Etude de l’effet synergique d’un inhibiteur vert et des nanoparticules de ZnO sur la corrosion d’un acier dans différents milieux

Abstract

Les nanoparticules d'oxyde de zinc (NPs ZnO), reconnues pour leurs propriétés uniques, sont largement utilisées dans les industries chimiques. Récemment, les NPs ZnO biosynthétisées à partir d'extraits de plantes émergent comme une alternative écologique et efficace. Elles se distinguent par leur haute performance, leur coût réduit et leur sécurité pour la santé humaine et l'environnement. Dans ce travail, nous avons bio-synthétisées des NPs-ZnO à partir de l'extrait des feuilles de la plante Plectranthus amboinicus(P.a), et nous les avons utilisé comme inhibiteurs de corrosion de l'acier A9M et l'acier X60 dans HCl à1M. Nous avons aussi utilisé le gel des feuilles de la plante Plectranthus amboinicus(GFP.a) contre la corrosion de l'acier X60 dans le même milieu. Les méthodes d’analyse utilisées sont la Spectroscopie d’Impédance Electrochimique (SIE), la Polarisation Potentiodynamique (PPD) et la Perte de Masse (PM).Les méthodes de caractérisations de l’inhibiteur et du film inhibiteur sont la Diffraction des Rayons X (DRX), la spectroscopie UV-Visible, le FTIR, la profilométrie et la Microscopie Electronique à Balayage (MEB), couplé avec un spectromètre à dispersion d’énergie (EDS). Les résultats obtenus mettent en évidence la présence d'un film inhibiteur adsorbé sur la surface des aciers d’étude, avec une efficacité maximale de 90,98 % à 25 10-2 ppm .Ce qui confirme le bon effet inhibiteur des P.a-NPs ZnO contre la corrosion de l'acier X60 et A9M dans HCl à 1 M, ainsi que celui du GFP.a contre la corrosion de l'acier X60 dans la même solution corrosive.

Zinc oxide nanoparticles (ZnO NPs), renowned for their unique properties, are widely used in the chemical industry. Recently, ZnO NPs biosynthesized from plant extracts have emerged as an ecological and efficient alternative. They stand out for their high performance, low cost and safety for human health and the environment. In this work, we biosynthesized NPs-ZnO from the leaf extract of the plant Plectranthus amboinicus(P.a), and used them as corrosion inhibitors for A9M steel and X60 steel in 1M HCl. We also used the leaf gel of the plant Plectranthus amboinicus (GFP.a) against corrosion of X60 steel in the same medium. The methods used are Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS), Potentiodynamic Polarization (PPD) and Weight Loss (WL), while the inhibitor and inhibitor film were characterized by X-Ray Diffraction (XRD), UV-Visible spectroscopy, FTIR, profilometry and Scanning Electron Microscopy (SEM), coupled with the Energy Dispersive Spectrometer (EDS). The results obtained show the presence of an inhibitor film adsorbed on the surface of the steels studied, with a maximum efficiency of 90.98% at 25 10-2 ppm. This confirms the good inhibiting effect of P.a-NPs ZnO against corrosion of X60 and A9M steel in 1 M HCl, as well as that of GFP.a against corrosion of X60 steel in the same corrosive solution.

تستخدم جزيئات نانو أوكسيد الزنك (NPs ZnO)، المعروفة بخصائصها الفريدة، على نطاق واسع في الصناعات الكيميائية. مؤخراً، ظهرت جزيئات ZnO النانوية المستخلصة بيولوجياً من مستخلصات النباتات كبديل صديق للبيئة وفعال. وتتميز هذه الجزيئات بأداء عالٍ، وتكلفة منخفضة، وأمان على صحة الإنسان والبيئة. في هذا العمل، قمنا بتصنيع جزيئات NPs-ZnO بيولوجياً من مستخلص أوراق نبات Plectranthus amboinicus (P.a)، واستخدمناها كمثبطات لتآكل الصلب A9M والصلب X60 في محلول HCl بتركيز 1M. كما استخدمنا جل أوراق نبات Plectranthus amboinicus (GFP.a) ضد تآكل الصلب X60 في نفس الوسط. وأساليب التحليل المستخدمة كانت التحليل الطيفي لمقاومة الانحلال الكهربائي (EIS)، والاستقطاب الكهروكيميائي الديناميكي (PPD)، وفقدان الكتلة (PM).طرق توصيف المثبط والفيلم المثبط تشمل حيود أشعة إكس (XRD)، التحليل الطيفي بالأشعة فوق البنفسجية-المرئية، مطيافية الأشعة تحت الحمراء (FTIR)، البروفيليمترية والمجهر الإلكتروني الماسح (SEM) مقترناً بمحلل الطيف لتشتت الطاقة (EDS). تشير النتائج إلى وجود فيلم مثبط ممتص على سطح الفولاذ المدروس، بفعالية قصوى تصل إلى 90.98% عند 25 × 10^-2 جزء في المليون. وهذا يؤكد التأثير المثبط الجيد لجزيئات أكسيد الزنك P.a-NPs ضد تآكل الفولاذ X60 وA9M في محلول حمض الهيدروكلوريك بتركيز 1 M، وكذلك تأثير GFP.a ضد تآكل الفولاذ X60 في نفس المحلول المسبّب للتآكل.