تحضير وتشخيص بلورات النشا النانوية ومركب النشا-اليوريا ودراسة سلوك تثبيط التآكل عملياً ونظرياً

الباحث

احمد نعمة ثامر الياسري

المشرف

أ.د. لقاء حسين كاظم; أ.د. اسماعيل مسلم علوان

الجامعة

جامعة الكوفة

الكلية / القسم

التربية للبنات / الكيمياء

الشهادة

دكتوراه

السنة

2022

لغة الرسالة

انكليزي

الكلمات المفتاحية

Starch Nanocrystals;Starch-Urea;Corrosion Inhibition;Theoretical Study

التآكل هو تدهور المعدن بسبب تفاعله مع البيئة. في الآونة الأخيرة حظيت المثبطات العضوية بالكثير من الاهتمام كمثبطات محتملة لتآكل المعادن في بيئات مختلفة. تركز هذه الأطروحة على استخدام النشا-اليوريا (SU) والبلورات النانوية النشوية (SNCs) كمثبطات تآكل جديدة واعدة. تم تحضير النشا-اليوريا باستخدام قولبة ضغط الذوبان الساخن مع ثنائي كبريتيد رباعي الميثيل ثيورام (TMTD) كمحفز للتفاعل بينما تم تحضير البلورات النانوية النشوية من خلال تحميض حبيبات النشا الأصلية بواسطة عملية التحلل المائي الحمضي. تميزت حبيبات النشاء النشا-يوريا والبلورات النانوية النشوية بمطيافية الأشعة تحت الحمراء(8717112) ¢ الفحص المجهري الإلكتروني (SEM) ، المجهر الإلكتروني للإرسال ٠ (TEM) مجهر القوة الذرية (AFM) أشارت نتائج مطيافية الأشعة تحت الحمراء إلى وجود مجاميع (C = O) و (O-H) في بنية النشا و النشا-اليوريا و البلورات النانوية النشوية مما يشير الى حدوث التفاعل بين النشا واليوريا. بينما كشفت اختبارات SEM و GIAFM sTEM تم الحصول على البلورات النانوية النشوية. تمت دراسة تآكل الفولاذ الطري في ١مولاري من محلول حمض الهيدروكلوريك في وجود وغياب النشاء والنشا-اليوريا والبلورات النانوية النشوية كمثبطات جديدة صديقة للبيئة بتركيزات مختلفة وفي درجات حرارة تتراوح بين 52-7517" GAS لفترات زمنية محددة باستخدام فقدان الوزن. وتقنيات الاستقطاب الديناميكي الفعال. أظهرت طرق إنقاص الوزن والطرق الديناميكية الفعالة أن كفاءة التثبيط )7( للنشا-اليوريا والبلورات النانوية النشوية زادت مع زيادة تركيز المثبط ودرجة الحرارة ووقت الغمر. تظهر النتائج أن البلورات النانوية النشوية لها تأثير حماية أفضل مقارنة بالنشا أو النشا-اليوريا. لقد وجد أن امتصاص النشا ومتبطات النشا-اليوريا والبلورات النانوية النشوية يتبع امتزاز كيميائي وطاعت درجة حرارة امتزاز تمكين. تم الحصول على طاقة تنشيط الامتزاز وانتروبيا الامتزاز وانثالبي الامتزاز والطاقة جبس الحرة عند تركيزات مختلفة من المثتبطات (jae 05 ٠," oY) وأظهرت النتائج أن طاقة تنشيط الامتزاز انخفضت مع تحميل المثبطات الجديدة. علاوة على alld تم تطبيق الحسابات النظرية باستخدام نظرية الكثافة الوظيفية (DFT) .أعطت الحسابات الكيميائية الكمية نظرة ثاقبة إضافية على آلية تثبيط النشا ، النشا-اليوريا ٠ البلورات النانوية النشوية باستخدام نظرية الكثافة الوظيفية. تم حساب الواصفات الكيميائية الكمية مثل أعلى مدار جزيئي مشغول بالإلكترونات (م,رم,) ٠ أوطأ مدار جزيئي غير مشغول بالإلكترونات (ورون8) ، فجوة الطاقة Exomo) - وممورظ = (AE ، الصلابة الكيميائية ()، النعومة )9( الكهربية ()؛ الجهد الكيميائي (qu) العزم ثنائي القطب (DM) الألفة الكهربية (0)، الألفة النووية )@( و جزء الإلكترونات المنتقلة (AN) والتي كانت متوافقة مع النتائج التجريبية التي تم الحصول عليها من اختبارات فقدان الوزن. تم الاستنتاج بأن البلورات النانوية النشوية كانت مرشحًا مثبطًا محتملاً لتآكل الفولاذ الطري في ١ مولاري من محلول حمض الهيدروكلوريك.

Corrosion is a deterioration of a metal due to reaction with environment. Recently, organic inhibitors have received a lot of interest as potential inhibitors of metals corrosion for various environments. This thesis focuses on utilized of starch, starch-urea (SU) and starch nanocrystals (SNCs) as a new promising corrosion inhibitor. SU was prepared using the hot melt compression molding with tetra-methyl- thiuram disulfide (TMTD) as catalyst while SNCs was prepared by acidifying native starch granules by acid hydrolysis process. The starch, SU and SNCs were characterized by Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR), Scanning Electron Microscopy (SEM), Transmission Electron Microscopy (TEM), Atomic Force Microscopy (AFM). The results of FTIR indicated that the C=O, and O-H groups were existed in the structure of starch, SU and SNCs and this indicates that the reaction between starch and urea was occurred. While, the SEM, TEM and AFM tests revealed that SNCs was obtained. The mild steel corrosion was studied in 1M of hydrochloric acid solution in the presence and absence of starch, SU and SNCs as the new eco-friendly inhibitors at various concentrations and at temperatures range of 293-323 k for specific periods of time using weight loss method and potentiodynamic polarization techniques. The weight loss and Potentiodynamic methods showed that the inhibition efficiency (IE%) for SU and SNCs increased with the increase the concentration of the inhibitor, temperature and immersion time. The results show that SNCs has the better protection effect compared with SU. It was found that the adsorption of SU and SNCs inhibitors followed a chemical adsorption and obeyed Temkin’s adsorption isotherm. The adsorption activation energy, adsorption entropy, adsorption enthalpy and Gibbs free energy were obtained at different concentrations of the inhibitors (0.2, 0.3 and 0.5 g/l) and the results revealed that the adsorption activation energy decreased with loading of the new inhibitors. Moreover, the theoretical calculations were applied using density functional theory (DFT). The quantum chemical calculations gave further insight into the inhibition mechanism of starch, SU, SNCs by DFT. Quantum chemical descriptors such as highest occupied molecular orbital (EHOMO), lowest unoccupied molecular orbital (ELUMO), Energy gap (ΔE = ELUMO - EHOMO), chemical hardness(ƞ), softness (σ), electronegativity (χ), chemical potential (μ), Dipole moment (DM), electrophilicity (ω), nucleophilicity (Ɛ), and the number of electrons transferred (ΔN) were calculated, which were consistent with the experimental results obtained from weight loss tests. It was concluded that the SNCs and SU were potential inhibitor candidate for mild-steel corrosion in 1M of hydrochloric acid solution.

طلب نسخة من الملف

الملفات غير منشورة على الموقع. اترك بياناتك وسيتواصل معك موظفو قسم الشؤون الثقافية والفنون لإرسال النسخة مجاناً.

الاسم

رقم الهاتف

البريد الإلكتروني

الغرض من الطلب (اختياري)

إرسال الطلب