13:12 2022-01-22
science - citeste alte articole pe aceeasi tema
Comentarii Adauga Comentariu
_ Simulările arată că fierul catalizează coroziunea în dioxidul de carbon „inert”.
_ Simulările arată fierul catalizează coroziunea în dioxidul de carbon „inert”
Fierul care ruginește în apă teoretic nu ar trebui să se corodeze în contact cu un fluid supercritic „inert” de dioxid de carbon. Dar este.
Motivul a eludat până acum oamenii de știință din materiale, dar o echipă de la Universitatea Rice are o teorie care ar putea contribui la noi strategii de protejare a fierului de mediu.
Materiale. teoreticianul Boris Yakobson și colegii săi de la Școala de Inginerie George R. Brown din Rice au descoperit prin simulări la nivel de atom că fierul însuși joacă un rol în propria sa coroziune atunci când este expus la CO2 supercritic (sCO2) și urme de apă prin promovarea formării de reactiv. specii din fluid care revin să-l atace.
În cercetarea lor, publicată în revista Cell Press Matter, ei au ajuns la concluzia că straturi subțiri hidrofobe de materiale 2D precum grafenul sau nitrura de bor hexagonală ar putea fi folosite ca un bariera dintre atomii de fier și elementele reactive ale sCO2.
Studentul absolvent al orezului Qin-Kun Li și cercetătorul Alex Kutana sunt co-autori principali ai lucrării. Profesorul asistent de cercetare Evgeni Penev este coautor.
Lichidele supercritice sunt materiale la o temperatură și presiune care le mențin aproximativ între faze - să zicem, nu toate lichidele, dar încă nu toate gazele. Proprietățile sCO2 îl fac un fluid de lucru ideal, deoarece, potrivit cercetătorilor, este „esențial inert”, necoroziv și cu costuri reduse.
„Eliminarea coroziunii este o provocare constantă și este foarte importantă. a minții oamenilor chiar acum, în timp ce guvernul se pregătește să investească masiv în infrastructură”, a declarat Yakobson, profesor Karl F. Hasselmann de Știința Materialelor și NanoInginerie și profesor de chimie. „Fierul este un pilon al infrastructurii din cele mai vechi timpuri, dar abia acum putem obține o înțelegere atomistică a modului în care se corodează.”
Simulările laboratorului Rice dezvăluie diavolul în detalii. Studiile anterioare au atribuit coroziunea prezenței apei în vrac și a altor contaminanți în superfluid, dar acesta nu este neapărat cazul, a spus Yakobson.
„Apa, ca impuritate primară în sCO2, furnizează hidrogen. rețea de legături pentru a declanșa reacții interfațiale cu CO2 și alte impurități precum protoxidul de azot și pentru a forma acid coroziv dăunător fierului”, a spus Li.
Simulările au arătat, de asemenea, că fierul însuși acționează ca un catalizator, scăzând reacția. bariere energetice la interfața dintre fier și sCO2, conducând în cele din urmă la formarea unei multitudini de specii corozive: oxigen, hidroxid, acid carboxilic și acid azot.
Pentru cercetători, studiul ilustrează puterea teoretică. modelare pentru a rezolva probleme complicate de chimie, în acest caz prezicerea reacțiilor termodinamice și estimările vitezei de coroziune la interfața dintre fier și sCO2. De asemenea, au arătat că toate pariurile sunt oprite dacă există mai mult decât o urmă de apă în superfluid, accelerând coroziunea.
Comentarii:
Adauga Comentariu