Impact of the Chelate Complex of Nitrilotris(methylenephosphonic Acid) with Copper on the Corrosion-Electrochemical Behavior of Carbon Steel in an Aqueous Medium

封面

如何引用文章

全文:

开放存取 开放存取
受限制的访问 ##reader.subscriptionAccessGranted##
受限制的访问 订阅存取

详细

The effect of the Na4[CuN(CH2PO3)3]·13H2O complex compound with a chelate structure on the corrosion-electrochemical behavior of 20# steel in a borate buffer solution at pH 7.4 and natural aeration was studied using the potentiodynamic method and methods of X-ray photoelectron spectroscopy and surface scanning electron microscopy with microanalysis. It was established that in the concentration range of 0.2–1.0 mM the complex under study inhibits the anodic dissolution of the metal and drives it at higher concentrations. In terms of its effect on the corrosion-electrochemical behavior of steel, the Na4[CuN(CH2PO3)3]·13H2O complex differs significantly from the previously studied complexes Na4[ZnN(CH2PO3)3]·13H2O and Na4[Cd(H2O)N(CH2PO3)3]·7H2O. In the potential range –0.66…–0.05 V relative to the Ag,AgCl|KCl-electrode (SSCE) a layer of metallic copper is generated on the surface in the form of nano-sized crystals, shielding the surface of the steel. In the potential range of 0.05–0.13 V (SSCE), metallic copper is oxidized, and with a further increase in the potential, a layer of mixed iron and copper oxides is formed.

作者简介

I. Zhilin

Udmurt Federal Research Center, Ural Branch, Russian Academy of Sciences

Email: acjournal.nauka.nw@yandex.ru
Izhevsk, 426067, Russia

F. Chausov

Udmurt Federal Research Center, Ural Branch, Russian Academy of Sciences

Email: acjournal.nauka.nw@yandex.ru
Izhevsk, 426067, Russia

N. Lomova

Udmurt Federal Research Center, Ural Branch, Russian Academy of Sciences

Email: acjournal.nauka.nw@yandex.ru
Izhevsk, 426067, Russia

I. Kazantseva

Udmurt Federal Research Center, Ural Branch, Russian Academy of Sciences

Email: acjournal.nauka.nw@yandex.ru
Izhevsk, 426067, Russia

N. Isupov

Udmurt Federal Research Center, Ural Branch, Russian Academy of Sciences

Email: acjournal.nauka.nw@yandex.ru
Izhevsk, 426067, Russia

I. Averkiev

Udmurt Federal Research Center, Ural Branch, Russian Academy of Sciences

编辑信件的主要联系方式.
Email: acjournal.nauka.nw@yandex.ru
Izhevsk, 426067, Russia

参考

  1. Demadis K. D., Katarachia S. D., Koutmos M. Crystal growth and characterization of zinc-(amino-tris-(methylenephosphonate)) organic-inorganic hybrid networks and their inhibiting effect on metallic corrosion // Inorg. Chem.Commun. 2005. N 8. P. 254-258. https://doi.org/10.1016/j.inoche.2004.12.019
  2. Сомов Н. В., Чаусов Ф. Ф. Структура ингибитора солеотложений и коррозии - тридекагидрата нитрилотриметилентрифосфонатоцинката тетранатрия Na4[N(CH2PO3)3Zn]·13H2O // Кристаллография. 2014. Т. 59. № 1. С. 71-75. https://doi.org/10.7868/S0023476113050123
  3. Chausov F. F., Kazantseva I. S., Reshetnikov S. M., Lomova N. V., Maratkanova A. N., Somov N. V. Zinc and cadmium nitrilotris(methylenephosphonate)s: A Comparative study of different coordination structures for corrosion inhibition of steels in neutral aqueous media // ChemistrySelect. 2020. V. 5. N 43. P. 13711-13719. https://doi.org/10.1002/slct.202003255
  4. Kuznetsov Y. I., Redkina G. V. Thin protective coatings on metals formed by organic corrosion inhibitors in neutral media // Coatings. 2022. V. 12. N 2. ID 149. https://doi.org/10.3390/coatings12020149
  5. Сомов Н. В., Чаусов Ф. Ф. Структура комплексов нитрилотрисметиленфосфоновой кислоты с медью [CuN(CH2PO3)3(H2O)3] и Na4[CuN(CH2PO3)3]2·19H2O - бактерицидов и ингибиторов солеотложений и коррозии // Кристаллография. 2015. Т. 60. № 2. С. 233-239. https://doi.org/10.7868/S0023476115010221
  6. Чаусов Ф. Ф., Казанцева И. С., Ломова Н. В., Холзаков А. В., Шабанова И. Н., Суксин Н. Е. Термохимическое поведение кристаллических медно-цинковых комплексов нитрило-трис-метиленфосфоновой кислоты // ЖПХ. 2022. Т. 95. № 4. C. 458-467. https://doi.org/10.31857/S0044461822040065 https://www.elibrary.ru/dgyksg
  7. Жук Н. П. Курс теории коррозии и защиты металлов. М.: Альянс, 2006. С. 231.
  8. Чаусов Ф. Ф., Сомов Н. В., Закирова Р. М., Алалыкин А. А., Решетников С. М., Петров В. Г., Александров В. А., Шумилова М. А. Линейные органическо-неорганические гетерометаллические сополимеры [(Fe,Zn)(H2O)3{NH(CH2PO3H)3}]n и [(Fe,Cd)(H2O)3{NH(CH2PO3H)3}]n: недостающее звено механизма ингибирования локальной коррозии стали фосфонатами // Изв. РАН. Сер. физ. 2017. Т. 81. № 3. С. 394-396. https://doi.org/10.7868/S0367676517030085
  9. Chausov F. F., Lomova N. V., Dobysheva L. V., Somov N. V., Ulʹyanov A. L., Maratkanova A. N., Kholzakov A. V., Kazantseva I. S. Linear organic/inorganic iron(II) coordination polymer based on Nitrilo-tris(Methylenephosphonic acid): Spin crossover induced by Cd doping //j. Solid State Chem. 2020. V. 286. Article number 121324. https://doi.org/10.1016/j.jssc.2020.121324
  10. Dobysheva L. V., Chausov F. F., Lomova N. V. Electronic structure and chemical bonding in smart anti-corrosion coatings // Mater. Today Commun. 2021. V. 29. ID 102892. https://doi.org/10.1016/j.mtcomm.2021.102892
  11. Кузнецов Ю. И., Раскольников А. Ф. Ингибирование коррозии железа нитрилотриметилфосфонатными комплексами // Защита металлов. 1992. Т. 28. № 2. С. 249-256.
  12. Сомов Н. В., Чаусов Ф. Ф., Закирова Р. М., Шумилова М. А., Александров В. А., Петров В. Г. Синтез, структура и свойства нитрило-трис(метиленфосфонато)-триакважелеза(II) {Fe[μ-NH(CH2PO3H)3](H2O)3} - ингредиента защитных противокоррозионных покрытий на поверхности стали // Кристаллография. 2015. Т. 60. № 6. С. 915-921. https://doi.org/10.7868/S0023476115060338
  13. Benzakour J., Daerja A. Electrochemical passivation of iron in phosphate medium // Electrochim. Acta. 1993. V. 38. P. 2547-2550. https://doi.org/10.1016/0013-4686(93)80151-O
  14. Cohen M., Mitchell D., Hashimoto K. The composition of anodically formed iron oxide films //j. Electrochem. Soc. 1979. V. 126. P. 442-444. https://doi.org/10.1149/1.2128899
  15. Delplanke J. L. Anodic oxidation of iron and cathodic reduction of the anodic film: A Review // Surf. Technol. 1983. V. 20. P. 71-81. https://doi.org/10.1016/0376-4583(83)90078-X
  16. Martini E. M. A., Muller I. L. Passivation of iron in solution containing borate using rotating ring-disk mesuarments //j. Braz. Chem. Soc. 1999. V. 10. N 6. P. 505-511. https://doi.org/10.1590/S0103-50531999000600014
  17. Holmes W. Silver staining of nerve axons in paraffin sections // The Anatomical Record. 1943. V. 86. P. 157-187. https://doi.org/10.1002/ar.1090860205
  18. Biesinger M. C. Advanced analysis of copper X-ray photoelectron spectra // Surface and Interface Analysis. 2017. V. 49. P. 1325-1334. https://doi.org/10.1002/sia.6239
  19. Grosvenor A. P., Kobe B. A., Biesinger M. C., McIntyre N. S. Investigation of multiplet splitting of Fe2p XPS spectra and bonding in iron compounds // Surface and Interface Analysis. 2004. V. 36. P. 1564-1574. https://doi.org/10.1002/sia.1984
  20. Томашов Н. Д., Чернова Г. П. Пассивность и защита металлов от коррозии. М.: Наука, 1965. C. 46.

版权所有 © Russian Academy of Sciences, 2023

##common.cookie##