Asidik ortamda bakırın korozyonuna fosfonik asit yüzey filmleri etkilerinin EQCM ile incelenmesi

Abstract

Bu çalışmada, fosfonik asit türevlerinin ? (1-aminohekzil)fosfonik asit (AHP), 1,4-bütandifosfonik asit (BDPA) ve (1-amino-1,3-dimetilbütil)fosfonik asit (ADBP)? kendiliğinden oluşan tek tabakalarının (SAM) oluşumu ve özellikleri elektrokimyasal kuartz kristal mikroterazi (EQCM), elektrokimyasal empedans spektroskopisi (EIS) ve taramalı elektron mikroskobu (SEM) teknikleriyle araştırılmıştır.İlk olarak, AHP, ADBP ve BDPA?nınetanolik çözeltileri kullanılarak oksitlenmiş bakır yüzeylerinde SAM filmleri oluşturulmuştur. EQCM ölçümlerindeki elektrot kütlesinde gözlenen artış, bakır yüzeyinde fosfonik asit adsorpsiyonunun başka bir deyişle metal yüzeyinde koruyucu SAM filmlerinin oluşmasının sonucudur. Fosfonik asitlerin adsorplanan miktarlarındaki farklılık moleküllerin moleküler yapılarındaki farklılık ile açıklanabilinir. Moleküler yapı ve adsorpsiyon arasındaki ilişkiyi açıklamak amacıyla semi-ampirik MNDO metoduyla kuantum kimyasal hesaplamaları yapılmıştır. Elde edilen kuantum kimyasal parametreleri, bakır yüzeyinde fosfonik asit adsorpsiyonunun, SAM oluşum sürecinde kimyasal bir mekanizmaya sahip olduğunu gösterir. Bakırın asidik korozyonu için fosfonik asit SAM?lerinin koruma etkinliği QCM ve EIS ölçümleriyle araştırılmıştır. Fosfonik asitlerin koruma etkinlikleri kıyaslandığında koruma etkinliğindeki artışın AHP/Cu > BDPA/Cu > ADBP/Cu sıralamasını izlediği görülmüştür. EQCM ve EIS teknikleriyle elde edilen korozyon koruma etkinlikleri arasında bir uyum olduğu görülmektedir.Anahtar kelimeler; Fosfonik asit, SAM, EQCM ve korozyon.

Inthisstudy, theformationandtheproperties of self assembledmonolayers (SAMs) of threephosfonicacidderivatives ? (1-Aminohexyl)phosphonicacid (AHP), 1,4 butanediphosphonicacid (BDPA), (1-amino-1,3-dimethyl butylphosphonicacid (ADBP) ? wereinvastigatedbyelectrochemicalquartzcrystalmicrobalance (EQCM), electrochemicalimpedancespectroscopy (EIS) andscanningelectronmicroscope (SEM) techniques.Firstly, SAM filmshavebeenformed on oxidizedcoppersurfacesbyusingethanolicsolution of ADB, AHP and BDPA. EQCM measurementshowsthatobservedincrease in electrodemassareresult of phosphonicacidadsorption at coppersurfacewhichmeansthat a protective SAM film formed on metal surface. Thediffrencebetweentheadsorbedamount of phosphonicacids can be explainedbythedifference in themolecularstructures of molecules. Inordertoexplaintherelationshipbetweenadsorptionandmolecularstructure, quantumchemicalcalculationwereperformedby semi emprical MNDO method. Obtainedquantumchemicalparametersindicatethatadsorption of phosphonicacidmolecules on coppersurfacehavechemicalmechanismduring SAM formationprocess. Theprotectionability of phosphonicacidSAM?sfort he acidiccorrosion of copperwerealsolinvestigatedby QCM and EIS measurements. Comparingthecorrosionprotectionefficiencies of thephosphonicacids, one can concludethattheprotectionefficienciesincreased in thefollowingorder: AHP/Cu > BDPA/Cu > ADBP/Cu. There is a googagreementbetweencorrosionprotectionefficienciesobtainedfrom EQCM andimpedancetechniques.Keywords: EQCM, corrosion, self assemblesmonolayer, phosphonicacid.