Thử nghiệm khả năng chống ăn mòn của benzotriazole được lưu trữ trong tio2 nano ống - Nguyễn Thị Diệu Hằng

Với các kết quả đánh giá đặc trưng của vật liệu tổng hợp trong nghiên cứu này, cho phép khẳng định đã tổng hợp thành công nanocomposite BTA/TNT có khả năng chống ăn mòn cao từ nguồn TiO2 công nghiệp rẻ tiền. Kết hợp kết quả thu được từ đường cong phân cực Tafel và thực nghiệm phơi ngoài trời cho thấy, khả năng chế tạo thành công lớp phủ chống ăn mòn kim loại là khả quan. Với thành công bước đầu này, nhóm tác giả hi vọng phát triển hơn nữa nanocomposite BTA/TNT để có khả năng ứng dụng vào thực tế nhằm chế tạo lớp phủ chống ăn mòn thông minh, hiệu quả cho ngành công nghiệp sơn. Lời cảm ơn. Nhóm tác giả chân thành cảm ơn sự hỗ trợ của Quỹ phát triển Khoa học và Công nghệ, Đại học Đà Nẵng với đề tài B2016-ĐN02-04 và Phòng thí nghiệm Công nghệ Lọc Hóa dầu, Trường Đại học Bách khoa - Đại học Đà Nẵng.

pdf5 trang | Chia sẻ: honghp95 | Lượt xem: 542 | Lượt tải: 0download
Bạn đang xem nội dung tài liệu Thử nghiệm khả năng chống ăn mòn của benzotriazole được lưu trữ trong tio2 nano ống - Nguyễn Thị Diệu Hằng, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
ISSN 1859-1531 - TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG, SỐ 9(130).2018 21 THỬ NGHIỆM KHẢ NĂNG CHỐNG ĂN MÒN CỦA BENZOTRIAZOLE ĐƯỢC LƯU TRỮ TRONG TiO2 NANO ỐNG TEST OF ANTI-CORROSION ACTIVITY OF BENZOTRIAZOLE CONTAINED IN TiO2 NANOTUBE Nguyễn Thị Diệu Hằng1, Nguyễn Duy Phương1, Trần Nguyên Tiến2 1Trường Đại học Bách khoa - Đại học Đà Nẵng; ntdhang@dut.udn.vn 2Đại học Kyung Hee; trannguyentien.hcm@gmail.com Tóm tắt - Vật liệu nanocomposite TiO2 nano ống lưu trữ BTA (BTA/TNT) được tổng hợp từ nguồn TiO2 công nghiệp (TiO2,Co) rẻ tiền và chất ức chế ăn mòn Benzotriazole (BTA) bằng phương pháp biến đổi thủy nhiệt kết hợp với quá trình tẩm ở áp suất chân không. Bằng các phương pháp hóa lý hiện đại cho thấy, cấu trúc chủ yếu của TiO2 nano có dạng ống tức nanotubes (TNT), có bề mặt riêng lớn hơn nhiều so với TiO2,Co. Nghiên cứu đã thành công trong việc sử dụng TNT như một nanocontainer để lưu trữ và phát tán chất ức chế ăn mòn BTA. Khả năng chống ăn mòn cao của các lớp phủ chứa vật liệu nanocomposite BTA/TNT được đánh giá bằng phương pháp ngoại suy Tafel và phơi tự nhiên ngoài trời. Đây là tiền đề cho việc chế tạo lớp phủ có khả năng chống ăn mòn thông minh, hiệu quả và chủ động. Abstract - Nanocomposite material BTA containing TiO2 nanotubes (BTA/TNT) are synthesized from inexpensive industrial TiO2 precursor (TiO2,Co) and corrosion inhibitor of Benzotriazole (BTA) by the combination of hydrothermal treatment with vacuum impregnation process. Using modern characterization methods show that the structure of TiO2 nanotubes (TNT) is primarily tubular with large specific surface than TiO2,Co. This study is successful in using TNT as a nanocontainer to store and distribute BTA corrosion inhibitor. The high anti-corrosion activity of coating added BTA/TNT is tested by Tafel extrapolation method and natural outdoor exposure. This is a prerequisite for processing the intelligent, efficient and proactive anti-corrosion coating. Từ khóa - TiO2; ống nano; benzotriazole; chống ăn mòn; lớp phủ. Key words - Titanium dioxide; nanotubes; benzotriazole; anti- corrosion; coating. 1. Đặt vấn đề Ăn mòn kim loại và hợp kim là một vấn đề toàn cầu vì nó gây ra sự mất mát lớn về kinh tế, cũng như làm ảnh hưởng xấu đến môi trường xung quanh. Theo đánh giá của Chương trình phát triển Liên Hợp Quốc, ăn mòn kim loại làm tổn thất tới 3% tổng sản phẩm quốc gia [1]. Vì vậy, nghiên cứu về ăn mòn và bảo vệ kim loại đã được các nhà khoa học quan tâm từ lâu. Việc sử dụng của lớp phủ trên bề mặt kim loại và hợp kim là một trong những phương pháp hiệu quả để chống lại sự ăn mòn. Cùng với sự phát triển mạnh mẽ của ngành công nghệ sơn và lớp phủ bề mặt, các loại sơn có khả năng ức chế ăn mòn đang được chú trọng nghiên cứu. Chất ức chế ăn mòn được sử dụng để kiểm soát hoặc kìm hãm sự ăn mòn. Bảo vệ kim loại và các hợp kim không bị ăn mòn bằng cách sử dụng chất ức chế được gọi là sự bảo vệ ăn mòn chủ động. Điều này có thể được thực hiện bằng cách kết hợp chất ức chế ăn mòn trong lớp phủ rào cản thụ động. Có thể thêm các chất ức chế ăn mòn vào lớp phủ bằng cách cấy (doping) trực tiếp, doping micro hay doping nano. Doping nano được hiểu là thêm chất ức chế vào vật liệu lưu trữ ở kích thước nano, còn gọi là nanocontainer. Khi các nanocontainer chứa chất ức chế được phân tán trong lớp phủ, chúng có thể phát tán chất ức chế ăn mòn theo yêu cầu trong quá trình ăn mòn và bảo vệ kim loại. Theo mô hình của Arunchandran C. và cộng sự [2] (Hình 1), khi bề mặt kim loại bị tổn thương, chất ức chế ăn mòn di chuyển từ bên trong nanocontainer đến vị trí bị tổn thương để hàn gắn và bảo vệ bề mặt kim loại. Giải pháp thông minh này giúp lưu trữ chất ức chế và tránh được bất kỳ sự tương tác bất lợi nào của chất ức chế đối với lớp phủ. Nghiên cứu của Zheludkevich và cộng sự cho thấy [3], việc đưa trực tiếp các chất ức chế ăn mòn vào lớp phủ thụ động đã có ảnh hưởng tiêu cực đến khả năng chống ăn mòn của chúng, dẫn đến sự mất hoạt tính của chất ức chế. Đồng thời phương pháp sử dụng nanocontainer còn tránh sự rửa trôi và đảm bảo phát tán thông minh và bền vững của chất ức chế theo yêu cầu. Hình 1. Sự di chuyển chất ức chế ăn mòn để bảo vệ bề mặt kim loại [2] Benzotriazole (BTA) là hợp chất amine có khả năng ứng dụng cao. Nó được sử dụng để làm chất ức chế trong nhũ ảnh và làm thuốc thử để xác định bạc. Quan trọng hơn, BTA được sử dụng rộng rãi như một chất ức chế ăn mòn trong môi trường không khí và môi trường nước. BTA đã được chứng minh là một chất ức chế ăn mòn hiệu quả cho các kim loại và hợp kim khác nhau [4], [5], [6]. TiO2 cấu trúc nano là một trong những thành phần rất quan trọng trong lĩnh vực khoa học vật liệu nhờ vào những ưu điểm nổi bật của nó, như không độc hại và thân thiện với môi trường, có tính thích ứng sinh học và chống ăn mòn cao Các tính chất này đã làm cho TiO2 được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau [7]. Trong đó có việc sử dụng TiO2 dạng ống nano như một nanocontainer để lưu 22 Nguyễn Thị Diệu Hằng, Nguyễn Duy Phương, Trần Nguyên Tiến trữ các loại chất ức chế ăn mòn [8]. Trên cơ sở đó, nhóm tác giả mong muốn tạo ra lớp phủ bảo vệ chống ăn mòn cho bề mặt kim loại bằng cách kết hợp các tính năng ưu việt của hai hợp chất TiO2 nano ống và BTA. 2. Thực nghiệm 2.1. Các quá trình tổng hợp 2.1.1. Tổng hợp TiO2 nanotube (TNT) TNT được tổng hợp từ nguồn TiO2 công nghiệp rẻ tiền. Hỗn hợp TiO2 công nghiệp (TiO2,Co) và dung dịch NaOH 10M với tỷ lệ mol TiO2:NaOH là 1:23 được khuấy từ liên tục với tốc độ không đổi trong 1h. Sau đó, hỗn hợp được đưa vào thiết bị Autoclave với lớp lót bằng Teflon, quá trình thủy nhiệt tiến hành ở nhiệt độ 150oC trong 24h. Kết thúc quá trình thủy nhiệt, chất rắn trong Autoclave được lọc, rửa sạch bằng nước cất rồi ngâm trong dung dịch axit HCl loãng trong 1 giờ, sản phẩm được rửa lại bằng nước cất cho đến pH trung tính. Sau đó, được sấy khô ở 100oC trong 12h rồi nung trong không khí tại nhiệt độ 500oC trong 2h (tốc độ gia nhiệt là 2oC/phút). Sản phẩm thu được là TNT, có bề mặt riêng lớn hơn nhiều so với TiO2,Co. 2.1.2. Tổng hợp BTA/TNT BTA/TNT được tổng hợp bằng cách tẩm ở áp suất chân không. BTA đã hòa tan trong dung môi ethanol và đi vào ống TNT ở nhiệt độ phòng trong 24h. Quá trình tẩm chân không được thực hiện qua 2 giai đoạn như mô hình của Nguyen và cộng sự [9] (Hình 2). Hỗn hợp sau tẩm được mang đi ly tâm. Chất rắn sau đó được rửa nhanh trong ethanol và sấy ở 80oC trong 24h. Hình 2. Hệ thống tẩm chân không [9] 2.2. Các phương pháp đánh giá đặc trưng Nhóm tác giả kết hợp nhiều phương pháp để đánh giá các tính chất đặc trưng của xúc tác như: xác định bề mặt riêng theo lý thuyết BET trên máy ASAP2020 (hãng Micromeritics), đánh giá thù hình bằng kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM) và kính hiển vi điện tử quét (SEM). 2.3. Đánh giá khả năng chống ăn mòn Để thử nghiệm khả năng chống ăn mòn của BTA, nhóm tác giả đã tiến hành phủ lên các tấm thép được xử lý bề mặt. Bề mặt tấm thép được xử lý bằng giấy nhám để tẩy gỉ, tiếp tục rửa bằng xà phòng để tẩy dầu mỡ. Rửa lại tấm thép trong aceton rồi tiếp tục rửa bằng nước cất, sấy khô và đem phủ. Ba phương pháp thử nghiệm khả năng chống ăn mòn của BTA được sử dụng: ngoại suy Tafel, phơi tự nhiên ngoài trời các mẫu được phủ từ sơn thương mại, và phơi tự nhiên ngoài trời các mẫu được phủ từ nhựa epoxy. 2.3.1. Phương pháp ngoại suy Tafel Sơn alkyd thương phẩm của Công ty Tân Nam Sơn (Việt Nam) được pha loãng trong xylene và phun lên bề mặt các tấm thép sạch. Việc đánh giá khả năng chống ăn mòn của các lớp phủ được tiến hành thông qua tốc độ ăn mòn kim loại trong dung dịch NaCl 3% bằng phương pháp ngoại suy Tafel để xác định mật độ dòng ăn mòn icorr và thế ăn mòn Ecorr. Kích thước mẫu thép là 1cm2, ngâm mẫu trong 1 giờ. Tốc độ quét là 0,03 V/s. Điện cực làm việc là mẫu thép nghiên cứu. Điện cực đối là inox. Điện cực so sánh là điện cực calomel bão hòa (SCE). Giá trị thế ăn mòn Ecorr được so với SCE. 2.3.2. Phương pháp phơi tự nhiên ngoài trời các mẫu được phủ từ sơn thương mại Quá trình chuẩn bị mẫu được thực hiện tương tự như chuẩn bị mẫu của phương pháp ngoại suy Tafel nhưng trên bề mặt thép lớp hơn, kích thước 5cmx10cm. Các mẫu tạo thành được phơi khô, rồi dùng dao rạch một đường dài 5cm trên bề mặt lớp phủ và chạm bề mặt thép. Sau đó đem đặt ở ngoài trời để khảo sát khả năng chống ăn mòn trong điều kiện tự nhiên. 2.3.3. Phương pháp phơi tự nhiên ngoài trời các mẫu được phủ từ nhựa epoxy Để đánh giá độc lập tính bảo vệ kim loại của BTA/TNT, chúng tôi thay thế sơn alkyd bằng nhựa epoxy Swancor 2511-1A (Swancor, Đài Loan). Quá trình chuẩn bị các mẫu lớp phủ được tiến hành như sau: a) cho TNT hoặc BTA hoặc BTA/TNT vào trong epoxy, đồng hóa hỗn hợp bằng thiết bị đồng hóa siêu âm (Elmasonic S60H) trong thời gian 30 phút để phân tán tốt vật liệu; b) thêm chất đóng rắn Swancor 2511-BT (Đài Loan) vào trong hỗn hợp theo tỉ lệ epoxy/chất đóng rắn là 10:3 và tiếp tục đồng hóa siêu âm hỗn hợp trong vòng 5 phút ở điều kiện nhiệt độ thấp hơn 30oC. Hỗn hợp tạo thành sẽ sau đó sẽ được phủ lên các tấm thép bằng thanh lăn (bar-coating) và đem đặt ở ngoài trời để khảo sát khả năng chống ăn mòn trong điều kiện tự nhiên. Tất cả các lớp phủ từ sơn alkyd hay nhựa epoxy đều được kiểm tra khả năng bám dính trước khi đánh giá khả năng chống ăn mòn. Khả năng bám dính được kiểm tra theo Tiêu chuẩn Việt nam TCVN 2097 – 1993. 3. Kết quả và thảo luận 3.1. Kiểm tra hình thái học của TiO2 Kết quả kiểm tra bằng kính hiển vi điện tử quét (SEM) cho thấy, cấu trúc của TiO2,Co là dạng hạt, kích thước khoảng 100nm (Hình 3). Sau khi qua quá trình thủy nhiệt, TiO2,Co đã chuyển thành TiO2 có dạng ống, kích thước nano với cấu trúc khá đồng đều (Hình 4). Ảnh SEM của TiO2,Co và TNT giúp chúng ta khẳng định quá trình thủy nhiệt đã thành công. ISSN 1859-1531 - TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG, SỐ 9(130).2018 23 Hình 3. Ảnh SEM của TiO2,Co Hình 4. Ảnh SEM của TNT Sản phẩm TNT cũng được thu ảnh trên kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM). Nhận thấy rằng, nguyên liệu TiO2,Co có dạng hình cầu ban đầu với kích thước micro đã chuyển thành các ống nano với đường kính khoảng 13nm và hầu như không tìm thấy các cấu trúc khác trong sản phẩm TNT (Hình 5). Nhờ vậy bề mặt riêng của TiO2 sẽ được cải thiện rõ rệt. Hình 5. Ảnh TEM của TNT Nhìn vào ảnh TEM của BTA/TNT ở Hình 6 có thể thấy hình dạng ống nano của TNT. Chứng tỏ khi đưa BTA lên TNT, cấu trúc và kích thước nanotube của TiO2 vẫn được bảo toàn. Đường kính ống duy trì khoảng 13nm. Hình ảnh của các ống bây giờ đã không còn rõ ràng như ở Hình 5, thành ống bị mờ hẳn đi, xuất hiện các vùng mờ nhạt ở phía trong các ống. Điều đó cho thấy quá trình tẩm BTA vào trong TNT đã thành công, các vết mờ nhạt ở trong các ống chính là sự xuất hiện của BTA ở trong ống. Sự chênh lệch áp suất trong quá trình tẩm chân không đã tạo động lực để phần lớn các phân tử BTA di chuyển vào trong ống, hình thành nanocomposite BTA/TNT. Hình 6. Ảnh TEM của nanocomposite BTA/TNT 3.2. Bề mặt riêng của nanocomposite BTA/TNT Bề mặt riêng của các mẫu được đánh giá bằng phương pháp hấp phụ đẳng nhiệt N2 ở 77K. Kết quả tính toán bề mặt riêng theo lý thuyết BET được trình bày ở Bảng 1. Bảng 1. Kết quả đo bề mặt riêng theo lý thuyết BET TiO2 TiO2,Co TNT BTA/TNT Bề mặt riêng (m2/g) 11.2 125.9 80.6 Nhận thấy TNT thu được sau quá trình thủy nhiệt có bề mặt riêng thay đổi đáng kể, gấp khoảng 11 lần so với TiO2,Co. Điều này có được nhờ sự hình thành các ống TiO2 kích thước nano từ các hạt TiO2 kích thước micro. Khi đưa BTA vào trong ống TNT bằng phương pháp tẩm ở áp suất chân không, BTA chiếm giữ một phần thể tích ống và đã làm giảm bề mặt riêng của TNT. Kết quả BET và hình ảnh TEM của nanocomposite BTA/TNT cho phép khẳng định đã thành công trong việc đưa BTA vào vật liệu lưu trữ nanocontainer TNT. 3.3. Kiểm tra khả năng bám dính của lớp phủ Kiểm tra độ bám dính của các lớp phủ từ sơn thương mại hoặc nhựa epoxy chứa TNT hay BTA/TNT được tiến hành theo TCVN 2097 - 1993. Kết quả xác định độ bám dính của màng được trình bày ở Bảng 2. Bảng 2. Kết quả đo bề mặt riêng theo lý thuyết BET Kí hiệu lớp phủ Độ bám dính Kí hiệu lớp phủ Độ bám dính Sơn alkyd Điểm 1 Nhựa epoxy Điểm 1 Sơn + 5% TNT Điểm 1 Epoxy + 5% TNT Điểm 1 Sơn + 2% BTA/TNT Điểm 1 Epoxy + 2% BTA/TNT Điểm 1 Sơn + 5% BTA/TNT Điểm 1 Epoxy + 5% BTA/TNT Điểm 1 Từ kết quả của Bảng 2 cho thấy, độ bám dính của các mẫu đều đạt điểm 1 (Vết cắt hoàn toàn nhẵn, không có mảng bong ra). Thêm vào đó, khi tiến hành để mẫu thử dưới vòi nước trong thời gian 5 phút, vẫn không thấy có hiện tượng bong tróc. Tiến hành dùng chổi lông cọ sát vào lớp phủ, các lớp phủ vẫn giữ nguyên không có thay đổi. Điều này chứng tỏ lớp phủ có độ bám dính là rất tốt. Việc đưa TNT và BTA vào sơn thương mại hay nhựa epoxy đều không ảnh hưởng đến khả năng bám dính của chúng lên bề mặt thép. 24 Nguyễn Thị Diệu Hằng, Nguyễn Duy Phương, Trần Nguyên Tiến Một số hình ảnh của lớp phủ từ nhựa epoxy khi chuẩn bị mẫu theo TCVN 2097 - 1993 được trình bày ở Hình 7. Hình 7. Kiểm tra độ bám dính của các lớp phủ từ Epoxy (A), Epoxy+5% TNT (B), Epoxy+2% BTA/TNT (C), Epoxy+5% BTA/TNT (D) 3.4. Kiểm tra khả năng chống ăn mòn của các lớp phủ 3.4.1. Kiểm tra bằng phương pháp ngoại suy Tafel Quá trình ăn mòn của kim loại là quá trình kim loại phản ứng với môi trường, kèm theo sự trao đổi electron. Tốc độ ăn mòn nhanh hay chậm phụ thuộc vào sự nhường và nhận electron này. Hình 8. Đường cong Tafel của Thép tấm (1); Thép phủ sơn (2); Thép phủ sơn+5% TNT (3); Thép phủ sơn+5% BTA (4); Thép phủ sơn+5% BTA/TNT (5) Tiến hành đo phân cực tuyến tính trong dung dịch NaCl 3% với tốc độ quét 0,03V/s trong khoảng thế từ -0,9V đến +0,9V. Trên cơ sở đó cho phép chúng tôi đánh giá hiệu quả bảo vệ ăn mòn của các lớp phủ. Kết quả đường cong phân cực Tafel của các mẫu được chỉ ra ở Hình 8. Bảng 3. Giá trị thế ăn mòn và dòng ăn mòn của các mẫu thép Tên mẫu Ecorr(V) Log I (A/cm2) Icorr (mA) Thép tấm -0,729 -0,5 0,316 Thép phủ sơn -0,602 -2,2 0,0063 Thép phủ sơn + 5% TNT -0,626 -2,10 0,0079 Thép phủ sơn + 5% BTA -0,525 -2,80 0,0016 Thép phủ sơn + 5% BTA/TNT -0,473 -2,81 0,0015 Bảng 3 cho thấy, thế ăn mòn của thép tấm là thấp nhất (- 0,729 V) và dòng ăn mòn là cao nhất (0,316 mA). Sau khi phủ sơn, khả năng chống ăn mòn của thép tăng lên, thế ăn mòn tăng lên (-0,602 V) và dòng giảm xuống (0,0063 mA). Tuy nhiên khi thêm 5% TNT vào sơn thì lại làm giảm thế ăn mòn và tăng giá trị dòng của mẫu. Điều này là do TNT không có khả năng chống ăn mòn vì được trộn cơ học trong sơn, có thể khi thêm vào sơn đã làm giảm tỉ lệ chất chống ăn mòn trong sơn, nên làm giảm khả năng chống ăn mòn của lớp phủ. Thế ăn mòn cao nhất trong các mẫu là mẫu với 5% BTA/TNT (Ecorr = -0,473 V, Icorr= 0,0015 mA), cho thấy khả năng chống ăn mòn của mẫu này là tốt nhất trong tất cả các mẫu. 3.4.2. Kiểm tra bằng phương pháp phơi tự nhiên ngoài trời các mẫu được phủ từ sơn thương mại Để tiến hành đánh giá phơi ngoài trời, chúng tôi chuẩn bị các mẫu thép như đã trình bày ở phần thực nghiệm, gồm có các mẫu: sơn thương mại, sơn pha 5% BTA, sơn pha 5% TNT, sơn pha 5% BTA/TNT. Hình 9. Các mẫu sau khi phơi ngoài trời 2 tháng. Thép phủ sơn (A); Thép phủ sơn+5% TNT (B); Thép phủ sơn+5% BTA (C); Thép phủ sơn+5% BTA/TNT (D) Sau 02 tháng phơi ngoài trời, nhận thấy mẫu bị ăn mòn mạnh nhất là thép phủ sơn + 5% TNT (Hình 9-B). Tấm thép phủ sơn + 5% BTA/TNT (Hình 9-D) ít bị ăn mòn nhất, mép của vết rạch vẫn còn rất mịn, không bị gồ ghề như các vết rạch trên các mẫu khác. Điều này hoàn toàn phù hợp với lý thuyết suy ra từ phương pháp Tafel. Trong khi mẫu thép phủ sơn + 5% BTA có hiện tượng màu sơn chuyển sang màu vàng. Do BTA không bền nên bị phân hủy, làm thay đổi màu của sơn. 3.4.3. Kiểm tra bằng phương pháp phơi tự nhiên ngoài trời các mẫu được phủ từ nhựa epoxy Để đánh giá độc lập tính bảo vệ kim loại của BTA/TNT, chúng tôi thay sơn alkyd bằng nhựa epoxy. Hình 10 là các mẫu thép sau 2 tuần phơi ngoài trời. Nhận thấy các mẫu epoxy, epoxy+BTA và Epoxy+TNT đã bắt đầu bị rỉ sét ở vết rạch còn mẫu Epoxy+BTA/TNT (Hình 10-D) đều chưa xảy ra hiện tượng rỉ sét ở vết rạch cho thấy các nanocontainer đã bắt đầu phát huy tác dụng, phát tán BTA ra ngoài và ngăn chặn quá trình ăn mòn tại các vết rạch. Ngoài ra, ở các mẫu epoxy+TNT (Hình 10-B) và epoxy+BTA (Hình 10-C) các vết rỉ sét xuất hiện nhiều hơn ISSN 1859-1531 - TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG, SỐ 9(130).2018 25 so với mẫu epoxy (Hình 10-A). Điều này có thể giải thích là do bản thân TNT không có tác dụng ức chế ăn mòn, khi thêm TNT vào màng epoxy làm giảm khả năng bảo vệ bề mặt kim loại của epoxy, hàm lượng tạp chất tăng làm cho khả năng bao phủ bề mặt giảm dẫn tới khả năng chống ăn mòn yếu hơn so với màng epoxy bình thường. Đối với mẫu epoxy+BTA, do BTA không được bảo vệ bởi nanocontainer nên dễ dàng bị phân hủy hay trôi rửa khi phơi ngoài trời. Hình 10. Các mẫu sau khi phơi ngoài trời 2 tuần. Thép phủ epoxy (A); Thép phủ epoxy +5% TNT (B); Thép phủ epoxy +5% BTA (C); Thép phủ epoxy +5% BTA/TNT (D) 4. Kết luận Với các kết quả đánh giá đặc trưng của vật liệu tổng hợp trong nghiên cứu này, cho phép khẳng định đã tổng hợp thành công nanocomposite BTA/TNT có khả năng chống ăn mòn cao từ nguồn TiO2 công nghiệp rẻ tiền. Kết hợp kết quả thu được từ đường cong phân cực Tafel và thực nghiệm phơi ngoài trời cho thấy, khả năng chế tạo thành công lớp phủ chống ăn mòn kim loại là khả quan. Với thành công bước đầu này, nhóm tác giả hi vọng phát triển hơn nữa nanocomposite BTA/TNT để có khả năng ứng dụng vào thực tế nhằm chế tạo lớp phủ chống ăn mòn thông minh, hiệu quả cho ngành công nghiệp sơn. Lời cảm ơn. Nhóm tác giả chân thành cảm ơn sự hỗ trợ của Quỹ phát triển Khoa học và Công nghệ, Đại học Đà Nẵng với đề tài B2016-ĐN02-04 và Phòng thí nghiệm Công nghệ Lọc Hóa dầu, Trường Đại học Bách khoa - Đại học Đà Nẵng. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Phạm Văn Nhiêu, Vũ Minh Tân, Lê Thị Thu Hường (2013), “Tổng hợp và nghiên cứu khả năng ức chế ăn mòn kim loại của một số dẫn xuất 2,5-Dihydroxyacetophenone Aroyl Hydrazoic”, Tạp chí dầu khí, 1, 50-53. [2] Arunchandran C., Ramya S., George R.P., and Kamachi Mudali (2012), “Self-Healing Corrosion Resistive Coatings Based on Inhibitor Loaded TiO2 Nanocontainers”, Journal of the electrochemical Society, 159 (11), C552-C559. [3] Zheludkevich M. L., Shchukin D. G., Yasakau K. A., Mohwald H., Ferreira M. G. S. (2007), “Anticorrosion Coatings with Self-Healing Effect Based on Nanocontainers Impregnated with Corrosion Inhibitor”, Chemistry of Materials, 19 (3), 402–411. [4] Babic Samardzija K., Hackerman N. (2005), "Triazole, benzotriazole and substituted benzotriazoles as corrosion inhibitors of iron in aerated acidic media", Journal of Solid State Electrochemistry, 9, 483-497. [5] Cotton J. B., Dugdale I. (1963), "An Electrochemical Investigation on the Prevention of Staining of Copper by Benzotriazole," Corrosion Science, 3, 69-74. [6] Walker R. (1975), “Triazole, Benzotriazole and Naphtotriazole as corrosion inhibitors copper”, Corrosion science, 31, (3), 97-100. [7] Macwan D. P., Pragnesh N. Dave, Shalini Chaturvedi (2011), “A review on nano-TiO2 sol-gel type syntheses and its applications”, Journal of Materials Science, 46, 3669-3686. [8] Arunchandran C., Ramya S., George R.P., Kamachi Mudali (2013), “Corrosion inhibitor storage and release property of TiO2 nanotube powder synthesized by rapid breakdown anodization method”, Materials Research Bulletin, 48, 635-639. [9] Nguyen Thi Dieu Hang, Nong Thanh Tiep, Nguyen Van Quang, Nguyen The Quyen, Le Quang Trung (2018), “Investigation on the storage of Benzotriazole Corrosion Inhibitor in TiO2 Nanotube”, Advances in Natural Sciences: Nanoscience and Nanotechnology, 9, 025016 (7pp). (BBT nhận bài: 21/8/2018, hoàn tất thủ tục phản biện: 07/9/2018)

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • pdfpdffull_2018m012d026_14_35_7_093_2110749.pdf
Tài liệu liên quan