Korrosionsmindernde Eigenschaften einiger neuartiger Organoseleniumthioharnstoff-Derivate zum Säurebeizen von C1018-Stahl anhand experimenteller und theoretischer Untersuchungen

Scientific Reports Band 13, Artikelnummer: 9058 (2023) Diesen Artikel zitieren

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Zwei Organoseleniumthioharnstoff-Derivate, 1-(4-(Methylselanyl)phenyl)-3-phenylthioharnstoff (DS036) und 1-(4-(Benzylselanyl)phenyl)-3-phenylthioharnstoff (DS038), wurden hergestellt und mithilfe von FTIR und NMR (1H) kategorisiert und 13C). Die Wirksamkeit der beiden oben genannten Verbindungen als C-Stahl-Korrosionsinhibitoren in molarer HCl wurde mithilfe der Techniken der potentiodynamischen Polarisation (PD) und der elektrochemischen Impedanzspektroskopie (EIS) bewertet. PD-Ergebnisse deuten darauf hin, dass DS036 und DS038 gemischte Merkmale aufweisen. EIS-Ergebnisse zeigen, dass eine Erhöhung ihrer Dosis nicht nur den Polarisationswiderstand von C-Stahl von 18,53 auf 363,64 und 463,15 Ω cm2 verändert, sondern auch die Doppelschichtkapazität von 710,9 auf 49,7 und 20,5 μF cm-2 beim Auftreten von 1,0 mM DS036 bzw. DS038. Bei einer Dosis von 1,0 mM zeigten die Organoseleniumthioharnstoff-Derivate die höchste Hemmwirkung von 96,65 % und 98,54 %. Die Adsorption hemmender Moleküle verlief entlang der Langmuir-Isotherme auf dem Stahlsubstrat. Die adsorptionsfreie Energie des Adsorptionsprozesses war ebenfalls beabsichtigt und deutete auf eine kombinierte chemische und physikalische Adsorption an der C-Stahl-Grenzfläche hin. FE-SEM-Studien belegen die Adsorptions- und Schutzfähigkeiten der OSe-basierten Molekülinhibitorsysteme. In Silico-Berechnungen (DFT- und MC-Simulationen) wurde die Anziehung zwischen den untersuchten Organoseleniumthioharnstoff-Derivaten und korrosiven Lösungsanionen auf einer Fe(110)-Oberfläche untersucht. Die erhaltenen Ergebnisse zeigen, dass diese Verbindungen eine geeignete Schutzoberfläche bilden und die Korrosionsrate kontrollieren können.

Ausgezeichnete mechanische Eigenschaften machen Kohlenstoffstahl (C-Stahl) zu einem unverzichtbaren Werkstoff mit einem breiten Anwendungsspektrum in verschiedenen Bereichen, einschließlich der Schifffahrts- und Erdölbranche1. C-Stähle korrodieren leicht in sauren Umgebungen, vor allem in Salzsäure, die zum industriellen Beizen, Säureentzundern, Reinigen und Ansäuern von Ölquellen verwendet wird2. Die jährlichen Verlustkosten könnten sich auf Milliarden von Dollar belaufen3. Obwohl viele Strategien, einschließlich Beschichtung und Abscheidung, entwickelt wurden, um die Korrosion von Metallen zu verhindern4,5,6,7, gehört die Verwendung von Korrosionsinhibitoren immer noch zu den besten und effizientesten Strategien8,9. Korrosionsinhibitoren zeichnen sich durch ihre starke Haftung auf metallischen Oberflächen aus. Die Korrosionsrate wird sofort reduziert, wenn der Inhibitor in geringen Mengen zugesetzt wird, da er Korrosion schnell verhindert10.

Aufgrund ihrer Fülle an Adsorptionszentren wie Heteroatomen (Schwefel, Sauerstoff und Stickstoff) werden organische Moleküle häufig als wirksame Korrosionsinhibitoren für Weichstahl unter wässrigen Bedingungen eingesetzt. Dies macht die Inhibitoren kostengünstig7,11,12. Die gegenseitigen Kontakte zwischen der Metalloberfläche und der organischen Schicht, die durch einen Adsorptionsmechanismus gesteuert werden, können die Geschwindigkeit sowohl der anodischen als auch der kathodischen Korrosionsreaktionen an der Grenzfläche Metall/Lösung erheblich verlangsamen13,14. Während elektrochemische Techniken wie elektrochemische Impedanzspektroskopie und potentiodynamische Polarisation die Korrosionsrate messen können, können theoretische Simulationen die Wechselwirkungen zwischen Metallen und Inhibitoren messen15.

Organoselenium (OSe)-Hybride haben aufgrund ihrer vielfältigen Anwendungen, insbesondere in der Material- und medizinischen Chemie, in letzter Zeit große Aufmerksamkeit erregt16,17. Die beispiellosen Eigenschaften und Redoxeigenschaften von Selen (Se) sicherten die potenziellen biochemischen und industriellen Anwendungen von OSe-Wirkstoffen18. Die geringere Elektronegativität und größere Größe von Se im Vergleich zu seinen Analoga Schwefel, Stickstoff und Phosphor sind die Hauptgründe für seine höhere Polarisierbarkeit und damit Nukleophilie17. Folglich sind Organoselenverbindungen (OSe) im Allgemeinen gute Nukleophile und besitzen potenzielle katalytische und chelatbildende Aktivitäten17. Im Gegensatz zu Schwefel ist Se ein Halbleiter und weist photoleitende und photovoltaische Eigenschaften auf. Daher wird es in großem Umfang in der Materialwissenschaft und Elektronik eingesetzt, beispielsweise in Solarzellen, Natriumionenbatterien, Fotozellen und Lichtmessgeräten17.

In den letzten Jahrzehnten wurden zahlreiche Korrosionsinhibitoren entwickelt, die erhebliche Hemmwirkungen zeigten; Sie funktionieren jedoch nur bei Raumtemperatur und niedrigen Säurekonzentrationen gut8,9,10. Daher sind Inhibitoren, die rauen Bedingungen standhalten, z. B. hohe Temperaturen und konzentrierte Säure (> 15 Gew.-% HCl), in Pipeline-Reinigungslösungen und Ansäuerungsflüssigkeiten sowie in der petrochemischen Industrie dringend erforderlich. In diesem Zusammenhang haben sich Thioharnstoffe als potenzielle Anwendung zur Verlangsamung der Korrosion von Aluminium-, Kupfer-, Eisen-, Zink- und Magnesiummetallen in verschiedenen aggressiven Medien erwiesen, indem sie die kathodischen und anodischen Reaktionen beeinflussen. Aufgrund ihrer Fähigkeit, über ihre beiden Stickstoff- und Schwefelatome freie Elektronen mit dem Metalltemplat zu teilen, fungierten sie als ideale Adsorptionsstellen für potenzielle Inhibitoren und schützten so die Metalle vor Säurekorrosion, indem sie die verfügbare Kontaktoberfläche mit Wasserstoffionen verhinderten16. Andererseits gelten OSe-Verbindungen aufgrund der größeren Fähigkeit des Se, seine Außenelektronen mit Metallen zu teilen, als bessere Korrosionsinhibitoren als ihre homologen Organoschwefelverbindungen. Leider wurde die antikorrosive Wirksamkeit der OSe-Wirkstoffe selten diskutiert und beschränkte sich auf einige wenige Beispiele in der Literatur. Kürzlich haben wir über verschiedene wasserlösliche OSe-Verbindungen auf Organoselenocyanat- (I und II) und Diselenidbasis (III und IV) als Korrosionsinhibitoren für verstärkten Stahl in der simulierten Betonporenlösung berichtet19. Darüber hinaus haben wir mehrere OSe-gebundene Anthranilsäure-Hybride (V, VI und VII) als potenzielle Korrosionsinhibitoren für den Pipeline-Stahl J55 und die Aluminiumlegierung 606120 entwickelt. Darüber hinaus haben wir auch über OSe-basierte Tetrazole (VIII und IX) als vielversprechende Korrosionsinhibitoren für die J55-Stahlrohrproben während der Ansäuerung von Ölquellen berichtet (Abb. 1)21.

Organoselen-Hybride mit vielversprechenden Korrosionshemmeigenschaften.

Es wird daher erwartet, dass eine geeignete Kombination von Thioharnstoff- und Organoselenverbindungen die gesamte Korrosionshemmungsaktivität verbessern würde. Dementsprechend konzentrierte sich die vorliegende Studie auf die Herstellung und strukturelle Untersuchung von Organoseleniumthioharnstoff-Derivaten unter Verwendung einer einfachen Methode und spektroskopischer Methoden (FTIR, 1H-NMR und 13C-NMR). Die Studie umfasste dementsprechend die Abschätzung der synthetisierten OSe-Wirkstoffe als Inhibitoren für C-Stahl-Korrosion in Beizlösungen unter Verwendung verschiedener elektrochemischer Methoden wie PDP und EIS. Darüber hinaus wurden die molekularen Reaktivitätsbeschränkungen sowohl auf atomarer als auch auf molekularer Ebene mithilfe von DFT-Rechnungen untersucht, um Inhibitor-Metall-Wechselwirkungen zu berücksichtigen, was für das Verständnis der Korrosionshemmleistung wichtig ist. Die Wirksamkeit jedes Inhibitors in Bezug auf seine Ausrichtung und Struktur sowie die Methode, mit der ein Inhibitor an Metalloberflächen haftet, werden durch die Monte-Carlo-Simulationen ausführlich erklärt.

In dieser Arbeit wird Kohlenstoffstahl mit der folgenden Zusammensetzung verwendet: P (0,046 %), Si (0,35 %), C (0,23 %), Mn (1,42 %), Cr (0,13 %), Ni (0,034 %) und Fe ( Rest) mit einer aktiven Fläche von ≈ 1 cm2 wurde als Arbeitselektrode verwendet und mit Schmirgelpapier unterschiedlicher Qualität (bis zur Körnung 1500) zerkratzt, mit Aceton entfettet, mit bidestilliertem H2O gespült und mit schwachen Tüchern getrocknet. Die Experimente wurden in molarer HCl-Lösung durch das Nichtauftreten und Vorhandensein verschiedener Dosen der untersuchten Organoselenthioharnstoffverbindungen DS036 und DS038 ergänzt. Für jeden Test wurden die Komponentenkonzentrationen von 2 × 10–5 bis 1,0 × 10–3 M geordnet; Es wurde eine frisch verworfene Lösung verwendet.

Die Schmelzpunkte wurden mit dem Gallenkamp-Instrument in Grad Celsius aufgezeichnet. Spektren für das FTIR wurden an der King Faisal University auf dem Mattson 5000 FTIR-Spektrophotometer aufgezeichnet (KBr, ύ cm−1). Die 1H-NMR- und 13C-NMR-Spektren wurden mit einem Varian-Spektrophotometer bei 400 MHz und 500 MHz gemessen, wobei die interne TMS-Referenz und DMSO-d6 als Lösungsmittel verwendet wurden. Die chemischen Verschiebungen (δ) in Teilen pro Million wurden in Bezug auf den Restpeak der Lösungsmittel aufgezeichnet. Die Verbindungen 2–5 wurden gemäß unseren Literaturberichten synthetisiert (siehe Abb. 2) (siehe detaillierte experimentelle Verfahren in den Begleitmaterialien)22,23,24,25,26,27,28,29.

Synthese der Organoselenverbindungen 2–5, DS036 und DS038. (a) Selenocyanat 2 wurde in 88 % Ausbeute aus Anilin (2,5 mmol), CH2(CN)2 (1,5 mmol), SeO2 (3 mmol) und DMSO (5 ml) erhalten; (b) Diselenid 3 wurde in 82 % Ausbeute aus Selenocyanat 2 (0,5 mmol), NaOH (0,5 mmol) und Ethanol (6 ml) synthetisiert; (c) Selenid 4 wurde in 57 % Ausbeute aus Diselenid 3 (1 mmol), Methyliodid (2,2 mmol) und EtOH (20 ml) erhalten; (d) Selenid 5 wurde in 85 % Ausbeute aus Diselenid 3 (1 mmol), Benzylchlorid (2,2 mmol) und EtOH (20 ml) erhalten; (e) Thioharnstoff DS036 wurde in 87 % Ausbeute aus Selenid 4 (1 mmol), Phenylisothiocyanat (1,2 mmol) und EtOH (10 ml) erhalten; (f) Thioharnstoff DS038 wurde in 89 % Ausbeute aus Selenid 5 (1 mmol), Phenylisothiocyanat (1,2 mmol) und EtOH (10 ml) erhalten.

Die OSe-Thioharnstoff-Derivate DS036 und DS038 wurden effizient aus leicht verfügbaren Chemikalien (z. B. Anilin, Phenylisothiocyanat, SeO2) synthetisiert. Alle Reaktionen verliefen unkompliziert und verliefen bei klassischen und einfachen Aufarbeitungen reibungslos. Die OSe-Thioharnstoff-Derivate DS036 und DS038 wurden in mäßiger bis hoher Ausbeute (57–89 %) sowie in hoher Reinheit erhalten, da sie effizient in Ethanol umkristallisierten, ohne dass eine aufwändige Isolierung mittels Säulenchromatographie erforderlich war. Darüber hinaus verfügen DS036 und DS038 über unterschiedliche Protonenakzeptorzentren (z. B. Stickstoff, Schwefel und Se), was der Grund für ihre gute Löslichkeit in der HCl-Lösung sein könnte. Tatsächlich sind sie auch in verschiedenen organischen Lösungsmitteln wie Aceton, DMF und DMSO gut löslich.

Interessanterweise wurde berichtet, dass viele Organoselen-Reaktionen in Wasser schneller ablaufen. Daher ist die Synthese von DS036 und DS038 eine weitere Untersuchung unter grünen Bedingungen in der Zukunft wert, sobald sie als potenzielle Inhibitoren etabliert sind.

Zu einer Lösung des organischen Selenids 4 oder 5 (1 mmol) in (10 ml) Ethanol wurde Phenylisothiocyanat (1,2 mmol) gegeben und die Mischung 6 Stunden lang unter Rückfluss erhitzt. Der gebildete Niederschlag wurde filtriert und mit Ethanol und Wasser gewaschen. Die Thioharnstoffderivate wurden aus Ethanol umkristallisiert und lagen in ausreichender Reinheit vor, sodass keine weiteren Reinigungen erforderlich waren.

Verbindung DS036 wurde aus Methyl-4-(methylselanyl)anilin (4) (1 mmol, 187 mg) und Phenylisothiocyanat (1,2 mmol, 162 mg) synthetisiert. Die Reaktion wurde durch DC (EtOAc/Hexan 1:2; Rf = 0,25) verfolgt und als weißer Feststoff mit 87 % Ausbeute (280,1 mg) isoliert. Verbindung DS036 wurde aus Ethanol in Form weißer Kristalle umkristallisiert und hatte einen Schmelzpunkt von 161–162 °C. IR (FT-IR, cm−1): 3199, 3025, 3001, 1685, 1599, 1522, 1449; 1H-NMR (400 MHz, DMSO) δ 9,80 (d, J = 3,9 Hz, 2H, 2NH), 7,51 (d, J = 7,8 Hz, 2H, Ar–H), 7,46–7,33 (m, 6H, Ar–H ), 7,15 (t, J = 7,3 Hz, 1H, Ar–H), 2,36 (s, 3H, SeCH3). 13C-NMR (101 MHz, DMSO) δ 180,03, 139,90, 138,13, 130,37, 128,94, 127,24, 125,02, 124,95, 124,15, 7,38; MS (ESI): m/z = gefunden 345,0 (M+ + Na), 321 (M+–H), 323 (M+ + H); berechnet. 322,0

Verbindung DS038 wurde aus 4-(Benzylselanyl)anilin (5) (1 mmol, 263 mg) und Phenylisothiocyanat (1,2 mmol, 162 mg) synthetisiert. Die Reaktion wurde durch DC (EtOAc/Hexan 1:2; Rf = 0,25) verfolgt und als weißer Feststoff mit 89 % Ausbeute (354 mg) isoliert. Verbindung DS038 wurde aus Ethanol in Form grauer Kristalle umkristallisiert und hatte einen Schmelzpunkt von 156–158 °C. IR (FT-IR, cm-1): 3198, 3022, 3000, 1599, 1588, 1522, 1449; 1H-NMR (400 MHz, DMSO) δ 9,84 (s, 2H, 2NH), 7,52–7,41 (m, 6H, Ar–H), 7,35 (t, J = 7,8 Hz, 2H, Ar–H), 7,31–7,25 (m, 4H, Ar–H), 7,21 (td, J = 5,6, 2,4 Hz, 1H, Ar–H), 7,14 (dd, J = 15,9, 8,5 Hz, 1H, Ar–H), 4,22 (s, 2H, SeCH2). 13C NMR (101 MHz, DMSO) δ 179,92, 139,84, 139,25, 139,07, 132,86, 129,28, 128,95, 128,82, 127,24, 125,69, 124,98, 124,51, 124,14, 31,43; MS (ESI): m/z = gefunden 421,0 (M+ + Na), 397 (M+-H), 399 (M+ + H); berechnet. 398.04.

Die in den EIS- und PDP-Experimenten verwendeten Kohlenstoffstahlproben. Alle Versuchsläufe wurden mit Hilfe eines elektrochemischen Zellen-Drei-Elektroden-Systems durchgeführt, das mit einer elektrochemischen Workstation aus Gamry-Potentiostat/Galvanostat/ZRA (Referenz 600+) bei 298 K verbunden war. Die Arbeitselektrode bestand aus Kohlenstoffstahl Die Gegenelektroden bestanden aus Platinblech und die Referenzelektrode aus Silber/Silberchlorid (Ag/AgCl). Die EIS-Untersuchung wurde unter potentiostatischen Bedingungen in einem Frequenzbereich von 0,1 Hz bis 100 kHz mit einer AC-Signalamplitude von 10 mV und bei Leerlaufpotential (EOCP) durchgeführt. Die optimierte EIS-Reaktion wurde mit der Z-View-Softwareversion 3.4 angepasst. Nach der EIS-Optimierung wurden die PDP-Messungen unter den gleichen optimierten Bedingungen durchgeführt, wobei das Potential mit einer Rate von 1,0 mV s−1 bei EOCP gewobbelt wurde, hauptsächlich von ± 250,0 mV gegenüber EOCP. Das Verfahren der LPR-Korrosionsratentests ähnelte denen, die in unserer vorherigen Arbeit10 definiert wurden. Für jeden Versuchsdurchlauf wurden drei doppelte Messwerte aufgezeichnet.

Zur Durchführung von Clusterberechnungen haben wir das DMOL3-Programm30 aus dem Materials Studio-Paket31 verwendet, das für die Implementierung von DFT-Berechnungen (Dichtefunktionaltheorie) im großen Maßstab vorgesehen ist. Berechnungen von DFT-Halbkern-Pseudopoden (DSPP) wurden unter Verwendung doppelter numerischer Basissätze und der Polarisationsfunktionstheorie (DNP) durchgeführt. Die 6-31G-Gauß-Basissätze und die DNP-Basissätze sind von gleichwertiger Qualität32,33. Basierend auf der verallgemeinerten Gradientennäherung (GGA) ist das RPBE-Funktional34 derzeit das beste Austausch-Korrelations-Funktional35 und wird verwendet, um die Auswirkungen von Elektronenaustausch und Korrelation zu berücksichtigen. Bei der Durchführung der geometrischen Optimierung gab es keine Symmetrieeinschränkungen.

Durch die Durchführung von Monte-Carlo-Experimenten an der Außenseite von Fe (110) zeigte der Adsorptionslokalisierer die geeigneten Adsorptionsformationen der protonierten Formen der Organoselenium-basierten Thioharnstoffderivate für MC-Simulationen auf36. Die Teilchenenergie der Thioharnstoff-Derivate wurde mithilfe der klassischen Forcite-Simulations-Engine37 verbessert. Dies wurde durchgeführt, um die Fähigkeit der Organoselen-Derivate zur Hemmung zu berechnen. Die Organoselen-Derivate, HCl und externes Fe (110) wurden alle innerhalb einer periodischen Grenzabstimmung in einer simulierten Box mit den Abmessungen 24,82°A × 24,82°A und 38,24°A adsorbiert. Die universellen Simulationsstudien mit einem Kraftfeld wurden durchgeführt, um die Adsorptionsleistung von Thioharnstoffderivaten auf Organoselenbasis auf der Oberfläche von Fe (110) zu simulieren.

1-(4-(Methylselanyl)phenyl)-3-phenylthioharnstoff (DS036) und 1-(4-(Benzylselanyl)phenyl)-3-phenylthioharnstoff (DS038) wurden in guten Ausbeuten durch die Reaktion von Phenylisothiocyanat mit 4-( Methylselanyl)anilin (4) bzw. 4-(Benzylselanyl)anilin (5) (Abb. 2).

Der Korrosionsstrom (jcor) nahm nach Zugabe der Korrosionsinhibitoren DS036 und DS038 erheblich ab und das Korrosionspotential (Ecor) änderte sich ebenfalls merklich entweder in negative oder positive Richtung, wie aus den Tafel-Polarisationsdiagrammen in Abb. 3 hervorgeht. Im Vergleich Für das ungehemmte Diagramm ist neben der Polarisationskurve bei einer DS036- und DS038-Konzentration von 0,002 mM auch die Form der verbleibenden Anodenflächenkurve äußerst wichtig. Die Steigung der Polarisationskurve nimmt in den Tafel-Kurven bei Konzentrationen von 1,0 mM schnell zu. Die Schulter in der Polarisationskurve hängt mit der Adsorptionskomplexität und dem Desorptionsweg der aktiven Komponente im Medium sowie dem behindernden Anoden- und Kathodenreaktionsmechanismus zusammen38. Der Kathodenbereich aller Polarisationskurven hat eine bemerkenswert ähnliche Form, was zeigt, dass die Zugabe der OSe-Derivate DS036 und DS038 keinen Einfluss auf den Reaktionsmechanismus der Reduktion von gelöstem Sauerstoff hat. Wenn die DS036- und DS038-Dosis ansteigt, nimmt der jcor im Kathodenbereich regelmäßig ab, was darauf hindeutet, dass diese von DS036 und DS038 auf der C-Stahloberfläche adsorbierte Barriereschicht das effiziente Zentrum der O2-Reduktion an der Metallgrenzfläche verringern könnte Mit dem Anstieg der DS036- und DS038-Dosis führt die Entwicklung einer dickeren Schutzschicht zu weniger aktiven Zentren der Sauerstoffreduktion, was zu einem schlechteren Jcor führt.

PDP-Diagramme für C-Stahl in molarer HCl-Lösung ohne und mit unterschiedlichen Konzentrationen an OSe-basierten Thioharnstoffverbindungen (a) DS036 und (b) DS038.

Der Korrosionsstrom der C-Stahl-Elektrode nahm allmählich ab, wenn die Konzentration von DS036 und DS038 niedrig war (0,02 mM), was darauf hindeutet, dass zu diesem Zeitpunkt nur eine kleine Anzahl von DS036- und DS038-Verbindungen an der C-Stahloberfläche anhaften. Obwohl es eine leichte korrosionshemmende Wirkung gibt, ist es nicht akzeptabel, dass dies den Reaktionsmechanismus der C-Stahl-Anodenmetallauflösung verändert. Dieses Verhalten stimmt mit dem Auftreten eines Diffusionsfilms auf der C-Stahloberfläche in den EIS-Studien überein, auf das später noch eingegangen wird. Wenn die DS036- und DS038-Dosis 0,50 mM übersteigt, sind genügend DS036- und DS038-Moleküle im Medium vorhanden, um eine dichtere Schutzschicht auf der Oberfläche des C-Stahls zu bilden und so eine Verschlechterung des C-Stahls zu verhindern.

Die Kathoden- und Anodenströme aller Polarisationskurven, die DS036 und DS038 enthalten, neigen dazu, abzufallen, was zeigt, dass diese Moleküle ihre Reaktion auf die Kathoden- und Anodenbereiche der C-Stahloberfläche blockieren. Dadurch sind diese Moleküle gemischte Korrosionsinhibitoren für C-Stahl.

Um Fehler bei der Anpassung der Polarisationskurvendaten mit der Tafel-Extrapolationsmethode zu reduzieren, nimmt der Anodenbereich der Polarisationskurve nicht an der Anpassung teil. Dies liegt daran, dass sich das Eisen auf der Oberfläche des C-Stahls im Anodenbereich bis zu einem gewissen Grad auflöst und die Metalloberfläche relativ rau ist39. Die Jcor-Werte werden mithilfe der Polarisationskurve des Kathodenbereichs angepasst. Die entsprechenden Parameter sind in Tabelle 1 aufgeführt, die Ecor, jcor, βc und βa (kathodische und anodische Tafel-Steigung) enthält, und die Inhibitionseffizienz (ηi/%) aus dem Tafel-Polarisationsdiagramm wird durch die folgende Gleichung 40 bestimmt:

Darunter sind jcor,0 und jcor,i die Korrosionsstromdichten für C-Stahl-Elektroden im Rohling ohne bzw. mit DS036- bzw. DS038-Molekülen. Wie aus Tabelle 1 ersichtlich ist, nimmt mit steigenden DS036- und DS038-Dosen auch der jcor von C-Stahl ab und der ηi/% nimmt zunehmend zu. Als die Dosis von DS036 und DS038 0,002 mM erreichte, wurde der ηi/% von DS036 und DS038 deutlich verbessert und der ηi/% erreichte 42,33 bzw. 47,53 %. Wenn die DS036- und DS038-Dosis 1,0 mM erreicht, beträgt der jcor 27,52 bzw. 11,99 μA/cm2 und der ηi/% erreicht 96,65 bzw. 98,54 %. Die Ergebnisse stimmen weitgehend mit denen von EIS überein.

EIS wurde durchgeführt, um den Mechanismus der Korrosionshemmung der DS036- und DS038-Moleküle auf C-Stahl weiter zu untersuchen. Das OCP hatte nach 60-minütigem Eintauchen der C-Stahl-Probe in molares HCl ohne und mit verschiedenen Konzentrationen von DS036 und DS038 bei 298 K einen stabilen Zustand erreicht. Darauf basierend wurden die Nyquist- und Bode-Diagramme für die C-Stahl-Elektrode bei Ein konstanter OCP wurde erhalten und ist in den Abbildungen dargestellt. 4, 5. Die Abbildungen 4 und 5 zeigen die erhaltenen EIS-Ergebnisse in Nyquist- bzw. Bode-Modulen. Diese Abbildung zeigt deutlich, dass alle Impedanzspektren eine einzige kapazitive Schleife aufweisen, was zeigt, dass der Ladungsübertragungsprozess in erster Linie für die Kontrolle der Korrosion von C-Stahl in molarem HCl mit und ohne Inhibitoren verantwortlich ist und regelmäßig mit der Doppelschichtleistung verbunden ist41. Darüber hinaus sind diese Diagramme für alle getesteten Konzentrationen identisch, was zeigt, dass der Korrosionsmechanismus unverändert ist42. Die Frequenzstreuung der Grenzflächenimpedanz könnte auch dafür verantwortlich sein, dass diese Nyquist-Diagramme keine perfekten Halbkreise sind43. Chemische Inhomogenität, Oberflächenrauheit und der Adsorptions-Desorptionsprozess hemmender Moleküle auf C-Stahloberflächen tragen alle zu diesem Phänomen bei44. Darüber hinaus ist der Halbkreisdurchmesser beim Vorkommen der Inhibitoren DS036 und DS038 größer als der, der in einer molaren HCl (Blindlösung) beobachtet wird, und wächst mit steigender Inhibitordosis, was möglicherweise mit der Ausweitung der Oberflächenbedeckung hemmender Verbindungen zusammenhängt die C-Stahl-Schnittstelle.

Nyquist-Diagramm der C-Stahl-Elektrode in der leeren molaren HCl-Lösung und unter Zugabe unterschiedlicher Konzentrationen (A) DS036 und (B) DS038 bei 298 K.

Bode-Diagramm der C-Stahl-Elektrode in der leeren molaren HCl-Lösung und unter Zugabe unterschiedlicher Konzentrationen (A) DS036 und (B) DS038 bei 298 K.

Abbildung 5 zeigt die geeigneten Bode-Impedanzmodule für C-Stahl-Elektroden, eingetaucht in molares HCl mit und ohne verschiedene Inhibitordosen am OCP. Der Anstieg der absoluten Impedanz bei niedrigen Frequenzen im Bode-Diagramm bestätigt den höheren Schutz mit zunehmender Inhibitorkonzentration43. Die Konzentration der DS036- und DS038-Inhibitoren in 1,0 M HCl ist erhöht, was durch einen Anstieg der absoluten Impedanz angezeigt wird. Dies weist auf ein überlegenes Hemmverhalten hin, da bei höheren Konzentrationen mehr Hemmstoffmoleküle auf der C-Stahloberfläche adsorbiert werden45.

Abbildung 6 zeigt den Vergleich der Nyquist-Diagramme (A, B) und Bode-Diagramme (C, D) (schwarze Punkte), die für in HCl getauchte Stahlproben gemessen wurden, und der simulierten (roten Linien) für inhibierte und nicht inhibierte Systeme. Bei der Anpassung der Daten für nicht inhibierte Elektroden (E) und inhibierte Elektroden (F) wurde ein elektrochemisches Ersatzschaltbild (EEC) verwendet, wobei Rs der Elektrolytwiderstand ist, CPE (Y0, Alpha) ein Element mit konstanter Phase bezeichnet und Rp bezeichnet den Polarisationswiderstand (Rp = Rct (Ladungsübertragungswiderstand) + Rf (Filmwiderstand)) zusätzlich zur Filmkapazität (Cads) und dem Inhibitorwiderstand (Rads) im Fall des inhibierten Systems.

Vergleich der Nyquist- (A, B) und Bode-Diagramme (C, D) (schwarze Punkte), gemessen für in HCl getauchte Stahlproben, und der simulierten (rote Linien) für inhibierte und nicht inhibierte Systeme. EEC wird bei der Anpassung der Daten für die nicht inhibierte Elektrode (E) und die inhibierte Elektrode (F) verwendet.

Das CPE-Element wird verwendet, um die kapazitive Halbkreisvertiefung zu verdeutlichen, die Oberflächeninhomogenität aufgrund von Verunreinigungen, Oberflächenrauheit, Korngrenzen, Verschiebungen, Additivadsorption, Entwicklung eines porösen Films usw. ausgleicht. Die Impedanz-CPE-Funktion ist durch Folgendes gekennzeichnet Gleichung 46:

Dabei stellt j die imaginäre Zahl dar (j2 = −1), Q bezeichnet die CPE-Größe und ω charakterisiert die Kreisfrequenz. α verkörpert die Abweichungsbeschränkung (−1 ≤ α ≤ + 1), die die Bedeutung einer Phasenverschiebung hat. Der CPE bezeichnet einen reinen Widerstand, wenn α = 0, einen reinen Kondensator, wenn α = + 1, und eine Induktivität, wenn α = −147. Zusätzlich wurde die folgende Gleichung verwendet, um die Doppelschichtkapazitäten Cdl für einen Schaltkreis mit CPE48 zu ermitteln:

wobei ωmax der maximale Frequenzwert im Imaginärteil des EIS-Bereichs ist. Die elektrochemischen Parameterwerte wie n, Rs, Rp, Cdl, Y0 und ηE/% (Inhibitionskapazität) von DS036 und DS038 wurden aus EIS erhalten und in Tabelle 2 aufgezeichnet. Beim Auftreten von DS036 und DS038 wurden die Werte von n Es wurde festgestellt, dass sie im Bereich von 0,792 bis 0,884 liegen und diese Werte höher sind als die der ungehemmten Lösung (0,717). Die höheren n-Werte in den inhibitorhaltigen Systemen zeigen, dass die DS036- und DS038-Moleküle einen Schutzfilm über der C-Stahloberfläche bilden und deren Homogenität verbessern10. Mit steigender Konzentration des Inhibitors steigen die Rp-Werte an und die Cdl-Werte sinken. Der höchste Rp (363,64 Ω cm2 für DS036 und 463,15 Ω cm2 für DS038) wurde bei einer optimalen Dosis (1,0 mM) gefunden. Die Adsorption von Inhibitoren führt zu einem Anstieg der Rp-Werte, was auf eine Verringerung der exponierten Oberfläche schließen lässt. Ein Abfall des Cdl, der möglicherweise durch eine Verringerung der lokalen Dielektrizitätskonstante und/oder einen Anstieg der Dicke der elektrischen Doppelschicht verursacht wird, lässt jedoch darauf schließen, dass die DS036- und DS038-Inhibitoren durch Adsorption an der Metall/Medium-Grenzfläche wirken . Wenn die Konzentration dieser OSe-basierten Derivate 1,0 mM übersteigt, steigen die Werte der Hemmwirkung auf 94,9 % für DS036 und 95,9 % für DS038. Diese Ergebnisse zeigen einmal mehr, dass die hergestellten Verbindungen in HCl-Lösung eine wirksame C-Stahl-Hemmleistung aufweisen und ηE/% der Reihenfolge folgt: DS038 > DS036. Es ist wichtig zu beachten, dass die durch elektrochemische Messungen ermittelten Hemmwirkungen im Wesentlichen mit den durch PDP ermittelten übereinstimmen, wie in Tabelle 1 angegeben.

Der Einfluss der Temperatur auf die C-Stahl-Korrosion in einem HCl-Medium in Abwesenheit und Anwesenheit unterschiedlicher Inhibitordosen wurde im Temperaturbereich (298 − 328 K) mit der EIS-Methode untersucht. Abbildung 7 zeigt die Beziehung zwischen Hemmungseffizienz und Temperatur in (A) DS036 und (B) DS038 bei verschiedenen Konzentrationen. Die Inhibitionseffizienz für DS036 änderte sich von 42,3 und 96,6 % bei 298 K auf 39,1 und 98,2 % bei 328 K in Gegenwart von 2,0 × 10–5 bzw. 1,0 × 10–3 M (Abb. 7A). Während sich in Gegenwart der DS038-Verbindung die Hemmungseffizienz von 47,5 und 98,54 % bei 298 K auf 42,2 und 99,1 % bei 328 K in Gegenwart von 2,0 × 10–5 und 1,0 × 10–3 M änderte, bzw. (Abb. 7B). Folglich weisen DS036- und DS038-Inhibitorsysteme immer noch eine verbleibende Schutzleistung auf, um C-Stahl vor Korrosion zu schützen, indem sie auch bei höheren Temperaturen eine Adsorptionsschicht auf der Metallgrenzfläche erzeugen21. Durch den Vergleich der Aktivierungsenergie (Ea) in Gegenwart und Abwesenheit des Korrosionsinhibitors können einige wichtige Details zum Adsorptionsmechanismus des Inhibitors ermittelt werden. Es ist zu beobachten, dass die Ea-Werte in Gegenwart von Organoseleniumthioharnstoff-Derivaten mit zunehmender Inhibitorkonzentration ansteigen. Die Daten zeigen, dass die Ea-Werte der untersuchten Elektrode in den analysierten korrosiven Medien in Gegenwart von DS036 und DS038 (35,25 bzw. 40,65 für DS036 bzw. DS038) höher sind als die im ungehemmten Medium (12,97 kJ/mol). Infolgedessen erhöht die Anwesenheit eines Inhibitors die Aktivierungsenergiebarriere der Korrosion der getesteten Elektroden und verringert somit die Korrosionsrate. Wir können den Schluss ziehen, dass der Anstieg der Korrosionsaktivierungsenergie in Gegenwart von DS036 und DS038 im Allgemeinen auf die Entwicklung einer schützenden Adsorptionsschicht mit physikalischem Charakter zurückzuführen ist. Das Inhibitorsystem wird bei niedrigeren Temperaturen physikalisch adsorbiert, wohingegen die Chemisorption bei steigender Temperatur vorteilhafter ist21.

Zusammenhang zwischen Hemmungseffizienz und Temperatur in (A) DS036 und (B) DS038 bei unterschiedlichen Konzentrationen.

Um die Stabilität des Adsorptionsinhibitorfilms im Laufe der Zeit zu untersuchen, wurde der Einfluss der Einwirkungszeit auf die Korrosionsrate untersucht. Die Änderung der Korrosionsrate mit der Dauer für C-Stahl in 1,0 M leerem HCl und mit 1,0 × 10–3 M DS036 und DS038 bei 25 °C ist in Abb. 8 dargestellt. Nach einer Stunde Eintauchen in die korrosive Lösung , wurden die Organoseleniumthioharnstoffverbindungen eingeführt, da Ecor zu diesem Zeitpunkt stabil wurde. Es wurde festgestellt, dass CR im leeren Medium zwischen 2,62 und 4,76 mm/Jahr liegt. Der CR von C-Stahl nimmt mit der Eintauchdauer im Rohlingsmedium stetig zu, wie in Abb. 8 dargestellt. Der CR von C-Stahl wurde durch die Zugabe der synthetischen Organoseleniumthioharnstoffverbindungen deutlich deutlich reduziert. Die CR sank von 4,62 auf 0,21 bzw. 0,06 mm/Jahr in Gegenwart von 1,0 × 10–3 M DS036 bzw. DS038 nach 20-stündigem Eintauchen. Dies ist möglicherweise auf die Adsorption und Bildung einer Schutzschicht auf der Metalloberfläche zurückzuführen. Während einer Expositionszeit von 2 bis 20 Stunden ist der CR in DS036- und DS038-inhibierter HCl praktisch konstant, was zeigt, dass der Adsorptionsfilm für DS036 und DS038 stabil ist und mit der Zeit nicht reißt.

Variante der Korrosionsgeschwindigkeit mit Dauer für C-Stahl in 1,0 M leerem HCl und mit 1,0 × 10–3 M DS036 und DS038 bei 25 °C.

Unter der Annahme, dass die Hemmwirkung hauptsächlich durch die Adsorption am Kontakt zwischen Metall und Lösung verursacht wird, können wir die Adsorptionsisotherme bestimmen. Die Adsorptionsisotherme kann grundlegende Informationen zur Adsorption von Inhibitoren auf der Metalloberfläche liefern. Um die Isotherme abzuleiten, müssen die fraktionellen Oberflächenbedeckungswerte (θ) als Funktion der Inhibitorkonzentration ermittelt werden. Die Werte der Oberflächenbedeckung (θ) könnten einfach aus den PDP-Studien anhand des Verhältnisses Hemmungseffizienz/100 gemessen werden. Daher sind empirische Untersuchungen erforderlich, um herauszufinden, welche Isotherme die Adsorption von Inhibitoren auf der Oberfläche von C-Stahl am besten beschreibt. Zahlreiche Adsorptionsmodelle wie Langmuir-, Frumkin-, Freundlich- und Temkin-Isothermen wurden charakterisiert. Unter den verschiedenen ausprobierten Adsorptionsisothermenmodellen wurde mithilfe des Korrelationskoeffizienten (R2) das am besten geeignete ausgewählt (Tabelle S1). Es wurde festgestellt, dass die Langmuir-Isotherme am besten zu den experimentellen Ergebnissen passt, da alle Korrelationskoeffizientenwerte sehr nahe bei Eins liegen, was bestätigt, dass der Adsorptionsprozess von OSe-basierten Verbindungen auf C-Stahl in 1,0 M HCl dem Langmuir-Isothermenmodell folgt. Das Isothermenmodell von Langmuir wird durch die folgende Gleichung 49 beschrieben:

wobei Kads und Cinh die Adsorptionsgleichgewichtskonstante und die molare Konzentration des Inhibitors sind. Abbildung 9 zeigt eine gerade Linie im Diagramm des Protokolls (Cinh/θ vs. Cinh). Die linearen Regressionskoeffizienten (R2) entsprechen nahezu 0,999 für DS036- und DS038-Inhibitoren, was darauf hindeutet, dass die untersuchten Verbindungen während der Adsorption in 1,0 M HCl-Lösung der Langmuir-Adsorptionsisotherme folgen. Die adsorptionsfreie Energie (\(\Delta G_{ads}^{0}\)) steht mit den Kads in Zusammenhang mit der folgenden Gleichung 50,51:

wobei der Wert 55,5 die molare Konzentration von H2O ist. Die Werte von Kads und \(\Delta G_{ads}^{0}\) wurden bei 298 K berechnet und. Die Kads-Werte betrugen 9,91 × 103 bzw. 10,02 × 103 M−1 für DS036- bzw. DS038-Inhibitoren. Darüber hinaus wurde festgestellt, dass die \(\Delta G_{ads}^{0}\)-Werte − 32,74 und − 32,81 kJ mol−1 für DS036- und DS038-Inhibitoren betragen. Die Instabilität der adsorbierten Schicht auf der C-Stahloberfläche und die Spontaneität des Adsorptionsprozesses wurden beide durch die negativen Werte von \(\Delta G_{ads}^{0}\) bestimmt. Darüber hinaus zeigte der hohe \(\Delta G_{ads}^{0}\)-Wert des DS038-Inhibitors, dass er in 1,0 M HCl stärker auf der C-Stahloberfläche adsorbiert wird als das DS036-Molekül. Dies steht im Einklang mit dem Bereich der Hemmwirkungswerte, die mit elektrochemischen Methoden ermittelt wurden. Es ist allgemein bekannt, dass Werte von \(\Delta G_{ads}^{0}\) in der Größenordnung von − 20 kJ mol−1 oder darunter auf Physisorption hinweisen, während Werte, die negativer als − 40 kJ mol−1 sind, die gemeinsame Nutzung oder einschließen Elektronenübertragung von den Inhibitormolekülen auf die Stahloberfläche unter Bildung einer koordinativen Bindung (Chemisorption). In diesem Bericht spezifizieren die \(\Delta G_{ads}^{0}\)-Werte zwischen − 20 und − 40 kJ mol−1 offensichtlich die kombinierte chemische und physikalische Adsorption an der C-Stahl-Grenzfläche52.

Adsorptionsmodell der Langmuir-Isotherme der Inhibitoren (DS036 und DS038) auf der C-Stahloberfläche in molarer HCl bei 298 K.

Die FE-SEM-Analyse von C-Stahl, die nach 20-stündiger Einwirkung von leerem HCl (A) und 1,0·103 M DS038 durchgeführt wurde, ist in Abb. 10A, B dargestellt. Die Metalloberfläche war stark korrodiert und beschädigt, mit einigen Grübchen und tiefen Hohlräumen. wie durch genaue Untersuchungen des FE-SEM-Bildes belegt, das in Abwesenheit des DS038-Inhibitors aufgenommen wurde (Abb. 10A). Die Metallprobe weist im Vergleich zur C-Stahloberfläche, die in das Blindmedium eingetaucht ist, wenn DS038-Inhibitor vorhanden ist, eine überlegene Morphologie und eine glatte Grenzfläche auf (Abb. 10B). Demnach verlangsamt der Einsatz des Inhibitors DS038 die Korrosionsrate, indem er die Auflösung von C-Stahl verhindert. Dies weist auf eine wirksame Korrosionshemmung hin.

FE-SEM-Bilder für C-Stahl in 1,0 M HCl (A) und 1,0 × 10−3 M DS038-Verbindung nach 20-stündigem Eintauchen.

Abbildung 11 zeigt die optimierten Strukturen, einschließlich der HOMO- und LUMO-Verteilungen für Thioharnstoffderivate auf Organoselenbasis. Tabelle 3 zeigt die entsprechenden quantenchemischen Deskriptoren. Gemäß der Grenzorbitaltheorie erklären die HOMO- und LUMO-Energien53,54 die Donor- oder Akzeptorwechselwirkungen an der Grenzfläche zwischen dem Inhibitormolekül und der Metallaußenseite. Folglich deuten hohe bzw. niedrige Werte für EHOMO und ELUMO auf ein Korrosionsverbot hin, das durch das Vorhandensein der untersuchten Verbindungen verstärkt wird. In Tabelle 3 hat DS038 einen höheren HOMO-Wert von −4,56 eV im Vergleich zu DS036 (−5,33 eV), während in protonierter Form 5,06 bzw. 5,19 eV für DS038 bzw. DS036 lagen. Wie in Abb. 11 gezeigt, befanden sich die HOMO-Niveaus für DS036 am Seloxy-, Thiol-, Imin- und einem der Phenylringe, was darauf hindeutet, dass die Stickstoff-, Se- und Schwefelatome die bevorzugten Positionen für elektrophile Angriffe auf die Metallaußenseite waren . Die HOMO-Niveaus in DS038 wurden an den Seloxy-, Thiol- und Iminpositionen gefunden, was darauf hindeutet, dass die Stickstoff-, Se- und Schwefelatome die bevorzugten Positionen für elektrophile Angriffe auf die Metallaußenseite waren. Dies könnte die Wirksamkeit des Verbots erhöhen, das durch die Adsorption der DS036- und DS038-Derivate auf der Stahloberfläche verursacht wird. Im Gegensatz dazu betrug der ELUMO-Wert −1,61 eV für DS038 (Tabelle 3), was weniger als −1,66 eV für DS036 betrug. Wir beobachten, dass kleine Unterschiede in den Werten zwischen den Inhibitoren die geringen Unterschiede in der Inhibitoraktivität der Inhibitoren zeigen, wobei für DS038 eine bessere Inhibitionseffizienz beobachtet wurde. Diese Ergebnisse zeigen, dass protonierte Spezies eine stärkere Neigung zur Adsorption an der Oberfläche des C-Stahls haben als nicht protonierte Moleküle.

Die optimierten Molekülkonstruktionen HOMO und LUMO für DS036 und DS038.

Wichtige Parameter, einschließlich Energielücke (∆E), HOMO, LUMO, globale Härte (η), Weichheit (σ), Elektronegativität (χ) und Elektronentransferanteil (∆N), wurden aus der DFT-Berechnung anhand der Gleichungen bestimmt. 6–1138,55.

wobei die Elektronegativität für Fe 4,82 eV betrug, wurde zur Berechnung des Elektronentransfers (∆N) verwendet.

Die Energielücke (∆E) ist eine entscheidende Komponente bei der Verbesserung der Fähigkeit der Organoselen-Derivate, Korrosion zu unterdrücken. Niedrigere ∆E-Werte ließen auf eine bessere Hemmwirkung schließen56. Tabelle 3 zeigt, dass DS038 einen niedrigeren ∆E-Wert als DS036 (2,75 eV) und 3,67 eV hat. Dies deutete auf eine größere Neigung zur DS038-Adsorption an der Außenseite des C-Stahls hin. Die niedrigeren Werte der Elektronegativität (χ) für DS038 zeigten, dass DS038 eine größere Fähigkeit hatte, dem Metall Elektronen zuzuführen als DS03657. Anhand der Stabilität und Reaktivität einer Verbindung lässt sich bestimmen, wie hart oder weich sie ist. Während des Adsorptionsprozesses liefern weiche Chemikalien, die reaktiver sind als harte, leicht Elektronen an eine C-Stahlprobe. Dadurch wirken sie wirksam als Korrosionsinhibitoren58. Der DS038 hat einen größeren Wert (0,68), während der DS036 einen höheren Wert hat, wie in Tabelle 3 angegeben (1,84). Dies demonstrierte die Einfachheit von DS038 bei der Zufuhr von Elektronen zur getesteten Substanz. Dadurch entstand eine hohe Potenz.

Die ∆N-Werte zeigten die Neigung eines Teilchens, Elektronen an die Oberfläche abzugeben. Ein hoher ∆N-Wert weist darauf hin, dass ein Inhibitor eine größere Fähigkeit zur Elektronenabgabe hat. Wenn ∆N 3,6 vorhanden ist, verbessert die starke Elektronenabgabefähigkeit die Verbotsleistung59. Die ermittelten N-Werte sind in Tabelle 3 aufgeführt. Die Tatsache, dass der ∆N-Wert von DS038 größer (0,60) als der von DS036 (0,36) war, deutet darauf hin, dass DS038 mit größerer Wahrscheinlichkeit Elektronen zur untersuchten Probe beisteuerte.

Ein starker Aspekt, der die Korrosionsbeschränkung unterstützt, ist das Dipolmoment60. Eine Verbesserung der Verformungsenergie und eine Verbesserung der Adsorption eines Inhibitors auf der Stahloberfläche werden beide durch eine Erhöhung des Dipolmoments angezeigt. Daher wird eine Erhöhung des Dipolmoments die Wirksamkeit des Verbots erhöhen61. Tabelle 3 zeigt, dass DS038 ein größeres Dipolmoment (4,15 Debye) als DS036 (3,51 Debye) aufweist, während DS038 und DS036 im Fall der protonierten Form 4,48 bzw. 3,71 Debye aufweisen. Dies zeigte die erhöhte Neigung von DS038, auf der C-Stahloberfläche zu adsorbieren, was zu einer erhöhten Verbotswirkung führte. Dies weist darauf hin, dass Dipol-Dipol-Wechselwirkungen bei der Wechselwirkung zwischen der protonierten Form und der C-Stahl-Grenzfläche stärker vorherrschen als bei der Wechselwirkung zwischen der C-Stahl-Oberfläche und der nicht protonierten Form. Die Werte sind für die protonierten Moleküle höher als für die nicht -protonierte Moleküle. Basierend auf den oben berechneten Quanteneigenschaften kann festgestellt werden, dass die Formen der protonierten Thioharnstoffderivate auf Organoselenbasis eine wirksamere Korrosionsbeständigkeit aufweisen als die Formen der nichtprotonierten Thioharnstoffderivate auf Organoselenbasis.

Die Wechselwirkungen der Thioharnstoffderivate auf Organoselenbasis mit der C-Stahloberfläche und der Adsorptionsmechanismus wurden mithilfe von MC-Simulationen visualisiert. Die plausibelsten Organoselen-Derivat-Adsorptionsanordnungen auf der Stahlprobe sind in Abb. 12 dargestellt. Verantwortlich dafür war das Adsorptionslokalisierungsmodul, das die glatte Anordnung anzeigt und eine Verbesserung der Adsorption mit der größten Oberflächenbedeckung empfiehlt. Darüber hinaus sind in Tabelle 4 die Ergebnisse der Monte-Carlo-Simulationen zusammengestellt. Tabelle 4 zeigt die steifen Adsorptionsenergien für entspannte Adsorbatverbindungen, die Verformungsenergien entspannter Adsorbatverbindungen und die Adsorptionsenergien entspannter Adsorbatverbindungen62,63,64,65,66,67. Im Vergleich zu DS036 zeigte DS038 einen größeren negativen Wert für die Adsorptionsenergie (− 513,41 kcal mol−1) (− 407,22 kcal mol−1). Dies zeigte, dass DS038 stärker an der C-Stahloberfläche haftete als DS036 und eine stabile adsorbierte Barriere bildete, die die Korrosion von C-Stahl hemmt, was auf eine stärkere Verbotstendenz für DS038 als für DS036 hinweist.

Das Adsorptionslokalisierungsmodul erreichte die maximal geeignete Konformation für die Adsorption von DS036 und DS038 auf Fe (110)-Substrat.

Wenn die Energie des Adsorbats ignoriert wurde, halfen die dEads/dNi-Werte, die Energie der Metalladsorbatkonfiguration zu verstehen. Die höheren dEads/dNi-Werte für DS038 (55,42 kcal mol−1) im Gegensatz zu DS036 (44,78 kcal mol−1) zeigen, dass DS038 eine stärkere Adsorption aufwies als DS036. Ein weiterer Hinweis darauf, dass DS038 und DS036 eine höhere Adsorptionsaffinität als HCl haben, ist die Tatsache, dass HCl-Moleküle ein dEads/dNi-Verhältnis von −3,06 kcal mol−1 aufweisen. Somit bildeten DS038 und DS036 eine zuverlässige Schutzbarriere und wurden unwiderruflich auf der Fe-Oberfläche adsorbiert. Die dEads/dNi-Zahlen helfen dabei, die Energie der Metalladsorbatanordnung zu verdeutlichen, wenn die Energie des Adsorbats vernachlässigt wurde. DS038 hatte eine stärkere Adsorption als DS036, was durch die höheren dEads/dNi-Werte für DS038 (− 55,42 kcal mol−1) im Vergleich zu DS036 (− 44,78 kcal mol−1) belegt wird. Darüber hinaus weist die Tatsache, dass HCl-Moleküle einen dEads/dNi-Wert von − 3,06 kcal mol−1 haben, darauf hin, dass DS038 und DS036 eine größere Adsorptionsaffinität als HCl haben. Somit bildeten DS038 und DS036 eine solide Schutzbarriere und wurden definitiv auf der Fe-Oberfläche adsorbiert. Es ist interessant festzustellen, dass diese Ergebnisse mit der oben genannten DFT und den empirischen Ergebnissen übereinstimmen.

OSe-basierte Derivate wurden synthetisiert und ihre Minderungsleistung für C-Stahl in einer sauren Beizlösung wurde sowohl anhand theoretischer als auch experimenteller Eigenschaften untersucht. Die erhaltenen Ergebnisse zeigen, dass diese Verbindungen eine geeignete Schutzoberfläche bilden und die Korrosionsrate kontrollieren können. Die Hemmwirkungsgrade betragen 96,65 % bzw. 98,54 % in Gegenwart von 1,0 mM DS036 bzw. DS038. Den PD-Daten zufolge handelte es sich bei den synthetisierten OSe-basierten Verbindungen um gemischte Inhibitoren, und die Inhibitionseffizienz nahm mit steigenden Inhibitordosen zu. Der höchste Rp (363,64 Ω cm2 für DS036 und 463,15 Ω cm2 für DS038) wurde bei einer optimalen Dosis (1,0 mM) gefunden. Diese Moleküle kombinierten Chemisorption und Physisorptionsadsorption auf der Oberfläche des C-Stahls und folgten den Langmuir-Adsorptionsisothermen. Die Auswirkungen der Eintauchzeit und -temperatur verstärkten die Leistung beider synthetisierter OSe-basierter Verbindungen weiter. Die FE-SEM-Analyse ergab eine glattere Elektrodenoberfläche nach der Zugabe der OSe-basierten Moleküle und bewies, dass sich ein Schutzfilm gebildet hatte, um das Stahlsubstrat vor dem Kontakt mit aggressiven Ionen zu schützen. Die Ergebnisse der MC-Simulationen und DFT-Berechnungen stimmten gut mit den experimentellen Ergebnissen überein.

Alle während dieser Studie generierten oder analysierten Daten sind in diesem veröffentlichten Artikel und seinen ergänzenden Informationsdateien enthalten.

Söylev, TA & Richardson, MG Korrosionsinhibitoren für Stahl in Beton: Bericht zum neuesten Stand der Technik. Konstr. Bauen. Mater. 22, 609. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2006.10.013 (2008).

Artikel Google Scholar

Pradhan, B. & Bhattacharjee, B. Bewehrungskorrosion in Chloridumgebung. Konstr. Bauen. Mater. 25, 2565. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2010.11.099 (2011).

Artikel Google Scholar

Saraswathy, V. & Song, H.-W. Verbesserung der Haltbarkeit von Beton durch den Einsatz von Inhibitoren. Bauen. Umgebung. 42, 464. https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2005.08.003 (2007).

Artikel Google Scholar

El-Hacha, R., Mirmiran, A., Cook, A. & Rizkalla, S. Wirksamkeit oberflächenaufgetragener Korrosionsinhibitoren für Betonbrücken. J. Mater. Zivil. Ing. 23, 271. https://doi.org/10.1061/(asce)mt.1943-5533.0000163 (2011).

Artikel CAS Google Scholar

Harilal, M. et al. Die chloridinduzierte Korrosion eines Flugaschebetons mit Nanopartikeln und Korrosionsinhibitor. Konstr. Bauen. Mater. 274, 122097. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2020.122097 (2021).

Artikel CAS Google Scholar

Chen, Z. & Ye, H. Sequestrierung und Freisetzung von Nitrit und Nitrat in alkaliaktivierter Schlacke: Ein Weg zu einem intelligenten Korrosionsschutz. Cem. Konz. Res. 143, 106398. https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2021.106398 (2021).

Artikel CAS Google Scholar

Bolzoni, F., Brenna, A. & Ormellese, M. Jüngste Fortschritte bei der Verwendung von Inhibitoren zur Verhinderung chloridinduzierter Korrosion in Stahlbeton. Cem. Konz. Res. 154, 106719. https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2022.106719 (2022).

Artikel CAS Google Scholar

Gaidis, JM Chemie von Korrosionsinhibitoren. Cem. Konz. Kompositionen. 26, 181. https://doi.org/10.1016/s0958-9465(03)00037-4 (2004).

Artikel CAS Google Scholar

Fouda, AS, Elewady, GY, Shalabi, K. & Abd El-Aziz, HK Alcamine als Korrosionsinhibitoren für verstärkten Stahl und ihre Wirkung auf zementbasierte Materialien und Mörtelleistung. RSC Adv. 5, 36957. https://doi.org/10.1039/c5ra00717h (2015).

Artikel ADS CAS Google Scholar

Al-Masoud, MA et al. Fortschrittliche Schutzfilme auf Basis von binärem ZnO-NiO@Polyanilin-Nanokomposit für Säurechlorid-Stahlkorrosion: Eine integrierte Studie theoretischer und praktischer Untersuchungen. Polymere 14, 4734. https://doi.org/10.3390/polym14214734 (2022).

Artikel CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Kanwal, M., Khushnood, RA, Shahid, M. & Wattoo, AG Ein integrierter und umweltfreundlicher Ansatz zur Korrosionshemmung und mikrostrukturellen Verdichtung von Stahlbeton durch Immobilisierung von Bacillus subtilis in pyrolytischer Zuckerrohr-Bagasse. J. Sauber. Prod. 355, 131785. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2022.131785 (2022).

Artikel CAS Google Scholar

Shehnazdeep, B. Pradhan, Eine Studie zur Wirksamkeit anorganischer und organischer Korrosionsinhibitoren auf Bewehrungsstahlkorrosion in Beton: Eine Übersicht. Mater. Heute Proc. https://doi.org/10.1016/j.matpr.2022.04.296 (2022).

Artikel Google Scholar

Abd El-Lateef, HM, Shaaban, S., Khalaf, MM, Toghan, A. & Shalabi, K. Synthese, experimentelle und rechnerische Studien wasserlöslicher anthranilischer Organoselenverbindungen als sichere Korrosionsinhibitoren für J55-Pipelinestahl in sauren Ölfeldformationen Wasser. Kolloide surfen. Eine Physikochemie. Ing. Asp. 625, 1268. https://doi.org/10.1016/j.colsurfa.2021.126894 (2021).

Artikel CAS Google Scholar

Eid, AM, Shaaban, S. & Shalabi, K. Bifunktionalisierte Organoselen-Korrosionsinhibitoren auf Tetrazolbasis während der Ansäuerung von Ölquellen: Experimentelle, rechnerische Studien und SRB-Bioassay. J. Mol. Liq. 298, 111980. https://doi.org/10.1016/j.molliq.2019.111980 (2020).

Artikel CAS Google Scholar

Abd El-Lateef, HM, Sayed, AR & Shalabi, K. Synthese und theoretische Studien neuartiger konjugierter Polyazomethine und ihre Anwendung als wirksame Inhibitoren für das Beizkorrosionsverhalten von C1018-Stahl. Surfen. Schnittstellen 23, 101037. https://doi.org/10.1016/j.surfin.2021.101037 (2021).

Artikel CAS Google Scholar

Azeredo, JB et al. „Grün ist die Farbe“: Ein Update zu umweltfreundlichen Aspekten der Organoselen-Chemie. Molecules 27, 1597 (2022).

Artikel CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Shaaban, S., El-Lateef, HMA, Khalaf, MM, Gouda, M. & Youssef, I. Eintopf-Mehrkomponentenpolymerisation, metall- und nichtmetallkatalysierte Synthese von Organoselenverbindungen. Polymere 14, 2208 (2022).

Artikel CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Chuai, H. et al. Selenhaltige Verbindungen mit kleinen Molekülen: Aktuelle Entwicklungen und therapeutische Anwendungen. EUR. J. Med. Chem. 223, 113621. https://doi.org/10.1016/j.ejmech.2021.113621 (2021).

Artikel CAS PubMed Google Scholar

Abd El-Lateef, HM et al. Neuartige wasserlösliche Organoselenocyanate und symmetrische Diselenide gebundenes N-Succinanilat und N-Maleanilat als Korrosionsinhibitoren für verstärkten Stahl in der simulierten Betonporenlösung. Konstr. Bauen. Mater. 366, 130135 (2023).

Artikel CAS Google Scholar

Abd El-Lateef, HM, Shaaban, S., Shalabi, K. & Khalaf, MM Neuartige N-Meanilsäuren auf Organoselenbasis als wirksame Korrosionsinhibitoren für die Aluminiumlegierung 6061 in molarer HCl: In-silico-Modellierung, elektrochemische und Oberflächenmorphologie Studien. J. Taiwan Inst. Chem. Ing. 133, 104258 (2022).

Artikel Google Scholar

Abd El-Lateef, HM, Shaaban, S., Khalaf, MM, Toghan, A. & Shalabi, K. Synthese, experimentelle und rechnerische Studien wasserlöslicher anthranilischer Organoselenverbindungen als sichere Korrosionsinhibitoren für J55-Pipelinestahl in sauren Ölfeldern Formationswasser. Kolloide surfen. A 625, 126894 (2021).

Artikel CAS Google Scholar

Shaaban, S., Ashmawy, AM, Negm, A. & Wessjohann, LA Synthese und biochemische Studien neuartiger organischer Selenide mit erhöhter Selektivität für hepatozelluläres Karzinom und Brustadenokarzinom. EUR. J. Med. Chem. 179, 515. https://doi.org/10.1016/j.ejmech.2019.06.075 (2019).

Artikel CAS PubMed Google Scholar

Shaaban, S., Negm, A., Ashmawy, AM, Ahmed, DM & Wessjohann, LA Kombinatorische Synthese, in silico, molekulare und biochemische Studien von aus Tetrazol abgeleiteten organischen Seleniden mit erhöhter Selektivität gegen hepatozelluläres Karzinom. EUR. J. Med. Chem. 122, 55. https://doi.org/10.1016/j.ejmech.2016.06.005 (2016).

Artikel CAS PubMed Google Scholar

Shaaban, S., Arafat, MA, Gaffer, HE & Hamama, WS Synthese und Antitumorbewertung neuartiger Organoselenocyanate und symmetrischer Diselenidfarbstoffe. Der Pharma Chemica 6, 186 (2014).

Google Scholar

Shaaban, S. et al. Zytoprotektive Organoselenverbindungen für Oligodendrozyten. Araber. J. Chem. 14, 103051 (2021).

Artikel CAS Google Scholar

El-Senduny, FF et al. Harnstofffunktionalisierte Organoselenverbindungen als vielversprechende Anti-HepG2- und Apoptose-induzierende Wirkstoffe. Zukünftiges Med. Chem. 13, 1655 (2021).

Artikel CAS PubMed Google Scholar

Shaaban, S., Shabana, SM, Al-Faiyz, YS, Manolikakes, G. & El-Senduny, FF Verbesserung der Chemosensitivität von HepG2-Zellen gegenüber Cisplatin durch Organoselen-Pseudopeptide. Bioorg. Chem. 109, 1047. https://doi.org/10.1016/j.bioorg.2021.104713 (2021).

Artikel CAS Google Scholar

Fang, X.-L., Tang, R.-Y., Zhang, X.-G. & Li, J.-H. FeF3/I2-katalysierte Synthese von 4-Chalkogen-substituierten Arylaminen durch direkte Thiolierung einer Aren-CH-Bindung. Synthese 2011, 1099 (2011).

Artikel Google Scholar

Xueyuan, W. & Asok, KR Dichtefunktionelle Untersuchung der Wasseradsorption auf der PuO2(110)-Oberfläche. Physik. Rev. B. 65, 85403 (2002).

Artikel Google Scholar

Modellierungs- und Simulationslösungen für die Chemie- und Materialforschung, Materials Studio (Version 5.0), Accelrys Software Inc., San Diego, USA. Online verfügbar unter: www.accelrys.com (2009).

Yousef, TA, Abu El-Reash, GM, El-Gamal, O. & Sharaa, BM Ligational, DFT, optische Bandlücke und biologische Studien an Mn(II)-, Co(II)- und Ni(II)-Komplexen von Ethyl und Allylthiosemicarbazide, die mit einer Thiazolgruppe enden. J. Mol. Liq. 251, 423 (2018).

Artikel CAS Google Scholar

Youssef, HM, Abdulhamed, YK, Abu El-Reash, GM & Yousef, TA Cr(III)- und Ni(II)-Komplexe des Isatin-Hydrazon-Liganden: Herstellung, Charakterisierung, DFT-Studien, biologische Aktivität und Ionenflotationstrennung von Ni(II). Inorg. Chem. Komm. 138, 1092 (2022).

Artikel Google Scholar

Yousef, TA, Alduaij, OK, Ahmed, SF, Abu El-Reash, GM & El-Gammal, OA Struktur-, DFT- und biologische Studien an Cr(III)-Komplexen von Halb- und Thiosemicarbazidliganden, abgeleitet von Diketohydrazid. J. Mol. Struktur. 1125, 788 (2016).

Artikel ADS CAS Google Scholar

Yousef, TA, Alduaij, OK, Ahmed, SF, Abu El-Reash, GM & El-Gammal, OA Halb- und Thiosemicarbazid-Mn(II)-Komplexe: Charakterisierung, DFT und biologische Studien. J. Mol. Struktur. 1119, 351 (2016).

Artikel ADS CAS Google Scholar

Kaya, S. et al. Quantenchemische und molekulardynamische Simulationsstudien zur Vorhersage der Hemmwirkung einiger Piperidinderivate auf die Korrosion von Eisen. J. Taiwan Inst. Chem. Ing. 65, 522 (2016).

Artikel CAS Google Scholar

Yousef, TA et al. Umweltfreundliche Korrosionsinhibitoren für Aluminium in Salzsäure: Quanten- und experimentelle Forschung. Metals 12, 1538. https://doi.org/10.3390/met12091538 (2022).

Artikel CAS Google Scholar

Abd El-Lateef, HM, Shalabi, K. & Tantawy, AH Korrosionshemmungs- und Adsorptionsmerkmale neuartiger bioaktiver kationischer Tenside mit Benzolsulfonamid auf C1018-Stahl unter süßen Bedingungen: Kombinierte Modellierung und experimentelle Ansätze. J. Mol. Liq. 320, 114564. https://doi.org/10.1016/j.molliq.2020.114564 (2020).

Artikel CAS Google Scholar

Chahmout, H. et al. Neue Pyrazolverbindungen als Korrosionsinhibitor von Edelstahl in 2,0 M H2SO4-Medium: Elektrochemische und theoretische Erkenntnisse. Inorg. Chem. Komm. 147, 110150. https://doi.org/10.1016/j.inoche.2022.110150 (2023).

Artikel CAS Google Scholar

Rbaa, M. et al. Synthese neuer halogenierter Verbindungen auf Basis von 8-Hydroxychinolin-Derivaten zur Hemmung der Säurekorrosion: Theoretische und experimentelle Untersuchungen. Mater. Heute Komm. 33, 104654. https://doi.org/10.1016/j.mtcomm.2022.104654 (2022).

Artikel CAS Google Scholar

Abouchane, M. et al. Einblick in die Korrosionshemmleistung von zwei Chinolin-3-carboxylat-Derivaten als hocheffiziente Inhibitoren für Weichstahl in saurem Medium: Experimentelle und theoretische Bewertungen. J. Mol. Liq. 360, 119470. https://doi.org/10.1016/j.molliq.2022.119470 (2022).

Artikel CAS Google Scholar

Al Kiey, SA, Hasanin, MS & El-Taib, HF Grüne und nachhaltige Chitosan-Gummi-Arabisch-Nanokomposite als wirksame Korrosionsschutzbeschichtungen für Weichstahl in salzhaltigen Medien. Wissenschaft. Rep. 12(1), 13209. https://doi.org/10.1038/s41598-022-17386-7 (2022).

Artikel ADS CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Oubaaqa, M. et al. Experimentelle und theoretische Untersuchung der korrosionshemmenden Wirkung von zwei 8-Hydroxychinolincarbonitril-Derivaten auf Weichstahl in 1 M HCl-Lösung. J. Phys. Chem. Solids 169, 110866. https://doi.org/10.1016/j.jpcs.2022.110866 (2022).

Artikel CAS Google Scholar

Mansfeld, F. Elektrochemische Impedanzspektroskopie (EIS) als neues Werkzeug zur Untersuchung von Korrosionsschutzmethoden. Elektrochim. Acta. 35, 1533. https://doi.org/10.1016/0013-4686(90)80007-b (1990).

Artikel CAS Google Scholar

Flis, J. & Zakroczymski, T. Impedanzstudie von Bewehrungsstahl in simulierter Porenlösung mit Tannin. J. Elektrochem. Soc. 143, 2458. https://doi.org/10.1149/1.1837031 (1996).

Artikel ADS CAS Google Scholar

Ech-chebab, A. et al. Bewertung von Chinoxalin-2(1H)-on-Derivaten als Korrosionsinhibitoren für Weichstahl in 1,0 M sauren Medien: Elektrochemie, Quantenberechnungen, dynamische Simulationen und Oberflächenanalyse. Chem. Physik. Lassen. 809, 140156. https://doi.org/10.1016/j.cplett.2022.140156 (2022).

Artikel CAS Google Scholar

Abdallah, YM, Shalabi, K. & Bayoumy, NM Umweltfreundliche Synthese, biologische Aktivität und Bewertung einiger neuer Pyridopyrimidinon-Derivate als Korrosionsinhibitoren für API 5L X52-Kohlenstoffstahl in 5 % Sulfaminsäuremedium. J. Mol. Struktur. 1171, 658. https://doi.org/10.1016/j.molstruc.2018.06.045 (2018).

Artikel ADS CAS Google Scholar

El Badry, MM & El-Taib, HF Mögliche Anwendung eines elektrischen Sensors auf Kohlenstoffbasis/Ionophor für die hochempfindliche Diltiazem-HCl-Quantifizierung in seinen pharmazeutischen Produkten und biologischen Proben. Elektroanalyse 34, 1. https://doi.org/10.1002/elan.202200041 (2022).

Artikel CAS Google Scholar

Salasi, M., Shahrabi, T., Roayaei, E. & Aliofkhazraei, M. Das elektrochemische Verhalten umweltfreundlicher Inhibitoren von Silikat und Phosphonat beim Korrosionsschutz von Kohlenstoffstahl in Weichwassermedien. Mater. Chem. Physik. 104, 183. https://doi.org/10.1016/j.matchemphys.2007.03.008 (2007).

Artikel CAS Google Scholar

Abdel-Rehim, SS, Khaled, KF & Abd-Elshafi, NS Elektrochemische Frequenzmodulation als neue Technik zur Überwachung der Korrosionshemmung von Eisen in sauren Medien durch neue Thioharnstoffderivate. Elektrochim. Acta. 51, 3269. https://doi.org/10.1016/j.electacta.2005.09.018 (2006).

Artikel CAS Google Scholar

Abd El-Lateef, HM, Alnajjar, AO & Khalaf, MM Fortschrittliche selbstheilende Beschichtungen auf Basis von ZnO-, TiO2- und ZnO-TiO2/Polyvinylchlorid-Nanokompositsystemen für den Korrosionsschutz von Kohlenstoffstahl in sauren, chloridhaltigen Lösungen. J. Taiwan Inst. Chem. Ing. 116, 286. https://doi.org/10.1016/j.jtice.2020.11.015 (2020).

Artikel CAS Google Scholar

Abd El-Lateef, HM & Khalaf, MM Herstellung und Charakterisierung von Aluminiumoxid-Siliciumdioxid/Poly(o-toluidin)-Nanokompositen als neuartige antikorrosive Epoxidbeschichtungsfilme auf Kohlenstoffstahl. Mikrochem. J. 158, 105129. https://doi.org/10.1016/j.microc.2020.105129 (2020).

Artikel CAS Google Scholar

Hussein, RK, Abou-Krisha, M. & Yousef, TA Theoretische und experimentelle Untersuchungen verschiedener Aminverbindungen als Korrosionsinhibitoren für Aluminium in Salzsäure. Biointerface Res. Appl. Chem. 11(2), 9772. https://doi.org/10.33263/BRIAC112.97729785 (2021).

Artikel CAS Google Scholar

Ouakki, M. et al. Detaillierte experimentelle und rechnerische Untersuchungen von Pyranderivaten als Korrosionsinhibitoren für Weichstahl in 1,0 M HCl: Elektrochemische/Oberflächenstudien, DFT-Modellierung und MC-Simulation. J. Mol. Struktur. 1261, 132784. https://doi.org/10.1016/j.molstruc.2022.132784 (2022).

Artikel CAS Google Scholar

Palaniappan, N., Cole, IS & Kuznetsov, AE Experimentelle und rechnerische Studien zu durch Octylamin kovalent funktionalisiertem Graphenoxid: Elektrochemische Stabilität, Wasserstoffentwicklung und Korrosionshemmung der AZ13 Mg-Legierung in 3,5 % NaCl. RSC Adv. 10, 11426. https://doi.org/10.1039/c9ra10702a (2020).

Artikel ADS CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Gao, G. & Liang, C. Elektrochemische und DFT-Studien von β-Aminoalkoholen als Korrosionsinhibitoren für Messing. Elektrochim. Acta. 52, 4554. https://doi.org/10.1016/j.electacta.2006.12.058 (2007).

Artikel CAS Google Scholar

Abd El-Lateef, HM, Shalabi, K. & Tantawy, AH Korrosionshemmung von Kohlenstoffstahl in Salzsäurelösung unter Verwendung neu synthetisierter kationischer Fluortenside auf Harnstoffbasis: Experimentelle und rechnerische Untersuchungen. Neue J. Chem. 44, 17791. https://doi.org/10.1039/d0nj04004e (2020).

Artikel CAS Google Scholar

Goyal, M. et al. Säurekorrosionshemmung von Eisen- und Nichteisenmetallen durch naturfreundliches Ethoxycarbonylmethyltriphenylphosphoniumbromid (ECMTPB): Experimentelle und MD-Simulationsbewertung. J. Mol. Liq. 315, 113705. https://doi.org/10.1016/j.molliq.2020.113705 (2020).

Artikel CAS Google Scholar

Oyebamiji, AK & Adeleke, BB Quantenchemische Studien zu Hemmaktivitäten von 2,3-Dihydroxypropylsulfanylderivaten auf Kohlenstoffstahl in sauren Medien. Int. J. Corros. Skalenhemmung. 7, 498. https://doi.org/10.17675/2305-6894-2018-7-4-2 (2018).

Artikel CAS Google Scholar

Hsissou, R. et al. Synthese und Korrosionsschutzeigenschaften von Epoxidpolymer für CS in [1 M] HCl-Lösung: Elektrochemische, AFM-, DFT- und MD-Simulationen. Konstr. Bauen. Mater. 270, 121454. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2020.121454 (2021).

Artikel CAS Google Scholar

Guo, L. et al. Korrosionsschutzwirkung einiger Thiophenderivate gegen die Korrosion von Eisen: Eine rechnerische Studie. Vorderseite. Chem. 6, 155. https://doi.org/10.3389/fchem.2018.00155 (2018).

Artikel ADS CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Hsissou, R. Übersicht über Epoxidpolymere und ihre Verbundstoffe als potenzielle Korrosionsschutzbeschichtungen für Kohlenstoffstahl in 3,5 %iger NaCl-Lösung: Computergestützte Ansätze. J. Mol. Liq. 336, 116307. https://doi.org/10.1016/j.molliq.2021.116307 (2021).

Artikel CAS Google Scholar

Gece, G. & Bilgiç, S. Quantenchemische Untersuchung einiger zyklischer Stickstoffverbindungen als Korrosionsinhibitoren von Stahl in NaCl-Medien. Corros. Wissenschaft. 51, 1876. https://doi.org/10.1016/j.corsci.2009.04.003 (2009).

Artikel CAS Google Scholar

Madkour, LH, Kaya, S. & Obot, IB Computergestützte, Monte-Carlo-Simulation und experimentelle Studien einiger Arylazotriazole (AATR) und ihrer Kupferkomplexe im Korrosionshemmungsprozess. J. Mol. Liq. 260, 351. https://doi.org/10.1016/j.molliq.2018.01.055 (2018).

Artikel CAS Google Scholar

Shalabi, K., Helmy, AM, El-Askalany, AH & Shahba, MM Neues monokationisches Pyridiniumbromid-Tensid als Korrosionsinhibitor für Kohlenstoffstahl während der chemischen Reinigung: Experimentelle und theoretische Studien. J. Mol. Liq. 293, 111480. https://doi.org/10.1016/j.molliq.2019.111480 (2019).

Artikel CAS Google Scholar

Özcan, M., Dehri, I. & Erbil, M. Organische schwefelhaltige Verbindungen als Korrosionsinhibitoren für Weichstahl in sauren Medien: Korrelation zwischen Inhibitionseffizienz und chemischer Struktur. Appl. Surfen. Wissenschaft. 236, 155. https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2004.04.017 (2004).

Artikel ADS CAS Google Scholar

Dehghani, A., Mostafatabar, AH, Bahlakeh, G. & Ramezanzadeh, B. Eine detaillierte Studie über die synergistische Korrosionshemmwirkung der Quercetin-Moleküle und des dreiwertigen Europiumsalzes auf Weichstahl; Elektrochemische/Oberflächenstudien, DFT-Modellierung und MC/MD-Computersimulation. J. Mol. Liq. 316, 113914. https://doi.org/10.1016/j.molliq.2020.113914 (2020).

Artikel CAS Google Scholar

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Die Autoren danken dem Dekanat für wissenschaftliche Forschung, Vizepräsidentschaft für Graduiertenstudien und wissenschaftliche Forschung an der King Faisal University, Saudi-Arabien, für die finanzielle Unterstützung im Rahmen der jährlichen Finanzierung (GRANT 3503). Die Autoren danken dem Dekanat für wissenschaftliche Forschung der Imam Mohammed Ibn Saudi Islamic University für die Finanzierung dieser Arbeit durch die Forschungsgruppe Nr. RG-21-09-80.

Diese Forschung wurde vom Dekanat für wissenschaftliche Forschung in Saudi-Arabien finanziert (GRANT3.503).

Fachbereich Chemie, College of Science, King Faisal University, 31982, Al-Hasa, Saudi-Arabien

Hany M. Abd El-Lateef, Mai M. Khalaf, Mohamed Gouda und Saad Shaaban

Fachbereich Chemie, Fakultät für Naturwissenschaften, Sohag-Universität, Sohag, 82524, Ägypten

Hany M. Abd El-Lateef & Mai M. Khalaf

College of Science, Chemieabteilung, Imam Mohammad Ibn Saud Islamic University (IMSIU), 11623, Riad, Königreich Saudi-Arabien

TA Yousef, Sayed H. Kenawy und Mortaga M. Abou-Krisha

Abteilung für toxische und narkotische Drogen, forensische Medizin, Mansoura-Labor, gerichtsmedizinische Organisation, Justizministerium, Mansoura, Ägypten

TA Yousef

Abteilung für Feuerfestmaterialien, Keramik und Baumaterialien, Nationales Forschungszentrum, El-Buhouth St., Dokki, Gizeh, 12622, Ägypten

Sagte H. Kenawy

Fakultät für Chemie, South Valley University, Qena, 83523, Ägypten

Mortaga M. Abou-Krisha

Institut für Chemie, Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg, Halle, Deutschland

Mohamed Alaasar

Fachbereich Chemie, Fakultät für Naturwissenschaften, Universität Kairo, Gizeh, Ägypten

Mohamed Alaasar

Fakultät für Chemie, Fakultät für Naturwissenschaften, Universität Mansoura, Mansoura, 35516, Ägypten

Saad Shaaban

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HMAE: Konzeptualisierung, Überwachung, Untersuchung, Methodik, Ressourcen, formale Analyse, Datenkuration, Finanzierungsbeschaffung, Schreiben-Originalentwurf, Schreiben-Rezension und Bearbeitung. MMK: Formale Analyse, Datenkuratierung, Finanzierungseinwerbung, Schreiben-Originalentwurf, Schreiben-Rezension und Bearbeitung. MG: Finanzierungsakquise, Schreiben – Originalentwurf, Schreiben – Überprüfung und Bearbeitung. TAY: Konzeptualisierung, Untersuchung, Methodik, Ressourcen, formale Analyse, Datenkuration, Finanzierungsbeschaffung, Schreiben – Originalentwurf, Schreiben – Überprüfung und Bearbeitung. SHK: Schreiben – Originalentwurf, Schreiben – Überprüfung und Bearbeitung. MMA-K.: Schreiben-Originalentwurf, Schreiben-Rezension und Bearbeitung. MA: Schreiben – Originalentwurf, Schreiben – Überprüfung und Bearbeitung. SS: Konzeptualisierung, Untersuchung, Methodik, Ressourcen, formale Analyse, Datenkuration, Finanzierungsbeschaffung, Schreiben-Originalentwurf, Schreiben-Rezension und Bearbeitung. Alle Co-Autoren trugen zur Datenerfassung sowie zur Überprüfung und Genehmigung des endgültigen Manuskripts bei.

Korrespondenz mit Hany M. Abd El-Lateef oder Saad Shaaban.

Die Autoren geben an, dass keine Interessenkonflikte bestehen.

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Nachdrucke und Genehmigungen

Abd El-Lateef, HM, Khalaf, MM, Gouda, M. et al. Korrosionsmindernde Eigenschaften einiger neuartiger Organoseleniumthioharnstoff-Derivate zum Säurebeizen von C1018-Stahl anhand experimenteller und theoretischer Untersuchungen. Sci Rep 13, 9058 (2023). https://doi.org/10.1038/s41598-023-36222-0

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Eingegangen: 01. Februar 2023

Angenommen: 31. Mai 2023

Veröffentlicht: 03. Juni 2023

DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-023-36222-0

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Korrosionsmindernde Eigenschaften einiger neuartiger Organoseleniumthioharnstoff-Derivate zum Säurebeizen von C1018-Stahl anhand experimenteller und theoretischer Untersuchungen