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http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/82987| Tipo: | Tese |
| Título: | Evaluation of (di)ethanolamine-based protic ionic liquids as corrosion inhibitors |
| Autor(es): | Pascoal, Caio Victor Pereira |
| Orientador: | Araújo, Walney Silva |
| Palavras-chave em português: | Líquidos iônicos próticos;Inibidores de corrosão;Corrosão e anticorrosivos |
| Palavras-chave em inglês: | Protic ionic liquids;Corrosion inhibitors;Corrosion and anti-corrosives |
| CNPq: | CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA |
| Data do documento: | 2025 |
| Citação: | PASCOAL, Caio Victor Pereira. Evaluation of (di)ethanolamine-based protic ionic liquids as corrosion inhibitors. 2025. 212 f. Tese (Doutorado em Engenharia e Ciência de Materiais) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2025. |
| Resumo: | A corrosão pode ser definida como um processo de deterioração no qual a perda de material ocorre por meio de reações eletroquímicas com o meio externo. Essa degradação é responsável por danos em diversos setores da indústria, como falhas em tubulações, tubos, tanques e caldeiras, acarretando prejuízos financeiros e ambientais significativos. Para enfrentar essa adversidade, uma solução empregada pelo setor é o uso de técnicas de combate à corrosão, destacando-se os inibidores por serem considerados mais práticos e econômicos. Essa abordagem demonstra elevada eficiência na proteção de materiais metálicos, embora alguns inibidores comumente utilizados contenham compostos tóxicos em sua formulação, sendo, portanto, inadequados à sociedade devido ao alto risco ambiental. Diante dessa preocupação ecológica, a busca por alternativas ambientalmente sustentáveis se torna essencial no estudo da mitigação da corrosão. Este trabalho contempla a aplicação de líquidos iônicos próticos como inibidores, definidos como sais orgânicos provenientes de reações ácido-base de Bronsted-Lowry. Devido às suas diversas propriedades, esses compostos despertam grande interesse científico, como condutividade térmica e elétrica, alta viscosidade, elevado poder de solvatação e baixa toxicidade. Neste estudo, investigou-se a ação inibitória dos Líquidos Iônicos Próticos (LIPs) na corrosão do aço carbono ASTM A36 em meio de NaCl a 3,5%. Nessa abordagem, os líquidos iônicos foram quimicamente caracterizados por técnicas específicas, como Análise Termogravimétrica (TGA), Espectroscopia no Infravermelho com Transformada de Fourier (FTIR) e Ressonância Magnética Nuclear (RMN). A eficiência de inibição foi avaliada por meio de ensaios eletroquímicos, Monitoramento de Potencial de Circuito Aberto (PCA), Polarização Potenciodinâmica (PP), Espectroscopia de Impedância Eletroquímica (EIE) e avaliação de superfície por técnicas como Microscopia Óptica (OM), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) e Microscopia de Força Atômica (SAM). Ensaios de perda de massa também foram conduzidos usando o mesmo eletrólito (NaCl 3,5%) em pH 7, em diferentes temperaturas (35, 40, 50 e 60 °C) e condições de acidificação (pH 2 e 4). Adicionalmente, serão realizados ensaios morfológicos para uma avaliação mais detalhada da superfície por meio de Espectroscopia Raman e análise dos óxidos formados via Difração de Raios X. Por fim, os líquidos iônicos próticos serão caracterizados por avaliação físico-química, visando a melhor compreensão das propriedades do material estudado. Assim, com base nos resultados preliminares, é possível afirmar que os LIPs analisados podem ser utilizados como inibidores de corrosão, com destaque para os LIPs contendo bases (Etanolamina e Dietanolamina) combinadas com os menores ácidos. Esses compostos apresentaram as maiores eficiências de inibição, superiores a 80%, nas maiores concentrações avaliadas (500 e 1000 ppm). Finalmente, os resultados indicaram que as moléculas estudadas atuam como inibidores do tipo anódico e misto, conforme os dados de polarização do potencial dinâmico, sendo adsorvidas à superfície via fisissorção com interações do tipo van der Waals. |
| Abstract: | Corrosion can be defined as a deterioration process in which material loss is due to electrochemical reactions with the external environment. Corrosion is responsible for damage in various areas of industry, such as failures in pipelines, tubes, tanks, and boilers, causing significant financial and environmental damage. Thus, to deal with this adversity, a solution used by the sector would be to use techniques to combat corrosion, among which corrosion inhibitors are highlighted because they are considered more practical and profitable. This technique is extremely efficient in terms of protecting metallic materials, even though some inhibitors commonly found in the industry have toxic compounds in their composition, thus being considered inappropriate for society due to the high environmental risk. Given this ecological precaution, the search for new ecologically sustainable alternatives is present in the study of corrosion mitigation. This work comprises an application for protic ionic liquids as inhibitors, defined as organic salts originating from Bronsted-Lowry acid-base neutralization reactions. Owing to their different properties, these compounds are of extreme scientific interest, such as thermal and electrical conductivity, high viscosity, high solvation power, and low toxicity. In this study, the inhibitory action of Protic Ionic Liquids (LIPs) on the corrosion of ASTM A36 carbon steel in a 3.5% NaCl medium was investigated. From this perspective, ionic liquids were chemically characterized using specific techniques such as Thermogravimetric Analysis (TGA), Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR), and Nuclear Magnetic Resonance (NMR). The corrosion inhibition efficiency was evaluated through electrochemical tests, Open Circuit Potential Monitoring (PCA), Potentiodynamic Polarization (PP), Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIE), and surface evaluation using specific techniques such as Optical Microscopy (OM), Scanning Electron Microscopy (SEM), and Atomic Force Microscopy (SAM). Mass loss tests were carried out using the same electrolyte (NaCl 3.5%) at pH 7 at different temperatures (35, 40, 50, and 60 C) and acidification (pH 2 and 4). Also, morphology tests will be carried out for a more in-depth evaluation of the surface, through the technique of Raman Spectroscopy and the oxides produced on the surface by X-Ray Diffraction. Finally, the protic ionic liquids will be characterized through physicochemical evaluation for a better understanding of the properties of the tested material. Thus, from the preliminary results, it is possible to state that the evaluated LIPs can be used as corrosion inhibitors, emphasizing the LIPs that contain bases (Ethanolamine and Diethanolamine) in combination with the smallest acids. These compounds showed the highest values of inhibition efficiency, above 80%, at the highest concentrations evaluated (500 and 1000 ppm). Finally, the results showed that the studied molecules behave as corrosion inhibitors of the anodic and mixed types because of the results of dynamic potential polarization and are still adsorbed on the surface via physisorption with van der Waals interactions. |
| Descrição: | Este documento está disponível online com base na Portaria no 348, de 08 de dezembro de 2022, disponível em: https://biblioteca.ufc.br/wp-content/uploads/2022/12/portaria348-2022.pdf, que autoriza a digitalização e a disponibilização no Repositório Institucional (RI) da coleção retrospectiva de TCC, dissertações e teses da UFC, sem o termo de anuência prévia dos autores. Em caso de trabalhos com pedidos de patente e/ou de embargo, cabe, exclusivamente, ao autor(a) solicitar a restrição de acesso ou retirada de seu trabalho do RI, mediante apresentação de documento comprobatório à Direção do Sistema de Bibliotecas. |
| URI: | http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/82987 |
| ORCID do(s) Autor(es): | https://orcid.org/0000-0003-4199-175 |
| Currículo Lattes do(s) Autor(es): | https://lattes.cnpq.br/0939548181358631 |
| ORCID do Orientador: | https://orcid.org/0000-0003-4254-5167 |
| Currículo Lattes do Orientador: | http://lattes.cnpq.br/5265070571589358 |
| Tipo de Acesso: | Acesso Embargado |
| Aparece nas coleções: | DEMM - Teses defendidas na UFC |
Arquivos associados a este item:
| Arquivo | Descrição | Tamanho | Formato | |
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| 2025_tese_cvppascoal_.pdf 🔒 Disponível em 2027-10-10 | Trabalho corrigido (1ª correção) | 11,26 MB | Adobe PDF | Visualizar/Abrir |
| Termo-autorizacao-disponibilizar-documentos-digitais (embargado).pdf | 275,32 kB | Adobe PDF | Visualizar/Abrir |
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