1-aril-2,5-ditiyohidrazodikarbonamid türevlerinin klorür çözeltisindeki metale korozyon inhibisyon etkisinin deneysel ve kuramsal olarak çalışılması
Experimental and theoretical study of the corrosion inhibition effect of 1-aryl-2,5-dithiohydrazodicarbonamide derivatives on metal in chloride solution
Yazar: MOTHANA GHAZI KADHIM ALFALAH
Danışman: PROF. DR. FATMA KANDEMİRLİ
Kastamonu Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Malzeme Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2023
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering ; Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences

Özet:
Bu tezde sentezlenen 2-Floro fenil-2,5-ditiyohidrazodikarbonamid (2-Floro-PDCA), 4-Floro fenil-2,5-ditiyohidrazodikarbonamid (4-Floro-PDCA) ve 2-Etil fenil-2,5-.  ditiyohidrazodikarbonamid (2-Etil-PDCA) bileşiklerinin yapıları FT-IR, 1H ve 13C NMR spektroskopileri ile karakterize edilmiştir. Yumuşak çeliğin (MS) 1 M HCl çözeltisindeki ve bakırın %3,5 NaCl çözeltisindeki korozyonuna sentezlenen bileşiklerin inhibisyon etkinliği çalışılmıştır. Korozyon inhibitörünün yokluğunda ve varlığında MS (veya bakırın) yüzey morfolojisini belirlemek için SEM, EDX ve AFM ile incelemesi gerçekleştirilmiştir. Her iki metalin inhibitör etkinliğini değerlendirmek için hem deneysel hem de kuantum kimyasal hesaplamalar yapılmıştır. 1 × 10-2 M inhibitör konsantrasyonunda 5 saatlik bir daldırma süresinde MS için inhibitörlerin direnç polarizasyonu 2-Etil-PDCA (%97,6) ˃ 4-Floro-PDCA (%95,4) ˃ 2-Floro-PDCA (%93,7) olarak, bakır için ise 4-Floro-PDCA (%99,3) ˃ 2-Floro-PDCA (%99,2) ˃ 2-Etil-PDCA (%98,7) olarak bulunmuştur. Langmuir izoterm modeli adsorpsiyonun hem fiziksel hemde kimyasal adsorpsiyon olduğunu göstermektedir. Kuantum kimyasal sonuçlara göre elde edilen sonuçların protonlanmış moleküllerin adsorpsiyonun deneysel sonuçlarla iyi bir şekilde uyumlu olduğu görülmüştür. Ek olarak DFT sonuçlarına göre, bakırın elektronları geri verme özelliğinden dolayı yani geri bağlanmadan dolayı bakır yumuşak çelik yüzeylere kıyasla daha üstün korozyon önleme etkinliği göstermiştir.

Abstract:
In this thesis, new compounds namely, 2- Fluoro phenyl-2,5- dithiohydrazodicarbonamide (2-Fluoro-PDCA), 4-Fluoro phenyl-2,5- dithiohydrazodicarbonamide (4-Floro-PDCA), and 2-ethyl phenyl-2,5-dithiohydrazodicarbonamide (2-Ethyl-PDCA) were synthesized and tested as corrosion inhibitor for mild steel (MS) in 1 M HCl and as well as they tested as corrosion inihbitors for copper (Cu) in 3,5% NaCl. The molecular structures were characterized by FT-IR and 1H, 13C NMR. A SEM, EDX, and AFM were conducted to identify the surface morphology of MS system (or copper system) in the presence and existence of a corrosion inhibitors. Both experimental and computational approaches have been conducted to evaluate inhibitor efficiency on both metal systems. The resistance polarization for inhibitors was found to obey an order in MS system 2-Ethyl-PDCA ˃ 4-Fluoro-PDCA ˃ 2-Fluoro-PDCA (IE = 97,6% compared with 95,4%, and 93,7%, respectively at 1 × 10-2 M and an immersion time of 5 h), while in copper system, it was found to obey 4-Fluoro-PDCA ˃ 2-Fluoro-PDCA ˃ 2-Ethyl-PDCA (IE = 99,3% compared with 99,2%, and 98,7%, respectively at 1 × 10-2 M and an immersion time of 5 h). The Langmuir isotherm system revealed the best match, and the type of adsorption was m in both systems. Quantum chemical results showed that the adsorption molecules of inhibitors take place predominantly through protonated structures, and strongly agreed with experimental results. In addition, DFT results indicate that the superior corrosion inhibition efficacy of inhibitors on copper compared to mild steel surfaces is attributable to the former's greater electron donating property on copper.