ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA HĨA NGÀNH KỸ THUẬT DẦU KHÍ -o0o - ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHẾ TẠO LỚP PHỦ CHỐNG ĂN MÒN TỪ BENZOTRIAZOLE VÀ TiO2 GVHD : TS Nguyễn Thị Diệu Hằng SVTH : Nguyễn Văn Quang - 107751101145 Nông Thanh Tiệp – 107751101152 Lớp : 10H5 Đà Nẵng, tháng năm 2015 LỜI CẢM ƠN Lời cho phép chúng tơi bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy cô giáo Trường Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng nói chung, thầy giáo Khoa Hóa Kỹ thuật, Bộ mơn Cơng nghệ hóa học Dầu Khí nói riêng Cảm ơn thầy tận tình dạy dỗ bảo suốt năm học vừa qua Chúng xin chân thành cảm ơn TS Nguyễn Thị Diệu Hằng nhiệt tình hướng dẫn giúp đỡ chúng tơi hồn thành đồ án Chúng tơi xin chân thành cảm ơn gia đình bạn bè ln điểm tựa, nguồn động viên, ủng hộ, giúp đỡ suốt thời gian học tập làm đồ án Chúng xin trân trọng gửi đến quý thầy giáo, gia đình bạn bè lời chúc tốt đẹp Mặc dù có nhiều cố gắng để thực đồ án cách hoàn chỉnh Tuy nhiên trình làm đồ án, nhiều nguyên nhân khách quan chủ quan nên thiếu sót điều khó tránh khỏi Chúng tơi mong đóng góp ý kiến thầy giáo bạn để đồ án hoàn thiện Đà Nẵng, ngày 29 tháng năm 2015 Nhóm đề tài Nguyễn Văn Quang – Nông Thanh Tiệp MỤC LỤC Nhóm đề tài Nguyễn Văn Quang – Nông Thanh Tiệp MỤC LỤC CHƯƠNG TỔNG QUAN .3 1.1.1 Khái niệm ăn mòn kim loại 1.1.2 Phân loại q trình ăn mòn kim loại 1.1.3 Những nhân tố ảnh hưởng đến ăn mòn 1.1.4 Các phương pháp bảo vệ kim loại khỏi ăn mòn 1.2.1.Đặc tính vật lý cấu trúc vật liệu 1.2.2.Tính chất hóa học 1.2.3.Ứng dụng tính chất quang xúc tác TiO2 có cấu trúc nano 12 1.2.4.Các phương pháp tổng hợp TiO2 có cấu trúc nano 13 1.2.4.1 Phương pháp thủy nhiệt 13 1.2.4.2 Phương pháp nhiệt dung môi 14 1.2.4.3 Phương pháp sol – gel .14 1.2.4.4 Phương pháp sol .15 1.2.4.5 Phương pháp vi sóng 15 1.2.4.6 Phương pháp vi nhũ tương 15 1.3.1.Giới thiệu chung 16 1.3.2.Phương pháp tổng hợp BTA 17 1.3.3.Ứng dụng BTA 17 CHƯƠNG NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM 20 CHƯƠNG 3.KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 30 3.7.1.Đánh giá phương pháp ngoại suy Tafel 40 3.7.2.Đánh giá cách phơi trời 42 DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT BET Brunauer – Emmett - Teller BTA Benzotriazole CB Conduction Band FB Forbidden Band FT-IR Fourier Transform Infrared Spectroscopy RBA Rapid Breakdown Anodization SEM Scanning Electron Microscope TEM Transmission Electron Microscopy TGA Thermo Gravimetric Analysis TiO2 Titan dioxit TM Thương mại TN Thủy nhiệt TNHH Trách nhiệm hữu hạn TNT Titan dioxit nanotubes VB Valence Band XRD X-Ray Diffraction DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1 Một số tính chất vật lý TiO2 .7 Bảng 1.2 Một số tính chất vật lý hóa học BTA 16 Bảng 3.3 Kết đo bề mặt riêng theo lý thuyết BET 34 Bảng 3.4 Phân tích peak đặc trưng phổ FT-IR phân tử BTA 36 Bảng 3.5 Giá trị ăn mòn Ecorr dòng Icorr lớp phủ 42 DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Cấu trúc tinh thể Rutile Hình 1.2 Cấu trúc tinh thể Anatase Hình 1.3 Cấu trúc tinh thể Brookite .7 Hình 1.4 Mơ hình chế q trình quang xúc tác chất bán dẫn TiO210 Hình 1.5 Giản đồ lượng pha Anatase Rutile 11 Hình 1.6 Cơng thức cấu tạo BTA (A), (B) dẫn xuất (C), (D) 16 Hình 1.7 Quá trình tổng hợp BTA từ o-phenylenediamine 17 Hình 1.8 Cấu trúc phức Đồng-BTA 18 Hình 1.9 Mơ hình cấu trúc phức Đồng-BTA 18 Hình 2.10 Thiết bị Autoclave 22 Hình 2.11 Quá trình tổng hợp TNT 23 Hình 2.12 Hệ thống thiết bị tổng hợp vật liệu BTA/TNT theo phương pháp ngấm chân không 24 Hình 2.13 Q trình biến tính TNT BTA theo phương pháp ngấm chân không 25 Hình 2.14 Hệ thống thiết bị tổng hợp vật liệu BTA/TNT theo phương pháp cô quay chân không 26 Hình 2.15 Q trình biến tính TNT BTA theo phương pháp cô quay chân không 27 Hình 2.16 Thiết bị đồng hóa siêu âm máy nén khí 28 Hình 2.17 Q trình tạo lớp phủ 29 Hình 3.18 Ảnh SEM TiO2 TM TNT 30 Hình 3.19 Phổ XRD TiO2 TM TNT 31 Hình 3.20 Ảnh TEM TNT .32 Hình 3.21 Ảnh TEM BTA/TNT ngấm chân khơng .33 Hình 3.22 Ảnh TEM BTA/TNT tẩm quay 33 Hình 3.23 Phổ FT-IR BTA thương mại 35 Hình 3.24 Phổ FT-IR TNT (1) BTA/TNT tẩm quay (2) 37 Hình 3.25 Phổ FT-IR TNT, BTA/TNT tẩm chân không BTA/TNT tẩm cô quay 38 Hình 3.26 Đường cong TGA BTA 39 Hình 3.27 Phổ TGA BTA/TiO2 (1); BTA/TNT ngấm chân không (2); BTA/TNT cô quay(3) .40 Hình 3.28 Đường cong Tafel mẫu thép 41 Hình 3.29 Hình ảnh mẫu trước đem phơi ngồi trời 43 Hình 3.30 Hình ảnh mẫu sau tuần .44 Hình 3.31 Hình ảnh mẫu sau tuần .45 Hình 3.32 Sự di chuyển BTA để bảo vệ bề mặt 46 Hình 3.33 Hình ảnh mẫu sau tháng .47 Hình 3.34 Hình ảnh mẫu sau tháng .48 Đồ án tốt nghiệp Cơng nghệ hóa học Dầu - Khí MỞ ĐẦU Ăn mòn kim loại hợp kim vấn đề tồn cầu gây mát lớn kinh tế làm ảnh hưởng xấu đến mơi trường xung quanh Vì vậy, nghiên cứu ăn mòn bảo vệ kim loại nhà khoa học quan tâm từ lâu Việc sử dụng lớp phủ bề mặt kim loại hợp kim phương pháp hiệu để chống lại ăn mòn Cùng với phát triển mạnh mẽ công nghệ sơn lớp phủ bề mặt, loại sơn có khả ức chế ăn mòn trọng nghiên cứu Benzotriazole, hợp chất amin chứng minh chất ức chế ăn mòn hiệu cho kim loại hợp kim khác Chất ức chế sử dụng để kiểm sốt kìm hãm ăn mòn Bảo vệ kim loại hợp kim khơng bị ăn mòn cách sử dụng chất ức chế gọi bảo vệ ăn mòn chủ động Điều thực cách kết hợp chất ức chế ăn mòn lớp phủ rào cản thụ động Có thể thêm chất ức chế ăn mòn vào lớp phủ cách doping trực tiếp, doping micro hay thêm chất ức chế vào nanocontainer, vật liệu lưu trữ chất ức chế kích thước nano TiO2 cấu trúc nano thành phần quan trọng lĩnh vực khoa học vật liệu tính chất, ưu điểm bật Khơng độc hại thân thiện với mơi trường, có tính thích ứng sinh học chống ăn mòn cao làm cho TiO2 ứng dụng nhiều lĩnh vực khác Trong có việc sử dụng TiO2 nanocontainer để lưu trữ loại chất ức chế ăn mòn Trên sở đó, mong muốn tạo lớp phủ bảo vệ chống ăn mòn cho bề mặt kim loại cách kết hợp tính ưu việt hai hợp chất TiO nanotubes Benzotriazole với đề tài nghiên cứu “Chế tạo lớp phủ chống ăn mòn từ Benzotriazole TiO2” Nội dung đồ án Ngoài phần mở đầu, kết luận, tài liệu tham khảo đồ án gồm có chương sau: Chương 1: TỔNG QUAN SVTH: Nguyễn Văn Quang – Nông Thanh Tiệp GVHD: TS Nguyễn Thị Diệu Hằng Đồ án tốt nghiệp Công nghệ hóa học Dầu - Khí Chương 2: NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM Chương 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN SVTH: Nguyễn Văn Quang – Nông Thanh Tiệp GVHD: TS Nguyễn Thị Diệu Hằng Đồ án tốt nghiệp Cơng nghệ hóa học Dầu - Khí CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 TỔNG QUAN VỀ ĂN MÒN 1.1.1 Khái niệm ăn mòn kim loại Sự phá hủy kim loại hợp kim tác dụng hóa học điện hóa kim loại với môi trường xung quanh gọi ăn mòn kim loại Kết kim loại bị oxi hóa thành ion dương: M – ne = Mn+ 1.1.2 Phân loại q trình ăn mòn kim loại Phân loại q trình ăn mòn kim loại, người ta phân loại ăn mòn theo nhiều cách khác Ở đây, phân loại ăn mòn kim loại thành hai loại chính: a Ăn mòn hóa học Ăn mòn hóa học phá hủy kim loại kim loại phản ứng hóa học với chất khí nước nhiệt độ cao Đặc điểm ăn mòn hóa học khơng phát sinh dòng điện (khơng có điện cực) nhiệt độ cao tốc độ ăn mòn nhanh Sự ăn mòn hóa học thường xảy thiết bị lò đốt, chi tiết động đốt thiết bị tiếp xúc với nước nhiệt độ cao Kim loại nung nhiệt độ cao môi trường chứa chất xâm thực : S 2, O2, Cl2,… 2Me + O2 → 2MeO (Me: kim loại) Bản chất ăn mòn hóa học q trình oxi hóa khử, electron kim loại chuyển trực tiếp sang mơi trường tác dụng b Ăn mòn điện hóa Ăn mòn điện hóa phá hủy kim loại hợp kim tiếp xúc với dung dịch chất điện li tạo nên dòng điện Ví dụ: phần vỏ tàu biển chìm nước, ống dẫn đặt lòng đất, kim loại tiếp xúc với khơng khí ẩm, Do vậy, ăn mòn điện hóa loại ăn mòn kim loại phổ biến nghiêm trọng 1.1.3 Những nhân tố ảnh hưởng đến ăn mòn • Ảnh hưởng chất kim loại Tính chống ăn mòn kim loại liên quan đến điện tiêu chuẩn, hoạt độ hóa học kim loại Điện tiêu chuẩn kim loại âm hoạt độ hóa học SVTH: Nguyễn Văn Quang – Nông Thanh Tiệp GVHD: TS Nguyễn Thị Diệu Hằng Đồ án tốt nghiệp 39 Công nghệ hóa học Dầu - Khí Hình 3.26 Đường cong TGA BTA Hình 3.10 đường cong phân tích nhiệt TGA mẫu (1) BTA/TiO2 TM ngấm chân không, mẫu (2) BTA/TNT ngấm chân không mẫu (3) BTA/TNT ngấm cô quay Đường (1) cho thấy hàm lượng BTA TiO2 TM thấp, chiếm khoảng 3,1% tổng khối lượng mẫu Điều TiO2 TM có dạng hạt bề mặt riêng nhỏ nên hiệu tẩm BTA thấp Đối với TNT, hiệu suất tẩm tăng lên đáng kể, đường (2) xác định hàm lượng BTA TNT tẩm theo ngấm chân không đạt khoảng 10,9%, với phương pháp ngấm cô quay, hiệu suất lên tới 66,7% Tuy nhiên, theo kết chụp TEM cho thấy, 66,7% này, có phần nhỏ BTA vào ống nano, phần lớn lại tích tụ ngồi ống Còn theo phương pháp ngấm chân khơng tồn 10,9% BTA nằm ống TiO nano Kết giúp chúng tơi lần khẳng định q trình biến tính thành cơng đưa BTA vào hệ thống TiO2 nanocontainer Đồng thời cho thấy hiệu lưu trữ TNT tốt hẳn so với TiO2 TM SVTH: Nguyễn Văn Quang – Nông Thanh Tiệp GVHD: TS Nguyễn Thị Diệu Hằng Đồ án tốt nghiệp 40 Cơng nghệ hóa học Dầu - Khí Hình 3.27 Phổ TGA BTA/TiO2 (1); BTA/TNT ngấm chân không (2); BTA/TNT quay(3) Từ kết TGA phân tích phân tán khơng đồng BTA TNT phương pháp tẩm cô quay Do lượng BTA hỗn hợp ban đầu khoảng 58,8% Tuy nhiên phân tích nhiệt lại cho kết hàm lượng BTA TNT lên tới 66,7% Đó tiến hành cô quay, lượng dung môi bay hơi, BTA lắng đọng vật liệu TNT phân bố khơng đồng tồn khối TNT So sánh với quy trình tẩm chân khơng, sau cho dung dịch BTA vào bình chân khơng, tiếp tục cho khuấy thêm 24h trước ly tâm Vì BTA phân bố TNT đồng 3.7 ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG CHỐNG ĂN MÒN 3.7.1 Đánh giá phương pháp ngoại suy Tafel Ăn mòn kim loại phản ứng oxi hoá khử bất thuận nghịch xảy kim loại chất oxi hố có mơi trường xâm thực Sự oxi hố kim loại gắn liền với khử chất oxi hố Q trình thường kèm theo trao đổi electron Quá trình ăn mòn thép mơi trường nước biển khí oxy hòa tan theo phản ứng sau: SVTH: Nguyễn Văn Quang – Nông Thanh Tiệp GVHD: TS Nguyễn Thị Diệu Hằng Đồ án tốt nghiệp 41 Cơng nghệ hóa học Dầu - Khí Tại Anot xảy q trình hòa tan kim loại sắt: Fe ↔ Fe 2+ + 2e − Tại Catot xảy trình khử nước oxy hòa tan theo phản ứng sau: O2 + H 2O + 4e − ↔ 4OH − H 2O + 2e − ↔ H + 2OH − Tốc độ ăn mòn nhanh hay chậm phụ thuộc vào trình nhường nhận electron Để đánh giá khả chống ăn mòn lớp phủ, thực phép đo phân cực tuyến tính điện cực thép phủ dung dịch NaCl 3% để xác định mật độ dòng ăn mòn với tốc độ quét 0,03 V/s khoảng từ -0,9V đến +0,9V Trên sở cho phép chúng tơi đánh giá hiệu bảo vệ chống ăn mòn lớp phủ Kết đường cong phân cực Tafel mẫu hình 3.11 Hình 3.28 Đường cong Tafel mẫu thép Thép (1); thép phủ sơn (2); thép phủ sơn+5% TNT (3); thép phủ sơn+5% BTA (4); thép phủ sơn+5% BTA/TNT (5) SVTH: Nguyễn Văn Quang – Nông Thanh Tiệp GVHD: TS Nguyễn Thị Diệu Hằng Đồ án tốt nghiệp 42 Cơng nghệ hóa học Dầu - Khí Bảng 3.5 Giá trị ăn mòn Ecorr dòng Icorr lớp phủ Tên mẫu Ecorr(V) Log I (A/ cm2) Icorr (mA) Thép -0,729 -0,5 0,316 Thép phủ sơn -0,602 -2,2 0,0063 Thép phủ sơn + 5% TNT -0,626 -2,10 0,0079 Thép phủ sơn + 5% BTA -0,525 -2,80 0,0016 -0,473 -2,81 0,0015 Thép phủ sơn + 5% BTA/TNT ngấm chân khơng Bảng giá trị ăn mòn cho thấy, ăn mòn thép (mẫu 1) thấp (-0,729 V) Sau phủ sơn (mẫu 2), khả chống ăn mòn thép tăng lên, ăn mòn tăng lên đáng kể (-0,602 V) Vì sơn có sẵn lượng chất chống ăn mòn định Tuy nhiên thêm 5% TNT vào sơn lại làm giảm ăn mòn mẫu Điều TNT khơng có khả chống ăn mòn, thêm vào sơn làm giảm tỉ lệ chất chống ăn mòn sơn, nên làm giảm khả chống ăn mòn lớp phủ Thế ăn mòn cao mẫu mẫu với 5% BTA/TNT (-0,473 V), cho thấy khả chống ăn mòn mẫu tốt tất mẫu Mẫu ăn mòn cao (-0,525 V), BTA chất ức chế ăn mòn Một giá trị khác để đánh giá khả chống ăn mòn dòng I corr Dòng cao khả chống ăn mòn thấp ngược lại Như vậy, mẫu thép tấm, giá trị I cao nên khả chống ăn mòn thấp Khi tiến hành sơn phủ, mẫu sơn cho giá trị I thấp, đồng nghĩa khả chống ăn mòn tăng lên đáng kể Trong đó, mẫu sơn + 5% BTA/TNT có I corr thấp nhất, kết hợp với Ecorr cao nên có khả chống ăn mòn tốt Các kết cho thấy hàm lượng BTA/TNT đưa vào có ảnh hưởng tích cực định đến khả chống ăn mòn màng sơn 3.7.2 Đánh giá cách phơi trời Để tiến hành đánh giá phơi trời, chuẩn bị mẫu thép trình bày phần thực nghiệm, gồm có mẫu: sơn thương mại, sơn pha 5% SVTH: Nguyễn Văn Quang – Nông Thanh Tiệp GVHD: TS Nguyễn Thị Diệu Hằng Đồ án tốt nghiệp 43 Cơng nghệ hóa học Dầu - Khí TNT, sơn pha 5% BTA, sơn pha 5% BTA/TNT Sau chuẩn bị xong, dùng dao nhọn rạch đường thẳng khoảng cm bề mặt mẫu chạm bề mặt thép, đem đặt trời chếch góc 45o so với mặt đất Hình 3.12 cho thấy mẫu sau phủ rạch xong Hình 3.29 Hình ảnh mẫu trước đem phơi trời (a) Sơn ;(b) Sơn + 5% TNT ;(c) Sơn + 5% BTA ;(d) Sơn + 5% BTA/TNT Sau đặt ngồi trời tuần, hình 3.13 cho thấy mẫu khơng có thay đổi nhiều Điều sơn ban đầu có chứa chất ức chế ăn mòn Khi bề mặt thép bị tổn thương, chất ức chế có sẵn sơn giúp bảo vệ vị trí tổn thương, khơng cho tổn thương lan rộng SVTH: Nguyễn Văn Quang – Nông Thanh Tiệp GVHD: TS Nguyễn Thị Diệu Hằng Đồ án tốt nghiệp 44 Cơng nghệ hóa học Dầu - Khí Hình 3.30 Hình ảnh mẫu sau tuần (a) Sơn ;(b) Sơn + 5% TNT ;(c) Sơn + 5% BTA ;(d) Sơn + 5% BTA/TNT Hình 3.14 mẫu thép phơi sau tuần Ta thấy mẫu sơn thương mại sơn pha 5% TNT bắt đầu bị rỉ sét vết rạch mẫu sơn pha BTA BTA/TNT chưa xảy tượng rỉ sét vết rạch Với mẫu (c), BTA pha trực tiếp vào sơn có tác dụng ức chế ăn mòn vị trí rạch Mẫu (d) cho thấy nanocontainer bắt đầu phát huy tác dụng, phát tán BTA ngăn chặn trình ăn mòn vết rạch Hình 3.14 thấy mẫu sơn pha TNT vết rỉ sét xuất nhiều so với mẫu sơn thương mại, điều giải thích ban đầu sơn thương SVTH: Nguyễn Văn Quang – Nông Thanh Tiệp GVHD: TS Nguyễn Thị Diệu Hằng Đồ án tốt nghiệp 45 Cơng nghệ hóa học Dầu - Khí mại có sẵn số chất chống ăn mòn, nên pha thêm TNT bột vào làm ảnh hưởng đến thành phần sơn làm khả chống ăn mòn màng sơn trở nên yếu so với bình thường Đồng thời với mẫu sơn pha BTA sau tuần, xảy tượng biến đổi màu lớp sơn Từ màu trắng, lớp sơn bị chuyển sang màu vàng Điều BTA bị phân hủy tác dụng ánh sáng, phá hủy màu lớp sơn Hình 3.31 Hình ảnh mẫu sau tuần (a) Sơn ;(b) Sơn + 5% TNT ;(c) Sơn + 5% BTA ;(d) Sơn + 5% BTA/TNT Mơ hình phát tán chất ức chế ăn mòn BTA để bảo vệ bề mặt thép bị tổn thương mơ tả hình 3.15 Khi lớp phủ bảo vệ bị phá hủy vị trí SVTH: Nguyễn Văn Quang – Nông Thanh Tiệp GVHD: TS Nguyễn Thị Diệu Hằng Đồ án tốt nghiệp 46 Công nghệ hóa học Dầu - Khí đó, chất ức chế trơi ngồi thực cơng việc ức chế ăn mòn, bảo vệ bề mặt kim loại Hình 3.32 Sự di chuyển BTA để bảo vệ bề mặt Hình 3.16 hình ảnh mẫu sau đặt ngồi trời tháng Mẫu bị ăn mòn nhiều mẫu (b) mẫu (a) lúc bị ăn mòn nhiều Thay đổi lớn mẫu (c), sau tháng vị trí vết rạch bị ăn mòn nhiều kèm theo màu lớp sơn trở nên vàng Điều chứng tỏ ban đầu BTA có tác dụng ức chế ăn mòn, sau bền nên BTA bị phân hủy, tác dụng chống ăn mòn Còn mẫu (d) khơng có thay đổi, chứng tỏ sau tháng khả ức chế ăn mòn BTA phát tán từ TNT tốt SVTH: Nguyễn Văn Quang – Nông Thanh Tiệp GVHD: TS Nguyễn Thị Diệu Hằng Đồ án tốt nghiệp 47 Cơng nghệ hóa học Dầu - Khí Hình 3.33 Hình ảnh mẫu sau tháng (a) Sơn ;(b) Sơn + 5% TNT ;(c) Sơn + 5% BTA ;(d) Sơn + 5% BTA/TNT Hình 3.17 cho thấy sau tháng mẫu (a) (b) vết rỉ sét lớn hơn, xuất thêm nhiều vị trí bị ăn mòn Điều cho thấy sau tháng khả bảo vệ màng sơn mẫu (a) (b) gần không Còn mẫu (c) vết rạch bị ăn mòn nhiều hơn, chứng tỏ BTA bị phân hủy hết Đồng thời màu lớp sơn hoàn toàn bị biến đổi Mẫu (d) cũ, chứng tỏ khả ức chế, phát tán BTA từ TNT tốt SVTH: Nguyễn Văn Quang – Nơng Thanh Tiệp GVHD: TS Nguyễn Thị Diệu Hằng Đồ án tốt nghiệp 48 Cơng nghệ hóa học Dầu - Khí Hình 3.34 Hình ảnh mẫu sau tháng (a) Sơn ;(b) Sơn + 5% TNT ;(c) Sơn + 5% BTA ;(d) Sơn + 5% BTA/TNT Điều cho thấy mẫu chứa 5% BTA/TNT mẫu có khả chống ăn mòn tốt mẫu khảo sát Kết hoàn toàn phù hợp với kết đánh giá theo phương pháp ngoại suy Tafel SVTH: Nguyễn Văn Quang – Nông Thanh Tiệp GVHD: TS Nguyễn Thị Diệu Hằng Đồ án tốt nghiệp 49 Công nghệ hóa học Dầu - Khí KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Trong nghiên cứu này, chế tạo thành cơng màng sơn có khả ức chế ăn mòn sở vật liệu TiO2 BTA, cụ thể là: - Đã tổng hợp thành cơng TiO2 có kích thước nano từ bột TiO2 thương mại rẻ tiền Các kết thu cho thấy TiO2 thủy nhiệt có dạng ống nano khẳng định qua phép đo SEM TEM - Sử dụng thành công TNT nanocontainer để lưu trữ phát tán chất ức chế ăn mòn BTA đồng thời đưa BTA/TNT vào màng sơn để tăng khả chống ăn mòn - Tiến hành đánh giá hiệu tẩm BTA vào TNT phương pháp đo TGA Kết cho thấy hàm lượng BTA mẫu BTA/TNT ngấm chân không 10,9% tẩm cô quay 66,7% - Đánh giá khả chống ăn mòn màng sơn xác định thông qua phép đo phân cực tuyến tính Tafel phơi tự nhiên ngồi trời Dựa vào đường cong Tafel, chúng tơi khẳng định màng sơn với 5% BTA/TNT có khả chống ăn mòn tốt nhất, màng sơn thương mại màng sơn pha 5% TNT có khả chống ăn mòn thấp nhất, kết phù hợp với phơi mẫu trời - Sau phơi ngồi trời tuần mẫu bị ăn mòn sớm mẫu sơn thương mại sơn pha 5% TNT, sau tháng vết rạch mẫu sơn thương mại bị lan rộng Mẫu chống ăn mòn tốt mẫu sơn pha 5% BTA/TNT, sau tháng vết rạch mẫu có dấu hiệu bị ăn mòn vết ăn mòn nhỏ - So sánh khả chống ăn mòn, ảnh hưởng BTA màng sơn có hay khơng chất lưu trữ TNT Khi sử dụng BTA pha trực tiếp vào sơn dẫn tới màu màng sơn bị biến đổi, khả chống ăn mòn BTA tồn thời gian ngắn Với kết thực nghiệm thu được, nghiên cứu đầy hứa hẹn đưa vào ứng dụng thực tế SVTH: Nguyễn Văn Quang – Nông Thanh Tiệp GVHD: TS Nguyễn Thị Diệu Hằng Đồ án tốt nghiệp 50 Cơng nghệ hóa học Dầu - Khí Tuy nhiên, để áp dụng nghiên cứu vào thực tế cần thực thêm nghiên cứu để làm tăng hiệu tẩm BTA vào ống TNT qua làm tăng khả chống ăn mòn màng sơn SVTH: Nguyễn Văn Quang – Nông Thanh Tiệp GVHD: TS Nguyễn Thị Diệu Hằng Đồ án tốt nghiệp 51 Cơng nghệ hóa học Dầu - Khí TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt [1] Alain Galerie, Nguyễn Văn Tư (2002), Ăn mòn bảo vệ vật liệu, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội [2] Ngơ Tuấn Anh, Nguyễn Đình Lâm (2008), “Xúc tác quang hóa TiO “Micronano composite” mang vật liệu Nano carbon có cấu trúc”, Tạp chí khoa học cơng nghệ, 26(3), Đại học Đà Nẵng [3] Vũ Văn Dương (2010), Nghiên cứu khả ức chế 1,2,3- Benzotriazole mẫu hợp kim đồng phục vụ công tác bảo quản vật bảo tàng, Luận văn Thạc sỹ Đại học Đà Nẵng [4] Phạm văn Khoa, Trần Nam (2006), “Chất ức chế ăn mòn hướng nghiên cứu, ứng dụng chất ức chế ăn mòn cho cơng trình cầu, cảng bê tông cốt thép vùng biển Việt Nam”, Tập san khoa học công nghệ, Trường Đại học Bách khoa, Đại học Đà Nẵng [5] Đàm Thị Ti Na (2010), Nghiên cứu tổng hợp tăng cường hoạt tính quang hóa TiO2 nano ống để xử lí nước thải cơng nghiệp ô nhiễm chất hữu cơ, Đồ án tốt nghiệp Đại học Bách khoa, Đại học Đà Nẵng [6] Phạm Như Phương, Phan Thanh Sơn, Lê Văn Long, Nguyễn Ngọc Tuân, Nguyễn Đình Lâm (2011), “Tổng hợp nano TiO2 dạng ống (TiO2 nanotubes) phương pháp thủy nhiệt”, Tạp chí Khoa học Công nghệ, 42(1), Đại học Đà Nẵng [7] Trần Nguyên Tiến (2014), Biến tính TiO2 nanotubes chất ức chế ăn mòn Benzotriazole ứng dụng màng sơn bảo vệ kim loại, Luận văn thạc sĩ kỹ thuật, Đại học Đà Nẵng [9] Trần Thái Hòa, Lê Thị Hòa, Đinh Quang Khiếu, Trần Quốc Việt, Lê Công Sơn (2011), “Tổng hợp TiO2 nano hệ vi nhũ tương”, Tạp chí khoa học, (65), Đại học Huế [8] Trịnh Xuân Sén (2006), Ăn mòn bảo vệ kim loại, NXB Đại học Quốc Gia, Hà Nội SVTH: Nguyễn Văn Quang – Nông Thanh Tiệp GVHD: TS Nguyễn Thị Diệu Hằng Đồ án tốt nghiệp 52 Công nghệ hóa học Dầu - Khí Tiếng Anh [10] Abaneh, A., Mashal Sheban, Muna Abu Dalo, Silvana Andresscu (2009), “Effect of Benzotriazole Derivatives on Steel Corrosion in Solution Simulated Carbonated Concrete”, Jordan Journal of Civil Engineering, 3(1), pp 91-102 [11] Arunchandran, C., Ramya, S., George, R.P., Kamachi Mudali (2013), “Corrosion inhibitor storage and release property of TiO nanotube powder synthesized by rapid breakdown anodization method”, Materials Research Bulletin, 48, pp 635–639 [12] Bavykin, D.V., Valentin N Parmon, Alexei A Lapkina Frank C Walsh (2004), “The effect of hydrothermal conditions on the mesoporous structure of TiO2 nanotubes”, Journal of Materials Chemistry, 22, pp 45–53 [13] Brostoff, L.B (2003), The role of benzotriazole (BTA) in bronze protection, Van’t Hoff Institute for Molecular Sciences (HIMS), University of Amsterdam (UvA) [14] Hsin Hung Ou, Shang Lien Lo (2007), “Review of titania nanotubes synthesized via the hydrothermal treatment:Fabrication, modification, and application”, Separation and Purification Technology, 58, pp 179–191 [15] Huang, N.M., Radiman, S., Lim, H.N., Muhamad, M.R (2014), "Triethanolamine – Solution for Rapid Hydrothermal Synthesis of Titanate Nanotubes", Sains Malaysiana, 43(1), pp.137–144 [16] Jiaguo Yu, Huogen Yu, Bei Cheng, Xiujian Zhao, Qingjie Zhang (2006), “Preparation and photocatalytic activity of mesoporous anatase TiO2 nanofibers by a hydrothermal method”, Journal of Photochemistry and Photobiology, 182, pp 121–127 [17] Mansfeld, F., Smith, T and Parry, E.P (1971) “Benzotriazole as corrosion inhibitor for copper”, Corrosion (NACE), 27,pp 289-294 [18] Matjaz Finsgar, Ingrid Milosev (2010), “Inhibition of copper corrosion by 1,2,3-benzotriazole: A review”, Corrosion Science, 52, pp 2737–2749 SVTH: Nguyễn Văn Quang – Nông Thanh Tiệp GVHD: TS Nguyễn Thị Diệu Hằng Đồ án tốt nghiệp 53 Công nghệ hóa học Dầu - Khí [19] Radhakrishnan, S., Siju, C.R., Debajyoti Mahanta, Satish Patil, Giridhar Madras (2009), “Conducting polyaniline–nano-TiO2 composites for smart corrosion resistant coatings”, Electrochimical Acta, Vol 54, pp 1249–1254 [20] Sease, Catherine (May 1978), "Benzotriazole: A Review for Conservators", Studies in Conservation, 223 (2), pp 76–85 [21] Shi Jin Jie, SUN Wei (2011), “Effect of Benzotriazole as Corrosion Inhibitor for Reinforcing Steel in Cement Mortar”, Acta Phys -Chim Sin, 27 (6), 14571466 [22] Tohru Sekino (2010), “Synthesis and Applications of Titanium Oxide Nanotubes” [23] Yoshikazu Suzukia , Susumu Yoshikawa (2004), “Synthesis and Thermal Analyses of TiO2-Derived Nanotubes Prepared by the Hydrothermal Method”, Journal of Materials Research, Vol 19, pp 982-985 SVTH: Nguyễn Văn Quang – Nông Thanh Tiệp GVHD: TS Nguyễn Thị Diệu Hằng ... chất ức chế ăn mòn lớp phủ rào cản thụ động Có thể thêm chất ức chế ăn mòn vào lớp phủ cách doping trực tiếp, doping micro hay thêm chất ức chế vào nanocontainer, vật liệu lưu trữ chất ức chế kích... trình ăn mòn kim loại Phân loại q trình ăn mòn kim loại, người ta phân loại ăn mòn theo nhiều cách khác Ở đây, chúng tơi phân loại ăn mòn kim loại thành hai loại chính: a Ăn mòn hóa học Ăn mòn. .. loại cách kết hợp tính ưu việt hai hợp chất TiO nanotubes Benzotriazole với đề tài nghiên cứu Chế tạo lớp phủ chống ăn mòn từ Benzotriazole TiO2 Nội dung đồ án Ngoài phần mở đầu, kết luận, tài