Experimental and Theoretical Study on Corrosion Inhibition of Mild steel in 20 % Formic Acid Solution Using Schiff Base-Based Cationic Gemini Surfactant Translated title: Experimentelle und theoretische Studien der Korrosionshemmung von Baustahl in 20 %iger Ameisensäure durch kationische Gemini-Tenside basierend auf Schiff'schen Basen

Abstract

The paper investigates the adsorption and corrosion inhibition behavior of Schiff base-based cationic gemini surfactant bis-[p-(N,N,N-dodecyldimethylammonium bromide) benzylidene]thiourea, designated as (12-S-12) on mild steel in 20 % formic acid solution in the temperature range of 30 – 60 °C. The synthesized inhibitor was characterized using nuclear magnetic resonance spectroscopy (NMR). The adsorption and corrosion inhibition mechanism of the inhibitor was elaborated using weight loss measurements, solvent analysis of iron ions, potentiodynamic polarization measurements, electrochemical impedance measurements, measurement of thermodynamic/kinetic parameters and quantum chemical calculations. The surface morphology of the corroded mild steel specimen was evaluated using scanning electron microscopy (SEM) and energy dispersive X-ray analysis (EDAX). The inhibition efficiency of the compound was found to vary with the inhibitor concentration and temperature. The inhibitor was found to be a mixed type inhibitor. Adsorption process on mild steel surface followed Langmuir's model adsorption isotherm.

Kurzfassung

In dieser Arbeit erfolgen Untersuchungen der Adsorption und der Korrosionshemmung von Schiff'schen Basen basierten kationischen Gemini Tensiden des Typs Bis[p-(N,N,N-dodecyldimethylammoniumbromid)-benzyliden]thioharnstoff, bezeichnet als (12-S-12), auf Baustahl in 20 %iger Ameisensäure im Temperaturbereich von 30 – 60 °C. Der synthetisierte Inhibitor wurde mit Hilfe der kernmagnetischen Resonanzspektroskopie (NMR) charakterisiert. Die Adsorption und der Mechanismus des Korrosionsschutzes durch den Inhibitor wurden mit mehreren Verfahren ermittelt: Gewichtsverlustmessungen, Lösungsanalyse der Eisenionen, potentiodynamische Polarisationsmessungen, elektrochemische Impedanzmessungen, Messungen thermodynamischer und kinetischer Parameter und quantenchemische Rechnungen. Die Oberflächenmorphologie des korrodierten Baustahls wurde mit Rasterelektronenmikroskopie (SEM) und energiedispersiver Röntgenanalyse bewertet. Die Hemmungseffizienz der Verbindung variierte mit der Inhibitorkonzentration und der Temperatur. Es zeigte sich, dass der benutzte Inhibitor ein Mischtypinhibitor war. Der Adsorptionsprozess auf der Baustahloberfläche gehorchte einer Absorptionsisotherme des Langmuirmodels.