کاهش آلودگی‌های زیست‌محیطی ناشی از خوردگی تأسیسات آبی با استفاده از نانوپوشش‌های مقاوم خودتمیزشونده

Abstract

به دلیل عدم کارایی مؤثر پوشش‌های شیمیایی تجاری از جمله رنگ‌ها در محیط خورنده و شورآب، سرعت بالای خوردگی سطوح فلزی تأسیسات و سازه‌های آبی موجب ازاد شدن فلزات سنگین خطرناک زیست‌محیطی و آلاینده‌های شیمیایی سمّی مانند ترکیبات آلی حاوی قلع به درون آب می‌گردد. در این پژوهش، پوشش نانوذرات اکسید تیتانیوم اعمال‌شده بر روی زمینۀ نمونه به‌منظور مطالعۀ اثرات ضدخوردگی آن بررسی شد. خواص ساختاری و فاز پوششی نمونۀ فلزی به‌وسیلۀXRD ,SEM, TEM, AFM مورد بررسی قرار گرفت. پارامترهای الکتروشیمیایی به‌دست‌آمده از آزمایش نمونه‌‌های حاوی پوشش نانوذرات تیتانیوم، افزایش قابل‌توجه مقاومت به خوردگی را در نمونه‌ها نشان می‌دهد. بعد از اِعمال پوشش نانوذرات تیتانیوم جریان خوردگی (I_corr) کاهش قابل‌توجه 50 برابری را نشان می‌دهد. نتایج آزمایش‌های سختی، سایش و چسبندگی نانوذرات دی‌اکسید تیتانیوم نشان می‌دهد، که با این نانوپوشان‌ها می‌توان خواص خوردگی نمونه‌های بررسی‌شده را در محیط‌های خورنده مانند آب شور، زهاب، آب دریا و آب‌های حاوی کلر تا حد زیادی (به میزان 80 درصد) بهبود بخشید و آنها را به‌عنوان لایۀ محافظ در سطوح فلزی جایگزین پوشش‌های تجاری رایج در صنعت آّب و برق کرد. براساس نتایج داده‌های آزمایشگاهی میانگین عمر و دوام پوشش‌های نانویی معدنی موردمطالعه در این پژوهش بیش از هشت سال است. این یافته‌ها نشان‌دهندۀ کارایی فوق‌العاده ترکیب نیمه‌رسانای اکسید تیتانیوم در حذف و کاهش خوردگی بدنۀ فلزی و درنهایت، جلوگیری از نشت آلاینده‌های زیست‌محیطی است.