تحضير وتشخيص دقائق السيلينيوم النانوية المطعمة بالبوليمرات ودراسة كفاءتها في تثبيط تآكل الفولاذ الكربوني

رسالة ماجستير

اسم الباحث : علي حسن وداعه الفتلاوي

اسم المشرف : أ.د. حميدة عيدان سلمان الفتلاوي : أ.د. عاصم علاء عبد الحسين

الكلمات المفتاحية :

الكلية : كلية التربية للعلوم الصرفة

الاختصاص : علوم الكيمياء

سنة نشر البحث : 2024

تحميل الملف : اضغط هنا لتحميل البحث

تم تحضير جسيمات السيلينيوم النانوية المطعمة بالبولي فينيل الكحول (PVA-SeNPs) وجسيمات السيلينيوم النانوية المطعمة بالكيتوسان (Ch-SeNPs) بطريقة الاختزال الكيميائي باستخدام حامض الأسكوربيك كعامل مختزل. وتم تشخيص الجسيمات النانوية باستخدام فحص XRD، DLS، Zeta Potential، FT-IR، وTEM. الدليل الأول لتكوين جسيمات السيلينيوم النانوية تغير لون المحلول من عديم اللون الى اللون البرتقالي, اظهرت صور المجهر TEM أن جسيمات السيلينيوم النانوية ذات شكلاً كروياً, مع متوسط قطر 42.14 nm nm ,59.8 لكل من (Ch-SeNPs , PVA-SeNPs) على التوالي. فضلاً عن أن XRD اكد الطبيعة غير البلورية للجسيمات النانوية, اظهر فحص FT-IR الاصرة المعدنية Se-Se عند 720 cm-1 دلالة على تكوين جسيمات السيلينيوم .
تم استخدام محلول (Ch-SeNPs , PVA-SeNPs) كمثبطات لتآكل الفولاذ الكربوني في M 1.0 H2SO4. تمت دراسة تأثير وجود المثبطات في وسط التآكل عن طريق الاستقطاب الجهدي (الدراسات الكهروكيميائية) باستخدام تقنية تافل الاستقرائية وطريقة فقدان الوزن. وصلت كفاءة تثبيط التآكل بنسبة 92.86% في وجود PVA-SeNPs بتركيز ppm600. و 93.02% في وجود Ch-SeNPs بتركيز 500 ppm عند درجة حرارة 303 k, تشير نتائج الدراسات الكهروكيميائية أن جسيمات السيلينيوم النانوية المطعمة بالكيتوسان (Ch-SeNPs) تعطي كفاءة تثبيط افضل عند تركيز اقل من جسيمات السيلينيوم النانوية المطعمة بالبولي فينيل الكحول (PVA-SeNPs), وقد وجد إن زيادة التركيز يزيد من كفاءة التثبيط , ولدرجة الحرارة تأثير سلبي, إذ وصلت اقل كفاءة تثبيط 65.67% , 62.35% لكل من (Ch-SeNPs , PVA-SeNPs) على التوالي عند تركيز ppm100 ودرجة حرارة 323 k. تم التأكد من تثبيط عملية التآكل بوساطة دراسة السطح المعدني للعينات المستخدمة باستخدام تقنيات SEM و AFM، والتي أظهرت إن تأثير الوسط الحامضي على سطح الفولاذ الكربوني انخفض بشكل كبير في وجود (Ch-SeNPs , PVA-SeNPs). تمت دراسة ايزوثيرمات الامتزاز (فرندلش , لانكماير , تيمكن) للمثبطات المدروسة على السطح المعدني، وقد وجد ان امتزاز لانكماير الاكثر ملائمة مع عملية امتزاز تلقائية من النوع المختلط (امتزاز كيميائي وفيزيائي). كما تم دراسة الدوال الحركية والديناميكية الحرارية لعملية التثبيط .

Synthesis and characterization of selenium nanoparticles grafted with polymers and study of their efficiency in inhibition corrosion of carbon steel.

Polyvinyl alcohol-stabilized selenium nanoparticles (PVA-SeNPs) and chitosan-stabilized selenium nanoparticles (Ch-SeNPs) were prepared by chemical reduction method using ascorbic acid as the reducing agent. The nanoparticles were characterized using XRD, DLS, Zeta Potential, FT-IR, and TEM analysis. The first evidence of the formation of selenium nanoparticles changes the color of the solution from colorless to orange, TEM microscopic images showed that the selenium nanoparticles were spherical in shape with an average diameter of 42.14 nm and 59.8 nm for (PVA-SeNPs , Ch-SeNPs), respectively. In addition to the fact that XRD confirmed the crystalline and amorphous nature of the nanoparticles, FT-IR analysis showed the Se-Se metallic bond at 720 cm-1, which confirms the formation of Nano selenium (SeNPs). A solution of (Ch-SeNPs, PVA-SeNPs) was used as corrosion inhibitors for carbon steel in 1.0 M H2SO4. The effect of the presence of inhibitors in the corrosion medium was studied by potential polarization (electrochemical studies) using the Tafel technique and the weight loss method. The corrosion inhibition efficiency reached 92.86% in the presence of PVA-SeNPs at a concentration of 600 ppm, and 93.02% in the presence of Ch-SeNPs 500 ppm at a temperature of 303 K. The results of electrochemical studies indicate that selenium nanoparticles stabilized with chitosan (Ch-SeNPs) give better inhibition efficiency at a lower concentration than selenium nanoparticles stabilized with polyvinyl alcohol (PVA-SeNPs). It was found that increasing the concentration increases the efficiency of inhibition, and temperature has a negative effect, the lowest inhibition efficiency reached 65.67% and 62.35% for (PVA-SeNPs , Ch-SeNPs), respectively, at a concentration of 100 ppm and a temperature of 323 K. The inhibition of the corrosion process was confirmed by studying the metal surface of the samples used using SEM and AFM techniques, which showed that the effect of the acidic medium on the surface of carbon steel was significantly reduced in the presence of (Ch-SeNPs, PVA-SeNPs). Adsorption isotherms (Freundlich, Langmuir, Temkin) were studied for the studied inhibitors on the metal surface, and it was found that Langmuir adsorption is the most suitable with a spontaneous adsorption process of the mixed type (chemical and physical adsorption). The kinetic and thermodynamic functions of the inhibition process were also studied.