Nghiên cứu các chất chống oxy hóa, ức chế ăn mòn kim loại bằng tính toán hóa lượng tử kết hợp với thực nghiệm tt

26 40 0
Nghiên cứu các chất chống oxy hóa, ức chế ăn mòn kim loại bằng tính toán hóa lượng tử kết hợp với thực nghiệm tt

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

Thông tin tài liệu

ĐẠI HỌC HUẾ TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM -oOo - ĐINH QUÝ HƢƠNG NGHIÊN CỨU CÁC CHẤT CHỐNG OXY HÓA, ỨC CHẾ ĂN MÕN KIM LOẠI BẰNG TÍNH TỐN HĨA LƢỢNG TỬ KẾT HỢP VỚI THỰC NGHIỆM Ngành: HĨA VƠ CƠ Mã số: 9440113 TĨM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ HĨA HỌC HUẾ, NĂM 2020 Cơng trình đƣợc hồn thành tại: Khoa Hóa học, Trƣờng Đại học Sƣ phạm, Đại học Huế Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: PGS TS Trần Dƣơng PGS TS Phạm Cẩm Nam Phản biện 1:………………………………………………………… Phản biện 2:………………………………………………………… Phản biện 3:………………………………………………………… Luận án đƣợc bảo vệ Hội đồng chấm luận án cấp Đại học Huế họp tại:………………………………………………………… Vào hồi …….ngày…….tháng………năm……… Có thể tìm hiểu luận án thƣ viện Trƣờng Đại học Sƣ phạm, Đại học Huế ĐẶT VẤN ĐỀ Sự lão hóa vật liệu trình ăn mịn kim loại vấn đề dẫn đến thiệt hại cho kinh tế quốc dân Đối với lĩnh vực ăn mòn, việc nghiên cứu biện pháp ngăn chặn ăn mòn kim loại nhiệm vụ cấp thiết Các hợp chất chứa lƣu huỳnh nitơ đƣợc biết đến chất ức chế ăn mòn hiệu cao thép dung dịch axit Ngồi ra, có mặt vịng benzen yếu tố quan trọng Vì vậy, hợp chất có chứa dị tố có vịng benzen lựa chọn cần đƣợc quan tâm nghiên cứu chất ức chế ăn mịn kim loại Về phƣơng diện chống oxy hóa, việc sử dụng chất chống oxy hóa lĩnh vực thực phẩm, y học, công nghiệp vấn đề cần đƣợc nghiên cứu Chất chống oxy hóa thƣờng hợp chất có lƣợng phân ly liên kết NH, OH SH thấp Về mặt nghiên cứu thực nghiệm, hai phƣơng pháp đƣợc sử dụng rộng rãi để xác định hoạt tính chống oxy hóa hợp chất phƣơng pháp 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl phƣơng pháp cation gốc tự 2,2’-azinobis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonate) Việc lựa chọn hợp chất vừa có khả ức chế ăn mịn kim loại vừa có khả chống oxy hóa đóng vai trị quan trọng thực tế sống Tuy nhiên này, chƣa có nghiên cứu đề cập đến vấn đề Hơn nữa, kết hợp phƣơng pháp thực nghiệm phƣơng pháp tính tốn hóa lý thuyết nghiên cứu khoa học cần thiết Với phân tích khoa học đây, “Nghiên cứu chất chống oxy hóa, ức chế ăn mịn kim loại tính tốn hóa lƣợng tử kết hợp với thực nghiệm” đƣợc chọn làm đề tài nghiên cứu luận án Những đóng góp luận án Luận án thu đƣợc số kết nhƣ sau: - 1-phenyl-2-thiourea có khả ức chế ăn mịn thép tốt 1,3-diisopropyl-2-thiourea mơi trƣờng HCl 1,0 M - - - Khả ức chế ăn mòn thép 1-phenyl-2-thiourea tốt urotropine môi trƣờng HCl 1,0 M NaCl 3,5 % xét điều kiện nồng độ nhiệt độ Khả ức chế ăn mòn thép 1-phenyl-2-thiourea môi trƣờng axit tốt môi trƣờng muối 1-phenyl-2-thiourea có khả bắt gốc tự DPPH• ABTS•+ tốt 1,3-diisopropyl-2-thiourea mơi trƣờng ethanol 1-phenyl-2-selenourea thể khả chống oxy hóa tốt 1-phenyl-2-thiourea Trong dẫn xuất selenourea, dẫn xuất chứa nhóm đẩy electron cho khả chống oxy hóa tốt dẫn xuất chứa nhóm hút electron 1-(4-methoxyphenyl)-2-selenourea đƣợc lựa chọn chất vừa có khả ức chế ăn mịn thép vừa có khả chống oxy hóa tốt hợp chất nghiên cứu CHƢƠNG TỔNG QUAN LÝ THUYẾT Luận án tổng quan số vấn đề lý thuyết liên quan nhƣ sau: 1.1 TỔNG QUAN VỀ ĂN MÒN KIM LOẠI 1.1.1 Khái niệm ăn mịn kim loại 1.1.2 Phân loại q trình ăn mòn kim loại 1.1.3 Tác hại ăn mòn kim loại 1.1.4 Sự ăn mòn thép 1.1.5 Các phƣơng pháp chống ăn mòn kim loại 1.1.6 Chất ức chế ăn mòn 1.1.7 Cơ chế hoạt động chất ức chế ăn mòn kim loại 1.1.8 Yêu cầu chất ức chế ăn mòn kim loại 1.1.9 Phạm vi sử dụng chất ức chế ăn mịn 1.1.10 Tình hình nghiên cứu khả ức chế ăn mòn kim loại 1.2 TỔNG QUAN VỀ CHẤT CHỐNG OXY HÓA 1.2.1 Giới thiệu chất chống oxy hóa 1.2.2 Cơ chế chống oxy hóa 1.2.3 Tình hình nghiên cứu hợp chất chống oxy hóa 1.3 TỔNG QUAN CÁC PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 1.3.1 Phƣơng pháp thực nghiệm nghiên cứu hoạt động ức chế ăn mòn kim loại 1.3.2 Phƣơng pháp thực nghiệm nghiên cứu hoạt động chống oxy hóa 1.3.3 Phƣơng pháp tính tốn hóa lƣợng tử 1.3.4 Các phần mềm tính tốn CHƢƠNG NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU Luận án tập trung vào nội dung nhƣ sau: - So sánh khả ức chế ăn mòn thép 1-phenyl-2-thiourea 1,3-diisopropyl-2-thiourea - So sánh khả ức chế ăn mòn thép 1-phenyl-2-thiourea urotropine - Nghiên cứu khả chống oxy hóa 1-phenyl-2-thiourea 1,3-diisopropyl-2-thiourea - Nghiên cứu khả chống oxy hóa 1-phenyl-2-selenourea dẫn xuất tính tốn hóa lƣợng tử - Đề xuất hợp chất tiềm vừa có khả ức chế ăn mịn thép, vừa có khả chống oxy hóa tính tốn hóa lƣợng tử 2.2 PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM 2.2.1 Các hóa chất 2.2.2 Thực nghiệm phƣơng pháp đo đƣờng cong phân cực (PDP) Trong dung dịch axit HCl 1,0 M, đƣờng cong phân cực đƣợc đo cách quét từ 0,50 V tới 0,00 V với độ nhạy Trong dung dịch muối NaCl 3,5 %, đƣợc quét từ 1,30 V đến 0,80 V với độ nhạy Tốc độ quét mV.s1 hai dung dịch Điện cực làm việc thép có diện tích bề mặt 0,196 cm2, phần cịn lại đƣợc bọc nhiều lớp nhựa epoxy chồng lên để cách li môi trƣờng 2.2.3 Thực nghiệm phƣơng pháp phổ tổng trở (EIS) Phổ tổng trở đƣợc đo mạch hở với biên độ dòng xoay chiều 10 mV, sử dụng vùng tần số từ 10 mHz đến 100 Hz Tổng số điểm cần đo 30 2.2.4 Thực nghiệm phƣơng pháp kính hiển vi điện tử quét (SEM) Mẫu thép đƣợc ngâm dung dịch HCl 1,0 M NaCl 3,5 % có khơng có PTU (nồng độ 5.103 M) 24 giờ, nhiệt độ phịng Việc phân tích bề mặt thép đƣợc tiến hành máy hiển vi điện tử quét JSM-6010PLUS/LV có gắn máy phân tích tia X phân tán lƣợng 2.2.5 Thực nghiệm phƣơng pháp 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH•) DPPH• đƣợc pha loãng ethanol nồng độ 6,7.105 M Các nồng độ khác chất chống oxy hóa đƣợc thêm vào DPPH• theo tỉ lệ thể tích 3:1 Hỗn hợp phản ứng đƣợc lắc mạnh giữ bóng tối 30 phút Sau đó, mật độ quang dung dịch đƣợc đo 517 nm Tác dụng bắt gốc tự DPPH• đƣợc đánh giá qua giá trị IC50DPPH 2.2.6 Thực nghiệm phƣơng pháp cation gốc tự 2,2’azinobis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonate) (ABTS•+) Cation gốc tự ABTS•+ đƣợc tạo phản ứng dung dịch muối 2,2’-azinobis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid) diammonium mM với K2S2O8 140 mM Nồng độ K2S2O8 sau trộn 2,45 mM Sau 16 giờ, hỗn hợp đƣợc pha loãng ethanol để điều chỉnh độ hấp thụ dung dịch bƣớc sóng 734 nm 0,7±0,05 Các thí nghiệm đƣợc tiến hành cách thêm ml chất chống oxy hóa (có nồng độ khác nhau) vào ml dung dịch chứa cation gốc tự ABTS•+ ủ nhiệt độ phòng phút 2.3 PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU LÝ THUYẾT 2.3.1 Áp dụng tính tốn lƣợng tử để nghiên cứu chất ức chế ăn mòn kim loại 2.3.2 Áp dụng tính tốn lƣợng tử để nghiên cứu chất chống oxy hóa CHƢƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 KHẢO SÁT KHẢ NĂNG ỨC CHẾ ĂN MÕN THÉP CỦA CÁC DẪN XUẤT THIOUREA 1-phenyl-2-thiourea (PTU) 1,3-diisopropyl-2-thiourea (ITU) dẫn xuất thiourea đƣợc lựa chọn để khảo sát khả ức chế ăn mòn thép 3.1.1 Khảo sát khả ức chế ăn mòn thép PTU ITU dung dịch axit HCl 1,0 M 3.1.1.1 Ảnh hưởng nồng độ chất ức chế đến khả ức chế ăn mòn thép Hình 3.1 cho thấy diện PTU ITU làm giảm cƣờng độ dòng ăn mòn dòng catốt dòng anốt Tốc độ ăn mòn thép phụ thuộc vào nồng độ chất ức chế Ở 30 oC, hiệu suất ức chế ăn mòn thép PTU đạt 90,54 %; 91,11 %; 93,88 %; 94,95 % ứng với nồng độ tƣơng ứng 104, 5.104, 103 5.103 M (Bảng 3.1) Tuy nhiên ITU, hiệu suất thay đổi nhiều nồng độ 5.103 M Hiệu suất ức chế ăn mòn thép ITU đạt 75,56 %; 76,67 %; 77,78 % 83,33 % nồng độ 104, 5.104, 103 5.103 M 2 1 -1 -2 HCl 1,0 M PTU 10-4 M PTU 5.10-4 M PTU 10-3 M PTU 5.10-3 M -3 -4 -5 -0.5 -0.4 -0.3 -0.2 -0.1 log i log i -1 -2 HCl 1,0 M ITU 10-4 M ITU 5.10-4 M ITU 10-3 M ITU 5.10-3 M -3 -4 -5 -6 0.0 -0.5 -0.4 Ecorr (V) -0.3 -0.2 -0.1 0.0 Ecorr (V) (a) PTU (b) ITU Hình 3.1 Đƣờng cong phân cực thép dung dịch HCl 1,0 M với nồng độ khác (a) PTU (b) ITU 30 oC Bảng 3.1 Các thông số phân cực thép dung dịch HCl 1,0 M với nồng độ khác PTU ITU 20, 30, 45, 60 oC Chất ức Nhiệt độ Ecorr βa -βc icorr (iinh) C (M) chế (oC) (V) (mV.dec1) (mV.dec1) (mA.cm2) 20 PTU 30 45  104 5.104 103 5.103  104 5.104 103 5.103  104 5.104 103 0,23 0,34 0,37 0,39 0,40 0,24 0,33 0,35 0,37 0,38 0,25 0,27 0,33 0,38 32,50 34,70 30,80 33,40 31,20 36,40 48,00 33,10 39,30 33,00 35,70 36,40 40,40 41,90 20,90 21,50 20,20 22,40 19,30 24,80 21,70 20,60 26,00 20,80 30,00 32,10 21,20 22,90 0,25 0,05 0,04 0,03 0,02 0,90 0,09 0,08 0,06 0,05 2,69 0,14 0,13 0,11 H (%) 80,40 (1,27) 84,00 ((1,11) 88,00 (1,22) 92,00 (1,30) ( 90,54 (1,13) 91,11 (1,20) 93,88 (1,01) 94,95 (1,05) 94,80 (1,09) 95,17 (1,11) 95,91 (1,32) 5.103  104 5.104 103 5.103  104 5.104 103 5.103  104 5.104 103 5.103  104 5.104 103 5.103 32,60 0,09 96,65 (1,23) 0,32 21,60 30,40 7,35 0,24 37,10 30,40 0,29 96,10 (1,19) 0,30 30,50 60 22,40 0,13 98,17 (1,24) 0,33 37,90 22,30 0,08 98,95 (1,20) 0,30 40,10 39,60 26,50 0,08 98,96 (1,15) 0,32 20,90 0,25 0,35 32,50 16,50 0,12 53,20 (1,30) 0,44 26,30 20 17,20 0,09 62,40 (1,21) 0,45 30,10 16,40 0,07 71,60 (1,01) 0,47 30,30 30,20 16,30 0,05 80,80 (1,20) 0,49 24,80 0,90 0,24 36,40 17,70 0,22 75,56 (1,27) 0,38 28,60 30 19,60 0,21 76,67 (1,25) 0,39 34,10 17,20 0,20 77,78 (1,31) 0,39 34,60 34,50 17,20 0,15 83,33 (1,02) 0,42 ITU 30,00 2,69 0,34 35,70 24,00 0,43 84,01 (1,40) 0,35 18,40 45 17,30 0,37 86,25 (1,35) 0,36 20,60 20,30 0,32 88,10 (1,22) 0,39 25,60 20,50 17,90 0,26 90,33 (1,30) 0,39  30,40 7,35 0,35 37,10 4 37,70 0,81 88,98 (1,10) 10 0,37 38,40 60 28,50 0,73 90,07 (1,10) 5.104 0,36 37,40 3 41,50 0,60 91,84 (1,23) 10 0,39 40,20 3 34,00 32,00 0,54 92,65 (1,21) 5.10 0,37 (Giá trị dấu ngoặc đơn sai số tuyệt đối trung bình) Giản đồ Nyquist thép dung dịch HCl 1,0 M với có mặt PTU ITU đƣợc biểu diễn Hình 3.2 Tất đƣờng phổ tổng trở có dạng hình bán nguyệt Điều chứng tỏ q trình ăn mịn q trình chuyển điện tích hoạt động lớp điện kép chi phối chủ yếu ăn mòn thép Để phân tích kết thí nghiệm, chúng tơi tìm mơ hình mạch tƣơng đƣơng phù hợp để mơ tả xác đƣờng tổng trở Từ mơ hình đó, tất tham số tổng trở đƣợc tính tốn liệt kê Bảng 3.2 dựa phù hợp giản đồ Nyquist HCl 1,0 M PTU 10-4 M PTU 5.10-4 M PTU 10-3 M PTU 5.10-3 M HCl 1,0 M ITU 10-4 M ITU 5.10-4 M ITU 10-3 M ITU 5.10-3 M (a) PTU (b) ITU Hình 3.2 Giản đồ Nyquist thép dung dịch HCl 1,0 M với nồng độ khác (a) PTU (b) ITU 30 oC Nhìn chung, có mặt chất ức chế dung dịch, giá trị Rct tăng giá trị Cdl giảm (Bảng 3.2) Điều đƣa đến giả thiết chất ức chế tạo thành lớp bảo vệ bề mặt điện cực Hơn nữa, giá trị Rct PTU cao ITU nồng độ, điều chứng tỏ PTU ức chế tốt ITU Hiệu ức chế tốt PTU ITU lần lƣợt 93,31 % 82,63 % theo phƣơng pháp EIS Bảng 3.2 Các thông số phổ tổng trở q trình ăn mịn thép dung dịch HCl 1,0 M khơng có có mặt chất ức chế 30 oC Chất ức chế HCl PTU ITU C (M)  4 10 5.104 103 5.103 104 5.104 103 5.103 Rs (Ω.cm2) 3,52 2,34 2,30 4,68 2,27 2,45 2,52 2,49 2,65 CPE Rct (Ω.cm2) (μΩ.sn.cm2) 125,10 64,62 937,70 7,48 1167,00 8,22 1690,00 8,40 1870,00 8,43 505,00 4,68 530,00 4,13 580,00 4,53 720,00 5,38 n 0,80 0,73 0,73 0,67 0,72 0,84 0,71 0,82 0,76 Cdl (μF.cm2) 29,14 4,24 4,15 4,04 3,99 9,64 8,22 6,44 6,13 H (%) 86,66 89,28 92,60 93,31 75,23 76,40 78,43 82,63 3.1.1.2 Ảnh hưởng nhiệt độ đến hiệu suất ức chế ăn mòn thép PTU thể chất ức chế hiệu với hiệu suất ức chế cao 5.103 M 92,00 % 20 oC; 94,95 % 30 oC; 96,65 % 45 oC 98,96 % 60 oC (Bảng 3.1) Trong hiệu suất ức chế ITU 80,80 % 20 oC, 83,33 % 30 oC, 90,33 % 45 oC 92,65 % 60 o C Nhƣ vậy, hiệu suất ức chế PTU ITU tăng khoảng nhiệt độ từ 20 đến 60 oC 3.1.1.3 Các đường đẳng nhiệt hấp phụ thông số nhiệt động học 1.00 R  0,913 0.90 R2  0,781 0.85 0.96 0.94 R  0,963  0.90 R2  0,888 R2  0,982 R2  0,792 R2  0,968 0.80 0.92  0.95 R2  0,701 0.98 0.75 0.70 0.88 0.86 PTU-20 C PTU-30 oC PTU-45 oC PTU-60 oC 0.84 0.82 0.80 -10 -9 -8 -7 -6 ITU-20 oC ITU-30 oC ITU-45 oC ITU-60 oC 0.65 o 0.60 0.55 0.50 -10 -5 -9 -8 -7 -6 -5 lnC lnC (a) PTU (b) ITU Hình 3.3 Đƣờng đẳng nhiệt hấp phụ Temkin (a) PTU (b) ITU dung dịch HCl 1,0 M Theo Hình 3.3, hệ số xác định đồ thị biểu diễn mối quan hệ lnC θ khác biệt đáng kể so với đơn vị (trừ R2 20 oC, 45 oC) Điều chứng tỏ hấp phụ PTU ITU bề mặt thép không tuân theo đƣờng đẳng nhiệt hấp phụ Temkin 0.006 0.007 y  1,08 x  4,17.105   R  0,999 0.004 y  1,03 x  6,43.10  2 y  1,05 x  1,43.105 R  0,999 0.003 R  0,999     y  1,01 x  2,84.106 R  0,999 0.002 PTU-20 oC PTU-30 oC PTU-45 oC PTU-60 oC 0.001 0.000 0.000 0.001 0.002 0.003 y  1,21 x  1,46.104 0.006 0.004 0.005   R  0,999 6 y  1,19 x  5,20.105 0.005 C/ C/ 0.005 R  0,999 0.004     0.003   0.002 y  1,10 x  2,22.105 R  0,999 y  1,08 x  1,07.105 R  0,999 ITU-20 oC ITU-30 oC ITU-45 oC ITU-60 oC 0.001 0.000 0.006 C (M) 0.000 0.001 0.002 0.003 0.004 0.005 0.006 C (M) (a) PTU (b) ITU Hình 3.4 Đƣờng đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir (a) PTU (b) ITU dung dịch HCl 1,0 M Mơ hình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir đƣợc đƣa đánh giá Hình 3.4 Các đƣờng thẳng biểu diễn mối quan hệ C C/θ với hệ số xác định gần giá trị độ dốc Quan sát Hình 3.5, nhánh anốt dƣờng nhƣ chồng lên nhau, nhánh catốt thay đổi đáng kể Điều chứng tỏ PTU chất ức chế catốt dung dịch muối ăn Hiệu suất ức chế cao PTU dung dịch NaCl 3,5 % 55,70 % (Bảng 3.4) Bảng 3.4 Thông số phân cực thép dung dịch NaCl 3,5 % nồng độ khác PTU icorr (iinh) Ecorr Dung dịch H (%) (V) (mA.cm2) NaCl 3,5 % 0,50 1,03 3 0,22 55,70 NaCl 3,5 % + PTU 5.10 M 1,21 3 0,26 49,08 NaCl 3,5 % + PTU 10 M 1,18 4 0,28 44,84 NaCl 3,5 % + PTU 5.10 M 1,13 4 0,29 43,50 NaCl 3,5 % + PTU 10 M 1,11 3.1.3 So sánh khả ức chế ăn mòn kim loại PTU với urotropine môi trƣờng axit môi trƣờng muối Hiệu suất ức chế urotropine 65,11 % axit 46,56 % dung dịch muối (Bảng 3.5) Bảng 3.5 Thông số phân cực thép dung dịch HCl 1,0 M NaCl 3,5 % có Urotropine 5.103 M icorr (iinh) Ecorr Dung dịch H (%) (V) (mA.cm2) HCl 1,0 M + urotropine 5.103 M 3 0,25 0,31 65,11 0,27 46,56 NaCl 3,5 % + urotropine 5.10 M 1,12 3.1.4 Phân tích ảnh hƣởng cấu trúc phân tử mơi trƣờng đến khả ức chế ăn mòn thép dẫn xuất thiourea 3.1.4.1 Ảnh hưởng cấu trúc phân tử chất ức chế đến hiệu suất ức chế ăn mòn thép PTU ITU dẫn xuất thiourea, cấu trúc phân tử chúng khác nhóm gần nguyên tử nitơ Nhóm phân tử chất ức chế ảnh hƣởng đến mật độ electron nhóm chức, ảnh hƣởng đến hấp phụ bề mặt kim loại Trong phân tử PTU, yếu tố cấu trúc quan trọng vịng benzen, làm tăng tƣơng tác tĩnh điện độ che phủ phân tử chất ức chế bề mặt kim loại Tất yếu tố giúp PTU có khả ức chế tốt ITU 10 Còn so sánh với urotropine, hiệu suất ức chế PTU vƣợt trội Điều giải thích PTU có cấu trúc phẳng, dễ dàng hấp phụ lên bề mặt sắt kim loại, urotropine có cấu trúc lồng với bốn nguyên tử nitơ nằm đỉnh, hấp phụ khó khăn cấu trúc cồng kềnh 3.1.4.2 Ảnh hưởng môi trường đến khả ức chế ăn mòn thép dẫn xuất thiourea Khi xét nồng độ, hiệu suất ức chế PTU dung dịch axit HCl 1,0 M cao dung dịch NaCl 3,5 % 100 Trong HCl 1,0 M Trong NaCl 3,5% H (%) 80 60 40 20 0.000 0.001 0.002 0.003 0.004 0.005 Cinh (M) Hình 3.6 So sánh hiệu suất ức chế PTU dung dịch HCl 1,0 M NaCl 3,5 % 3.1.5 Khảo sát khả ức chế ăn mòn thép PTU urotropine tính tốn hóa lƣợng tử 3.1.5.1 Cấu trúc tối ưu, thơng số hóa lượng tử PTU urotropine dạng trung hòa (a) PTU (b) Urotropine Hình 3.7 Cấu trúc phân tử đƣợc tối ƣu hóa (a) PTU (b) Urotropine HOMO-PTU LUMO-PTU HOMO-Urotropine LUMO-Urotropine Hình 3.8 HOMO LUMO PTU Urotropine 11 Obitan bị chiếm cao (HOMO) vị trí cho electron phân tử Hình 3.8 cho thấy PTU chủ yếu cho electron với bề mặt kim loại chủ yếu nguyên tử S18 urotropine xảy gần nhƣ tất nguyên tử C N Mặt khác, obitan không bị chiếm thấp (LUMO) đại diện cho khả nhận electron phân tử Các vị trí phản ứng mạnh đƣợc tìm thấy tồn phân tử PTU urotropine Bảng 3.6 Các thơng số hóa lƣợng tử chất ức chế pha khí B3LYP/6311G(d,p) Hợp chất PTU Urotropine EHOMO (eV) 5,84 6,04 ELUMO ΔE(L-H) (eV) (eV) 4,81 1,03 0,88 6,92 χ μ (eV) (eV) 3,43 3,43 2,58 2,58 η (eV) 2,41 3,46 S ΔN (eV1) 0,42 0,74 0,29 0,64 µD (D) 4,78 0,00 Tất thơng số hóa lƣợng tử PTU chất ức chế ăn mòn kim loại tốt chất ức chế truyền thống urotropine 3.1.5.2 Mô Monte Carlo Mô Monte Carlo đƣợc sử dụng để nghiên cứu hấp phụ phân tử PTU urotropine bề mặt (110) Fe Dựa vào Hình 3.9, thấy PTU hấp phụ nằm song song với bề mặt Fe (110) urotropine có mặt nằm gần bề mặt kim loại (a) PTU (b) Urotropine Hình 3.9 Mặt thẳng đứng mặt bên hấp phụ chất ức chế bề mặt Fe(110) thông qua mô Monte Carlo: (a) PTU; (b) Urotropine Năng lƣợng hấp phụ PTU urotropine bề mặt Fe (110) có giá trị lần lƣợt 92,47 57,88 kcal.mol1 Giá trị lƣợng hấp phụ âm PTU chứng tỏ PTU hấp phụ bề mặt kim loại tốt urotropine 3.1.6 Cơ chế ức chế ăn mịn thép dẫn xuất thiourea mơi trƣờng khác Trong dung dịch axit HCl, PTU dễ dàng bị proton hóa để tạo thành cation hữu Bề mặt thép có xu hƣớng tích điện âm hấp phụ 12 ion Cl Do đó, PTU trƣớc hết hấp phụ vật lý bề mặt thép thông qua tƣơng tác tĩnh điện Sau H2 đƣợc giải phóng bề mặt kim loại, PTU đƣợc chuyển đổi sang trạng thái trung hịa, sau q trình hấp phụ hóa học bắt đầu HOMO hợp chất chủ yếu nằm nhóm thiourea, nhóm trung tâm hấp phụ chủ yếu PTU, cho electron vào obitan d trống nguyên tử sắt để hình thành liên kết cho nhận thông qua tƣơng tác nhân nguyên tử Trong dung dịch muối, bề mặt thép bị oxit bao phủ Phản ứng catốt xảy hầu hết bề mặt oxit sắt phản ứng anốt xảy diện tích nhỏ bề mặt sắt Điều dẫn đến xuất vị trí ăn mịn cục bộ, gây tƣợng hố Ion clorua nằm hố PTU ức chế ăn mịn cách hình thành liên kết phối trí cặp electron tự nguyên tử N S electron π vòng benzen với obitan d Fe Điều tạo thành hàng rào bảo vệ bên hố, ngăn chặn hấp phụ Cl 3.2 KHẢO SÁT KHẢ NĂNG CHỐNG OXY HÓA CỦA CÁC DẪN XUẤT THIOUREA 3.2.1 Khảo sát khả chống oxy hóa dẫn xuất thiourea phƣơng pháp DPPH• IC50DPPH ITU đƣợc tính 0,084 M IC50DPPH PTU 5,5.104 M Điều chứng tỏ PTU có khả bắt gốc tự DPPH• tốt ITU 3.2.2 Khảo sát khả chống oxy hóa dẫn xuất thiourea phƣơng pháp cation gốc tự ABTS•+ Giá trị IC50ABTS ITU PTU có giá trị lần lƣợt 6,6.103 M 3,4.104 M Kết cho thấy PTU có khả trung hịa cation gốc tự ABTS•+ mạnh ITU Cả hai phƣơng pháp thực nghiệm cho kết PTU có khả chống oxy hóa tốt ITU 3.2.3 Khảo sát khả chống oxy hóa dẫn xuất thiourea tính tốn hóa lƣợng tử 3.2.3.1 Đánh giá tính xác phương pháp tính lượng phân ly liên kết mức lý thuyết ROB3LYP/6311++ G(2df,2p)//B3LYP/6311G(d,p) Qua số kết nghiên cứu, phƣơng pháp ROB3LYP/ 6311++G(2df,2p)//B3LYP/6311G(d,p) cho kết tính 13 lƣợng phân ly liên kết với độ xác dao động khoảng ±2,0 kcal.mol1 Vì vậy, mức lý thuyết đƣợc lựa chọn để tính tốn thông số nhiệt động học nghiên cứu 3.2.3.2 Đánh giá khả chống oxy hóa dẫn xuất thiourea theo chế HAT SET Hình 3.10 Cấu trúc tối ƣu hóa ITU B3LYP/6311G(d,p) Với ITU, liên kết C4-H8 có giá trị lƣợng phân ly liên kết nhỏ Trong đó, N12-H13 liên kết dễ cắt đứt phân tử PTU So sánh hai giá trị này, BDE(N12H13) PTU có giá trị nhỏ BDE(C4H8) pha khí lẫn dung mơi Vì PTU có khả cho nguyên tử hydro dễ dàng ITU xét theo chế HAT Bảng 3.7 Giá trị BDE liên kết IE pha khí ethanol ROB3LYP/6311++G(2df,2p)//B3LYP/6311G(d,p) ITU PTU Thông số nhiệt động (kcal.mol1) N2H9 C4H8 N12H13 N15H16 N15H17 94,74 93,56 86,13 99,53 94,01 BDE (96,80) (92,11) (87,53) (101,11) (97,77) IE 174,29 (118,04) 175,22 (118,86) (Dữ liệu ethanol đƣợc đặt dấu ngoặc đơn) Quan sát Bảng 3.7, giá trị IE PTU ITU chênh lệch không đáng kể pha khí lẫn dung mơi Đồng nghĩa khả trao đổi electron hai chất tƣơng tự Vì vậy, khác khả chống oxy hóa ITU PTU BDE liên kết định chủ yếu Các kết nghiên cứu tính tốn hóa lƣợng tử phù hợp với kết nghiên cứu phƣơng pháp thực nghiệm DPPH• ABTS•+ PTU ln thể chất chống oxy hóa tốt ITU Vì vậy, PTU đƣợc chọn làm đối tƣợng cho bƣớc nghiên cứu 14 3.2.4 So sánh khả chống oxy hóa 1-phenyl-2-thiourea (PTU) 1-phenyl-2-selenourea (PSeU) Các thông số nhiệt động học PTU PSeU đƣợc tính tốn Bảng 3.8 Khả chống oxy hóa PTU PSeU đƣợc so sánh đánh giá thông qua ba chế HAT, SETPT, SPLET Bảng 3.8 Các thông số nhiệt động học hợp chất nghiên cứu pha khí ethanol ROB3LYP/6311++G(2df,2p)//B3LYP/6311G(d,p) Thơng số nhiệt PTU PSeU động (kcal.mol1) N12H13 N15H16 86,13 99,53 BDE (87,53) (101,11) IE 175,22 (118,86) 225,42 238,82 PDE (14,45) (28,03) 400,64 414,04 PDE+IE (133,31) (146,89) 336,50 349,05 PA (42,57) (50,90) 64,14 64,99 ETE (90,74) (95,99) 400,64 414,04 PA+ ETE (133,31) (146,89) N15H17 N12H13 N15H16 N15H17 94,01 83,00 91,40 86,91 (97,77) (86,18) (93,89) (91,18) 168,04 (112,76) 233,30 229,47 237,87 233,37 (24,69) (19,20) (26,91) (24,20) 408,52 397,51 405,91 401,41 (143,55) (131,97) (139,67) (136,97) 340,49 332,66 345,35 336,48 (47,23) (39,61) (48,68) (44,85) 68,03 64,85 60,56 64,93 (96,32) (92,35) (91,00) (92,12) 408,52 397,51 405,91 401,41 (143,55) (131,97) (139,67) (136,97) (Dữ liệu ethanol đƣợc đặt dấu ngoặc đơn) 3.2.4.1 Cơ chế chuyển nguyên tử hydro (HAT) Trong pha khí, PSeU có giá trị BDE liên kết N12H13, N15H16, N15H17 lần lƣợt 83,00; 91,40; 86,91 kcal.mol1 So với PTU, giá trị nhỏ lần lƣợt 3,13; 8,13 7,10 kcal.mol1 Trong môi trƣờng ethanol, giá trị BDE(NH) PTU PSeU tăng nhẹ so với giá trị đƣợc tính pha khí từ 1,39÷4,28 kcal.mol1 Và N12H13 đƣợc tìm thấy liên kết dễ bị phá vỡ với giá trị BDE nhỏ cho hai hợp chất 3.2.4.2 Cơ chế chuyển electron, chuyển proton (SET-PT) Dựa liệu đƣợc đƣa Bảng 3.8, giá trị IE pha khí hợp chất đƣợc nghiên cứu đƣợc xếp theo thứ tự sau: PTU (175,22 kcal.mol1)> PSeU (168,04 kcal.mol1) Thứ tự giá trị IE tƣơng tự nhƣ dung môi ethanol Giá trị PDE dung môi ethanol nhỏ đáng kể so với giá trị pha khí Điều phân ly proton PTU PSeU dung môi ethanol đƣợc ƣu tiên 15 3.2.4.3 Cơ chế chuyển proton, chuyển electron (SPLET) Các liệu Bảng 3.8 cho thấy dung mơi ethanol có ảnh hƣởng đáng kể đến giá trị PA việc tách proton ethanol đƣợc ƣu tiên Tuy nhiên, giá trị ETE tăng, cho thấy trình chuyển electron anion không thuận lợi cho PTU PSeU Dựa thơng số nhiệt động học đƣợc tính toán liên quan đến chế HAT, SPLET SETPT, PSeU thể chất chống oxy hóa mạnh PTU chế HAT đƣợc ƣu tiên so với SPLET SETPT 3.2.5 Khảo sát khả chống oxy hóa dẫn xuất selenourea Hình 3.11 Cơng thức chung dẫn xuất selenourea vị trí C4 3.2.5.1 Ảnh hưởng nhóm vị trí para đến giá trị IE BDE(N12H13) Các nhóm cho electron có khuynh hƣớng làm giảm đáng kể giá trị lƣợng phân ly liên kết N12H13 lƣợng ion hóa phân tử Bảng 3.9 Hằng số Hammett hiệu chỉnh giá trị BDE IE dẫn xuất selenourea Hằng số IE BDE(N12H13) Các hợp chất Hammett hiệu 1 (kcal.mol1) (kcal.mol ) + chỉnh (σp ) 76,22 152,71 N(CH3)2PSeU 1,70 77,40 156,96 NH2PSeU 1,30 79,18 161,37 CH3OPSeU 0,78 80,83 165,35 CH3PSeU 0,31 80,89 170,45 FPSeU 0,07 0,11 80,88 170,51 ClPSeU 0,61 81,29 174,70 CF3PSeU 0,66 81,10 177,33 CNPSeU 0,79 81,66 178,91 NO2PSeU 16 82 175 IE  10,19.  169,66 170 R  0,982 BDE(N12-H13) (kcal.mol-1) IE (kcal.mol-1) 180  p 165 160 155 150 -2.0 -1.5 -1.0 -0.5 σ p 0.0 0.5 BDE  2, 09. p  80,52 81 R  0,849 80 79 78 77 76 -2.0 1.0 -1.5 -1.0 -0.5 σ p 0.0 0.5 1.0 Năng lƣợng tƣơng đối (kcal.mol-1) (a) σp+ IE (b) σp+ BDE(N12-H13) Hình 3.12 Mối quan hệ số Hammett hiệu chỉnh với (a) giá trị IE (b) BDE(N12H13) dẫn xuất selenourea Hình 3.12 cho thấy IE BDE(N12H13) dẫn xuất selenourea có mối quan hệ tuyến tính với số Hammett hiệu chỉnh với hệ số xác định R2 lần lƣợt 0,982; 0,849 So với BDE(N12H13), IE có mối quan hệ tuyến tính với σp+ tốt Những đánh giá đem lại định hƣớng hữu ích việc phát triển chất chống oxy hóa tiềm sau 3.2.5.2 Khả dập tắt gốc tự HOO• dẫn xuất selenourea Chất phản ứng Inter1 TS Inter Sản phẩm Hình 3.13 Bề mặt phản ứng PSeU gốc HOO• 17 M052X/6311++G(d,p) đƣợc áp dụng để tính toán động học phản ứng dẫn xuất PSeU HOO• PSeU dẫn xuất đóng vai trị chất bắt gốc tự thông qua việc cho nguyên tử H liên kết NH Do BDE (N12H13) có giá trị thấp nhất, nghiên cứu sau tập trung chủ yếu vào liên kết Cấu trúc hình học tất chất trung gian trạng thái chuyển tiếp liên quan đến phản ứng PSeU đƣợc minh họa Hình 3.13 nhƣ ví dụ tiêu biểu cho dẫn xuất selenourea Ngoài ra, ảnh hƣởng nhóm bề mặt đƣợc nghiên cứu Các phản ứng bắt đầu với hình thành trạng thái trung gian (Inter 1) có mức lƣợng 4,94; 4,95; 8,85; 4,26; 4,42; 12,69; 5,31; 5,43 5,67 kcal.mol1 (so với chất phản ứng) tƣơng ứng với nhóm vị trí para F, Cl, CH3, OCH3, NH2, N(CH3)2, CF3, CN, NO2, Tiếp đến, phản ứng vƣợt qua trạng thái chuyển tiếp (TS) với hàng rào lƣợng có giá trị lần lƣợt 6,29; 6,28; 6,30; 4,68; 2,98; 3,68; 6,09; 6,29 6,23 kcal.mol1 Rõ ràng, giá trị lƣợng trạng thái chuyển tiếp nhóm cho electron thấp nhiều so với nhóm hút electron Sự xếp tƣơng tự phức sản phẩm đƣợc tính tốn với giá trị lƣợng 13,02; 11,72; 9,80; 10,65; 13,19; 12,58; 11,91; 13,23; 12,17 kcal.mol1 tƣơng ứng với nhóm F, Cl, CH3, OCH3, NH2, N(CH3)2, CF3, CN, NO2 3.3 THIẾT KẾ CÁC HỢP CHẤT CÓ KHẢ NĂNG ỨC CHẾ ĂN MÕN KIM LOẠI VÀ CÓ KHẢ NĂNG CHỐNG OXY HÓA CH3OPSeU đƣợc lựa chọn làm đối tƣợng để nghiên cứu khả ức chế ăn mòn kim loại chống oxy hóa tính tốn hóa lƣợng tử 3.3.1 Tính tốn thơng số ức chế ăn mịn kim loại Hình 3.14 Cấu trúc CH3OPSeU Hầu hết thơng số lƣợng tử hóa (trừ ELUMO) cho thấy CH3OPSeU có khả ức chế ăn mịn tốt PTU 18 Trong axit, CH3OPSeU PTU trải qua q trình proton hóa vị trí dị tố (N, S) Nhƣng đó, pPTUS18 pCH3OPSeUSe18 dạng proton hóa bền PTU CH3OPSeU chúng có lƣợng thấp cấu dạng, chúng đƣợc lựa chọn cho nghiên cứu pPTUS18 pCH3OPSeUSe18 Hình 3.15 Cấu trúc hình học dạng proton hóa PTU CH3OPSeU Các thơng số lƣợng tử hóa dạng proton hóa (trừ ELUMO) thể pCH3OPSeUSe18 chất ức chế tốt pPTUS18 (Bảng 3.10) Bảng 3.10 Các thơng số hóa lƣợng tử chất ức chế pha khí dung mơi axit B3LYP/6-311G(d,p) S EHOMO ELUMO ΔE(L-H) χ η ΔN Hợp chất (eV) (eV) (eV) (eV) (eV) (eV1) 2,98 2,20 0,45 0,91 CH3OPSeU 5,18 0,78 4,40 8,06 2,69 0,37 0,20 pPTUS18 10,75 5,37 5,37 7,39 2,27 0,44 0,09 pCH3OPSeUSe18 9,66 5,13 4,53 Mô động lực học phân tử đƣợc áp dụng để nghiên cứu tƣơng tác pPTUS18 pCH3OPSeUSe18 bề mặt Fe(110) dung dịch HCl 1,0 M 303 K (Hình 3.16) (a) pPTUS18 (b) pCH3OPSeUS18 Hình 3.16 Cấu hình hấp phụ (a) pPTUS18 (b) pCH3OPSeUSe18 bề mặt Fe(110) dung dịch HCl 1,0 M 19 Năng lƣợng tƣơng tác pPTUSe18 pCH3OPSeUSe18 có giá trị lần lƣợt 558,40 560,46 kcal.mol1 Giá trị âm lƣợng tƣơng tác pCH3OPSeUSe18 chứng tỏ pCH3OPSeUSe18 hấp phụ bề mặt Fe(110) mạnh pPTUS18 3.3.2 Tính tốn đại lƣợng đặc trƣng cho chất chống oxy hóa Đầu tiên, khả chống oxy hóa CH3OPSeU đƣợc đánh giá theo chế HAT Các lƣợng trạng thái chuyển tiếp có giá trị 4,68; 5,31 5,43 kcal.mol1 vị trí N12H13, N15H16 N15H17 tính M052X/6311++G(d,p) Hằng số tốc độ CH3OPSeU đƣợc tính tốn dựa phần mềm Eyringpy có giá trị 4,09.106 M1s1 N12H13, 8,43.103 M1s1 vị trí N15H16 1,32.103 M1s1 vị trí N15H17 Nhƣ số tốc độ tổng cộng theo chế HAT 4,10.106 M1s1 Trong đó, Trolox – chất chống oxy hóa điển hình, tốc độ phản ứng tham gia phản ứng chuyển nguyên tử hydro với gốc tự HOO• có giá trị 2,74.106 M1s1 Điều chứng tỏ CH3OPSeU có khả phản ứng với gốc tự HOO• nhanh gấp 1,5 lần Trolox SET chế đƣợc áp dụng để đánh giá khả chống oxy hóa CH3OPSeU pha khí Các q trình cho (phản ứng 3.1), nhận (phản ứng 3.2) electron CH3OPSeU HOO• xảy nhƣ sau: CH3O-PSeU + HOO → CH3O-PSeU+ + HOO (3.1)   + CH3O-PSeU + HOO → CH3O-PSeU + HOO (3.2) Entanpi (ΔH0) lƣợng tự Gibbs (ΔG0) 298,15 K phản ứng cho electron (3.1) có giá trị lần lƣợt 143,58 143,30 kcal.mol1, giá trị phản ứng nhận elctron (3.2) 275,58 276,83 kcal.mol1 Điều chứng tỏ phản ứng (3.1) thuận lợi mặt nhiệt động học phản ứng (3.2) Với cách tiếp cận này, kSET có giá trị 6,84.10-238 M1s1 phản ứng cho electron (3.1) phản ứng nhận electron (3.2) Mặc dù phản ứng (3.1) ƣu xảy phản ứng (3.2), nhiên giá trị số tốc độ phản ứng kSET nhỏ so với kHAT Điều đồng nghĩa với chế trao đổi electron CH3OPSeU phản ứng với HOO• khơng đáng kể 20 Tiếp theo, khả chống oxy hóa CH3OPSeU đƣợc khảo sát thơng qua chế RAF Trong bốn vị trí C2, C3, C5 C6 nhân thơm, phản ứng vị trí C6 có lƣợng trạng thái chuyển tiếp thấp với giá trị 23,46 kcal.mol1 (so với lƣợng chất tham gia phản ứng) Và vị trí có số tốc độ phản ứng lớn với giá trị 1,44.103 M1s1 Hằng số tốc độ tổng cộng theo chế phản ứng cộng (kRAF) CH3OPSeU HOO• 1,96.103 M1s1 Giá trị nhỏ nhiều so với kHAT Sản phẩm đƣợc tạo theo chế HAT chiếm 99,99 % so với tổng sản phẩm đƣợc tạo theo ba chế HAT, SET RAF *Nhận xét: - Khi nghiên cứu khả chống ăn mòn thép, CH3OPSeU thể chất ức chế tốt PTU - chất ức chế đƣợc đánh giá cao thực nghiệm - Khi nghiên cứu khả chống oxy hóa, thơng số nhiệt động học nhƣ thông số động học thể CH3OPSeU chất chống oxy hóa tốt 21 KẾT LUẬN CHÍNH Từ kết trên, chúng tơi rút kết luận sau đây: Đã nghiên cứu đƣợc ảnh hƣởng nồng độ, cấu trúc nhiệt độ ảnh hƣởng đến khả ức chế ăn mòn thép PTU ITU môi trƣờng HCl 1,0 M Hiệu suất ức chế ăn mòn thép PTU 5.103 M đạt đƣợc lần lƣợt 92,00 % 20 oC, 94,05 % 30 oC, 96,95 % 45 oC 98,96 % 60 oC, hiệu suất với ITU 5.103 M 80,80 % 20 oC, 83,33 % 30 oC, 90,33 % 45 oC 92,65 % 60 oC PTU cho hiệu suất ức chế ăn mòn thép axit tốt muối So sánh đƣợc khả ức chế ăn mòn thép PTU với chất ức chế truyền thống - urotropine Kết cho thấy khả ức chế ăn mòn thép PTU tốt urotropine môi trƣờng HCl 1,0 M NaCl 3,5 % Nghiên cứu so sánh đƣợc khả bắt gốc tự DPPH ABTS+ PTU ITU mơi trƣờng ethanol IC50DPPH IC50ABTS PTU có giá trị 5,5.104 M 3,4.104 M, giá trị ITU lần lƣợt 0,084 M 6,6.103 M Kết hoàn toàn phù hợp với thơng số lƣợng tử đƣợc tính ROB3LYP/6311++G(2df,2p)//B3LYP/6311G(d,p) Nghiên cứu đƣợc khả chống oxy hóa PSeU dẫn xuất Bằng tính tốn hóa lƣợng tử, PSeU cho khả chống oxy hóa tốt PTU Trong dẫn xuất selenourea, dẫn xuất chứa nhóm đẩy electron cho khả chống oxy hóa tốt dẫn xuất chứa nhóm hút electron Các thông số lƣợng tử CH3OPSeU pCH3OPSeUS18 đƣợc tính tốn B3LYP/6311G(d,p) Kết cho thấy CH 3OPSeU chất ức chế tốt PTU 22 Mơ động lực học phân tử cịn pCH3OPSeUS18 tƣơng tác mạnh với bề mặt kim loại, giúp cho q trình hấp phụ Fe(110) tốt Trong chế chống oxy hóa đƣợc khảo sát, CH3OPSeU chủ yếu hoạt động theo chế HAT bắt gốc tự HOO• với tốc độ phản ứng nhanh 4,09.106 M1s1 vị trí N12H13, lƣợng sản phẩm tạo chiếm 99,99 % tổng lƣợng sản phẩm thu đƣợc tính M052X/6311++G(d,p) CH3OPSeU đƣợc lựa chọn chất vừa có khả ức chế ăn mịn thép vừa có khả chống oxy hóa tốt hợp chất đƣợc nghiên cứu 23 CÁC CƠNG TRÌNH ĐÃ CƠNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN Tạp chí quốc tế Dinh Quy Huong, Tran Duong, Pham Cam Nam (2019), Experimental and theoretical study on corrosion inhibition performance of N-phenylthiourea for mild steel in hydrochloric acid and sodium chloride solution, J Mol Model., 25(7) Dinh Quy Huong, Tran Duong, Pham Cam Nam (2019), Effect of the Structure and Temperature on Corrosion Inhibition of Thiourea Derivatives in 1.0 M HCl Solution, ACS Omega, 4(11) Dinh Quy Huong, Tran Duong, Pham Cam Nam (2019), An experimental and computational study of antioxidant activity of N-phenylthiourea and N-phenylselenourea analogues, Vietnam J Chem., 57(4), 469-479 Tạp chí nƣớc Đinh Quý Hƣơng, Trần Dƣơng, Phạm Cẩm Nam (2017), Nghiên cứu ảnh hƣởng nhóm đến khả ức chế ăn mịn kim loại hợp chất selenocarbamate tính tốn hóa lƣợng tử, Tạp chí khoa học đại học Huế, Khoa học tự nhiên, 126(1D), 53-62 Đinh Quý Hƣơng, Trần Dƣơng, Phạm Cẩm Nam (2018), Nghiên cứu khả chống oxy hóa hợp chất selenocarbamate, selenothiocarbamate, diselenocarbamate tính tốn hóa lƣợng tử, Kỷ yếu hội nghị khoa học trẻ 2018, Nhà xuất đại học Huế, 247-254 Đinh Quý Hƣơng, Trần Dƣơng, Phạm Cẩm Nam (2020), Nghiên cứu chế phản ứng 1-(4-methoxyphenyl)-2selenourea gốc tự HOO tính tốn hóa lƣợng tử, Tạp chí khoa học đại học Huế, Khoa học tự nhiên, 129(1C) (Đã đƣợc nhận đăng) 24 ... chế ăn mòn 1.1.7 Cơ chế hoạt động chất ức chế ăn mòn kim loại 1.1.8 Yêu cầu chất ức chế ăn mòn kim loại 1.1.9 Phạm vi sử dụng chất ức chế ăn mịn 1.1.10 Tình hình nghiên cứu khả ức chế ăn mòn kim. .. KẾ CÁC HỢP CHẤT CÓ KHẢ NĂNG ỨC CHẾ ĂN MÕN KIM LOẠI VÀ CÓ KHẢ NĂNG CHỐNG OXY HÓA CH3OPSeU đƣợc lựa chọn làm đối tƣợng để nghiên cứu khả ức chế ăn mịn kim loại chống oxy hóa tính tốn hóa lƣợng tử. .. thực nghiệm phƣơng pháp tính tốn hóa lý thuyết nghiên cứu khoa học cần thiết Với phân tích khoa học đây, ? ?Nghiên cứu chất chống oxy hóa, ức chế ăn mịn kim loại tính tốn hóa lƣợng tử kết hợp với thực

Ngày đăng: 07/10/2020, 08:08

Hình ảnh liên quan

,5.104 ,10 3 và 5.103 M (Bảng 3.1). Tuy nhiên đối với ITU, hiệu suất chỉ thay đổi nhiều ở nồng độ  5.103  M - Nghiên cứu các chất chống oxy hóa, ức chế ăn mòn kim loại bằng tính toán hóa lượng tử kết hợp với thực nghiệm tt

5.10.

4 ,10 3 và 5.103 M (Bảng 3.1). Tuy nhiên đối với ITU, hiệu suất chỉ thay đổi nhiều ở nồng độ 5.103 M Xem tại trang 7 của tài liệu.
cả các tham số tổng trở đã đƣợc tính toán và liệt kê trong Bảng 3.2 dựa trên sự phù hợp của giản đồ Nyquist - Nghiên cứu các chất chống oxy hóa, ức chế ăn mòn kim loại bằng tính toán hóa lượng tử kết hợp với thực nghiệm tt

c.

ả các tham số tổng trở đã đƣợc tính toán và liệt kê trong Bảng 3.2 dựa trên sự phù hợp của giản đồ Nyquist Xem tại trang 9 của tài liệu.
và 98,96 %ở 60 oC (Bảng 3.1). Trong khi hiệu suất ức chế của ITU chỉ là 80,80 % ở 20 oC, 83,33 % ở 30 oC, 90,33 % ở 45 oC và 92,65 % ở 60  - Nghiên cứu các chất chống oxy hóa, ức chế ăn mòn kim loại bằng tính toán hóa lượng tử kết hợp với thực nghiệm tt

v.

à 98,96 %ở 60 oC (Bảng 3.1). Trong khi hiệu suất ức chế của ITU chỉ là 80,80 % ở 20 oC, 83,33 % ở 30 oC, 90,33 % ở 45 oC và 92,65 % ở 60 Xem tại trang 10 của tài liệu.
Hình 3.3. Đƣờng đẳng nhiệt hấp phụ Temkin của (a) PTU và (b) ITU - Nghiên cứu các chất chống oxy hóa, ức chế ăn mòn kim loại bằng tính toán hóa lượng tử kết hợp với thực nghiệm tt

Hình 3.3..

Đƣờng đẳng nhiệt hấp phụ Temkin của (a) PTU và (b) ITU Xem tại trang 10 của tài liệu.
Hình 3.5. Đƣờng cong phân cực của thép trong dung dịch NaCl 3,5% - Nghiên cứu các chất chống oxy hóa, ức chế ăn mòn kim loại bằng tính toán hóa lượng tử kết hợp với thực nghiệm tt

Hình 3.5..

Đƣờng cong phân cực của thép trong dung dịch NaCl 3,5% Xem tại trang 11 của tài liệu.
Bảng 3.3. Các giá trị Kads, , và của quá trình hấp phụ PTU và ITU trong dung dịch HCl 1,0 M  - Nghiên cứu các chất chống oxy hóa, ức chế ăn mòn kim loại bằng tính toán hóa lượng tử kết hợp với thực nghiệm tt

Bảng 3.3..

Các giá trị Kads, , và của quá trình hấp phụ PTU và ITU trong dung dịch HCl 1,0 M Xem tại trang 11 của tài liệu.
Hình 3.6. So sánh hiệu suất ức chế của PTU trong dung dịch HCl 1,0 M - Nghiên cứu các chất chống oxy hóa, ức chế ăn mòn kim loại bằng tính toán hóa lượng tử kết hợp với thực nghiệm tt

Hình 3.6..

So sánh hiệu suất ức chế của PTU trong dung dịch HCl 1,0 M Xem tại trang 13 của tài liệu.
Hình 3.12 cho thấy IE và BDE(N12H13) của các dẫn xuất selenourea có mối quan hệ tuyến tính với các hằng số Hammett hiệu  chỉnh  với  các  hệ  số  xác  định R2  lần  lƣợt  là  0,982;  0,849 - Nghiên cứu các chất chống oxy hóa, ức chế ăn mòn kim loại bằng tính toán hóa lượng tử kết hợp với thực nghiệm tt

Hình 3.12.

cho thấy IE và BDE(N12H13) của các dẫn xuất selenourea có mối quan hệ tuyến tính với các hằng số Hammett hiệu chỉnh với các hệ số xác định R2 lần lƣợt là 0,982; 0,849 Xem tại trang 19 của tài liệu.
Hình 3.15. Cấu trúc hình học của các dạng proton hóa của PTU và CH 3OPSeU  - Nghiên cứu các chất chống oxy hóa, ức chế ăn mòn kim loại bằng tính toán hóa lượng tử kết hợp với thực nghiệm tt

Hình 3.15..

Cấu trúc hình học của các dạng proton hóa của PTU và CH 3OPSeU Xem tại trang 21 của tài liệu.

Từ khóa liên quan

Tài liệu cùng người dùng

Tài liệu liên quan