リン酸媒体中でストレプトマイシン薬剤を使用したモリブデン電極の腐食に関する実験的および理論的研究

Scientific Reports volume 13、記事番号: 4827 (2023) この記事を引用

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異なる濃度 (3.0 ～ 13 M) の H3PO4 酸媒体中でのモリブデン電極の腐食抑制が、さまざまな電気化学的手法を利用して研究されています。 最も腐食性の高い濃度は 3.0 M のオルトリン酸濃度であることが観察されました。 3.0 M オルトリン酸に 0.1 ～ 1.0 M の濃度範囲で Cl- を添加した場合の効果も調べました。 この研究では、最も腐食性の高い媒体は 1.0 M の塩化物イオンを含む 3.0 M であり、水素生成速度が最も高いことが示されました。 1.0 M NaCl を含む 3.0 M H3PO4 酸では、10 mM 濃度のストレプトマイシンを添加することにより、試験した電極の腐食と水素生成をうまく抑制でき、高い抑制効率が得られます。 研究の結果は走査電子顕微鏡検査によって確認されました。 さらに、計算化学アプローチを使用して、ストレプトマイシンが金属表面の界面でどのように吸着して腐食を抑制するかを調査し、計算研究の結果は実験結果とよく一致しています。

最近、金属や合金の劣化を研究することは、さまざまなアプローチの重要なプロセスと考えられています。 一方、金属や合金は、燃料電池、センサー、太陽電池、電池などのさまざまな用途で電極として広く使用されています1、2、3、4、5。 Cr-Ni ステンレス鋼へのモリブデンの添加は、多くの面でその特性に影響を与えます6、7、8、9。 さらに、塩化物媒体中での不動態皮膜劣化のリスクを軽減します。 したがって、不動態皮膜の厚さが増加し、その結果、合金の耐食性が向上します。 鋼、鋳鉄、超合金の強度、焼入れ性、靱性、耐摩耗性/耐食性を向上させるために、高融点金属であるモリブデン (Mo) が合金元素としてよく使用されます 10、11、12、13。 さらに、モリブデンは多くの化学用途で大きく利用されています。 金属の高い耐食性は、金属表面をさらなる表面酸化から保護する、薄くて一定の溶解不可能な MoO2 酸化膜の形成によるものであることはよく知られています 14,15。 したがって、攻撃的な条件に接触する金属、特に N、S、または O を含む化合物の腐食を軽減するために抑制剤を利用することが重要です 16,17。 抗菌薬として知られる緑色腐食防止剤のファミリーは、さまざまな媒体中で加工材料の腐食を遅らせることが証明されています18。

ストレプトマイシンはペスト治療の第一選択薬であり、他の薬剤と組み合わせて結核の治療にも頻繁に使用されます19。 Streptomyces griseus から生成されるストレプトマイシンと呼ばれるアミノグリコシド系抗生物質は、効果的な抗菌作用を持ち、グラム陰性菌を抑制する効果がある 20、21、22、23 ため、細菌性疾患や畜産に対するよく知られた獣医薬です 24。 したがって、窒素と酸素のヘテロ原子を含む抗生物質、殺菌抗生物質としてのストレプトマイシンは、さまざまな金属や合金の腐食を防ぐために利用できる可能性があります25。 酸溶液は多くの工学用途で利用されています26、27、28、29、30、31。 チャンら。 鋼、銅などのいくつかの金属の腐食抑制を研究しました。 酸性媒体中27、28、29、30。 チャンら。 は、塩酸中での Q235 鋼の腐食防止剤としてのロサルタン カリウム (LP) 薬剤の抑制効果を調査しました 29。 Q235 表面への LP の強力な吸着は、低い ΔE と高い Ebinding 値によって証明されました 29。 リン酸は、その優れた化学的特性により、酸洗浄用途に容易に使用されます。 腐食防止剤は、水素の生成を抑えることで、過酷な媒体中での金属腐食を軽減し、場合によっては防止することができます32、33、34。