새로운 ZrO2

Scientific Reports 12권, 기사 번호: 9274(2022) 이 기사 인용

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우리는 ZrO2-Gly NC라고 불리는 새로운 ZrO2-글리신 나노복합체의 녹색 합성에 이어 X선 회절(XRD)을 사용한 특성화, 푸리에 변환 적외선(FT-IR) 분광학, SEM/EDX 및 투과 전자 현미경을 보고합니다( TEM) 기술. 또한, 1M HCl에서 연강(MS)의 부식에 대한 다양한 농도의 ZrO2-Gly NC의 억제 효과를 40~80°C에서 중량 손실 및 전기화학적 측정을 통해 조사했습니다. NC의 저해율은 농도와 온도가 증가함에 따라 증가하였고, 70℃에서 500ppm에서 약 81.01%에 이르렀으나, 80℃에서는 감소하여 73.5%의 저해효율을 나타냈다. 분극 측정에 따르면 조사된 ZrO2-Gly NC는 주로 음극 반응을 억제하는 혼합형 억제제로 작용합니다. 또한, 흡착 등온선 분석은 흡착이 자발적이고 Langmuir 흡착 등온선을 따른다는 것을 나타냅니다. 또한, 접촉각 측정을 통해 조사된 억제제의 발수 특성이 밝혀졌습니다. SEM-EDS 현미경 사진을 통한 표면 형태학 연구는 억제된 매체가 있는 경우 매끄러운 표면의 출현을 확인했는데, 이는 더 높은 온도에서도 MS 표면에 ZrO2-Gly NC가 흡착되어 보호막이 형성됨을 시사합니다.

산 세척 및 세척/스케일 제거 작업에서는 산성 기반 용액을 사용하는 경우가 많습니다1. 산성 용액 사용의 주요 문제는 산성 용액이 지나치게 공격적이어서 원치 않는 금속 분해를 초래한다는 것입니다. 연강(MS)은 우수한 기계적 성능과 저렴한 가격으로 인해 석유, 식품, 발전, 화학, 전기화학 등 다양한 산업 분야에서 가장 광범위하게 사용되는 금속입니다. 결과적으로 부식에 대한 강철의 수명을 늘리는 것은 연구 및 산업의 주요 과제였습니다. 부식은 상당한 금속 손실과 시기적절한 치명적인 고장을 유발하여 높은 교체 비용과 환경 문제를 초래하기 때문입니다. 부식은 전 세계적으로 매년 상당한 재정적 손실을 초래합니다. 부식 비용은 2015년에 2조 5천억 달러로 세계 GDP의 3.4%를 차지할 것으로 예상되었습니다. 이 수치에는 사고, 예상치 못한 가동 중단, 환경 오염 물질이 제외되어 있습니다. 음극 보호, 코팅 및 부식 억제제 사용은 모두 부식 위험을 줄이기 위한 일반적인 절차입니다2,3. 이러한 솔루션에는 많은 장점이 있지만 특정 단점도 있으므로 부식 방지 성능을 향상시키기 위한 새로운 연구에 동기를 부여합니다. 부식 억제제는 열악한 환경에서 장비의 수명을 연장하고, 부식 실패와 관련된 환경, 경제, 건강 및 안전 위험을 줄이며, 내식성 합금 대신 저가형 강철을 사용할 수 있도록 해줍니다4.

문헌 연구에 따르면 아미노산5,6, 바이오폴리머7,8, 식물 추출물9,10, 희토류 금속11, 약물과 같은 유기 화합물12,13, 계면활성제14, 이온성 액체15가 금속 및 합금에 미치는 부식 방지 효과를 설명하는 여러 보고서가 있습니다. 식물 재료를 부식 억제제로 사용할 때의 주요 단점은 불안정성입니다. 그리고 쉽게 생분해됩니다. 더욱이, 이들을 분리하고 정제하는 것은 매우 어렵고 지루한 작업이다. 더욱이, 식물 추출물의 제조에는 일반적으로 배출 후 토양 및 수생생물과 함께 환경에 악영향을 미칠 수 있는 독성 용매를 사용합니다16. 이러한 용매의 대부분은 가격이 매우 높으며 추출물 준비의 경제성에 부정적인 영향을 미칠 수 있습니다. 부식 억제제로 희토류 원소를 적용하는 경우, 그 불안정성 및 추출 과정에서 산, 암모니아 및 일부 방사성 원소와 같은 많은 폐기물이 생성됩니다. 적절하게 처리하지 않으면 환경에 잠재적으로 영향을 미칠 수 있습니다. 마찬가지로, 유기 화합물의 사용은 값비싸고 다단계 합성으로 제한됩니다. 무독성, 생분해성, 수성 매질에서의 높은 용해도, 상대적으로 저렴하고 고순도 생산이 용이함에도 불구하고 아미노산의 사용 또한 제한적입니다16. 금속에 대한 일부 아미노산의 중복 작용을 언급한 저자는 거의 없습니다. pH 용액이나 첨가제 농도 등의 작동 조건에 따라 아미노산은 금속 용해 과정을 감소시키거나(부식 억제제) 증가시킬 수 있습니다(부식 촉진제). 따라서 이러한 화합물을 금속 부식 억제제로 사용하려면 부식 촉매 효과를 피하기 위해 몇 가지 예방 조치를 취해야 합니다. 더욱이 단일 아미노산을 사용하려면 일반적으로 많은 양의 억제제 사용량이 필요합니다. 억제제 투여량을 줄이는 대안 중 하나는 특정 무기 물질을 주입하여 복합재를 만드는 것입니다. 이 복합재는 입자 크기를 줄여 표면 피복을 증가시켜 부식으로부터 금속을 보호합니다.