Synthesis of 4-methylthiazol-2(3H)-thione derivatives and their application as corrosion inhibitors: weight loss, electrochemical, XPS and theoretical study
Résumé
The corrosion inhibition of C38 steel in 1M HCl by isomeric derivatives of 4-methylthiazol-2(3H)-thione (TO1, TO4 and TO6) has been investigated using weight loss and electrochemical measurements supplementing with surface characterization study using X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). Experimental observations were found to be in agreement with density functional theory (DFT) calculations. The inhibition efficiency increases with increase in the three compounds concentration and showed maximum inhibition efficiency of 98.33%, 96.91% and 94.44% for TO1, TO4 and TO6 at 2.10-4M in HCl 1M, respectively, at concentration of 2×10-4 M at 30°C. Polarization curves reveal that the three inhibitors act as mixed type inhibitor with tendency to anodic branch. Impedance parameters (charge transfer resistance, Rt, and double-layer capacitance, Cdl) indicate that the investigated compounds form stable protective films on the steel surface. Adsorption of TO1, TO4 and TO6 on the C38 steel surface is found to obey the Langmuir adsorption isotherm. The X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) of the carbon steel treated with the three compounds indicated that these later are chemically adsorbed on the steel surface. Good correlations were obtained between the anti-corrosion performance of these donor-acceptor compounds and their molecular properties.
L'inhibition de la corrosion de l'acier C38 dans 1M HCl par des dérivés isomères de 4-méthylthiazol-2(3H)-thione (TO1, TO4 et TO6) a été étudiée en utilisant la perte de poids et des mesures électrochimiques complétées par une étude de caractérisation de surface utilisant la spectroscopie photoélectronique à rayons X (XPS). Les observations expérimentales se sont avérées être en accord avec les calculs de la théorie de la fonctionnelle de la densité (DFT). L'efficacité d'inhibition augmente avec la concentration des trois composés et a montré une efficacité d'inhibition maximale de 98,33%, 96,91% et 94,44% pour TO1, TO4 et TO6 à 2.10-4M dans HCl 1M, respectivement, à la concentration de 2×10-4 M à 30°C. Les courbes de polarisation révèlent que les trois inhibiteurs agissent comme un inhibiteur de type mixte avec une tendance à la branche anodique. Les paramètres d'impédance (résistance de transfert de charge, Rt, et capacité à double couche, Cdl) indiquent que les composés étudiés forment des films protecteurs stables sur la surface de l'acier. L'adsorption de TO1, TO4 et TO6 sur la surface de l'acier C38 obéit à l'isotherme d'adsorption de Langmuir. La spectroscopie photoélectronique à rayons X (XPS) de l'acier au carbone traité avec les trois composés indique que ces derniers sont chimiquement adsorbés sur la surface de l'acier. De bonnes corrélations ont été obtenues entre la performance anti-corrosion de ces composés donneur-accepteur et leurs propriétés moléculaires.
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