Карбонові кислоти як інгібітори корозії алюмінію в лужних розчинах
Вантажиться...
Файли
Дата
2018
Автори
Заверач, Є.М.
Стремецький, О.І.
Свінтіцький, А.В.
Zaverach, Ye.M.
Stremetskyi, O.I.
Svintitskyi, A.V.
Назва журналу
Номер ISSN
Назва тому
Видавець
Хмельницький національний університет
Анотація
Значна увага до алюміній-повітряних елементів пов’язана як з їх високою питомою енергією, так і з
доступністю та низькою вартістю алюмінію. Основна перешкода комерційному застосуванню цих елементів
виникає внаслідок високої швидкості самочинної корозії алюмінію в лужних розчинах і в умовах розімкнутого
ланцюга, і протягом розряду. Одним із шляхів зниження швидкості самочинної корозії алюмінію є введення у
електроліт інгібіторів корозії. У представленій роботі досліджено корозійну поведінку алюмінію в лужних
розчинах при наявності інгібіторів, аліфатичних та ароматичних карбонових кислот. Визначений їх вплив на
корозійні характеристики алюмінієвих електродів. Бурштинова, лимонна та нафталінтетракарбонова кислоти
показали найкращу інгібіторну здатність. На основі результатів квантово-хімічних розрахунків висунуті
припущення щодо механізму дії інгібіторних добавок на основі карбонових кислот.
Metal-air batteries have attracted attention in electrochemical research in the last years because they have high specific energies. For these batteries, active metals such as Li, Ca, Mg, Al, Zn may be used as anode materials. Aluminium is a highly attractive energy source because it is the most abundant and economically cheap metal, has the highest among the metals theoretical specific volumetric capacity, as well as its low price-per-energy unit. A major barrier to commercialization of such batteries is the high rate of aluminium self-corrosion in alkaline solutions both under open-circuit conditions and during discharge. One of the ways to suppress this self-corrosion includes introducing corrosion inhibitors into electrolyte. Corrosion behaviour of aluminium in alkaline solutions with inhibitors, aliphatic and aromatic carboxylic acids, was investigated. Influence of inhibitors on corrosion characteristics of aluminium electrodes was estimated. It is shown that introducing carboxylic acids in alkaline solution (1 M NaOH) results in shift of stationary corrosion potential to more positive values and increase of cathodic and anodic polarization. Inhibition efficiency of carboxylic acids depends on the structure of carbon chains and the distribution of electronic density on the oxygen atoms of carboxyl group. Succinic, citric and naphthalenetetracarboxylic acids have shown the best inhibition efficiency. The inhibition efficiency of naphthalenetetracarboxylic acid has become weaker with decreasing of its concentration. Quantum-chemical calculations have been allowed to investigate of mechanisms of inhibition of aluminium corrosion. Electronic properties of molecules of carboxylic acids were calculated by semiempirical quantum-chemical method PM6. The value of formation heat, potential of ionization, EHOMO and ELUMO energies, dipole moment and others properties were obtained.
Metal-air batteries have attracted attention in electrochemical research in the last years because they have high specific energies. For these batteries, active metals such as Li, Ca, Mg, Al, Zn may be used as anode materials. Aluminium is a highly attractive energy source because it is the most abundant and economically cheap metal, has the highest among the metals theoretical specific volumetric capacity, as well as its low price-per-energy unit. A major barrier to commercialization of such batteries is the high rate of aluminium self-corrosion in alkaline solutions both under open-circuit conditions and during discharge. One of the ways to suppress this self-corrosion includes introducing corrosion inhibitors into electrolyte. Corrosion behaviour of aluminium in alkaline solutions with inhibitors, aliphatic and aromatic carboxylic acids, was investigated. Influence of inhibitors on corrosion characteristics of aluminium electrodes was estimated. It is shown that introducing carboxylic acids in alkaline solution (1 M NaOH) results in shift of stationary corrosion potential to more positive values and increase of cathodic and anodic polarization. Inhibition efficiency of carboxylic acids depends on the structure of carbon chains and the distribution of electronic density on the oxygen atoms of carboxyl group. Succinic, citric and naphthalenetetracarboxylic acids have shown the best inhibition efficiency. The inhibition efficiency of naphthalenetetracarboxylic acid has become weaker with decreasing of its concentration. Quantum-chemical calculations have been allowed to investigate of mechanisms of inhibition of aluminium corrosion. Electronic properties of molecules of carboxylic acids were calculated by semiempirical quantum-chemical method PM6. The value of formation heat, potential of ionization, EHOMO and ELUMO energies, dipole moment and others properties were obtained.
Опис
Ключові слова
алюмінієві електроди, корозія, інгібітори корозії, карбонові кислоти, поляризаційні криві, квантово-хімічні розрахунки, aluminium electrodes, corrosion, corrosion inhibitors, carboxylic acids, polarization curves, quantum-chemical calculations
Бібліографічний опис
Завєрач, Є.М. Карбонові кислоти як інгібітори корозії алюмінію в лужних розчинах [Текст] / Є. М. Завєрач, О. І. Стремецкий, А. В. Свінтіцький // Вісник Хмельницького національного університету. Технічні науки. – 2018. – №2. – С. 46-50.