Studi sperimentali e teorici sulla corrosione dell'elettrodo di molibdeno utilizzando il farmaco streptomicina in mezzo di acido fosforico

Rapporti scientifici volume 13, numero articolo: 4827 (2023) Citare questo articolo

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L'inibizione della corrosione dell'elettrodo di molibdeno nel mezzo acido H3PO4 a diverse concentrazioni (da 3,0 a 13 M) è stata studiata utilizzando diverse tecniche elettrochimiche. È stato osservato che la concentrazione più corrosiva è la concentrazione di acido ortofosforico 3,0 M. È stato studiato anche l'effetto dell'aggiunta di Cl− ad acido ortofosforico 3,0 M nell'intervallo di concentrazione da 0,1 a 1,0 M. Questo studio ha dimostrato che il mezzo più corrosivo è quello 3,0 M contenente ione cloruro 1,0 M con il tasso maggiore di produzione di idrogeno. Nell'acido H3PO4 3,0 M con 1,0 M di NaCl, la corrosione dell'elettrodo testato e la produzione di idrogeno possono essere soppresse con successo aggiungendo streptomicina con una concentrazione di 10 mM, ottenendo un'elevata efficienza di inibizione. I risultati degli studi sono stati confermati mediante esame al microscopio elettronico a scansione. Inoltre, è stato utilizzato un approccio di chimica computazionale per studiare il modo in cui la streptomicina assorbe e inibisce la corrosione all'interfaccia delle superfici metalliche, e i risultati degli studi computazionali sono in ottimo accordo con i risultati sperimentali.

Recentemente, lo studio del deterioramento dei metalli e delle leghe è considerato un processo essenziale con diversi approcci. Invece, i metalli e le leghe sono ampiamente utilizzati come elettrodi in varie applicazioni come celle a combustibile, sensori, celle solari e batterie1,2,3,4,5. L'aggiunta di molibdeno agli acciai inossidabili Cr–Ni influenza le loro proprietà sotto molti aspetti6,7,8,9. Inoltre, riduce il rischio di deterioramento del film passivo nel mezzo di cloruro. Pertanto, aumenta lo spessore del film passivo, che a sua volta migliora la resistenza della lega alla corrosione. Per aumentare la resistenza, la temprabilità, la tenacità e la resistenza all'usura/corrosione di acciai, ghisa e superleghe, il molibdeno (Mo), un metallo refrattario, viene spesso utilizzato come elemento di lega10,11,12,13. Inoltre, il molibdeno è utilizzato in modo significativo in numerose applicazioni chimiche. È noto che l'elevata protezione dalla corrosione del metallo è attribuibile alla formazione di un sottile film di ossido di MoO2, costante ed irrisolvibile, che protegge la superficie metallica da un'ulteriore ossidazione superficiale14,15. Pertanto, l'utilizzo di inibitori per ridurre la corrosione dei metalli a contatto con condizioni aggressive è cruciale, in particolare i composti contenenti N, S o O16,17. È stato dimostrato che una famiglia di inibitori verdi della corrosione noti come farmaci antibatterici rallenta la corrosione dei materiali ingegnerizzati in una varietà di mezzi18.

La streptomicina è un medicinale di prima linea per il trattamento della peste che viene spesso utilizzato anche per trattare la tubercolosi in combinazione con altri farmaci19. Con un'efficace azione antibatterica, un antibiotico aminoglicosidico chiamato streptomicina prodotto da Streptomyces griseus20,21,22,23 con effetti inibitori sui batteri Gram-negativi, è un noto farmaco veterinario per le malattie batteriche e l'allevamento24. Pertanto, la streptomicina come farmaco antibiotico, antibiotico battericida e contenente eteroatomi di azoto e ossigeno può essere utilizzata per prevenire la corrosione in una varietà di metalli e leghe25. Le soluzioni acide sono utilizzate in numerose applicazioni ingegneristiche26,27,28,29,30,31. Qiang et al. ha studiato l'inibizione della corrosione di alcuni metalli, ad esempio acciaio, rame, ecc. in mezzi acidi27,28,29,30. Qiang et al. hanno studiato l'effetto inibitorio del farmaco Losartan Potassium (LP) come inibitore della corrosione per l'acciaio Q235 nell'acido cloridrico29. Un forte assorbimento di LP sulla superficie del Q235 è stato dimostrato da bassi valori di ΔE e alti valori di Ebinding29. L'acido fosforico è facilmente utilizzato nelle applicazioni di lavaggio acido grazie alle sue proprietà chimiche superiori. Gli inibitori della corrosione possono ridurre e, in diverse situazioni, prevenire la corrosione dei metalli in mezzi aggressivi riducendo la formazione di idrogeno32,33,34.