Enquête sur l'extrait de Dracocephalum basé sur sa masse et sa taille nanométrique comme inhibiteur de corrosion vert pour l'acier doux dans différents milieux corrosifs

Rapports scientifiques volume 13, Numéro d'article : 913 (2023) Citer cet article

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Ces dernières années, les inhibiteurs de corrosion verts dérivés de ressources végétales naturelles ont suscité beaucoup d’intérêt. Dans le présent travail, nous avons d'abord étudié le comportement à la corrosion de l'acier doux (st-37) en présence et en l'absence d'extrait de Dracocephalum en fonction de sa taille en vrac comme inhibiteur de corrosion dans deux environnements acides largement utilisés (0,5 M H2SO4 et 1,0 M HCl), à température ambiante. Ensuite, nous avons utilisé un extrait de Dracocephalum basé sur une taille nanométrique pour réduire la concentration optimale d'inhibiteur, augmenter la résistance à la corrosion et l'efficacité. L'extrait de Dracocephalum ne contient pas de métaux lourds ou d'autres composés toxiques, et ses bonnes caractéristiques telles que son faible coût, son caractère écologique et sa large disponibilité en font un candidat naturel approprié en tant qu'inhibiteur vert sans danger pour l'environnement. Le comportement anticorrosif a été évalué par spectroscopie d'impédance électrochimique (EIS) et polarisation potentiodynamique (PP). Dans toutes les études, l’efficacité inhibitrice (IE%) augmentait à mesure que la dose d’extrait augmentait. Mais en utilisant le nano-extrait, en plus de maintenir une efficacité élevée, la quantité d’inhibiteur a été considérablement réduite. Le % IE le plus élevé est de 94 % à la meilleure dose d'extrait nano (75 ppm), mais le % IE le plus élevé est de 89 % à la meilleure dose d'extrait en vrac (200 ppm) dans une solution H2SO4. Aussi, pour la solution HCl, le % IE le plus élevé est de 88 % à la meilleure dose de nano-extrait (100 ppm), mais le % IE le plus élevé est de 90 % à la meilleure dose de l'extrait en vrac (400 ppm), par méthode de polarisation. . Les résultats du PP suggèrent que ce composé a un effet à la fois sur les processus anodiques et cathodiques et qu'il s'adsorbe sur la surface de l'acier doux selon l'isotherme d'adsorption de Langmuir. La microscopie optique, l'analyse par microscopie électronique à balayage (MEB) et un spectre de réflexion solide UV-Visible ont été utilisés pour étudier la morphologie de surface des alliages.

Dans le passé, la corrosion a coûté des vies et détruit des richesses dans pratiquement tous les secteurs techniques1. La corrosion est définie comme la détérioration des métaux et des alliages suite à des interactions chimiques et physiques avec leur environnement. Les réactions anodiques et cathodiques sont les processus chimiques qui créent ce comportement2. De plus, les dépenses liées à la remise en état des équipements de fabrication endommagés par la corrosion ont contribué de manière significative au produit intérieur brut d'un pays. En conséquence, toutes les mains doivent être sur la table pour s’opposer à cet acte dangereux en procédant à une étude périodique de sa résolution finale1.

En raison de leurs grandes qualités mécaniques et électriques, les métaux sont fréquemment utilisés dans les activités humaines3. L'acier doux est le métal le plus souvent utilisé dans les grandes entreprises industrielles en raison de sa rentabilité et de ses excellentes propriétés mécaniques exceptionnelles. Cependant, en raison de sa faible résistance à la corrosion, en particulier dans les environnements acides et alcalins, son application a été restreinte4. L'utilisation de solutions acides dans des applications industrielles a été principalement utilisée pour étudier l'apparition de mécanismes d'inhibition de la corrosion des aciers doux dans des environnements acides. Le processus de raffinage du pétrole brut, par exemple, entraîne diverses conditions corrosives. Dans la plupart des situations, la corrosion des raffineries est causée par des acides puissants qui attaquent la surface de l'équipement5.

Pour éviter la corrosion des métaux, de nombreuses méthodes ont été conçues après analyse des différentes formes de corrosion2. Ces méthodes comprennent : les inhibiteurs, la protection électrique, le revêtement de surface, la conception des équipements et la sélection des matériaux6. Les inhibiteurs sont des produits chimiques qui, appliqués en petites quantités dans des conditions corrosives, inhibent les processus de corrosion électrochimique sur les surfaces métalliques1,7.

L'utilisation d'inhibiteurs de corrosion constitue un moyen rentable de réduire le taux de corrosion, de protéger les surfaces métalliques contre la corrosion et, à terme, de protéger les équipements industriels dans des environnements difficiles8. Les inhibiteurs agissent à l'interface entre la solution aqueuse corrosive et le métal, influençant les procédures du processus électrochimique par adsorption sur la surface du métal9. Les groupes fonctionnels polaires10, qui contribuent à réduire la sensibilité d'une surface métallique à la corrosion, sont des centres de réactivité qui garantissent la stabilité de ce processus d'adsorption11,12.