Carbon steel corrosion inhibition in H2SO4 0.5 M medium by thiazole-based molecules: Weight loss, electrochemical, XPS and molecular modeling approaches - Université de Lille Accéder directement au contenu
Article Dans Une Revue Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects Année : 2021

Carbon steel corrosion inhibition in H2SO4 0.5 M medium by thiazole-based molecules: Weight loss, electrochemical, XPS and molecular modeling approaches

Résumé

Carbon steel (CS) corrosion prevention is a significant problem in the industry. The development of an effective protection strategy is a popular research area. In this work, three thiazole derivatives (3-(2-methoxyphenyl)−4-methylthiazol-2(3H)-thione (P1), 3-phenyl-4-methylthiazol-2(3H)-thione (P2) and 3-(2-methyl-phenyl)−4-methylthiazol-2(3H)-thione (P3)) were used in 0.5 M H2SO4 solution for CS corrosion mitigation. Weigh loss and electrochemical tests were used to assess their corrosion prevention effectiveness, while X-ray photoelectron spectroscopy was used to examine the steel surface (XPS). Electrochemical tests showed an inhibition efficiency between 90.1% and 98.4% for CS exposed to acidic solution containing 2 × 10−4 M of the three thiazole derivatives. The three inhibitors were categorized as mixed type inhibitors since they inhibited both cathodic and anodic corrosion and they follow the Langmuir isotherm. XPS showed that inhibitor molecules formed a stable layer on steel surface through chemical and physical interactions. Furthermore, these experimental outcomes are well complemented from results analyzed by quantum chemistry calculations. Additionally, MD simulation outcomes helped in visualization of the adsorbed configuration of these compounds on the metal surface.
La prévention de la corrosion de l'acier au carbone (CS) est un problème important dans l'industrie. Le développement d'une stratégie de protection efficace est un domaine de recherche populaire. Dans ce travail, trois dérivés du thiazole (3-(2-méthoxyphényl)-4-méthylthiazol-2(3H)-thione (P1), 3-phényl-4-méthylthiazol-2(3H)-thione (P2) et 3-(2-méthyl-phényl)-4-méthylthiazol-2(3H)-thione (P3)) ont été utilisés dans une solution de H2SO4 0,5 M pour atténuer la corrosion de l'acier au carbone. La perte de poids et les tests électrochimiques ont été utilisés pour évaluer leur efficacité de prévention de la corrosion, tandis que la spectroscopie photoélectronique à rayons X a été utilisée pour examiner la surface de l'acier (XPS). Les tests électrochimiques ont montré une efficacité d'inhibition comprise entre 90,1 % et 98,4 % pour le CS exposé à une solution acide contenant 2 × 10-4 M des trois dérivés de thiazole. Les trois inhibiteurs ont été classés comme inhibiteurs de type mixte car ils ont inhibé à la fois la corrosion cathodique et anodique et ils suivent l'isotherme de Langmuir. Le XPS a montré que les molécules d'inhibiteurs formaient une couche stable sur la surface de l'acier grâce à des interactions chimiques et physiques. En outre, ces résultats expérimentaux sont bien complétés par les résultats analysés par les calculs de chimie quantique. De plus, les résultats de la simulation MD ont aidé à visualiser la configuration adsorbée de ces composés sur la surface du métal.
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Dates et versions

hal-03451520 , version 1 (26-11-2021)

Identifiants

Citer

O. Benali, M. Zebida, F. Benhiba, A. Zarrouk, Ulrich Maschke. Carbon steel corrosion inhibition in H2SO4 0.5 M medium by thiazole-based molecules: Weight loss, electrochemical, XPS and molecular modeling approaches. Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, 2021, Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, 630, pp.127556. ⟨10.1016/j.colsurfa.2021.127556⟩. ⟨hal-03451520⟩
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