Антикоррозионные суспензии и покрытия на основе частиц оксидов металлов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Шевченко Иван Николаевич

• Шевченко Иван Николаевич
• кандидат наук
• 2026

Оглавление диссертации кандидат наук Шевченко Иван Николаевич

ВВЕДЕНИЕ

1 СОВРЕМЕННЫЕ АСПЕКТЫ ПРИМЕНЕНИЯ НАНОЧАСТИЦ МЕТАЛЛОВ И ИХ ОКСИДОВ ДЛЯ АНТИКОРРОЗИОННОЙ ЗАЩИТЫ

1.1 Коррозия: причины, последствия, способы противодействия

1.2 Современные тенденции применения наночастиц в антикоррозионных составах

1.3 Ингибиторы коррозии на основе суспензий наночастиц

1.4 «Зеленые» ингибиторы коррозии

1.5 Полимерные антикоррозионные покрытия

1.6 Выводы по главе

2 ХАРАКТЕРИЗАЦИЯ ПОРОШКОВ, ИСПОЛЬЗОВАННЫХ В РАБОТЕ, И МЕТОДОЛОГИЯ ДИССЕРТАЦИОННОГО ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1 Характеристики порошков оксидов металлов

2.2 Методологические аспекты подготовки ингибиторов коррозии и антикоррозионных покрытий

3 МЕТОДЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ

3.1 Получение порошков оксидов металлов

3.2 Подготовка суспензий ингибиторов и полимеров с НЧ

3.3 Подготовка поверхности металлов и нанесение антикоррозионных составов

3.4 Оценка коррозионной устойчивости в средах разбавленных электролитов

3.5 Оценка коррозионной устойчивости в средах концентрированных электролитов

3.6 Анализ морфологии и фазового состава

3.7 Свойства полимерных покрытий

3.8 Гранулометрический анализ порошков

4 РАЗРАБОТКА ИНГИБИТОРА КОРРОЗИИ НА ОСНОВЕ СУСПЕНЗИЙ

4.1 Оценка антикоррозионной эффективности ингибиторов коррозии в растворах концентрированных электролитов

4.1.1 Морфология и фазовый состав сталей

4.1.2 Энергия активации процесса растворения стали в НЫС3

4.2 Оценка антикоррозионной эффективности суспензий частиц в растворах

разбавленных электролитов

4.2.1 Оценка влияния морфологии частиц 7пО на антикоррозионные свойства суспензий

4.2.2 Оценка влияния концентрации оксидов металлов

4.3 Выводы по главе

5 РАЗРАБОТКА АНТИКОРРОЗИОННОГО ПОКРЫТИЯ НА ОСНОВЕ СОПОЛИМЕРА АКРИЛАМИДА С МЕТАКРИЛОВОЙ КИСЛОТОЙ И НАНОЧАСТИЦ ОКСИДА ЦИНКА

5.1 Оценка свойств покрытий на основе полиакриламида и полиметакриловой кислоты

5.2 Исследование покрытий на основе сополимеров акриламида и метакриловой кислоты

5.2.1 Структура сополимеров ПМАК-ПАА с соединениями цинка

5.2.2 Влияние природы и концентрации соединений цинка на коррозионную защиту полимерного покрытия

5.3 Выводы по главе

6 РАЗРАБОТКА АНТИКОРРОЗИОННОГО ПОКРЫТИЯ НА ОСНОВЕ ПОРОШКОВ ОКСИДОВ МЕТАЛЛОВ И КОММЕРЧЕСКОГО АКРИЛОВОГО ЛАКА

6.1 Оценка свойств покрытий в среде концентрированных электролитов

6.1.1 Оценка потери массы

6.1.2 Морфология и структура

6.2 Оценка свойств покрытий в среде разбавленных электролитов

6.3 Выводы по главе

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ОБОЗНАЧЕНИЙ, СИМВОЛОВ, СОКРАЩЕНИЙ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ А ПРОТОКОЛ РЕГИСТРАЦИИ НОУ-ХАУ

ПРИЛОЖЕНИЕ Б АКТ О ВНЕДРЕНИИ РЕЗУЛЬТАТОВ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Антикоррозионные суспензии и покрытия на основе частиц оксидов металлов»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность работы. Снижение экологического и экономического ущерба, вызванного коррозионными процессами - одна из важнейших задач для большинства отраслей экономики. С развитием технологий возрастает потребность в новых материалах с улучшенными свойствами, в частности, с более высокой коррозионной стойкостью. Одним из путей решения этой проблемы является создание ингибиторов и покрытий на основе материалов, содержащих субмикронные и наночастицы (НЧ) оксидов металлов, которые позволяют существенно повысить химическую и электрохимическую стабильность металлов. Они повышают барьерные свойства, улучшают адгезию покрытия, могут выделять ионы, препятствующие коррозии, и, в ряде случаев, способны не только дополнить, но и заменить токсичные ингибиторы. Оксиды металлов добавляют как в традиционные ингибиторы, защитные лаки или покрытия, так и создают новые составы на основе растительного сырья или производственных отходов, реализуя экологически чистые «зеленые технологии».

В настоящее время отсутствует комплексный подход к созданию антикоррозионных составов, содержащих наночастицы металлов и их соединений, так как данное направление является относительно новым. В частности, нет оценок влияния их природы и морфологии на антикоррозионные свойства ингибиторов и покрытий. Научные исследования в этой области являются актуальными также с точки зрения модификации, создания и масштабирования технологий получения таких композиционных материалов.

Степень разработанности темы. Количество публикаций, посвященных разработке антикоррозионных покрытий на основе золей частиц оксидов металлов и их внедрению в органические составы, ежегодно растет (рисунок 1.1). Перспективы применения НЧ, как антикоррозионных агентов в составе суспензий или полимерных материалов, приведены в обзоре П. Джайн с сотр. [1]. Наиболее эффективными с точки зрения барьерных свойств и экономической целесообразности отмечены оксидные НЧ 7пО и SiO2; также существенная часть

публикаций посвящена оксидам 7Ю2, Al2O3, CeO2, Fe3O4. Традиционные пути применения НЧ предполагают добавку суспензий в коррозионную среду или получение дисперсии в составе полимерных покрытий.

Работы в области совместного использования растительного сырья и наночастиц оксидов металлов для ингибирования коррозии, находятся на «передовом крае» научных исследований о коррозии. Изначально «зеленые технологии» использовали только для получения наночастиц металлов и их оксидов [2], затем, после обнаружения аддитивного эффекта оксидов и биогенных органических молекул, начали целенаправленно разрабатывать ингибиторы на

основе двух или более компонентов [3].

10000 -

8000

6000-

4000-

2000

2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024 Год издания

Рисунок 1.1 - Количество публикаций по запросу «Anticorrosion coating with nanoparticles» в Google scholar

Эпоксидные смолы, используемые в качестве матрицы композиционных покрытий, доминируют в общем объеме исследований, так как обладают большой химической стойкостью в различных средах, однако являются самым дорогим классом покрытий. Составы на основе акриловых полимеров являются наиболее экономичными по сравнению с эпоксидными,

силиконовыми или полиуретановыми покрытиями. К их недостаткам можно отнести невысокую стойкость к механическому истиранию, низкую твердость, значительно меньшую коррозионную устойчивость по сравнению с эпоксидными полимерами. Наиболее полно данные по свойствам полимерных покрытий, содержащих наночастицы, опубликованы в обзоре М. Х. Назари с сотр. [4].

В диссертационном исследовании были изучены два типа антикоррозионных систем, где микро- и наночастицы могут проявить свои уникальные химические и морфологические свойства. Первый - это суспензии микро и наночастиц оксидов металлов в экстракте и масле пихты, которые являются представителями биоразлагаемого и нетоксичного сырья и содержат

0

терпеноиды, обладающие ингибирующими свойствами. Для оценки вклада растительных компонентов в защитные свойства был использован раствор традиционного простейшего ингибитора - тиомочевины. Второй - это покрытия на основе акриловых полимеров с микро- и наночастицами оксидов металлов. В работе были использованы коммерческие лаки и акриловые сополимеры, составы которых были подобраны в процессе исследования.

Цель работы: оценка влияния природы (ZrO2, ZnO, TiO2, MgAl2O4) и морфологии частиц оксидов металлов на антикоррозионные свойства суспензий и пленкообразующих композиций, разработка ингибиторов и покрытий на их основе.

Для достижения указанной цели были поставлены следующие задачи:

1. Синтез порошков ZnO, ZrO2, MgAl2O4 методами химического осаждения с последующим выделением твердой фазы нанораспылительной сушкой, фильтрацией и микроволновой сушкой; оценка их морфологии и фазового состава.

2. Синтез антикоррозионных суспензий на основе порошков ZrO2, ZnO, TiO2, MgAl2O4 и компонентов природного (экстракт и масло пихты) и синтетического (тиомочевина) происхождения.

3. Получение антикоррозионных покрытий на основе коммерческого акрилового лака и порошков ZnO и MgAl2O4.

4. Формирование антикоррозионных покрытий различного состава из растворов сополимера акриламида с метакриловой кислотой, полученных методом радикальной полимеризации, содержащих соединения цинка (НЧ ZnO, Zn(NO3)2).

5. Исследование антикоррозионной эффективности синтезированных ингибиторов и покрытий в средах разбавленных электролитов (0,1 M, 0,6 M NaCl, 0,1 M NaOH и 0,1 M HCl) методами потенциометрического анализа, потенциодинамических испытаний и электрохимической импедансной спектроскопии.

6. Исследование антикоррозионной эффективности синтезированных ингибиторов и покрытий в средах концентрированных электролитов (HNO3:HCl:H2O, НС!нас.) методами гравиметрических испытаний, оптической и

электронной микроскопии.

Научная новизна работы.

1. Впервые установлено влияние морфологии и природы оксидов металлов (7пО, 7г02, ТЮ2, М§Л1204) в составе суспензий (раствор тиомочевины, масло пихты) на эффективность антикоррозионной защиты сталей У8А и Ст3: наночастицы ТЮ2 и MgAl204 снижают ее (~5%), 7пО и 7Ю2 (~75%) - повышают; при этом максимальная эффективность достигается в случае высокодисперсных частиц с развитой удельной поверхностью (13-20 м2/г), полученных нанораспылительной сушкой, для 7пО дополнительный вклад вносит пластинчатая морфология первичных наночастиц.

2. Установлено, что морфология частиц 7пО в суспензии масла пихты определяет механизм защиты стали в кислой среде. Высокодисперсные пористые сферы (7пОнрс, Зуд ~ 13 м2/г), состоящие из пластинчатых нанокристаллитов (~70 нм) обеспечивают активную защиту за счет химического пассивирования поверхности с образованием 7пБе204 (2,6 масс.%), что снижает содержание карбидной фазы Бе3С на 18-92%. В отличие от них, микронные агломераты (7п0Ф, 7п0СВЧ, Буд ~ 10 м2/г) проявляют лишь барьерные свойства, не предотвращая избирательную коррозию и увеличивая долю Бе3С на 17-230%.

3. Впервые получены покрытия на основе сополимеров акриламида с метакриловой кислотой различного состава и соединениями цинка, приводящими к возникновению дополнительных межмолекулярных взаимодействий внутри матрицы и увеличивающими защитные свойства антикоррозионных покрытий ПМАК-ПАА < ПМАК-ПЛА-7п2+ < ПМАК-ПАА-НЧ 7пО.

Теоретическая значимость диссертационной работы заключается в установлении новых закономерностей влияния размера, морфологии и химической природы микро- и наночастиц оксидов металлов (7Ю2, 7п0, ТЮ2, М§Л1204) в пленкообразующих композициях на эффективность антикоррозионной защиты сталей. Полученные результаты расширяют понимание механизмов процессов защиты от коррозии и формируют научную базу для создания новых композиционных материалов на основе микро- и наночастиц.

Практическая значимость диссертационной работы.

1. Полученные методом нанораспылительной сушки неагрегированные порошки 7пО и MgAl2O4 с контролируемым размером частиц (~7 мкм) и кристаллитов (~100 нм) обеспечивают их равномерное распределение в органических и полимерных матрицах.

2. Разработаны антикоррозионные экологически безопасные составы с использованием низких концентраций частиц 7пО и 7Ю2, позволяющие значительно повысить защитные свойства органических и полимерных покрытий.

3. Предложенные материалы на основе сополимеров акриламида с метакриловой кислотой и НЧ 7пО являются основой для создания дешевых аналогов защитных покрытий импортного производства.

Методология диссертационной работы основана на рабочей гипотезе, что наночастицы оксидов металлов повышают эффективности традиционных антикоррозионных ингибиторов и покрытий, а природа, размер и морфология частиц оказывают влияние на механизм коррозии.

Методы исследования: в работе применен комплекс современных методов оценки синтезированных порошков оксидов металлов и тестирования антикоррозионных покрытий на их основе: рентгенофазовый анализ, растровая электронная и оптическая микроскопии, метод БЭТ, метод лазерной дифракции, ИК-спектроскопия, потенциодинамические испытания, вольтамперометрия, электрохимическая импедансная спектроскопия, гравиметрический анализ, выдержка в среде кислого тумана.

Положения, выносимые на защиту.

1. При использовании частиц оксидов металлов в составе синтетических (тиомочевина) и природных (экстракт и масло пихты) суспензий, эффективность антикоррозионной защиты сталей относительно растворов без частиц в смеси НЫ03-НС1 определяется в первую очередь природой используемых частиц: 7г02 (Пср = 58 %) > 7пО (Пср = 15 %) > MgAl2O4 (Пср = -5) > TiO2 (пср = -40 %); во вторую - морфологией: сферические агломераты (пср = 22

%) > неравноосные агрегаты (Пср = 11 %) > сферические агрегаты (Пср= 10 %).

2. Морфология частиц, полученных нанораспылительной сушкой (микронные сферические агрегаты), обеспечивает максимальную коррозионную защиту в составе полимерных покрытий, увеличивая её в среднем на 41 % в среде концентрированных кислот, на 20 % в среде разбавленных электролитов, за счет равномерного распределения в матрице и отсутствия прочных связей с полимером.

3. Антикоррозионные свойства покрытий на основе акриловых сополимеров зависят от соотношения исходных мономеров снижая плотность тока коррозии в 4,5 раза при росте соотношения акриламид к метакриловой кислоте от 5:5 до 9:1, добавление НЧ ZnO обуславливает увеличение защитных свойств покрытия, повышая их на 2 балла по критериям ГОСТ 9.407-2015 (ISO 4628-3:2003) при испытаниях в кислотном тумане.

Личный вклад автора состоит в постановке цели и задач исследования, разработке методологии работы, планировании эксперимента. Самостоятельно или при непосредственном участии автора изготовлены антикоррозионные составы; исследованы их электрохимические характеристики, изучена морфология и структура полимерных покрытий. Выполнена обработка и систематизация полученных экспериментальных результатов, дана их интерпретация, сформулированы основные положения и выводы диссертационной работы. Автор принимал непосредственное участие в подготовке полученных результатов к публикации в докладах и статьях.

Степень достоверности результатов работы обеспечена применением комплекса современного технологического, испытательного и аналитического оборудования; использованием методов компьютерной обработки для анализа структуры и свойств материалов; сопоставлением полученных результатов с опубликованными результатами независимых исследований; статистической обработкой результатов эксперимента. Обоснованность выводов и рекомендаций диссертационной работы подтверждена публикациями в рецензируемых журналах.

Апробация работы: Основные результаты исследования были доложены и обсуждены в 21 докладе, представленных в соавторстве на международных и всероссийских конференциях, подготовлено 1 ноу-хау и 1 акт внедрения в федеральном государственном автономном образовательном учреждении высшего образования «Национальный исследовательский Томский политехнический университет» (г. Томск, Россия).

Структура и объем диссертации. Работа состоит из введения, шести глав, заключения, списка условных обозначений, символов, сокращений, списка использованной литературы, включающего 162 наименования, двух приложений. Работа изложена на 151 странице машинописного текста, содержит 59 рисунков, 27 таблиц.

1 СОВРЕМЕННЫЕ АСПЕКТЫ ПРИМЕНЕНИЯ НАНОЧАСТИЦ МЕТАЛЛОВ И ИХ ОКСИДОВ ДЛЯ АНТИКОРРОЗИОННОЙ ЗАЩИТЫ

1.1 Коррозия: причины, последствия, способы противодействия

Коррозия металлов представляет серьезную проблему для индустриального сектора экономики. Так, в отечественной промышленности потери металла вследствие протекания коррозионных процессов составляют порядка 30% от годового производства стали [5]. Для России и других индустриально развитых стран ежегодные расходы на коррозию и ее последствия оцениваются в 3-4 % ВВП [6, 7]. Согласно исследованиям NACE (статистическая классификация видов экономической деятельности в Европейском сообществе), годовая стоимость коррозии для нефтегазовой промышленности составляет 1,372 миллиарда долларов США [8]. Для контроля и профилактики коррозионных процессов традиционно применяют неметаллические и металлические защитные покрытия; химическую обработку поверхности защищаемого металла с целью формирования коррозионностойкий соединений; активные электрохимические методы защиты и ингибирующие составы [9].

К ингибиторам коррозии относят вещества, которые снижают скорость коррозии, когда присутствуют в коррозионной среде, не вызывая изменения концентрации любого другого коррозионного агента (ISO 8044:1989) [10-12]. Их защитное действие обусловлено уменьшением площади активной поверхности металла вследствие адсорбции или образования с ионами металла труднорастворимых соединений, формирующих на поверхности пленку, которая существенно тоньше наносимых защитных покрытий. Они также могут изменять энергию активации электродных реакций, лимитирующих сложный коррозионный процесс [13]. Органические вещества применяются в качестве ингибиторов коррозии с 1950-х годов, когда они были впервые введены в нефтяной сектор, а затем в железобетонную промышленность в начале 1990-х годов [14, 15].

Поиск эффективной формулы ингибитора коррозии является сложной задачей, особенно, когда речь идет о сочетании различных типов химических соединений. Как правило, это выполняется путем определения эффекта ингибирования коррозии для нескольких отдельных соединений [16]. Надежный механизм процесса ингибирования коррозии, в основном, обусловлен процессом адсорбции на поверхности металла. На явление адсорбции влияют химическая структура ингибиторов и электродный потенциал металлической поверхности, возникающий на границе раздела металл/электролит [17]. Эффективность органических ингибиторов обусловлена электронами в сопряженных двойных связях, электроотрицательными группами и гетероатомами (например, К, S или О) в их молекулярных структурах, которые осуществляют процесс адсорбции на поверхности металла [18-20]. В настоящее время в качестве ингибиторов коррозии разработан и опробован широкий класс синтетических и природных химических соединений [21, 22].

Хотя многие синтезированные соединения продемонстрировали хорошие антикоррозионные свойства, их токсичность, в настоящее время, вызывает серьезное беспокойство. Надзорные экологические структуры ограничивают использование токсичных ингибиторов из-за опасности, которую они представляют как для людей, так и для окружающей среды [23, 24]. Так, в последние годы возрастает потребность в новых ингибирующих составах с улучшенными свойствами, главным образом, с более высокой коррозионной стойкостью и низкой токсичностью [25, 26].

С целью снижения экологической нагрузки в последние десятилетия активно разрабатываются «зеленые» ингибиторы коррозии, которые представляют собой антикоррозионные составы на основе растительного сырья, отходов промышленного и сельскохозяйственного секторов [27]. Данные вещества состоят из химических соединений природного происхождения и являются биоразлагаемыми, дешевыми, экологически безопасными и возобновляемыми аналогами традиционных ингибирующих составов [28].

Экстракты натуральных продуктов содержат много фотохимических веществ, что обуславливает их широкое применение в различных биологической и промышленной областях. Кроме того, различные фитохимические вещества, входящие в состав одного растительного состава, могут демонстрировать синергетический эффект ингибирования коррозии [29, 30]. Природные вещества в растениях содержат функциональные группы, которые действуют как адсорбционные центры при взаимодействии между металлами и ингибиторами. Электронодонорные группы отвечают за хемосорбцию на поверхностях металлов, тогда как полярные компоненты вызывают физическую адсорбцию [31]. Благодаря уникальному сочетанию свойств подобных составов количество исследований различных растительных экстрактов, как ингибиторов коррозии быстро растет.

Второй наиболее распространенный способ защиты от коррозии -полимерные покрытия. Данный класс соединений широко используется для защиты металлов благодаря их высокой эффективности, адаптивности и относительной долговечности. Выбор определенного полимерного покрытия зависит от области применения, климатических условий и металлической подложки [32]. Согласно данным отчёта Global Market Insights рынок антикоррозионных покрытий в основном сегментирован между эпоксидными, полиуретановыми, акриловыми, алкидными, цинковыми, хлоркаучуковыми и другими покрытиями. Для эпоксидных, полиуретановых и акриловых покрытий с 2021 по 2023 гг. наблюдался рост продаж на 9,8, 11 и 11,1 %, соответственно [33]. Эпоксидные смолы доминируют в общем объеме продаж, так как обладают высокой химической стойкостью в различных средах, однако являются самым дорогим классом покрытий [34]. Полимерные составы на основе акриловых полимеров являются наиболее экономически выгодными в использовании по сравнению с эпоксидными, силиконовыми или полиуретановыми покрытиями. К их недостаткам можно отнести невысокую стойкость к механическому истиранию, низкую твердость, значительно меньшую коррозионную стойкость по сравнению с эпоксидными полимерами [16].

В последние годы существенный вклад в развитие антикоррозионной защиты вносят наноматериалы. Современные исследования сконцентрированы на получении ингибиторов в виде суспензий, полимерных и неорганических покрытий, включающих микро- и наночастицы металлов и их соединений [35]. Перспективы использования наночастиц, обусловлены их уникальными физическими и химическими свойствами, образующимися за счет большой активной площади поверхности и относительно малого размера. [36, 37].

НЧ металлов и их соединений способны проявлять антикоррозионные свойства и при индивидуальном использовании (без дополнительных модификаций состава) [38, 39]. Однако они имеют сильную тенденцию к агломерации, которая затрудняет их индивидуальное использование в качестве антикоррозионных агентов. Нивелировать слипание НЧ между собой и повысить их адгезионные свойства к металлической подложке можно путем использования поверхностно-активных веществ или функционализацией используемых частиц, как правило, с помощью полимерных соединений. Данный метод заключается в формировании композитных НЧ по типу ядро/оболочка.

В свою очередь, включение НЧ в полимерные покрытия в виде равномерной дисперсии позволяет снизить такие их ограничения как возникновение дефектов внутри полимерной матрицы при отверждении, ухудшение адгезивных свойств в процессе эксплуатации и, как следствие, нарушение сплошности покрытия [40]. При включении НЧ в полимерные составы тип вводимого наполнителя может определять такие свойства покрытия как проницаемость по отношению к жидкостям и газам, структурные свойства и силу адгезионного взаимодействия между покрытием и металлом [41-43]. Включение НЧ в структуру полимера приводит к блокированию микропор и снижению диффузии коррозионно активных веществ (воды, кислорода, водорода, ионов). Важно отметить, что диффузия этих веществ приводит к деградации защитного покрытия, поэтому присутствие наноматериалов в полимерных матрицах не только увеличивает их способность замедлять коррозию, но и повышает долговечность антикоррозионных покрытий.

НЧ успешно используются в качестве антикоррозионных добавок в полимерные матрицы на основе эпоксидных смол, акрилов, имидов, стиролов, уретанов, силанов и т. д. В основном в полимерные матрицы вводят 0,5 - 5 масс. % НЧ для повышения их эксплуатационных свойств. При равномерном распределении в полимерной матрице, НЧ обеспечивают значительный рост эффективности антикоррозионных покрытий [44-46]. Так же, присутствие НЧ делает полимерные матрицы относительно более твердыми и более устойчивыми к термической и химической обработке [47].

1.2 Современные тенденции применения наночастиц в антикоррозионных

составах

В русскоязычном сегменте можно выделить ряд успешных попыток повышения коррозионной стойкости стальных изделий, связанных с использованием НЧ в качестве антикоррозионных агентов.

Например, Дементьевой О.В. с коллегами [48] был выполнен золь-гель синтез мезопористых наночастиц кремнезема на темплате из мицелл ЦТАБ (бромид цетилтриметиламмония), способных служить ингибитором сероводородной коррозии. Полученные частицы имели средний диаметр порядка 140 нм и содержали около 50 масс. % ЦТАБ. В ходе коррозионных и электрохимических исследований установлено, что такие частицы обладают ярко выраженным защитным действием при сероводородной коррозии стали различных типов. Этот эффект обусловлен высвобождением ЦТАБ из SiO2-матрицы вследствие ее постепенного растворения в кислой водной среде.

В работе [49] был разработан способ получения ингибитора отложений минеральных солей, включающий взаимодействие тетраметилэтилен-диамина с ортофосфорной кислотой и НЧ алюминия при температуре 40-45 °С. При подаче разработанных ингибиторов в сульфатный и карбонатный растворы в концентрациях 20, 25 и 30 мг/л, они проявляли значимый ингибирующий эффект,

снижая скорость коррозии свыше 80 %. Максимальный защитный эффект (более 97 %) наблюдается при введении 30 мг/л ингибитора в растворы.

Плетнев М.А. с коллегами [50] отметили, что при введении в состав полярных полимеров медь-углеродных НЧ происходит структурирование матрицы и уменьшение количества дефектов, что обеспечивает улучшение физико-механических характеристик композиционного покрытиях на основе эпоксидной смолы. Авторами было заявлено, что высокая поверхностная энергия НЧ, приводила к структурной ориентации и плотной упаковке молекул вблизи частиц с образованием определенной толщины граничных слоев: при совпадении частот колебаний молекул среды с частотой флуктуаций НЧ, наблюдалось явление интерференции волн с образованием связей между молекулами и наночастицами. Приведенные авторами способы интерпретации влияния сверхмалых концентраций металл-углеродных нанокомпозитов на свойства полимеров можно применить и к влиянию этих наноструктур на защитные свойства ингибиторов коррозии.

В работе Шинкаревой Е.В. [51] был разработан состав грунтовки на основе водной эпоксидной эмульсии производства Республики Беларусь с включением углеродных НЧ. Данный состав, как отмечали авторы, обеспечивает эффективную антикоррозионную защиту металлических конструкций от коррозии в агрессивных солевых средах, повышает экологическую чистоту производства и улучшает санитарно-гигиенические условия труда.

Помимо прямого введения НЧ, использование соединений металлов в качестве добавок может приводить к формированию полимерной структуры с металлкоординационными связями. Так, Кузнецовым Ю.И. [52] было отмечено, что для придания способности замедлять коррозию стали в воде к карбоксилированным или сульфонатным полимерам традиционно добавляют соли цинка, однако в случае фосфонатных полимеров данная операция, напротив, снижала эффективность защиты стали от коррозии в неперемешиваемой воде, что свидетельствовало о существенно различных активностях функциональных групп полимеров с соединениями металлов.

Так же следует отметить успешные работы отечественных и белорусских коллективов в области как непосредственного применения НЧ в качестве антикоррозионных агентов, так и в смежных областях. Гнеденковым А.С. с коллегами был разработаны ряд антикоррозионных покрытий с внедрением наноконтейнеров, загруженных ингибиторами коррозии [53, 54]. Однако покрытия, сформированные методом плазменного электролитического оксидирования и с использованием схожих технологий, являются более дорогим классом антикоррозионных покрытий, обеспечивающим значительное снижение скорости коррозии, но являющимися более трудозатрадными при нанесении на крупные изделия в сравнении с полимерными составами. Кобец А.В. с коллегами разработали силикатные покрытия, наполненные порошкообразным цинком и нанопластинами графена. Авторы отмечают, что разработанный состав обеспечивает катодную поляризацию стали и защищает ее от коррозии лучше, чем покрытия, полученные методом горячего цинкования [55]. Катновым Е.В. с коллегами был продемонстрирован рост механических свойств полиакрилатных покрытий при введении НЧ SiO2 в количестве 1-3 масс. % в состав полимера [56]. Так же в обзорной части работы коллектива под руководством Бойнович Л.Б. отмечалось, что для повышения гидрофобных свойств полимерных покрытий распространено введение в их состав наночастиц [57].

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Шевченко Иван Николаевич, 2026 год

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Jain P. Potential of Nanoparticles as a Corrosion Inhibitor: A Review / P. Jain, B. Patidar, J. Bhawsar // Journal of Bio- and Tribo-Corrosion. - 2020. - Vol. 6. -Article number 43.

2. Green synthesis of metal and metal oxide nanoparticles: a review of the principles and biomedical applications / D. M. Radulescu, V. A. Surdu, A. Ficai, D. Ficai // International Journal of Molecular Sciences. - 2023. - Vol. 24, № 20. - Article number 15397.

3. Al-Dahiri R. H. The application of zinc oxide nanoparticles as an eco-friendly inhibitor for steel in acidic solution / R. H. Al-Dahiri, A. M. Turkustani, M. A. Salam // International Journal of Electrochemical Science. - 2020. - Vol. 15, № 1. - Р. 442-457.

4. Nanocomposite organic coatings for corrosion protection of metals: A review of recent advances / M. H. Nazari, Y. Zhang, A. Mahmoodi [et al.] // Progress in Organic Coatings. - 2022. - Vol. 162. - Article number 106573.

5. России нужна общенациональная программа борьбы с коррозией, чтобы минимизировать ущерб экономике [Электронный ресурс] // 25-я международная выставка-конгресс «Защита от коррозии». - Электронн. дан. - [Б. м.], 2023. -URL: // https://corrosion.expoforum.ru/ (дата обращения: 17.06.2025).

6. Koch G. Cost of corrosion / G. Koch // Trends in oil and gas corrosion research and technologies. - 2017. - P. 3-30.

7. Green nanoparticles for advanced corrosion protection: Current perspectives and future prospects / S. Yadav, A. P. S. Raman, M. B. Singh [et al.] // Applied Surface Science Advances. - 2024. - Vol. 21. - Article number 100605.

8. Prasad A. R. Corrosion inhibition in oil and gas industry: Economic considerations / A.R. Prasad, K.K. Anupama, A. Joseph // Corrosion inhibitors in the oil and gas industry. - 2020. - P. 135-150.

9. Семенова И.В. Коррозия и защита от коррозии / И. В. Семенова, Г. М. Флорианович, А. В. Хорошилов; под ред. И.В. Семеновой - Москва : изд-во ФИЗМАТЛИТ, 2002. - 336 с.

10. Gece G. The use of quantum chemical methods in corrosion inhibitor studies / G. Gece // Corrosion Science. - 2008. - Vol. 50, is. 11. - P. 2981-2992.

11. Gaidis J. M. Composites chemistry of corrosion inhibitors / J.M. Gaidis // Cement and Concrete Composites. - 2004. - Vol. 26, is. 3. - P. 181-189.

12. Corrosion inhibitors. A review / A. Kadhim, A. A. Al-Amiery, R. Alazawi [et al.] // International Journal of Corrosion and Scale Inhibition. - 2021. - Vol. 10, is. 1. -P. 54-67.

13. Ингибиторы коррозии (обзор) / Л. С. Казлова, С. В. Сибилева, Д. В. Чесноков, А. Е. Кутырев // Авиационные материалы и технологии. - 2015. - № 2 (35). - С. 67-75.

14. Soylev T. A. Corrosion inhibitors for steel in concrete: State-of-the-art report / T. A. Soylev, M. G. Richardson // Construction and Building Materials. - 2008. - Vol. 22, is. 4. - P. 609-622.

15. An appraisal of the utilization of natural gums as corrosion inhibitors: Prospects, challenges, and future perspectives / U. J. Timothy, P. S. Umoren, M. M. Solomon [et al.] // International Journal of Biological Macromolecules. - 2023. - Vol. 253. - Article number 126904.

16. Nazeer A.A. Potential use of smart coatings for corrosion protection of metals and alloys: A review / A. A. Nazeer, M. Madkour // Journal of Molecular Liquids. -2018. - Vol. 253. - P. 11-22.

17. A concise review on corrosion inhibitors: types, mechanisms and electrochemical evaluation studies / I. A. W. Ma, S. Ammar, S. S. A. Kumar [et al.] // Journal of Coatings Technology and Research. - 2022. - Vol. 19. - P. 241-268.

18. Fateh A. Review of Corrosive Environments for Copper and Its Corrosion Inhibitors / A. Fateh, M. Aliofkhazraei, A. R. Rezvanian // Arabian Journal of Chemistry. - 2020. - Vol. 13, is. 1. - P. 481-544.

19. Alar V. A Comparative Study of Green Inhibitors for Galvanized Steel in Aqueous Solutions / V. Alar, I. Stojanovic, D. Mezdic // Metals. - 2020. - Vol. 10, is. 4. - Article number 448.

20. A comprehensive review of corrosion inhibitors employed to mitigate stainless steel corrosion in different environments / R. Aslam, M. Mobin, S. Zehra, J. Aslam // Journal of Molecular Liquids. - 2022. - Vol. 364. - Article number 119992.

21. Towards smart self-healing coatings: Advances in micro/nano-encapsulation processes as carriers for anti-corrosion coatings development / O. Ayoub, L. Noureddine, T. Mohamad [et al.] // Journal of Molecular Liquids. - 2022. - Vol. 354. -Article number 118862.

22. Wettability and Corrosion Behavior of Chemically Modified Plasma Electrolytic Oxidation Nanocomposite Coating / S. S. Farhadi, M. Aliofkhazraei, Gh. B. Darband, A. S. Rouhaghdam // Journal of Materials Engineering and Performance. -2017. - Vol. 26. - P. 4797-4806.

23. Eco-friendly green corrosion inhibitors in overview / W. A. Ahmed, M. H. Al-Mashhadani, M. Abdallh [et al.] // Advanced Sciences. - 2020. - Vol. 1, is. 1. - P. 7-16.

24. Izionworu V. Green and eco-benign corrosion inhibition agents: alternatives and options to chemical based toxic corrosion inhibitors / V. Izionworu, C. Ukpaka, E. Oguzie // Chemistry International. - 2020. - Vol. 6, Is. 4. - P. 232-259.

25. Tamalmani K. Review on Corrosion Inhibitors for Oil and Gas Corrosion / K. Tamalmani, H. Husin // Applied Science. - 2020. - Vol. 10, is. 10. - Article number 3389.

26. A review on the design and analysis for the application of wear and corrosion resistance coatings / N. Singh, A. Mehta, H. Vasudev, P. S. Samra // International Journal on Interactive Design and Manufacturing. - 2024. - Vol. 18. - P. 5381-5405.

27. Plant extracts as green corrosion inhibitor for ferrous metal alloys: A review / S. Z. Salleh, A. H. Yusoff, S. K. Zakaria [et al.] // Journal of Cleaner Production. -2021. - Vol. 304. - Article number 127030.

28. Hossain N. An overview of green corrosion inhibitors for sustainable and environment friendly industrial development / N. Hossain, M. Asaduzzaman Chowdhury, M. Kchaou // Journal of Adhesion Science and Technology. - 2021. - Vol. 35, Is. 7. - P. 673-690.

29. Rollinia occidentalis extract as green corrosion inhibitor for carbon steel in HCl solution / P. E. Alvarez, M. V. Fiori-Bimbi, A. Neske [et al.] // Journal of Industrial and Engineering Chemistry. - 2018. - Vol. 58. - P. 92-99.

30. Miralrio A. Plant extracts as green corrosion inhibitors for different metal surfaces and corrosive media: a review / A. Miralrio, A. E. Vázquez // Processes. -2020. - Vol. 8. - Article number 942.

31. Zakeri A. Plant extracts as sustainable and green corrosion inhibitors for protection of ferrous metals in corrosive media: A mini review / A. Zakeri, E. Bahmani, A. S. R. Aghdam // Corrosion Communications. - 2022. - Vol. 5. - P. 25-38.

32. Recent advances in epoxy coatings for corrosion protection of steel: Experimental and modelling approach - A review / I. Chopra, S. K. Ola, Priyanka [et al.] // Materials Today: Proceedings. - 2022. - Vol. 62. - P. 1658-1663.

33. Anti-corrosion Coatings Market Report, 2024 - 2032. Global Market Insights. [Electronic resource]. - 2024. - URL: // https://www.gminsights.com/industry-analysis/anti-corrosion-coatings-market (access date: 23.02.2025).

34. Получение нового материала на основе эпоксидных олигомеров для формирования защитного антикоррозионного покрытия / А. В. Пестов, В. А. Осипова, О. В. Корякова [и др.] // Журнал прикладной химии. - 2020. - Т. 93, № 3. - С. 385-391.

35. Zarras P. Smart Inorganic and Organic Pretreatment Coatings for the Inhibition of Corrosion on Metals/Alloys / P. Zarras, J. D. Stenger-Smith // Intelligent Coatings for Corrosion Control. - 2015. - P. 29-91.

36. Khan I. Nanoparticles: Properties, applications and toxicities / I. Khan, K. Saeed, I. Khan // Arabian journal of chemistry. - 2019. - Vol. 12, № 7. - P. 908-931.

37. Altammar K. A. A review on nanoparticles: characteristics, synthesis, applications, and challenges / K. A. Altammar // Frontiers in microbiology. - 2023. -Vol. 14. - Article number 1155622.

38. The significant role of stabilized colloidal ZrO2 nanoparticles for corrosion protection of AA2024 / E. Sherif, G. Mohamed, Z. Mahmoud [et al.] // Environmental Nanotechnology, Monitoring & Management. - 2019. - Vol. 12. - P. 220-242.

39. Corrosion inhibitors for carbon steel: A review / P. D. Desai, C. B. Pawar, M. S. Avhad, A. P. More // Vietnam Journal of Chemistry. - 2023. - Vol. 61, is. 1. - P. 1542.

40. Smart epoxy coating with mesoporous silica nanoparticles loaded with calcium phosphate for corrosion protection / Z. Lamprakou, H. Bi, C. E. Weinell, K. Dam-Johansen // Progress in Organic Coatings. - 2022. - Vol. 165. - Article number 106740.

41. Lakshmi R. V. Ceria nanoparticles vis-à-vis cerium nitrate as corrosion inhibitors for silica-alumina hybrid sol-gel coating / R. V. Lakshmi, S. T. Aruna, S. Sampath // Applied Surface Science. - 2017. - Vol. 393. - P. 397-404.

42. Saline-responsive triple-action self-healing coating for intelligent corrosion control / Y. Huang, T. Liu, L. Ma [et al.] // Materials & Design. - 2022. - Vol. 214. -Article number 110381.

43. Домниченко Р. Г. Разработка полимерных покрытий на основе эпоксидно-акрилатного пленкообразователя с улучшенными эксплуатационными характеристиками: дис. ... канд. тех. наук: 2.6.11 / Р. Г. Домниченко. - Воронеж, 2024. - 142 с.

44. Phytic acid-doped polypyrrole/graphene oxide nanofillers for the preparation of self-healing anticorrosion coatings with the synergistic physical barrier, passivation and chelating effect / X. Li, H. Shi, R. Hong [et al.] // Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects. - 2024. - Vol. 701. - Article number 134908.

45. Doped STR@mSiO2-GO nanocomposite coatings for enhanced anticorrosion protection of copper / M. Lasri, M. Fawzi, A. Bimoussa [et al.] // Inorganic Chemistry Communications. - 2024. - Vol. 167. - Article number 112653.

46. Effect of nanoparticles on the anticorrosion and mechanical properties of epoxy coating / X. Shi, T. A. Nguyen, Z. Suo [et al.] // Surface and Coatings Technology. - 2009. - Vol. 204, №. 3. - P. 237-245.

47. Recent advancements in corrosion inhibitor systems through carbon allotropes: Past, present, and future / C. Verma, M. A. Quraishi, E. E. Ebenso, C. M. Hussain // Nano Select. - 2021. - Vol. 26 is. 12. - P. 2237-2255.

48. Si02-HaH0K0rn^Hepbi нового типа. Зачем удалять мицеллы темплата, если они функциональны? / О. В. Дементьева, М. М. Виноградова, Л. В. Фролова, [и др.] // Коллоидный журнал. - 2014. - Т. 76, № 1. - С. 22-27.

49. Гасанов Х. И. Ингибиторы солеотложения на основе фосфатов тетраметилэтилендиамина и наночастиц / Х. И. Гасанов, Н. Н. Халилов // Булатовские чтения. - 2023. - Т. 1. - С. 156-162.

50. Влияние металл-углеродных нанокомпозитов на защитное действие ингибиторов коррозии / М. А. Плетнев, О. А. Овечкина, Н. С. Булдакова [и др.] // Интеллектуальные системы в производстве. - 2014. - № 1. - С. 150-152.

51. Шинкарева Е. В. Антикоррозионная грунтовка на основе водной эпоксидной эмульсии и углеродных наночастиц / Е. В. Шинкарева, В. Д. Кошевар // Журнал прикладной химии. - 2016. - Т. 89, № 1. - С. 68-76.

52. Кузнецов Ю. И. Физико-химические аспекты ингибирования коррозии металлов в водных растворах / Ю. И. Кузнецов // Успехи химии. - 2004. - № 73. -С. 79-93.

53. Композиционные покрытия нового поколения с функцией «активной» коррозионной защиты магниевых сплавов / А. С. Гнеденков, С. Л. Синебрюхов, Д. В. Машталяр [и др.] // Вестник Дальневосточного отделения Российской академии наук. - 2019. - № 6 (208). - С. 58-69.

54. Гибридные полимерсодержащие покрытия, импрегнированные ингибитором коррозии, для защиты биорезорбируемых магниевых имплантатов / А.С. Гнеденков, В.С. Филонина, С.Л. Синебрюхов [и др.] // Вестник Дальневосточного отделения Российской академии наук. - 2021. - № 5 (219). - С. 56-64.

55. Silicate coatings filled with zinc powder and graphene nanoplates for steel corrosion protection / A. V. Kobets, I. A. Audzeychyk, T. N. Vorobyova, U. P. Novikov // Kimya Problemleri. - 2023. - Vol. 21, № 1. - С. 29-40.

56. Application of silica nanoparticles for improving abrasion resistance of transparent polyacrylate coatings / V. E. Katnov, E. I. Garifullina, P. V. Grishin [et al.] // International Multidisciplinary Scientific GeoConference: SGEM. - 2018. - Vol. 18.

- P. 67-74.

57. Superhydrophobic epoxy coatings via pulsed laser processing / E. A. Kuzina, M. A. Teplonogova, A. M. Emelyanenko, L. B. Boinovich // Progress in Organic Coatings. - 2025. - Vol. 204. - Article number 109272.

58. Alao A. O. The Influence of Nanoparticle Inhibitors on the Corrosion Protection of Some Industrial Metals: A Review / A. O. Alao, A. P. Popoola, O. Sanni // Journal of Bio- and Tribo-Corrosion. - 2022. - Vol. 62. - P. 1658-1663.

59. Inhibition efficiency of gold nanoparticles on corrosion of mild steel, stainless steel and aluminium in 1M HCl solution / J. K. Odusote, T. B. Asafa, J. G. Oseni [et al.] // Materials Today: Proceedings. - 2020. - Vol. 38, № 2. - P. 578-583.

60. Fayyadh S. M. A comparative study between the use of nanoparticles of magnesium oxide and zinc oxide as coating for polymeric surfaces a flame retardant and corrosion resistance / S. M. Fayyadh, A. B. Ahmed // Materials Chemistry and Physics.

- 2024. - Vol. 314. - Article number 128899.

61. Sharmila R. Evaluation of corrosion inhibition in mild steel using cerium oxide nanoparticles / R. Sharmila, N. Selvakumar, K. Jeyasubramanian // Materials Letters. - 2013. - Vol. 91. - P. 78-80.

62. Computational, kinetic, and electrochemical studies of polyaniline functionalized ZnO and ZnO-SiO2 nanoparticles as corrosion protection films on carbon steel in acidic sodium chloride solutions / A. Al-Masoud, M. M. Khalaf, I.M.A. Mohamed [et al.] // Journal of Industrial and Engineering. - 2022. - Vol. 112. - P. 398422.

63. Non thermal plasma synthesis of ZnO nanoparticles and their corrosion inhibition activity on XC70 mild steel pipeline in 1 M HCl acidic medium / N. Bounedjar, M. F. Ferhat, L. Toukal, R. Messai // Materials Chemistry and Physics. -2024. - Vol. 311. - Article number 128555.

64. Eman A. K. Magnetite nanoparticles/polyvinyl pyrrolidone stabilized system for corrosion inhibition of carbon steel / A. K. Eman, H. Amal, E. M. Rania // Egyptian Journal of Petroleum. - 2018. - Vol. 27. - P. 919-926.

65. Al-Mosawi B. T. S. Synergistic effect of ZnO nanoparticles with organic compound as corrosion inhibition / B. T. S. Al-Mosawi, M. M. Sabri, M. A. Ahmed // International Journal of Low-Carbon Technologies. - 2021. - Vol. 16, is. 2. - P. 429435.

66. Synthesis of novel nano polymeric composite of zinc oxide and its application in corrosion inhibition of tubular steel in sweet corrosive medium / X. Dayu, L. Mingxing, K. R. Ansari, A. Singh // Journal of Molecular Liquids. - 2022. - Vol. 359. -Article number 119327.

67. Development and anti-corrosion performance of hyperbranched polyglycerol-decorated Fe3O4@SiO2 on mild steel in 1.0 M HCl / M. Amiri, M. Ghaffari, A. Mirzaee [et al.] // Journal of Molecular Liquids. - 2020. - Vol. 314. - Article number 113597.

68. Morsi R. E. Core/shell (ZnO/polyacrylamide) nanocomposite: In-situ emulsion polymerization, corrosion inhibition, anti-microbial and anti-biofilm characteristics / R. E. Morsi, A. Labena, E. A. Khamis // Journal of the Taiwan Institute of Chemical Engineers. - 2016. - Vol. 63. - P. 512-522.

69. Castaldo R. On the acid-responsive release of benzotriazole from engineered mesoporous silica nanoparticles for corrosion protection of metal surfaces / R. Castaldo, M. Salzano de Luna, C. Siviello [et al.] // Journal of Cultural Heritage. - 2020. - Vol. 44. - P. 317-324.

70. Shchukin D. G. Surface-engineered nanocontainers for entrapment of corrosion inhibitors / D. G. Shchukin, H. Mohwald // Advanced Functional Materials. -2007. - Vol. 17. - P. 1451-1458.

71. The electrochemical behavior of nanocomposite organic coating based on clay nanotubes filled with green corrosion inhibitor through a vacuum-assisted procedure / M. Izadi, T. Shahrabi, I. Mohammadi [et al.] // Composites Part B: Engineering. - 2019. - Vol. 171. - P. 96-110.

72. Preparation, release and anticorrosion behavior of a multi-corrosion inhibitors-halloysite nanocomposite / X. Xing, X. Xu, J. Wang, W. Hu // Chemical Physics Letters. - 2019. - Vol. 718. - P. 69-73.

73. Shirazi Z. A new nanocomposite based on poly (o-anthranilic acid), graphene oxide and functionalized carbon nanotube as an efficient corrosion inhibitor for stainless steel in severe environmental corrosion / Z. Shirazi, A. N. Golikand, M. H. Keshavarz // Composites Communications. - 2020. - Vol. 22. - Article number 100467.

74. A critical review on the recent studies on plant biomaterials as corrosion inhibitors for industrial metals / S. A. Umoren, M. M. Solomon, I. B. Obot, R. K. Suleiman // Journal of Industrial and Engineering Chemistry. - 2019. - Vol. 76. - P. 91-115.

75. Altemimi A. Phytochemicals: extraction, isolation, and identification of bioactive compounds from plant extracts / A. Altemimi, N. Lakhssassi, A. Baharlouei [et al.] // Plants. - 2017. - Vol. 6. - Article number 42.

76. A novel green reinforcement corrosion inhibitor extracted from waste Platanus acerifolia leaves / Q. Liu, Z. Song, H. Han [et al.] // Construction and Building Materials. - 2020. - Vol. 260. - Article number 119695.

77. Кашинская Т. Я. Получение гуминовых препаратов на основе торфяного и сапропелевого сырья / Т. Я. Кашинская, Б. В. Курзо, Н. В. Шевченко // Природопользование. - 2012. - № 21. - С. 256-262.

78. Theoretical and surface/electrochemical investigations of walnut fruit green husk extract as effective inhibitor for mild-steel corrosion in 1M HCl electrolyte / A. R. Shahmoradi, M. Ranjbarghanei, A. A. Javidparvar [et al.] // Journal of Molecular Liquids. - 2021. - Vol. 338. - Article number 116550.

79. Indole alkaloids of Alstonia angustifolia var. latifolia as green inhibitor for mild steel corrosion in 1 M HCl media / P. B. Raja, A. K. Qureshi, A. A. Rahim [et al.] // Journal of materials engineering and performance. - 2013. - Vol. 22. - P. 1072-1078.

80. A review on the green synthesis of metal (Ag, Cu, and Au) and metal oxide (ZnO, MgO, Co3O4, and TiO2) nanoparticles using plant extracts for developing

antimicrobial properties / I. J. Lithi, K. I. A. Nakib, A. M. S. Chowdhury, M. S. Hossain // Nanoscale Advances. - 2025. - Vol. 7, is. 9. - P. 2446-2473.

81. Enhanced corrosion resistance of reinforced concrete: Role of emerging eco-friendly Elaeis guineensis/silver nanoparticles inhibitor / M. A. Asaad, M. Ismail, M. M. Tahir [et al.] // Construction and Building Materials. - 2018. - Vol. 188. - P. 555-568.

82. Improved corrosion resistance of mild steel against acid activation: Impact of novel Elaeis guineensis and silver nanoparticles / A. A. Mohammad, N. S. Noor, S. Arizu [et al.] // Journal of Industrial and Engineering Chemistry. - 2018. - Vol. 63. - P. 139-148.

83. Mitigation of microbial biodeterioration and acid corrosion of pipework steel using Citrus reticulata peels extract mediated copper nanoparticles composite / E. Ituen, E. Ekemini, L. Yuanhua [et al.] // International Biodeterioration & Biodegradation. -2020. - Vol. 149. - Article number 104935.

84. Izadi M. Synthesis and characterization of an advanced layer-by-layer assembled Fe3O4/polyaniline nanoreservoir filled with Nettle extract as a green corrosion protective system / M. Izadi, T. Shahrabi, B. Ramezanzadeh // Journal of Industrial and Engineering Chemistry. - 2018. - Vol. 57. - P. 263-274.

85. Bioengineered silver nanoparticles as potent anti-corrosive inhibitor for mild steel in cooling towers / J. Narenkumar, P. Parthipan, J. Madhavan [et al.] // Environ Sci Pollut. - 2018. - Vol. 25. - P. 5412-5420.

86. Ituen E. Inhibitive effect of onion mesocarp extract-nickel nanoparticles composite on simultaneous hydrogen production and pipework corrosion in 1 M HCl / E. Ituen, A. Singh, L. Yuanhua // International Journal of Hydrogen Energy. - 2020. -Vol. 45. - P. 10814-108255.

87. Saviour A. U. Effect of addition of CeO2 nanoparticles to pectin as inhibitor of X60 steel corrosion in HCl medium / A. U. Saviour, A. Madhankumar // Journal of Molecular Liquids. - 2016. - Vol. 224. - P. 72-82.

88. Vidhya S. Evaluation of solanum nigrum leaf extract as a corrosion inhibitor and Reductant for the green synthesis of gold nanoparticles / S. Vidhya, R. Leema //

International Journal of Research and Development in Pharmacy and Life Sciences. -2010. - Vol. 3. - P. 1011-1021.

89. The impact of ZnO nanofillers on the mechanical and anti-corrosion performances of epoxy composites / R. §omoghi, A. Semenescu, V. Pasare [et al.] // Polymers. - 2024. - Vol. 16. №. 14. - Article number 2054.

90. Bioinspired superhydrophobic coatings: ZnO-based epoxy composites with the biomimetic structure of parrot feathers for anti-corrosion/anti-biofilm applications / J.-J. Hwang, M.-X. Li, J. N. I. Balitaan [et al.]// Progress in Organic Coatings. - 2024. -Vol. 194. - Article number 108610.

91. Aung M. M. Improvement of Anticorrosion Coating Properties in Bio-Based Polymer Epoxy Acrylate Incorporated with Nano Zinc Oxide Particles / M. M. Aung, W. J. Li, H. N. Lim // Industrial & Engineering Chemistry Research. - 2020. - Vol. 59, is. 5. - P. 1753-1763.

92. Influence of ZnO Nanoparticle Size on Barrier Performance and Corrosion Protection of Poly(dimethylsiloxane)-Coated Q235 Steel in Chloride Environment: Bode and Computational Simulation Investigations / I. O. Arukalam, I. N. Uzochukwu, B. Tuzun [et al.] // Chemistry Africa. - 2024. - Vol. 7. - P. 853-863.

93. Rajkumar R. A study of corrosion protection efficiency of silica nanoparticles acrylic coated on mild steel electrode / R. Rajkumar, C. Vedhi // Vacuum. - 2019. -Vol. 161. - P. 1-4.

94. Assesment of ZnO nanoparticles as anticorrosive pigment in hybrid sol-gel films / D. Akvarez, A. Collazo, X.R. Novoa, C. Perez // Progress in Organic Coating. -2016. - Vol. 96. - P. 3-12.

95. Enhancement of corrosion resistance of polypyrrole using metal oxide nanoparticles: Potentiodynamic and electrochemical impedance spectroscopy study / M. Hosseinia, L. Fotouhi, A. Ehsani, M. Naseri // Journal of Colloid and Interface Science. - 2017. - Vol. 505. - P. 213-219.

96. The effect of ceria and zirconia nanoparticles on the corrosion behaviour of cataphoretic epoxy coatings on AA6060 alloy / Lj. S. Zivkovic, B. V. Jegdic, V. D.

Andric [et al.] // Progress in Organic Coatings. - 2019. - Vol. 136. - Article number 105219.

97. Rassouli L. Study of the impact of sequence of corrosion inhibitor doping in zeolite on the self-healing properties of silane sol-gel film / L. Rassouli, R. Naderi, M. Mahdavain // Journal of Industrial and Engineering Chemistry. - 2018. - Vol. 66. - P. 221-230.

98. Aboorvakani R. Influence of Zn concentration on zinc oxide nanoparticles and their anti-corrosion property / R. Aboorvakani, S. Kennady-Vethanathan, K. U. Madhu // Journal of Alloys and Compounds. - 2020. - Vol. 834. - Article number 155078.

99. Formation of ZnO micro-flowers prepared via solution process and their antibacterial activity / R. Wahab, K. Young-Soon, M. Amrita [et al.] // Nanoscale research letters. - 2010. - Vol. 5. - P. 1675-1681.

100. Hedayati K. Fabrication and optical characterization of zinc oxide nanoparticles prepared via a simple sol-gel method / K. Hedayati // Journal of nanostructures. - 2015. - Vol. 5, is. 4. - P. 395-401.

101. Amino acid and TiO2 nanoparticles mixture inserted into sol-gel coatings: An efficient corrosion protection system for AZ91 magnesium alloy / M. A. Ashrafa, Z. Liuc, W.-X. Penga, N. Yoysefi // Journal of Industrial and Engineering Chemistry. -2019. - Vol. 76. - P. 91-115.

102. Laura V. M. Influence of silica nanoparticles on corrosion resistance of solgel based coatings on mild steel / V. M. Laura, N. Sanjeev, P. Shiladitya // Surface and Coatings Technology. - 2017. - Vol. 324. - P. 368-375.

103. Kumar A. M. Bifunctional CuO/TiO2 nanocomposite as nanofiller for improved corrosion resistance and antibacterial protection / A. M. Kumar, A. Khan, R. Suleiman [et al.] // Progress in Organic Coatings. - 2018. - Vol. 114. - P. 9-18.

104. Khodabakhshi J. Investigation of viscoelastic and active corrosion protection properties of inhibitor modified silica nanoparticles/epoxy nanocomposite coatings on carbon steel / J. Khodabakhshi, H. Mahdavi, F. Najafi // Corrosion Science. - 2019. -Vol. 147. - P. 128-140.

105. Hamzah M. H. CoAl2O4/TiO2 nano composite as an anti-corrosion pigment / M. H. Hamzah, S. Eavani, E. Rafiee // Materials Chemistry and Physics. - 2020. - Vol. 242. - Article number 122495.

106. Rostampour M. Synthesis and characterization of the novel nano composite pigments using CoWO4 on different silica sources: A comparative study / M. Rostampour, S. Eavani // Powder Technology. - 2020. - Vol. 363. - P. 86-94.

107. Jeyasubramanian K. Nano iron oxide dispersed alkyd coating as an efficient anticorrosive coating for industrial structures / K. Jeyasubramanian, V. S. Benitha, V. Parkavi // Progress in Organic Coatings. - 2019. - Vol. 132. - P. 76-85.

108. Influence of copper nanoparticles capped by cationic surfactant as modifier for steel anti-corrosion paints / M. A. Hegazy, A. M. Badawi, S. S. Abd El Rehim, W. M. Kamel // Egyptian Journal of Petroleum. - 2013. - Vol. 22. - P. 549-556.

109. Development of a superhydrophobic and bactericide organic topcoat to be applied on thermally sprayed aluminum coatings in offshore submerged components / A. Lopez-Ortega, O. Areitioaurtena, S.A. Alves [et al.] // Progress in Organic Coatings. - 2019. - Vol. 137. - Article number 105376.

110. Synthesis, characterization and application of some nanosized mixed metal oxides as high heat resistant pigments: Ca2CuO3, Ca3Co2O6, and NiSb2O6 / O. A. Fouad, A. M. Hassan, H. A. El-Wahab [et al.] // Journal of Alloys and Compounds. - 2012. -Vol. 537. - P. 165-170.

111. Acid-modification and praseodymium loading of halloysite nanotubes as a corrosion inhibitor / R. Mahmoudi, P. Kardar, A.M. Arabi [et al.] // Applied Clay Science. - 2020. - Vol. 184. - Article number 105355.

112. Stretchable and self-healing polyurethane coating with synergistic anticorrosion effect for the corrosion protection of stainless steels / H. W. J. Xu, X. Du, H. Wang [et al.] // Progress in Organic Coatings. - 2021. - Vol. 156. - Article number 106672.

113. Rzaij D. R. Coating Performance of SiO2/Epoxy Composites as a Corrosion Protector / D. R. Rzaij, N. Y. Ahmed, N. Alhaboubi // Corrosion Science and Technology. - 2022. - Vol. 21. - P. 111-120.

114. Protection of mild steel with molecular engineered epoxy nanocomposite coatings containing corrosion inhibitor functionalized nanoparticles / W. Yang, W. Feng, Z. Liao [et al.] // Surface and Coatings Technology. - 2021. - Vol. 406. - Article number 126639.

115. Eduok U. Synthesis and characterization of anticorrosion zirconia/acrylic nanocomposite resin coatings for steel / U. Eduok, J. Szpunar, E. Ebenso // Progress in Organic Coatings. - 2019. - Vol. 137. - Article number 105337.

116. Preparation and characterization of spherical titania and their influence on self-cleaning and anticorrosion properties of acrylic resin / C. Sun, J. Dai, H. Zhang [et al.] // Progress in Organic Coatings. - 2019. - Vol. 128. - P. 21-31.

117. Wu J. Preparation of epoxy/ZrO2 composite coating on the Q235 surface by electrostatic spraying and its corrosion resistance in 3.5% NaCl solution / J. Wu, G. Ji, Q. Wu // RSC advances. - 2022. - Vol. 12. - P. 19341-19352.

118. A review of nanoparticle synthesis methods, classifications, applications, and characterization / M. Namakka, M. R. Rahman, K. A. M. B. Said [et al.] // Environmental Nanotechnology, Monitoring & Management. - 2023. - Vol. 20. -Article number 100900.

119. Srinivasan L. V. A critical review of various synthesis methods of nanoparticles and their applications in biomedical, regenerative medicine, food packaging, and environment / L. V. Srinivasan, S. S. Rana // Discover Applied Sciences. - 2024. - Vol. 6, № 7. - Article number 371.

120. A comprehensive review on various techniques used for synthesizing nanoparticles / S. Kumari, S. Raturi, S. Kulshrestha [et al.] // Journal of Materials Research and Technology. - 2023. - Vol. 27. - P. 1739-1763.

121. Quy Huong D. Effect of the Structure and Temperature on Corrosion Inhibition of Thiourea Derivatives in 1.0 M HCl Solution / D. Quy Huong, T. Duong, P. C. Nam // ACS Omega. - 2019. - Vol. 4. - P. 14478-14489.

122. The nano spray dryer B-90 / D. Heng, S. H. Lee, W. K. Ng, R. B. Tan // Expert Opinion on Drug Delivery. - 2011. - Vol. 8. - P. 965-972.

123. Nanoparticles by spray drying using innovative new technology: The Buchi Nano Spray Dryer B-90 / X. Li, N. Anton, C. Arpagaus [et al.] // Journal of Controlled Release. - 2010. - Vol. 147. - P. 304-310.

124. Получение нанопорошков оксида алюминия и циркония из растворов их солей методом распылительной сушки / Г. В. Лямина, А. Э. Илела, А. А. Качаев [и др.] // Бутлеровские сообщения. - 2013. - Т. 33, № 2. - С. 119-124.

125. Synthesis of Al2O3-ZrO2 powders from differently concentrated suspensions with a spray drying technique / G. Lyamina, A. Ilela, O. Khasanov [et al.] // AIP Conference Proceedings. - 2016. - Vol. 1772. - Article number 020011.

126. The particle size effect of CeO2 on the structure and properties of MgAkO4 spinel ceramics / V. Paygin, E. Dvilis, S. Stepanov, D. Valiev, O. Khasanov, D. Deulina, I. Shevchenko, F. Huang // Ceramics International. - 2025. - Vol. 51, № 1. -P. 331-338.

127. Study of thermodynamic and rheological properties of sensitive polymeric nanoparticles as a possible application in the oil industry / L. Ruiz-Virgen, M. A. Hernandez-Martinez, G. Martinez-Mejia [et al.] // Journal of solution chemistry. - 2024. - Vol. 53. - P. 5-27.

128. Буркова В. Н. Химический состав и фармакологическая активность водного экстракта пихты сибирской (Abies sibirica L.) / В. Н. Буркова, В. П. Сергун, А.А. Иванов // Химия растительного сырья. - 2022. - № 2. - С. 19-34.

129. Соловьёва Е. С. Состав и свойства эфирного масла пихты сибирской Abies sibirica Ldb., произрастающей в разных районах Кировской области / Е. С. Соловьёва, Т. А. Адамович // Химия растительного сырья. - 2020. - № 3. - С. 291297.

130. Effect of TiO2 nanoparticles and SDBS on corrosion behavior of 3003 aluminum alloy in aqueous ethylene glycol containing chloride ions at high temperature / Y. Cao, C. Zou, C. Wang [et al.] // Journal of Alloys and Compounds. - 2021. - Vol. 873. - Article number 159820.

131. Enhancement of corrosion protection of mild steel by chitosan/ZnO nanoparticle composite membranes / S. John, A. Joseph, A. J. Jose, B. Narayana // Progress in Organic Coating. - 2015. - Vol. 84. - P. 28-34.

132. Далбанбай А. Определение размеров частиц керамических нанопорошков методом лазерной дифракции / А. Далбанбай, А. А. Леонов, И. А. Божко // Высокие технологии в современной науке и технике. - 2013. - С. 139142.

133. Лямина Г. В. Разработка ингибитора коррозии на основе суспензий наночастиц оксида цинка для сталей в кислых средах / Г. В. Лямина, И. Н. Шевченко, Т. В. Данилова // Бутлеровские сообщения. - 2022. - Т. 71, № 7. - С. 20-28.

134. Experimental study and optimizing of plant-based corrosion inhibitors for copper in simulated seawater / S. Raissi, W. Sassi, N. Rouge, J. Y. Hihn // Materials Today Communications. - 2025. - Vol. 40. - Article number 113953.

135. Corrosion inhibition of Q235 and X65 steels in CO2-saturated solution by 2-phenyl imidazoline / H. Jiang, B. Wang, J. Liu [et al.] // Arabian Journal of Chemistry.

- 2023. - Vol. 16, №. 6. - Article number 104774.

136. Lopez D. A. Inhibitors performance in CO2 corrosion: EIS studies on the interaction between their molecular structure and steel microstructure / D. A. Lopez, S. N. Simison, S. R. De Sanchez // Corrosion science. - 2005. - Vol. 47, №. 3. - P. 735755.

137. Degen A. Effect of pH and impurities on the surface charge of zinc oxide in aqueous solution / A. Degen, M. Kosec // Journal of the European Ceramic Society. -2000. - Vol. 20, №. 6. - P. 667-673.

138. Christopher G. Highly dispersive waterborne polyurethane/ZnO nanocomposites for corrosion protection / G. Christopher, M. Anbu Kulandainathan, G. Harichandran // Journal of Coatings Technology and Research. - 2015. - Vol. 12, № 4.

- P. 657-667.

139. Химическая кинетика гетерогенных процессов: учебное пособие / А.Н. Дьяченко, В.В. Шагалов; Томский политехнический университет. - Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2014. - 102 с.

140. Konovalova V. The effect of temperature on the corrosion rate of iron-carbon alloys / V. Konovalova // Materials Today: Proceedings. - 2021. - Vol. 38. - P. 1326-1329.

141. Al-Senani G.M. Synthesis of ZnO-NPs using a Convolvulus arvensis leaf extract and proving its efficiency as an inhibitor of carbon steel corrosion / G. M. Al-Senani // Materials. - 2020. - Vol. 13. - Article number 890.

142. Sunflower head pectin with different molecular weights as promising green corrosion inhibitors of carbon steel in hydrochloric acid solution / X. Ma, J. Wang, J. Xu [et al.] // ACS Omega. - 2019. - Vol. 4. - P. 21148-21160.

143. Shivakumar S. Studies on the inhibitive performance of cinnamomum zeylanicum extracts on the corrosion of mild steel in hydrochloric acid and sulphuric acid media / S. Shivakumar, K. Mohana // Journal of Materials and Environmental Sciences. - 2013. - Vol. 4. - P. 448-459.

144. Experimental and theoretical assessment of new and eco-friendly thioglycoluril derivative as an effective corrosion inhibitor of St2 steel in the aggressive hydrochloric acid with sulfate ions / E. Berdimurodov, A. Kholikov, K. Akbarov, L. Guo // Journal of Molecular Liquids. - 2021. - Vol. 335. - Article number 116168.

145. Nosal-Wiercinska A. The adsorption of thiourea on the mercury from neutral and acidic solutions of perchlorates / A. Nosal-Wiercinska, Z. Fekner, G. Dalmata // Journal of Electroanalytical Chemistry. - 2005. - Vol. 584, № 2. - P. 192-200.

146. Reichle R. A. Zinc hydroxide: solubility product and hydroxy-complex stability constants from 12.5-75 C / R. A. Reichle, K. G. McCurdy, L. G. Hepler // Canadian Journal of Chemistry. - 1975. - Vol. 53, №. 24. - P. 3841-3845.

147. Chimenti S. Effective incorporation of ZnO nanoparticles by miniemulsion polymerization in waterborne binders for steel corrosion protection / S. Chimenti, J.M. Vega, M. Aguirre, E. Garcia-Lecina, J.A. Diez, H.J. Grande, J.R. Leiza // Journal of Coatings Technology and Research. - 2017. - Vol. 14, N. 4. - P. 829-839.

148. A review of the characterization methods for self-healing assessment in polymeric coatings / P. Panahi, S. N. Khorasani, R. A. Mensah [et al.] // Progress in Organic Coatings. - 2024. - Vol. 186. - Article number 108055.

149. Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS): A Review Study of Basic Aspects of the Corrosion Mechanism Applied to Steels / H. H. Hernández, A. M. R. Reynoso, C. Juan [et al.] // Electrochemical impedance spectroscopy. - 2020. - P. 1-19.

150. Кленина О. В. Фазовое разделение в системе полиакриловая кислота -полиакриламид-вода / О. В. Кленина, Э. Г. Файн // Высокомолекулярные соединения. А. - 1981. - Т. 23, № 6. - С. 1298-1301.

151. Шабадров П. А. Сверхсильное набухание гидрогелей сополимеров акриламида и метакриловой кислоты / П. А. Шабадров, А. П. Сафронов // Высокомолекулярные соединения. А. - 2018. - Т. 60, № 5. - С. 402-412.

152. Biodegradable poly(acrylic acid-co-acrylamide)/poly(vinyl alcohol) double network hydrogels with tunable mechanics and high self-healing performance / Z. Jing, A. Xu, Y.-Q. Liang [et al.] // Polymers. - 2019. - Vol. 11, № 6. - Article number 952.

153. Study of thermodynamic and rheological properties of sensitive polymeric nanoparticles as a possible application in the oil industry / L. Ruiz-Virgen, M. A. Hernandez-Martinez, G. Martinez-Mejia [et al.] // Journal of solution chemistry. - 2024. - Vol. 53. - P. 5-27.

154. Макромолекулярные комплексы микроэлементов с сополимерами акриламида и акрилата натрия / Е. К. Фомина, Е. В. Гринюк, Г. В. Бутовская, Л.П. Круль // Свиридовские чтения: сб. ст. - 2017. - № 13. - С. 294-314.

155. Pardeshi P. M. Photo-polymerization as a new approach to fabricate the active layer of forward osmosis membrane / P. M. Pardeshi, A. A. Mungray // Scientific Reports. - 2019. - Vol. 9. - Article number 1937.

156. Evaluating poly(acrylamide-co-acrylic acid) hydrogels stress relaxation to direct the osteogenic differentiation of mesenchymal stem cells / E. Prouve, B. Drouin, P. Chevallier [et al.] // Macromolecular Bioscience. - 2021. - Vol. 21, № 6. - Article number 2100069.

157. Hassan M. F. Poly(acrylamide-co-acrylic acid)-zinc acetate polymer electrolytes: studies based on structural and morphology and electrical spectroscopy / M. F. Hassan, S. Z. M. Yusof // Microscopy Research. - 2014. - Vol. 2. - P. 30-38.

158. Neouze M. A. Surface modification and functionalization of metal and metal oxide nanoparticles by organic ligands / M. A. Neouze, U. Schubert // Monatshefte fur Chemie-Chemical Monthly. - 2008. - Vol. 139, № 3. - P. 183-195.

159. An Anticorrosion Coating Based on Acrylic Varnish and Zinc Oxide Nanoparticles Obtained by Nanospray Drying / G. V. Lyamina, I. N. Shevchenko, E. S. Dvilis [et al.] // Protection of Metals and Physical Chemistry of Surfaces. - 2025. - V. 61, № 5. - P. 1142-1150.

160. Влияние аэроионификации на процесс формирования защитно-декоративных покрытий на древесине водными акриловыми лакокрасочными материалами / И. В. Жданова, М. В. Газеев, Н. Ф. Жданов, Н. С. Васянина // Вестник Казанского технологического университета. - 2012. - № 19. - С. 56-59.

161. Пашаев А. М. Оценка внутренних напряжений полимерных пленок по характерному микропрофилю поверхности / А. М. Пашаев, А. Х. Джанахмедов, А. А. Алиев // Физическая мезомеханика. - 2019. - № 22. - С. 95-100.

162. Карибьянц Н. С. Взаимодействие слабосшитых гелей полиметакриловой кислоты с полиэтиленгиколем и цетилпиридинийхлоридом / Н. С. Карибьянц, С. Г. Стародубцев, О. Е. Филиппова // Высокомолекулярные соединения. - 1993. - Т. 35, № 4. - С. 403-407.

ПРИЛОЖЕНИЕ А ПРОТОКОЛ РЕГИСТРАЦИИ НОУ-ХАУ

ПРИЛОЖЕ^Е Б АКТ О ВHEДРEHИИ РЕЗУЛЬТАТОВ