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Aug 27, 2023

アスパルテーム、ヨウ化カリウム、ドデシル硫酸ナトリウムの混合物による 15 wt% HCl 溶液中での T95 鋼腐食の効果的な抑制

Scientific Reports volume 13、記事番号: 13085 (2023) この記事を引用 222 アクセス 2 Altmetric Metrics の詳細 持続可能な開発目標 12 は、緑の資源の生産と消費を提唱しています

Scientific Reports volume 13、記事番号: 13085 (2023) この記事を引用

222 アクセス

2 オルトメトリック

メトリクスの詳細

持続可能な開発目標 12 は、グリーンで持続可能な商品の生産と消費を提唱しています。 そのため、石油・ガス業界に対するパラダイムシフトへの圧力が高まっています。 この研究では、グリーン阻害剤としてのアスパルテーム (アスパラギン酸とフェニルアラニンの誘導体) ベースの製剤の可能性を調査しています。 アスパルテーム単独、およびヨウ化カリウム (KI) またはドデシル硫酸ナトリウム (SDS) またはその両方と組み合わせた場合の、15 wt% HCl 溶液中、60 ～ 90 °C での T95 鋼に対する抑制効果を、重量損失分析、電気化学分析、および表面分析を使用して調査します。テクニック。 結果は、特に 90 °C での腐食速度 (v) が 186.37 mm/y という深刻な金属腐食を示しています。 アスパルテームは腐食を抑制し、その抑制効率 (η) は温度の上昇とともに増加します。 6.80 mM では、90 °C で 86% の η が得られます。 アスパルテームに SDS を添加すると、拮抗作用が生じます。 KI-アスパルテーム混合物は、60 °C と 70 °C では拮抗効果を生み出しますが、80 °C と 90 °C では相乗効果を生み出します。 アスパルテーム (6.80 mM)、KI (1 mM)、および SDS (1 mM) を特に高温で混合すると、強力な相乗効果が得られます。 この混合物は v を 186.37 から 14.35 mm/y に減少させ、90 °C で金属表面を 92% 保護します。 この混合物は酸性腐食防止剤と考えることができます。

グリーンで持続可能な化学物質の製造と使用を求めるキャンペーンが激化するにつれ、石油・ガス業界は、そのセクターの特殊性により移行圧力の高まりに直面しています。 この分野のあらゆる運用段階には、新しい「グリーンワールド」に到達するのに困難な状況が存在します。 例えば、現在の化学腐食防止剤組成物は、第一級アミン、アミンの第四級塩、イミダゾリン、界面活性剤、増強剤などをベースにしています1、2。 このパッケージは、高流量条件下での膜形成と持続性3という界面活性剤のような特性と、さまざまな現場条件下での優れた抑制性能を発揮するように設計されています。 有機ベースの配合は画期的な成果であり、多くの研究成果 6 が取り組んできた高温用途での使用には制限があるものの、性能の悪い亜ヒ酸ナトリウムやフェロシアン化ナトリウム 2 の完璧な代替品とみなされて高く評価されました。 しかし、海洋毒性 (ほとんどの窒素ベースの化合物に固有の毒性特性 8) および非生分解性に関連する環境への有害な寄与 7 に対する懸念により、高度に規制された海洋環境での使用は受け入れられにくくなっています 9。 腐食防止剤の科学者は現在、非常に効果的で流動条件下で持続するが、生分解性で環境に許容できる腐食防止剤を製造するというジレンマに直面しています。

アスパルテーム (図 1a)、(N-(1-α-アスパルチル)-1-フェニルアラニン) は、アスパラギン酸とフェニルアラニンの誘導体であり、米国食品医薬品局 (FDA) により人工甘味料としての使用が承認されています。食品および医薬品産業10. 費用対効果が高く、LD50 (経口) は 10,000 mg/kg11 であり、分子内に吸着中心の可能性があるヘテロ原子 O と N が含まれています (図 1a)。 前述の特性に加えて、この研究におけるアスパルテームへの関心は、その融点が 246 ～ 247 °C であることにも起因しています。 分子の融点は、油井の酸性化などの高温用途向けに設計する際に考慮すべき重要なパラメーターです。 以前の研究研究 12 では、アスパルテームが非常に有望な酸性腐食防止剤であることが判明しました。 その阻害効率は温度の上昇とともに増加し、90 °C で 86% に達しました。 この研究は以前の研究の拡張であり、高温 (60 ～ 90 °C) で強酸媒体 (15 wt% HCl) 中で T95 鋼のアスパルテームの腐食抑制特性を高める強化剤として機能する可能性のある化合物を特定することを目的としています。 ）。 電気化学的周波数変調 (EFM) および重量損失 (WL​​) 技術を使用して、以前の結果を再検証します12。 アスパルテームの阻害性能に対するヨウ化カリウムまたはドデシル硫酸ナトリウム（SDS、図1b）またはその両方の添加の影響は、WL、電気化学インピーダンス分光法（EIS）、動電位分極（PDP）、走査型電子顕微鏡（ SEM)、および光学式表面形状計 (OP)。