов и методы исследований. 2023;(1):56-69.
For citation:
Avdeev Ya.G., Anfilov K.L., Kuznetsov Yu.I. Corrosion of copper in acetic acid solutions. Title in english. 2023;(1):56-69. (In Russ.)
Просмотров:
504
Послать статью по эл. почте 