Nghiên cứu khả năng chống ăn mòn của màng Polypyrrole pha tạp Molybdat tổng hợp trong dung dịch Axit sucxinic

Polypyrrole (PPy) được tổng hợp trên thép CT3 bằng phương pháp trùng hợp điện hóa trong dung dịch chứa monome pyrrole, natri molybdat trong môi trường axit sucxinic. Trước đó, bề mặt thép đã được thụ động bằng phương pháp điện hóa trong sự có mặt của anion molybdat. Phổ Raman và IR chỉ ra rằng màng PPy ở trạng thái oxi hóa
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu khả năng chống ăn mòn của màng Polypyrrole pha tạp Molybdat tổng hợp trong dung dịch Axit sucxinicTRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP HỒ CHÍ MINHTẠP CHÍ KHOA HỌCHO CHI MINH CITY UNIVERSITY OF EDUCATIONJOURNAL OF SCIENCEKHOA HỌC TỰ NHIÊN VÀ CÔNG NGHỆNATURAL SCIENCES AND TECHNOLOGYISSN:1859-3100 Tập 14, Số 3 (2017): 28-38Vol.14, No. 3 (2017): 28-38Email: tapchikhoahoc@hcmue.edu.vn; Website: http://tckh.hcmue.edu.vnNGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG CHỐNG ĂN MÒNCỦA MÀNG POLYPYRROLE PHA TẠP MOLYBDATTỔNG HỢP TRONG DUNG DỊCH AXIT SUCXINICVũ Quốc Trung1,*, Hà Mạnh Hùng2,Đường Khánh Linh1, Hoàng Thị Tuyết Lan31Khoa Hóa học - Trường Đại học Sư phạm Hà NộiKhoa Khoa học cơ bản – Trường Đại học Mỏ - Địa chất3Khoa Khoa học cơ bản - Trường Đại học Giao thông Vận tải2Ngày Tòa soạn nhận được bài: 21-11-2016; ngày phản biện đánh giá: 27-12-2016; ngày chấp nhận đăng: 24-3-2017TÓM TẮTPolypyrrole (PPy) được tổng hợp trên thép CT3 bằng phương pháp trùng hợp điện hóatrong dung dịch chứa monome pyrrole, natri molybdat trong môi trường axit sucxinic. Trước đó,bề mặt thép đã được thụ động bằng phương pháp điện hóa trong sự có mặt của anion molybdat.Phổ Raman và IR chỉ ra rằng màng PPy ở trạng thái oxi hóa. Độ bền nhiệt của màng PPy đượcnghiên cứu bằng phép phân tích nhiệt TGA, cho thấy PPy bền nhiệt đến hơn 480oC. Tính chất điệnhóa của màng PPy được nghiên cứu bằng cách đo thế mạch hở OCP, đường phân cực Tafel vàphép đo tổng trở. Khả năng chống ăn mòn thép CT3 của màng PPy đã được khảo sát trong dungdịch NaCl 3%.Keywords: Polypyrrole, axit sucxinic, polyme dẫn, chống ăn mòn, tổng trở điện hóa,molybdat.ABSTRACTCorrosion protection of molybdate doped Polypyrrole film prepared in succinic acid solutionPolypyrrole (PPy) was prepared on the mild steel substrate by electrochemicalpolymerisation in the solution containing pyrrole monomer, sodium molybdate and succinic acid.The mild steel surface could be passivated before and during electropolymerisation by molybdate.The morphology of the PPy film was studied with SEM. The typical cauliflower structure of PPywas observed. Raman and IR spectroscopy show that the obtained PPy was in oxidised state. Thethermal stability of PPy was investigated by TGA, showing that PPy was stable at higher than480oC. The electrochemical property of the PPy film was performed by open circuit potential(OCP), polarisation curves (I/E), and electrochemical impedance spectroscopy (EIS).Thecorrosion behaviour of mild steel (CT3) with PPy film in 3% NaCl solution were studied.Keywords: Polypyrrole, succinic acid, conducting polymers, corrosion protection,electrochemical impedance spectroscopy, molybdate.*Email: trungvq@hnue.edu.vn28TẠP CHÍ KHOA HỌC - Trường ĐHSP TPHCMVũ Quốc Trung và tgk1.Giới thiệuPolyme dẫn thường được dùng làm màng bảo vệ chống ăn mòn. Tuy vậy, cơ chế bảovệ chống ăn mòn của polyme dẫn vẫn còn nhiều tranh luận. Một số tác giả cho rằngpolyme dẫn đóng vai trò làm chất trung gian trong việc vận chuyển electron, xúc tác choquá trình khử oxi. Trong nhiều trường hợp, cơ chế bảo vệ anot được thảo luận nhiều hơn.Nhiều công trình nghiên cứu cho thấy polyme dẫn làm giảm tốc độ ăn mòn kim loại; tuynhiên, thời gian bảo vệ kim loại của polyme dẫn còn ngắn nên vấn đề đặt ra cần phải tăngthời gian bảo vệ của màng polyme dẫn, đặc biệt khi xuất hiện những khuyết tật trong màngpolyme. Việc sử dụng các anion pha tạp để tăng khả năng bảo vệ của màng polyme dẫn đãđược biết trong những nghiên cứu về sử dụng polyme dẫn trong việc bảo vệ ăn mòn kimloại. Chất pha tạp được đưa vào màng polyme bằng phương pháp điện hóa hoặc hóa học.Quá trình giải phóng anion pha tạp ra khỏi màng polyme trong quá trình khử của màng làmcho polyme có đặc tính tự sửa chữa, vì vậy polyme dẫn có thể bảo vệ chỗ cần sửa chữa khicần thiết [1]. Anion pha tạp có mặt trong dung dịch chứa monome pyrrole, axit oxalic vàaxit dodecylbenzensulfonic hình thành màng phủ như mong muốn trên bề mặt hợp kimCu-Zn hoặc chỉ trên bề mặt Zn [2,3]. Kết quả là, màng polypyrrole (PPy) tăng khả năngchống ăn mòn cho các kim loại này [4,5]. Khi có mặt của ferrocianat pha tạp trong màng,PPy dễ dàng hình thành trên bề mặt Mg, Zn. Điều đó làm tăng độ bám dính của màng. Mộtsố tác giả tạo màng polypyrrole trên thép cacbon trong dung dịch chứa KNO3, K2C2O4hoặc Na2SO4. Màng PPy bám dính trên bề mặt thép như hình thành liên kết cộng hóa trịvới cacbon. [6-10]. Troch-Nagels và cộng sự đã tổng hợp màng PPy trong dung dịchNa2SO4 trên bề mặt thép cacbon mà không cần xử lí bề mặt thép [11]. Beck và cộng sự đãlàm tăng khả năng bảo vệ thép cacbon với anion pha tạp oxalat [12].Trong bài báo này, màng PPy được tổng hợp trong dung dịch axit sucxinic, có mặtcủa anion molybdat và được nghiên cứu ứng dụng làm màng phủ bảo vệ chống ăn mònthép CT3. Khả năng chống ăn mòn của màng PPy pha tạp được nghiên cứu bằng cách đothế mạch hở (OCP) theo thời gian, đo đường cong Tafel và đo ph ...