Valutazioni sperimentali e teoriche sull'oleuropeina come inibitore della corrosione di origine naturale del rame in ambiente acido

Rapporti scientifici volume 12, numero articolo: 7579 (2022) Citare questo articolo

961 accessi

3 citazioni

1 Altmetrico

Dettagli sulle metriche

La corrosione del rame nelle soluzioni detergenti acide è una delle principali preoccupazioni per gli scambiatori di calore. Gli inibitori della corrosione derivati ​​da fonti naturali potrebbero essere un’opzione praticabile. Qui vengono riportati l'isolamento del composto dell'oleuropeina dalla foglia di olivo e lo studio del suo potenziale anticorrosivo per il rame in una soluzione 1,0 M di H2SO4. Tutti i risultati sperimentali delle caratterizzazioni LC-MS, FT-IR, 1H e 13C-NMR supportano la struttura molecolare dell'oleuropeina. Sono stati utilizzati test elettrochimici e gravimetrici per valutare le capacità di inibizione della corrosione dell'oleuropeina. Secondo l’indagine sulla polarizzazione, l’oleuropeina è un inibitore di tipo misto. L'efficacia inibitoria dell'oleuropeina aumenta con la concentrazione, raggiungendo un valore ottimale (98,92%) a 100 mg L−1. Alle alte temperature l'oleuropeina può essere considerata un efficace inibitore. Sono state calcolate e affrontate anche le variabili termodinamiche per l'operazione di attivazione e la dissoluzione del rame. Gli esami al microscopio elettronico a scansione (SEM) e ai raggi X a dispersione di energia (EDX) hanno rivelato che l’oleuropeina produce uno strato esterno sulla superficie del rame, proteggendola da gravi danni acidi. Sono state impiegate simulazioni chimiche quantistiche per proporre spiegazioni molecolari per le azioni inibitorie dell'oleuropeina.

Gli scambiatori di calore in rame metallico e leghe sono componenti essenziali per il settore della dissalazione termica, sia per obiettivi di dissalazione che di ripristino del calore per aumentare le prestazioni termiche1. La maggior parte degli scambiatori di calore industriali interagisce direttamente con una soluzione di raffreddamento ad acqua salata, che provoca incrostazioni2. La necessità di scollegare le macchine per la pulizia con acido, che di solito dipende dagli acidi, impone un metodo adeguato con un attento controllo3,4. Le procedure di pulizia acida vengono utilizzate per la disincrostazione e la conseguente conservazione del metallo base. Il trattamento con acido solforico viene comunemente impiegato nella procedura di pulizia dei metalli per rimuovere polvere e incrostazioni dal metallo di base5,6.

I numerosi problemi di corrosione che potrebbero verificarsi durante la pulizia con acido possono portare alla rottura dello scambiatore di calore in lega di rame7,8. L'aggiunta di inibitori della corrosione nelle soluzioni acide è una strategia economicamente vantaggiosa ed efficiente per impedire la corrosione dei metalli9,10,11,12. Gli inibitori organici della corrosione sono ampiamente utilizzati a causa del loro costo economico e dell’elevata resistenza alla corrosione. Luo et al.13 hanno prodotto e sviluppato un nuovo tipo di composto a base di piridazina come inibitore della corrosione del rame in acido solforico 0,5 M. A 298 K, questo inibitore ha un'efficacia inibitoria massima del 94,1%. Laggoun et al.14 hanno studiato gli effetti inibitori della p-toluensulfonilidrazide sulla corrosione del rame in soluzione acida, dimostrando che ha una prestazione anticorrosiva massima superiore al 90%. Molti inibitori della corrosione organica ampiamente utilizzati, d'altra parte, hanno procedure di sintesi complicate, grave tossicità e sono suscettibili a problemi di inquinamento.

L’approccio di studiare gli estratti acquosi come inibitori della corrosione presenta un vantaggio significativo. Le proprietà chiave che consentono agli estratti di essere le ultime categorie di inibitori della corrosione di maggior successo sono la non tossicità, l'atteggiamento ecologicamente benigno, nonché la caratteristica che sono convenienti e sostenibili. Precedenti ricerche di Oukhrib et al.15 hanno utilizzato estratti vegetali naturali, incluso l'estratto di zafferano, come inibitore della corrosione del rame nell'acqua salata circostante, con un'efficacia inibitoria dell'84% utilizzando 2 g/L. Jmia et al.16 hanno studiato l'attività di inibizione dell'estratto di polpa di giuggiola sulla corrosione del rame in una soluzione 1 M di HCl. I risultati hanno confermato che l'inibizione aumenta gradualmente con la quantità di estratto di polpa di giuggiola, raggiungendo un massimo del 93% alla dose di 1 g/L.

In generale, la maggior parte degli estratti utilizzati come inibitori della corrosione contengono un'elevata concentrazione di componenti organici. L'attività inibitoria di questi estratti è causata dall'insieme dei costituenti dell'estratto. L'isolamento dell'oleuropeina dall'estratto di foglie di olivo e l'analisi della sua attività anticorrosiva per il rame in una soluzione 1,0 M di H2SO4 rappresentano una nuova tendenza in questo lavoro. Oltre alla ricerca teorica, abbiamo utilizzato esperimenti chimici, elettrochimici e di superficie per studiare le capacità anticorrosive dell'oleuropeina.