Avaliação da quitosana como inibidor de corrosão verde para aço inox 304 em meio ácido clorídrico

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dc.contributor.advisorSilva, Tiago Almeida
dc.contributor.advisor-coSilva Neto, Almir
dc.contributor.advisor-coLatteshttp://lattes.cnpq.br/9638508781178425
dc.contributor.advisorLatteshttp://lattes.cnpq.br/0577261810854086
dc.contributor.authorQuintão, Herlon Charlles Moura
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/0603649423047554
dc.contributor.refereeVicentini, Fernando Campanhã
dc.contributor.refereeOliveira, Fernando Castro de
dc.date.accessioned2025-05-06T19:22:11Z
dc.date.available2025-05-06T19:22:11Z
dc.date.issued2023-04-27
dc.description.abstractA quitosana é um bio-polímero natural encontrado no exoesqueleto de crustáceos, tem baixo custo e alta disponibilidade. O aço inoxidável AISI 304 possui excelentes propriedades mecânicas, boa resistência ao impacto e conformabilidade o que o torna um aço versátil e consequentemente está entre os aços inoxidáveis mais produzidos no Brasil. O ácido clorídrico (HCl) é de comum utilização nos processos siderúrgicos. Dadas a importância do aço AISI 304 e do ácido clorídrico e das características químicas da quitosana, no presente trabalho avaliou-se a potencialidade dela como um inibidor de corrosão ambientalmente amigável para aço inoxidável 304 em meio de ácido clorídrico. Foram realizados ensaios eletroquímicos conduzidos em meio de HCl, tanto na ausência quanto na presença de quitosana em diferentes níveis de concentração e, também, do sal iodeto de potássio (KI) como aditivo, visando obter parâmetros eletroquímicos relativos à corrosão do aço inox 304, tais como, potenciais de corrosão, densidades de corrente de corrosão, taxas de inibição, coeficientes de Tafel, resistência à polarização e resistências de transferência de carga. Os ensaios realizados consistiram em medidas de potencial de circuito aberto, curva de polarização potenciodinâmica e espectroscopia de impedância eletroquímica. Corpos de prova devidamente cortados e preparados foram empregados nos ensaios. Realizou-se ainda a caracterização morfológica e química da superfície dos corpos de prova antes e após o contato com os diferentes meios corrosivos empregando-se microscopia eletrônica de varredura e espectroscopia Raman. Com base nos resultados eletroquímicos e de caracterização, foi possível comprovar a sinergia entre a quitosana e o idodeto de potássio (KI). O ensaio de potencial de circuito aberto apresentou aumento de OCP de -408mV na solução sem inibidores para -283mV na solução com mistura quitosana/KI. O ensaio de polarização potenciodinâmica mostrou a redução da densidade de corrente de 78 µAcm-2 na solução sem inibidores, 17.9 µAcm-2 na solução com quitosana e 8,3 µAcm-2 na solução de quitosana/KI. Nesse ensaio, foi evidenciado também a eficiência da quitosana como um inibidor de corrosão para aço inox 304, alcançando-se taxas de inibição de 77,1% com quitosana e 89,4% com a mistura de quitosana/KI. Através da espectroscopia de impedância eletroquímica, foi obtido resistência a resistência a transferência e carga sendo 505 na solução sem inibidores, 1360 na solução com quitosana e 2740 quitosana/KI.O MEV mostrou a redução do surgimento de pites com a adição dos inibidores.
dc.description.abstractotherChitosan is a natural bio-polymer found in the exoskeleton of crustaceans, has low cost and high availability. AISI 304 stainless steel has excellent mechanical properties, good impact resistance and formability, which makes it a versatile steel and consequently is among the most produced stainless steels in Brazil. Hydrochloric acid (HCl) is commonly used in steel processes. Given the importance of AISI 304 steel and hydrochloric acid and the chemical characteristics of chitosan, the present work evaluated its potential as an environmentally friendly corrosion inhibitor for stainless steel 304 in hydrochloric acid medium. Electrochemical tests were performed in HCl medium, both in the absence and in the presence of chitosan at different concentration levels and also of potassium iodide salt (KI) as an additive, in order to obtain electrochemical parameters related to corrosion of stainless steel 304, such as corrosion potentials, corrosion current densities, inhibition rates, Tafel coefficients, polarization resistance and charge transfer resistances. The tests performed consisted of open circuit potential measurements, potentiodynamic polarization curve and electrochemical impedance spectroscopy. Specimens properly cut and prepared were used in the trials. The morphological and chemical characterization of the surface of the specimens was also performed before and after contact with the different corrosive media, using scanning electron microscopy and Raman spectroscopy. Based on the electrochemical and characterization results, it was possible to prove the synergy between chitosan and potassium idode (KI). The open circuit potential assay showed an increase of OCP from -408mV in the solution without inhibitors to -283mV in the solution with chitosan/KI mixture. The potentiodynamic polarization assay showed a -2 in the solution without inhibitors, 17.9 -2 -2 in the chitosan/KI solution. In this test, the efficiency of chitosan as a corrosion inhibitor for stainless steel 304 was also evidenced, achieving inhibition rates of 77.1% with chitosan and 89.4% with the chitosan/KI mixture. Through electrochemical impedance spectroscopy, resistance to transfer and charge resistance was obtained, being appearance of pitting with the addition of inhibitors.
dc.identifier.urihttps://repositorio.cefetmg.br//handle/123456789/1350
dc.language.isopt
dc.publisherCentro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais
dc.publisher.countryBrasil
dc.publisher.initialsCEFET-MG
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia de Materiais
dc.subjectInibidores de Corrosão
dc.subjectBiopolímeros
dc.subjectAço Inoxidável Austenítico
dc.subjectCorrosão
dc.titleAvaliação da quitosana como inibidor de corrosão verde para aço inox 304 em meio ácido clorídrico
dc.typeDissertação

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