Исследование противокоррозионных свойств летучих ингибиторов атмосферной коррозии на основе продуктов растительного сырья

Досліджено компонентний склад летких сполук ізопропанольного екстракту шишок хмелю та виконано оцінку фізико-хімічних властивостей утворюваної на поверхні металу плівки. На підставі даних газової хромато-мас-спектрометрії визначено якісний склад летких сполук екстракту хмелю сорту “Ароматичний”. Встановлено, що основними компонентами є терпеноїди, кетони, фенольні сполуки, карбонові та фенолкарбонові кислоти. Розглянуто можливість застосування ізопропанольного екстракту шишок хмелю як леткого інгібітору атмосферної корозії у вигляді розчину та інгібітованого паперу. Досліджено вплив часу формування захисної плівки на її протикорозійні властивості. Досліджено вплив летких сполук ізопропанольного екстракту на кінетику парціальних електродних реакцій. Показано, що леткий інгібітор є інгібітором анодного типу, оскільки впливає на механізм протікання анодної реакції розчинення металу. Встановлено, що використання як інгібітору летких фракцій екстракту шишок хмелю приводить до утворення плівки, що сприяє зсуву корозійного потенціалу в позитивну сторону та зниженню швидкості корозії. Максимальне збільшення гідрофобності і зсув потенціалу корозії в позитивну сторону спостерігається після попередньої обробки сталі протягом 2-х діб у парах летких сполук екстракту.The aim was to study the component composition of the volatile compounds of hops isopropanol extract and evaluation of physical and chemical properties of the new film on the metal surface. The volatiles extract of hope cones are analysed by Gas Chromatography—Mass Spectrometry (GC—MS). Based on the data of the gas chromatography-mass spectrometry we identify the qualitative composition of the volatile compounds of the extract hops “Aromatic”. The main components are terpenoids, ketones, phenolic compounds, phenol and phenol carboxylic acid. Hope cones extract is developed as novel volatile corrosion inhibitors and can be used as solution and impregnated paper (VPI paper). We also study the effect of volatile compounds isopropanol extract of the kinetics of the partial electrode reactions. The experimental results show that the investigated extract, which can effectively retard the anodic dissolution of steel, are anodic inhibitors. We discover that the using volatile fractions of the hops extract as an inhibitor leads to formation of the film shifts of corrosion potential in the positive direction and significantly reduces the corrosion rate. The maximum increase in the hydrophobicity and the shift of the corrosion potential in the positive direction is observed after steel pre-treatment for 2 days in vapors of extract volatile compounds.Исследован компонентный состав летучих соединений изопропанольного экстракта шишек хмеля, и дана оценка физико-химических свойств создаваемой на поверхности металла пленки. На основании данных газовой хромато-масс-спектрометрии определен качественный состав летучих соединений экстракта хмеля сорта “Ароматический”. Установлено, что основными компонентами являются терпеноиды, кетоны, фенольные соединения, а так же карбоновые и фенолкарбоновые кислоты. Рассмотрена возможность применения изопропанольного экстракта шишек хмеля как летучего ингибитора атмосферной коррозии в виде раствора и ингибитированной бумаги. Исследовано влияние времени формирования защитной пленки на ее противокоррозионные свойства. Исследовано влияние летучих соединений изопропанольного экстракта на кинетику парциальных электродных реакций. Показано, что летучий ингибитор является ингибитором анодного типа, поскольку влияет на протекание анодной реакции растворения металла. Установлено, что использование в качестве ингибитора летучих фракций экстракта шишек хмеля приводит к образованию пленки, способствующей смещению коррозионного потенциала в положительную сторону и значительному снижению скорости коррозии. Максимальное увеличение гидрофобности и смещение потенциала коррозии в положительную сторону наблюдается после предварительной обработки стали в течение 2-х суток в парах летучих соединений экстракта

П'ята міжнародна наукова-практична конференція «Комп’ютерне моделювання в хімії і технологіях та системах сталого розвитку»

Проведена прогнозна оцінка реакційної здатності ряду органічних сполук на підставі розрахунків отриманих різними напівемпіричні методами оптимізації та моделювання молекул.The results of quantum chemical calculations of inhibitors were subjected to correlation analysis. A composite index of some of the key quantum chemical parameters was constructed in order to characterize the inhibition performance of the tested molecules.Проведена прогнозная оценка реакционной способности ряда органических соединений на основании расчетов полученных разными полуэмпирическими методами оптимизации и моделирования молекул

"Комп'ютерне моделювання в хімії та технологіях і системах сталого розвитку - КМХТ-2020", Восьма Міжнародна науково-практична конференція

Проведено теоретичне дослідження первинної антиоксидантної активності основних сполук екстракту жмиха персику з використанням теорії функціоналу густини (ТФГ). Досліджено вплив хімічної структури на різні параметри, такі як термодинаміка, орбітальні та структурні властивості.A theoretical study on the primary antioxidant activity of main compounds of peach pomace extract has been carried out using the density functional theory (DFT). Their chemical behaviour is influenced by different parameters such as thermodynamics, orbital and structural properties.Теоретическое исследование первичной антиоксидантной активности основных соединений экстракта жмыха персика было проведено с использованием теории функционала плотности (DFT). Исследовано влияние химической структуры на различные параметры, такие как термодинамика, орбитальные и структурные свойства

Influence of Solvent on the Component Composition and Antioxidant Properties of Apricot Cake (Prunus armeniaca L.) Extracts

Antioxidants of natural origin which are based on agroprocessing waste appear as substance with high performance properties. They have complicated structure and contain a complex of biologically active compounds. This is why research of the above is particularly relevant in current competitive market. When working with plant raw materials and isolation of valuable compounds, the urgent issue is the choice of the method (extraction method) and extractant, which will ensure a maximum release of chemically active compounds. Known solvents such as methanol, ethanol, hexane, diethyl ether, and mixtures thereof are usually used for recovery. The purpose of this research was to study the effect of selected nonpolar solvents on the phytochemical composition and the antioxidant capacity of Prunus armeniaca L. Extracts were obtained using ethanol, silicone, propan-2-ol, and mixtures of ethanol silicone and propan-2-ol with silicone. In the obtained extracts, identification of the sequestered chemically active compounds was carried out by means of chromatography, mass spectrometry, and IR and UV spectrometry, and the extracts were evaluated on antioxidant properties. Various extracts showed varying degrees of antioxidant activity in various test systems, depending on the concentration. Since various antioxidant compounds have different mechanisms of action, several methods have been used to evaluate the effectiveness of antioxidant extracts. The results showed that the test solvents play an important role in the extraction of the plant material into the component composition, as well as the antioxidant ability of Prunus armeniaca L

Экстракты отходов пищевой промышленности как ингибиторы накипеобразования на поверхности малоуглеродистой стали в водопроводной воде

Background. In industrial heating processes, scaling is a major problem especially when natural water is used as heat carrier. The world economic losses due to scaling are estimated to constitute billions of dollars per year, the development of efficient, environmentally friendly and cheap approaches for reduction of scaling is an actual task nowadays. Utilization of agro-food wastes as a renewable source of scale inhibitors for water treatment of cooling water systems is a promising alternative to the existing approaches. Objective. Three industry by-products, namely rapeseed pomace, sugar beet pulp and fodder radish cake, have been tested as scale inhibitors of mild steel in tap water. Methods. Ethanol extracts were prepared by maceration and the electrochemical approach to study the scale formation was utilized, based on the measurement of oxygen reduction current during nucleation and formation of calcium carbonate in the presence of extracts. Scaling time, porosity and area density of the scale was determined and used to characterize the inhibition efficiency. Chemical compositions of extracts were analysed by GC-MS analysis (gas chromatography with mass selective detector by mass selective integration). Results. The rapeseed pomace extract and fodder radish cake extract at the concentration of 10 mL/L appeared to be efficient scaling inhibitors. Sugar beet pulp extract increases the crystallization time, however the amount of deposited scale appeared to be the same as in the tap water. Conclusions. The scale inhibition is caused mainly by the formation of adsorbed film on the scale nucleus that blocks the surface and prevent further crystal growth. Natural extracts are a promising source of scale inhibitors due to their low price, efficiency and environmental safety.Проблематика. У промислових процесах нагрівання серйозною проблемою є накипоутворення, особливо у випадку використання як теплоносія води природного походження. Втрати світової економіки через утворення накипу оцінюються в мільярди доларів на рік. Тому розробка ефективних інгібіторів накипоутворення є актуальною задачею. Перспективним джерелом екологічно чистих та дешевих інгібіторів утворення накипу можуть стати відходи харчової промисловості. Мета дослідження. Випробувати як інгібітори утворення накипу на поверхні маловуглецевої сталі у водопровідній воді екстракти трьох побічних продуктів харчової промислові: шроту ріпаку, жому цукрового буряку та макухи з кормової редьки. Методика реалізації. Досліджувані речовини додавали до води у вигляді етанольних екстрактів, які готували методом мацерації. Для вивчення процесу утворення накипу використовували електрохімічний підхід, суть якого полягає у реєстрації зміни величини струму відновлення кисню в часі в процесі зародження та росту шару карбонату кальцію на поверхні сталі в присутності екстрактів. Для оцінки ефективності інгібування визначали час накипоутворення, пористість та питому масу накипу. Хімічний склад екстрактів визначали методом газової хроматографії з масоселективним детектором шляхом масоселективного інтегрування. Результати дослідження. Ефективними інгібіторами накипоутворення виявилися екстракти шроту ріпаку та екстракт макухи редьки в концентрації 10 мл/л. Екстракт жому цукрового буряку збільшує час кристалізації, але не впливає на кількість осаду накипу. Висновки. Інгібування накипоутворення викликано головним чином утворенням адсорбованої плівки на зародках накипу, яка блокує поверхню і перешкоджає подальшому росту кристалів. Відходи харчової промисловості є перспективним джерелом інгібіторів накипу через їх низьку ціну та екологічну безпеку.Проблематика. В промышленных процессах нагрева накипеобразование является существенной проблемой, особенно в случае использования в качестве теплоносителя воды природного происхождения. Потери мировой экономики из-за образования накипи оцениваются в миллиарды долларов в год. Поэтому разработка эффективных ингибиторов накипеобразования является актуальной задачей. Перспективным источником экологически чистых и дешевых ингибиторов образования накипи могут стать отходы пищевой промышленности. Цель исследования. Испытать в качестве ингибиторов образования накипи на поверхности малоуглеродистой стали в во допроводной воде экстракты трех побочных продуктов пищевой промышленности: шрота рапса, жома сахарной свеклы и жмыха кормовой редьки. Методика реализации. Исследуемые вещества добавляли к воде в виде этанольных экстрактов, которые готовили методом мацерации. Для изучения процесса образования накипи использовали электрохимический подход, суть которого заключается в регистрации изменения величины тока восстановления кислорода во времени в процессе зарождения и роста слоя карбоната кальция на поверхности стали в присутствии экстрактов. Для оценки эффективности ингибирования определяли время напипеобразования, пористость и удельную массу накипи. Химический состав экстрактов определяли методом газовой хроматографии с массоселективным детектором путем массоселективного интегрирования. Результаты исследования. Эффективными ингибиторами накипеобразования оказались экстракты шрота рапса и жмыха редьки в концентрации 10 мл / л. Экстракт жома сахарной свеклы увеличивает время кристаллизации, однако не влияет на количество осадка накипи. Выводы. Ингибирования накипеобразования вызвано, главным образом, образованием адсорбированной пленки органических веществ на зародышах накипи, которая блокирует поверхность и препятствует дальнейшему росту кристаллов. Отходы пищевой промышленности являются перспективным источником ингибиторов накипи вследствие их низкой цены и экологической безопасности