Влияние водорастворимых производных фуллерена С60 И С70 на скорость электрохимической коррозии стали

СПбГТИ(ТУ), Санкт-Петербург

Авторами работы [1] было показано, что фуллеренол С₆₀ образует пленку на поверхности углеродистой стали при выдержке образцов в его водном растворе. Модифицированная таким образом поверхность углеродистой стали оказалась более устойчивой к кислотной коррозии. Однако, введение фуллеренола С₆₀ в коррозионную кислую среду не уменьшало скорость коррозии стали.  В связи с этим, представляется актуальным  исследование других производных фуллеренов С₆₀ и С₇₀ как ингибиторов электрохимической коррозии в разных коррозионных средах, а также как веществ, способных образовывать защитные покрытия на поверхности металла. 

Скорость коррозии стали в единицах плотности тока и коррозионный потенциал определялись методом экстраполяции до пересечения анодных и катодных поляризационных кривых, построенных в Тафелевских координатах. Поляризационные кривые снимались в потенциодинамическом режиме со скоростью 1мВ в секунду.

Исследование влияния фуллеренола С₇₀ и трис-малоната С₆₀ на скорость кислотной коррозии стали в 0.25н серной кислоте показало, что при добавлении в раствор кислоты фуллеренола С₇₀ и трис-малоната фуллерена C₆₀ скорость кислотной коррозии уменьшается в 2 раза, а скорость коррозии стальных образцов с модифицированной данными веществами поверхностью в том же растворе кислоты уменьшается в 1,5 раза.

Влияние водорастворимых производных  легких фуллеренов  на скорость коррозии углеродистой стали Ст3 исследовалось также в физиологическом растворе (0.9% NaCl) как при введении добавки ингибитора в раствор электролита, так и при модификации поверхности стали путем длительной выдержки стальных образцов в водных растворах в течение 48 часов. Показано, что при добавлении в физиологический раствор исследуемых водорастворимых производных фуллеренов  механизм электрохимических реакций анодного окисления стали и катодного восстановления иона водорода на поверхности стали не меняется, но скорость и анодного и катодного процессов в присутствии трис-малоната фуллерена C₆₀ и фуллеренола С₇₀  уменьшается; скорость коррозии стальных образцов с модифицированной данными веществами поверхностью в том же физиологическом растворе также уменьшается.

Влияние производных фуллеренов на скорость электрохимических реакций, протекающих на стальном электроде, можно объяснить тем, что их большие молекулы, адсорбируясь на поверхности стали, вытесняют молекулы воды из приэлектродного пространства, изменяя структуру, толщину и диэлектрическую проницаемость двойного электрического слоя, и затрудняют образование активированного комплекса.

Литература:

1. K.N.Semenov, V.A.Keskinov, N.A.Charykov. Fullerenol Synthesis and Identification. Properties of Fullerenol Water Solutions. J. Chem. Eng. Data. V.56.  2011. P.230-239

Работа выполнена при поддержке РФФИ(грант № 15-08-08438-а).