Azoli in njihovi derivati spadajo med ucinkovite organske inhibitorje korozije bakra.
Z molekulskim modeliranjem na osnovi teorije gostotnega funkcionala (angl. density
functional theory, DFT) smo obravnavali interakcijo modelnih azolov (imidazola,
triazola in tetrazola) z oksidirano povrsino bakra. V raziskavo smo vkljucili
Cu2O(111) in Cu2O(110) modela oksidirane povrsine bakra. Proucevali smo nevtralne
(nedisociirane) in disociirane oblike omenjenih azolov. Ugotovili smo, da se molekule
bistveno mocneje vezejo na koordinacijsko nenasicena (angl. coordinatively unsaturated,
CUS) mesta bakra kot na nasicena (angl. coordinatively saturated, CSA). Disociirane
molekule se na obravnavane povrsine vezejo bistveno mocneje kot nevtralne, ceprav
se lahko tudi slednje mocno vezejo na specicna mesta CUS. Vse tri obravnavane
azolne molekule se v nevtralni obliki vezejo s podobnimi adsorpcijskimi energijami,
medtem ko pride do razlik pri vezavi disociiranih oblik azolov. Opazili smo, da je pri
cepitvi N{H vezi disociativna adsorpcija ugodna le za triazol in tetrazol, vendar le na
kisikovih prazninah, kjer poteka brez bariere (ali z minimalno bariero). Na podlagi
tega smo sklepali, da sta triazol in tetrazol|pod nevtralnimi pogoji, kjer je baker
pogosto oksidiran|lahko aktivna kot inhibitorja korozije v disociirani obliki, medtem
ko je imidazol bolj relevanten v nedisociirani obliki. Nadalje smo proucili vezavo Cl, ki
ga lahko obravnavamo kot aktivatorja korozije. Izracuni so pokazali, da se lahko samo
disociirana triazol in tetrazol vezeta tako mocno, da izpodrineta Cl, ki je vezan na
povrsino. Na osnovi termodinamskega pristopa smo opisali dvo-dimenzionalne fazne
diagrame za vse tri molekule. Kljub temu, da se disociirane molekule na povrsine
vezejo mocneje, se nobena od obravnavanih struktur disociiranih molekul ne pojavi
na faznih diagramih. Rezultati faznih diagramov za Cu2O(111) model so pokazali, da
se vse tri molekule (imidazol, triazol in tetrazol) vezejo na specicna mesta CUS in
jih tudi stabilizirajo pod pogoji, kjer je molekularna adsorpcija se stabilna. Rezultati
nakazujejo na to, da je inhibicijska ucinkovitost azolov morda lahko povezana z njihovo
sposobnostjo pasivacije reaktivnih mest na povrsini. Nadalje smo proucili adsorpcijo
nedisociirane in disociirane oblike molekule vode na tri modele Cu2O(111) povrsine.
Nedisociirana molekula vode se veze na povrsino preko O{Cu vezi le z nenasicenimi
mesti bakra. V primeru, da teh mest na povrsini ni, voda tvori vodikove vezi s kisikom
na povrsini. Ugotovili smo, da je adsorpcija disociiranih molekul vode eksotermna le v
primeru vezave na kisikove praznine.
|