ارزیابی پتانسیل عصاره گلبرگ زعفران برای کنترل خوردگی آلومینیوم: یک رویکرد یکپارچه شامل استخراج، تجزیه و تحلیل تجربی و محاسباتی

مطالعه ما بر افزایش پتانسیل آنتی اکسیدانی عصاره گلبرگ زعفران (SPE) به عنوان یک بازدارنده خوردگی پایدار برای آلومینیوم (Al) در محلول 3.5٪ NaCl متمرکز است. غربالگری فیتوشیمیایی و فعالیت آنتی اکسیدانی شناسایی شده است. روش‌های تحقیقاتی مختلف، از جمله تکنیک‌های تجربی مانند طیف‌سنجی امپدانس الکتروشیمیایی (EIS) و پلاریزاسیون پتانسیودینامیک (PDP)، برای ارزیابی اثربخشی این ترکیب در مهار خوردگی مورد استفاده قرار گرفتند. تجزیه و تحلیل محاسباتی، شامل شبیه‌سازی‌های نظریه تابعی چگالی (DFT) و دینامیک مولکولی (MD)، برای انجام یک مطالعه نظری بر روی اجزای اصلی SPE مورد استفاده قرار گرفت. ویژگی‌های سطح و ترکیب آلاینده خورده با استفاده از ترکیبی از میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)، طیف‌سنجی پرتو ایکس پراکنده انرژی (EDX) و طیف‌سنجی فروسرخ تبدیل فوریه (FT-IR) مورد بررسی قرار گرفت.

نتایج الکتروشیمیایی نشان می دهد که اثربخشی بازدارنده به غلظت آن بستگی دارد و در 500ppm SPE به 95.11٪ می رسد. PDP نشان می دهد که کنترل مهار مخلوط به طور موثر خوردگی Al را کند می کند. علاوه بر این، رفتار جذب SPE بر روی Al از مدل ایزوترم لانگمویر پیروی می کند. تجزیه و تحلیل‌های SEM، EDX و FT-IR تغییرات قابل‌توجهی را در مورفولوژی سطح و زبری Al و تأیید تشکیل موفقیت‌آمیز یک لایه محافظ روی سطح Al تأیید کردند. طیف‌سنجی فرابنفش مرئی (UV-Vis) شواهدی از برهمکنش بین Al و مولکول‌های SPE را نشان می‌دهد. مطالعات محاسباتی این مشاهدات را ثابت کرد و الگوهای واکنش پذیری و جذب مولکول های اصلی زیست فعال ارزیابی شده SPE را در سطح Al نشان داد.

Our study focuses on enhancing the antioxidant potential of saffron petals extract (SPE) as a sustainable corrosion inhibitor for aluminium (Al) in a 3.5% NaCl solution. The phytochemical screening and antioxidant activity are identified. Various investigative methodologies, including experimental techniques such as Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS) and Potentiodynamic Polarization (PDP), were employed to evaluate the effectiveness of this compound in inhibiting corrosion. Computational analysis, involving Density Functional Theory (DFT) and Molecular Dynamics (MD) simulations, were utilized to carry out a Theoretical study on the main constituents of SPE. The surface characteristics and composition of the corroded Al were examined using a combination of Scanning Electron Microscopy (SEM), Energy-Dispersive X-ray Spectroscopy (EDX) and Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FT-IR).

The Electrochemical results suggest that the effectiveness of the inhibitor was dependent on its concentration, reaching 95.11% at 500 ppm of SPE. The PDP indicates that mixed inhibition control effectively slowed down the corrosion of Al. Furthermore, the adsorption behaviour of SPE onto Al follows to the Langmuir isotherm model. SEM, EDX and FT-IR analyses further verified significant alterations in the surface morphology and roughness of Al and confirming the successful formation of a protective layer on the Al surface. Ultraviolet-Visible spectroscopy (UV-Vis) reveals evidence of interaction between Al and the SPE molecules. Computational studies substantiated these observations, demonstrating the reactivity and adsorption patterns of the evaluated major bioactive molecules of SPE on the Al surface.