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http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/24128| Tipo do documento: | Dissertação |
| Título: | Avaliação de diferentes extratos de cascas de café como inibidores de corrosão do aço carbono 1020 em solução de HCl 1 mol L-1 |
| Título(s) alternativo(s): | Evaluation of different coffee husks’ extracts as corrosion inhibitors of carbon steel 1020 in 1 mol L-1 HCl solution |
| Autor: | Ramos, Samantha Alcântara Fernandes ![]() |
| Primeiro orientador: | Senna, Lilian Ferreira de |
| Primeiro coorientador: | Lago, Dalva Cristina Baptista do |
| Primeiro membro da banca: | Magalhães, Maria de Lourdes Martins |
| Segundo membro da banca: | Rezende, Thaís Guimarães de Lima |
| Terceiro membro da banca: | Cesar, Deborah Vargas |
| Resumo: | Os processos corrosivos reduzem o desempenho e a durabilidade de materiais metálicos, ocasionando excessivas paradas para manutenção e a substituição de equipamentos, gerando prejuízos financeiros para as indústrias, além de possíveis perdas ambientais e humanas. As soluções ácidas, utilizadas industrialmente nos processos de limpeza e decapagem de estruturas metálicas e tubulações, favorecem ainda mais a corrosão. Com a finalidade de retardar ou diminuir os prejuízos da corrosão, um dos métodos mais praticados e vantajosos no controle e prevenção desse problema é a utilização de inibidores de corrosão. Entretanto, a maioria dos inibidores comerciais tem alto custo monetário, além de apresentar elevada toxicidade, causando problemas ao meio ambiente e à saúde. Dessa forma, muitos estudos vêm sendo realizados objetivando-se a aplicação de inibidores mais eficientes e ecologicamente viáveis, denominados inibidores naturais. Dentre esses, os inibidores à base de extratos de vegetais surgem como alternativas promissoras, por serem obtidos a partir de fontes renováveis e biodegradáveis, de fácil aquisição, baixo custo e, principalmente, por não serem tóxicos. Nesta Dissertação, avaliou-se a atividade anticorrosiva de extratos de cascas de café (Coffea arabica L.), obtidos a partir de diferentes solventes extratores (água, mistura etanol/água e mistura propanona/HCl), na proteção do aço carbono 1020 em solução de HCl 1 mol L-1. Para cada tipo de extrato, diferentes concentrações (10, 20 e 30% v/v) foram utilizadas e o desempenho anticorrosivo dos mesmos foi avaliado por técnicas eletroquímicas (Espectroscopia de Impedância Eletroquímica (EIE), Resistência de Polarização Linear (RPL) e Polarização Potenciodinâmica (PP)) e ensaios de Perda de Massa (PM), sendo corroborada por análises de fenóis totais e Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV). Nos resultados obtidos por EIE e RPL, observou-se o aumento da resistência à corrosão do aço em meio ácido na presença dos extratos inibidores, independente do solvente extrator usado, enquanto que os resultados de PP mostraram que esses extratos atuaram como inibidores mistos. Nos ensaios de PM, os valores das taxas de corrosão (Wcorr) aumentaram com a temperatura e diminuíram com a concentração do inibidor no meio. A adsorção dos extratos sobre a superfície do aço carbono obedeceu à isoterma de adsorção de Langmuir, ademais, os valores de a Ea do processo corrosivo aumentou na presença dos extratos, indicando um processo de adsorção por fisissorção e que a corrosão do aço carbono ficou menos viável energeticamente na presença dos extratos, confirmando a ação anticorrosiva dos mesmos. As avaliações das morfologias das amostras de aço carbono, confirmaram que a adição dos extratos à solução ácida diminuiu a formação de produtos de corrosão sobre as superfícies dos corpos de prova, decorrentes da adsorção de moléculas de polifenóis sobre a superfície do aço, o que corroborou os resultados observados nos outros experimentos. As Eficiências de Inibição (EI%), em todas as técnicas, aumentaram com a adição dos extratos e com as concentrações destes no meio ácido. Os melhores resultados de EI% foram observados, na seguinte ordem, considerando o solvente extrator utilizado: etanol/água 60% v/v > etanol/água 40% v/v > água > propanona/HCl. Essa série está em direta conformidade com a análise da quantidade dos compostos fenólicos totais em cada extrato. De modo geral, os resultados obtidos apontaram para um alto potencial da aplicação dos extratos das cascas de café como inibidores de corrosão para aço carbono em meio ácido. |
| Abstract: | Corrosive processes reduce the performance and durability of metallic materials, causing excessive downtime for maintenance and replacement of equipment, generating financial damage for industries, as well as possible environmental and human losses. Acid solutions, used industrially in the processes of cleaning and pickling of metal structures and pipes, further favor corrosion. In order to delay or reduce the damages of corrosion, one of the most practiced and advantageous methods in the control and prevention of this problem is the use of corrosion inhibitors. However, most of the commercial inhibitors are expensive, also presenting high toxicity, causing problems to the environment and health. Thus, many studies have been carried out, aiming at the application of more efficient and ecologically viable inhibitors, called natural inhibitors. Among these, the inhibitors based on plants and vegetables extracts appear as promising alternatives, since they are obtained from renewable and biodegradable sources, easy to acquire, of low cost and, mainly, because of they are not toxic. In this Dissertation, the anticorrosive activity of coffee husks’ extracts (Coffea arabica L.), obtained from different extracting solvents (water, ethanol/water mixtures and propanone/HCL mixture) was evaluated in the protection of carbon steel in 1 mol L-1 HCl. For each type of extract, different concentrations (10, 20 and 30% v/v) were used and their anticorrosive performance was evaluated by electrochemical techniques (Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS), Linear Polarization Resistance (LPR) and Potentiodynamic Polarization (PP)), Weight Loss (WL) assays, being corroborated by the analysis of Total Phenolic compounds and Scanning Electron Microscopy (SEM). In the results obtained by EIS and LPR, an increase in the corrosion resistance of the steel in the acid medium was observed in the presence of the inhibitory extracts, regardless of the extractor solvent used, while the PP results showed that these extracts acted as mixed-type inhibitors. In WL tests, the values of the corrosion rates (Wcorr) increased with the temperature and decreased with the concentration of the inhibitor in the medium. The adsorption of the extracts on the carbon steel surface followed the Langmuir adsorption isotherm. Furthermore, the Ea values of the corrosive process increased in the presence of the extracts, indicating an adsorption process by physisorption and that the carbon steel corrosive process was less viable energetically in the presence of the inhibitory extracts, confirming their anticorrosive action. The samples morphologies evaluations confirmed that the addition of extracts led to a decrease in the formation of corrosion products on the surfaces of the specimens, resulting from the polyphenol molecules adsorption on the carbon steel surface, which corroborated the observed results in the other tests. The Inhibition Efficiency (IE%) values obtained in all of the tests used, increased with the addition of extracts and with their concentrations in the acid medium. The best results of IE% were observed, in the following order, considering the extractor solvent used: ethanol/water 60% v/v > ethanol/water 40% v/v > water >propanone/HCl. This series is in direct accordance with the total phenolic compounds in each extract. As a whole, the results obtained pointed to a high potential for the application of coffee husk extracts as corrosion inhibitors for carbon steel in an acid medium. |
| Palavras-chave: | Corrosão e anticorrosivos Aço carbono Cascas de café Inibidores de corrosão Ensaios eletroquímico Ensaios de perda de massa Meio ácido Coffee husks Corrosion inhibitor Electrochemical assays Weight loss measurements Carbon steel Acid medium |
| Área(s) do CNPq: | ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::TECNOLOGIA QUIMICA |
| Idioma: | por |
| País: | Brasil |
| Instituição: | Universidade do Estado do Rio de Janeiro |
| Sigla da instituição: | UERJ |
| Departamento: | Centro de Tecnologia e Ciências::Instituto de Química |
| Programa: | Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química |
| Citação: | RAMOS, Samantha Alcântara Fernandes. Avaliação de diferentes extratos de cascas de café como inibidores de corrosão do aço carbono 1020 em solução de HCl 1 mol L-1. 2020. 110 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) - Instituto de Química, Universidade do Estado do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2020. |
| Tipo de acesso: | Acesso Aberto |
| URI: | http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/24128 |
| Data de defesa: | 12-Fev-2020 |
| Aparece nas coleções: | Mestrado em Engenharia Química |
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| Dissertação - Samantha Alcântara Fernandes Ramos - 2020 - Completa.pdf | 2,52 MB | Adobe PDF | Baixar/Abrir Pré-Visualizar |
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