Metal oksit katkılı poli(N-vinil karbazol)lerin çelik üzerinde elektrokimyasal sentezi ve antikorozif özelliklerinin araştırılması
Electrochemical synthesis of metal oxide doped poly(N-vinyl carbazole)s on steel and investigation of anticorrosive properties
Yazar: EDA ŞİMŞEK
Danışman: DOÇ. DR. BERRİN DURAN
Eskişehir Osmangazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı / Fizikokimya Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Kimya = Chemistry

Özet:
Bu çalışmada, üç farklı metal oksit (MnO2, TiO2, ZrO2) varlığında tetrabütilamonyum perklorat içeren susuz asetonitril ortamında N-vinil karbazol monomerin 304 paslanmaz çelik yüzeyinde dönüşümlü voltametri yöntemiyle elektropolimerizasyonu ile MnO2 katkılı poli(N-vinil karbazol) (PNVnKz@MnO2), TiO2 katkılı poli(N-vinil karbazol) (PNVnKz@TiO2) ve ZrO2 katkılı poli(N-vinil karbazol) (PNVnKz@ZrO2) filmleri sentezlenmiştir. Poli(N-vinil karbazol) filmlerinin  elektrokimyasal sentezi üç farklı derişimde (%0,05, %0,10, %0,15) metal oksit varlığında gerçekleştirilmiştir. Optimum metal oksit miktarını belirlemek amacıyla farklı metal oksit derişimlerinde sentezlenen PNVnKz@MnO2, PNVnKz@TiO2, PNVnKz@ZrO2 filmleri ile kaplı paslanmaz çelik elektrotların 1 M H2SO4 çözeltisinde kaydedilen potansiyodinamik polarizasyon eğrileri karşılaştırılmış ve %0,10 metal oksit (MnO2, TiO2, ZrO2) varlığında sentezlenen PNVnKz filmlerinin en iyi koruma sağladığı tespit edilmiştir. Sentezlenen metal oksit katkılı PNVnKz kaplamalar ATR-FTIR ve SEM ile karakterize edilmiştir. PNVnKz@MnO2, PNVnKz@TiO2 ve PNVnKz@ZrO2 kaplamalarının korozyon performansları Eocp-zaman eğrileri, potansiyodinamik polarizasyon (PP) ve elektrokimyasal empedans spektroskopisi (EIS) yöntemleri ile incelenmiştir. Elde edilen sonuçlar katkılanmamış PNVnKz'nin verileri ile karşılaştırılmış ve metal oksitler ile katkılanan PNVnKz filmlerinin, paslanmaz çeliğin 1 M H2SO4 ortamındaki korozyonuna karşı daha iyi koruma sağladıkları gözlenmiştir. Metal oksit katkılı PNVnKz filmlerinin korozyon performansları kendi aralarında karşılaştırıldığında, koruma etkinliklerinin PP ve EIS sonuçlarına göre PNVnKz@TiO2>PNVnKz@ZrO2>PNVnKz@MnO2 sıralamasını izledikleri saptanmıştır.

Abstract:
In this study, in the presence of three different metal oxides (MnO2, TiO2, ZrO2), MnO2 doped poly(N-vinyl carbazole) (PNVnCz@MnO2), TiO2 doped poly(N-vinyl carbazole) (PNVnCz@TiO2) and ZrO2 doped poly(N-vinyl carbazole) (PNVnCz@ZrO2) films were synthesized by electropolymerization of N-vinyl carbazole monomer on the surface of 304 stainless steel by cyclic voltammetry method in tetrabutylammonium perchlorate containing anhydrous acetonitrile solution. Electrochemical synthesis of poly(N-vinyl carbazole) films was carried out in three different concentrations (0.05%, 0.10%, 0.15%) of each metal oxide. In order to determine the optimum amount of metal oxide, the recorded potentiodynamic polarization curves in 1 M H2SO4 solution of stainless steel electrodes covered with PNVnCz@MnO2, PNVnCz@TiO2, PNVnCz@ZrO2 films synthesized at different metal oxide concentrations were compared and it was determined that PNVnCz films synthesized at 0,10% metal oxide (MnO2, TiO2, ZrO2) concentration provided the best protection. The synthesized metal oxide doped PNVnCz coatings were characterized by ATR-FTIR and SEM. The corrosion performances of PNVnCz@MnO2, PNVnCz@TiO2 and PNVnCz@ZrO2 coatings were investigated by Eocp-time curves, potentiodynamic polarization (PP) and electrochemical impedance spectroscopy (EIS) methods. The results were compared with the data of undoped PNVnCz and it was observed that PNVnCz films doped with metal oxides provided better protection against corrosion of stainless steel in 1 M H2SO4 environment. When the corrosion performances of metal oxide doped PNVnCz films were compared, it was determined that protection efficiencies followed the order of PNVnCz@TiO2>PNVnCz@ZrO2>PNVnCz@MnO2 according to both of the PP and EIS results.