Los modelos muestran que el hierro cataliza la corrosión en dióxido de carbono «inerte»

El hierro (azul) puede reaccionar con trazas de agua para producir productos químicos corrosivos a pesar de la presencia de dióxido de carbono «inerte» en los fluidos supercríticos. Las simulaciones atómicas realizadas en la Universidad de Rice muestran cómo se lleva a cabo esta reacción. Crédito: Eugene Penn / Universidad Rice

En teoría, el hierro que se oxida en el agua no debería corroerse cuando entra en contacto con dióxido de carbono líquido supercrítico «inerte». Pero lo hace.


el motivo ha desaparecido materialistas Sin embargo, hasta ahora, el equipo de la Universidad de Rice tiene una teoría que podría contribuir a nuevas estrategias para proteger el hierro del medio ambiente.

El teórico de los materiales Boris Jacobson, colegas de la Escuela de Ingeniería George Brown de Rice, simulaciones a nivel atómico han descubierto que el hierro en sí mismo juega un papel en su propia corrosión cuando se expone al CO2 supercrítico.2: (sCO:2:) ք trazas de agua, facilitando la formación de especies reactivas en el líquido, que vuelven a atacarlo.

En un estudio publicado en la revista Cell Press Material:, concluyen que las capas hidrofóbicas delgadas de materiales 2D, como el grafeno o nitruro de boro hexagonal se puede usar como barrera átomos de hierro և elementos reactivos de sCO2:.

El ex alumno de Rice Kin-Kun Lin և El investigador Alex Kutana es coautor del artículo. El profesor asistente de investigación sobre el arroz, Eugene Penn, es coautor.

Los líquidos supercríticos son materiales de temperatura և presión que los mantienen aproximadamente entre fases, digamos, no todos los líquidos pero no todos los gases. Propiedades de OCS:2: lo convierten en un fluido de trabajo ideal, ya que, según los investigadores, es «esencialmente inerte», no corrosivo y económico.

«La eliminación de la corrosión es un desafío constante, está en la mente de muchas personas en este momento, porque el gobierno va a invertir mucho en infraestructura», dijo Jacobson, Carl F., profesor de nanotecnología. Alcanzando el título de Profesor de Química. «El hierro ha sido un pilar de la infraestructura desde la antigüedad, pero solo ahora podemos tener una visión atomizada de cómo se corroe».

Las simulaciones de laboratorio de Rice revelan detalles del diablo. Estudios anteriores han atribuido la corrosión a la presencia de grandes cantidades de agua y otros contaminantes en el superfluido, pero este no es necesariamente el caso, dijo Jacobson.

«El agua como impureza primaria en sCO2:, proporciona una red de comunicación de hidrógeno para generar reacciones interfaciales con CO2: և otra suciedad similar Óxido nitroso «Para producir ácido corrosivo, que es dañino para el hierro», dijo Lee.

Las simulaciones muestran que el hierro en sí mismo actúa como un catalizador al reducir las barreras de energía de reacción en la interfaz և sCO del hierro.2:, que eventualmente conduce a la formación de muchas especies destructivas: oxígeno, hidróxido, ácido carboxílico y ácido nítrico.

Para los investigadores, el estudio demuestra el poder del modelado teórico para resolver problemas químicos complejos, en este caso, prediciendo reacciones termodinámicas y estimaciones de la velocidad de corrosión en la interfaz. planchar և sCO:2:. Demostraron que todas las apuestas se cancelan si hay más de un rastro de agua en el superfluido, lo que acelera la corrosión.


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Información adicional.
Kin-Kun Li և alg, Corrosión del hierro en CO2 supercrítico «inerte», ideas de dinámica inicial. Material: (2022). DOI: 10.1016 / j.matt.2021.12.019:

Está provisto
Universidad de arroz

Cita:Los modelos muestran que el hierro cataliza la corrosión en dióxido de carbono «inerte» (21 de enero de 2022), consultado el 23 de enero de 2022: https://phys.org/news/2022-01-simulations-iron-catalyzes -corrosion-inert.html :

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