Études expérimentales et théoriques sur la corrosion d'une électrode en molybdène à l'aide d'un médicament streptomycine en milieu acide phosphorique

Rapports scientifiques volume 13, Numéro d'article : 4827 (2023) Citer cet article

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L'inhibition de la corrosion de l'électrode en molybdène dans un milieu acide H3PO4 de différentes concentrations (3,0 à 13 M) a été étudiée à l'aide de différentes techniques électrochimiques. Il a été observé que la concentration la plus corrosive est la concentration d’acide orthophosphorique de 3,0 M. L'effet de l'ajout de Cl− à 3,0 M d'acide orthophosphorique dans la plage de concentrations de 0,1 à 1,0 M a également été étudié. Cette étude a montré que le milieu le plus corrosif est celui de 3,0 M contenant 1,0 M d’ions chlorure avec le plus grand taux de production d’hydrogène. Dans de l'acide H3PO4 3,0 M avec 1,0 M de NaCl, la corrosion et la production d'hydrogène de l'électrode testée peuvent être supprimées avec succès en ajoutant de la streptomycine à une concentration de 10 mM, ce qui conduit à une efficacité d'inhibition élevée. Les résultats des études ont été confirmés par un examen au microscope électronique à balayage. De plus, une approche de chimie informatique a été utilisée pour étudier comment la streptomycine adsorbe et inhibe la corrosion à l'interface des surfaces métalliques, et les résultats des études informatiques sont en excellent accord avec les résultats expérimentaux.

Récemment, l’étude de la détérioration des métaux et alliages est considérée comme un processus essentiel de différentes approches. Les métaux et alliages sont largement utilisés comme électrodes dans diverses applications telles que les piles à combustible, les capteurs, les cellules solaires et les batteries1,2,3,4,5. L'ajout de molybdène aux aciers inoxydables Cr-Ni affecte leurs propriétés à bien des égards6,7,8,9. De plus, il réduit le risque de détérioration passive du film en milieu chlorure. Par conséquent, il augmente l’épaisseur du film passif, ce qui améliore à son tour la résistance de l’alliage à la corrosion. Pour augmenter la résistance, la trempabilité, la ténacité et la résistance à l'usure et à la corrosion des aciers, de la fonte et des superalliages, le molybdène (Mo), un métal réfractaire, est fréquemment utilisé comme élément d'alliage10,11,12,13. En outre, le molybdène est utilisé de manière significative dans de nombreuses applications chimiques. Il est bien connu que la protection élevée du métal contre la corrosion est attribuable à la formation d’un film d’oxyde de MoO2 mince, constant et insoluble, qui protège la surface du métal d’une oxydation ultérieure14,15. Par conséquent, l’utilisation d’inhibiteurs pour réduire la corrosion des métaux en contact avec des conditions agressives est cruciale, en particulier les composés contenant du N, S ou O16,17. Il a été prouvé qu’une famille d’inhibiteurs de corrosion verts appelés médicaments antibactériens ralentissait la corrosion des matériaux techniques dans divers milieux18.

La streptomycine est un médicament de première intention pour le traitement de la peste, qui est également fréquemment utilisé pour traiter la tuberculose lorsqu'il est associé à d'autres médicaments19. Avec une action antibactérienne efficace, un antibiotique aminoglycoside appelé streptomycine produit à partir de Streptomyces griseus20,21,22,23 avec des conséquences inhibitrices sur les bactéries à Gram négatif, c'est un médicament vétérinaire bien connu pour les maladies bactériennes et l'élevage24. Par conséquent, la streptomycine en tant qu’antibiotique, antibiotique bactéricide et contenant des hétéroatomes d’azote et d’oxygène peut être utilisée pour prévenir la corrosion dans une variété de métaux et d’alliages25. Les solutions acides sont utilisées dans de nombreuses applications techniques26,27,28,29,30,31. Qiang et coll. étudié l'inhibition de la corrosion de certains métaux, par exemple l'acier, le cuivre,…etc. en milieu acide27,28,29,30. Qiang et coll. a étudié l'effet inhibiteur du médicament Losartan Potassium (LP) en tant qu'inhibiteur de corrosion de l'acier Q235 dans l'acide chlorhydrique29. Une forte adsorption de LP sur la surface du Q235 a été prouvée par de faibles valeurs de ΔE et de Ebinding élevées . L'acide phosphorique est facilement utilisé dans les applications de lavage acide en raison de ses propriétés chimiques supérieures. Les inhibiteurs de corrosion peuvent réduire et, dans plusieurs situations, prévenir la corrosion des métaux dans des milieux agressifs en réduisant la formation d'hydrogène32,33,34.