Die Arbeit wurde von AkzoNobel durch eine Kooperationsvereinbarung mit der University of Manchester unterstützt. PMG ist dankbar, dass der Fondo Sektorale CONACYT - SENER Hidrocarburos und dem Instituto Mexicano de Peteróleo für die finanzielle Unterstützung. TB dank Mellitah Oil &amp; Gas Companyfor Finanzierung ihrer studentship. KK erkennt finanzielle Unterstützung aus dem EPSRC (EP / L01680X / 1) durch die Materialien für anspruchsvolle Umgebungen Zentrum für Doktorandenausbildung. &quot;PAL dank CONACYT für ihren Aufenthalt in Manchester finanziell zu unterstützen. Schließlich alle Autoren Ben Spencer für seine technische Unterstützung anerkennen und Beratung.

1. Substrat / Herstellung der Lösung <ol><li> Herstellung von Kohlenstoff-Stahlsubstrat <ol><li> Schneiden Sie ein ca. 2 - 3 mm dicke Scheibe aus einem zylindrischen Kohlenstoff-Stahlstab (10 ± 2 mm Durchmesser), eine Präzisions-Schneidemaschine. Beschäftigen Kühlflüssigkeit während des Schneideverfahrens mechanischen Schaden zu minimieren. </li><li> Grind beide kreisförmigen Flächen, und die Kante des scheibenförmigen Probe mit einer Reihe von SiC - Papiere, dh 600 Splitt, Körnung 800, 1200 Grit, 2400 Körnung und 4.000 Körnung. </li><li> Polish beide kreisförmigen Flächen, und der Rand der scheibenförmigen Probe entweder mit Diamantpaste oder Aluminiumoxidpulver (3 &amp; mgr; m und / oder 1 &amp; mgr; m), bis eine spiegelnde Oberfläche erzielt wird. </li><li> Beschallen die Probe bei Raumtemperatur für etwa 10 Minuten in jedem der folgenden: entionisiertes Wasser, Aceton, Ethanol, Wasser und schließlich wieder entionisiert. </li><li> Trocknen alle Oberflächen der Probe unter einem Luftstrom. </li><li> Die Probe ist entwederExsikkator oder Vakuumexsikkator bis sie benötigt werden. Idealerweise beenden das Kohlenstoff-Stahlsubstrat unmittelbar vor der Lösung Tauch vorbereitet. </li></ol></li><li> Herstellung von gehemmten 1 M HCl - Lösung <ol><li> In 10,2 M HCl zu entionisiertem Wasser auf eine 1 M HCl-Lösung herzustellen. ACHTUNG: HCl ist schädlich und ätzend. Verpflichten Sie diesen Schritt in einem Abzug, geeignete persönliche Schutzausrüstung zu tragen. </li><li> Auflösen xg ausgewählter organischer-CI (zB x = 0,300 g von 2-Mercaptobenzimidazol) in 1 M HCl - Lösung mit einer 1 M HCl - Lösung herzustellen , enthaltend x mM Bio-CI (zB x = 2 mM 2-Mercaptobenzimidazol). </li></ol></li></ol> 2. Substrat Eintauchen in Gehemmte Säurelösung <ol><li> Gießen ein kleines Volumen (typischerweise 25 - 50 ml) der 1 M HCl + x mM (zB x = 2 mM 2-Mercaptobenzimidazol) organisch-CI - Lösung in einen kleinen Glasbecher. </li><li> Nehmen Sie den scheibenförmigen Kohlenstoff-Stahlprobe mit entweder Keramik oder plastic Pinzette, die 1 M HCl beständig sind. Berühren Sie den Rand der Probe mit der Pinzette. </li><li> Führen Sie die Probe in das Becherglas mit dem 1 M HCl + x mM organisch-CI-Lösung. Orientieren der Probe so, dass zylindrischen Flächen in der vertikalen Ebene sind. Anzahlung, um die Probe entweder direkt auf den Boden des Bechers, oder oben auf dem offenen Ende eines kurzen Glasröhrchen. Stellen Sie sicher, dass die Probe vollständig eingetaucht ist. </li></ol> 3. Sample Transfer <ol><li> Handschuhfach Vorbereitung <ol><li> Suchen Sie die kreisförmige Probe-Transferöffnung in der Basis des Handschuhfach auf der XPS Last-Lock Flanschbefestigung. Stellen Sie sicher, dass die Dichtung zwischen Handschuhfach und Last-Lock-Flansch richtig ausgebildet ist. </li><li> Schließen Sie das Handschuhfach mit einem Inertgas Zylinder (entweder N 2 oder Ar). </li><li> Halten Sie ein kleines Quadrat von doppelseitigen Kohlenstoff (leitend) Band auf die XPS-Probe bar. </li><li> Legen Hardware für Probentransfer in XPS Gerät erforderlichdurch einen offenen Port auf dem Handschuhfach angebracht , dh Probe bar mit Kohlenstoffband, Kunststoff / Keramik - Pinzette, Nitril Handschuhe, Labor Gewebe, Kunststoff Paraffinfilm, leer / trockene Wäsche - Flasche mit Ausgießer und Glasbecherglas mit ca. 200 g Na 2 CO 3 Pulver. </li><li> Ort Becherglas , das Kohlenstoff-Stahl-Probe in 1 M HCl + x mM (zB x = 2 mM 2-Mercaptobenzimidazol) organisch-CI - Lösung innerhalb Handschuhfach. Stellen Sie sicher, dass die Probe immer vollständig während dieses Schrittes eingetaucht wird. </li><li> Dichten Sie alle Ports / Einstiegspunkte auf dem Handschuhfach und beginnen mit N 2 zu reinigen (oder Ar). </li><li> Kontinuierlich zu spülen, Handschuhfach, bis die Probe Übertragung abgeschlossen ist. </li></ol></li><li> Von der Lösung zu XPS - Analyse Kammer <ol><li> Die Probe in dem 1 M HCl + x mM Bio-CI - Lösung für die gewünschte Eintauchzeit eingetaucht bleiben, beispielsweise 4 h, wie unten dargestellt für die XPS - Daten verwendet. </li><li> Überprüfen Sie, ob die relative Feuchtigkeit im Handschuhfach wird minimiert, die nach 60 typischerweise erreicht wird - 90 min Spülen zu initiieren. Ein Wert von 8% relativer Luftfeuchtigkeit erforderlich ist, bevor mit Probentransfer beginnt; Wert vor der Spülung ist in der Regel 35 bis 40%. HINWEIS: In der Regel gibt es keine speziellen O 2 -Sensors innerhalb der Glove - Box, aber Probemessungen mit einer solchen Vorrichtung zeigen , dass das Reinigungsverfahren führt zu einer Verringerung in O 2 -Konzentration um einen Faktor von ~ 1,000. </li><li> Führen Sie die Hände in Handschuhfach Handschuhe und dann die Abdeckung behandschuhten Hände mit Handschuhe aus Nitril im Handschuhfach. Dieser Schritt verringert die Möglichkeit einer Verunreinigung während der Probenhandhabung sowie erhöht die Leichtigkeit der Probenmanipulation. </li><li> Entfernen Sie die Kohlenstoff-Stahlprobe aus dem 1 M HCl + x mM (zB x = 2 mM 2-Mercaptobenzimidazol) organisch-CI - Lösung unter Verwendung der Keramik / Kunststoff - Pinzette. Berühren Sie den Rand der Probe mit der Pinzette. </li><li> immediately nach emersion, blasen die Probe trocken durch einen Strom von Inertgas lenken, die durch immer wieder leer / Trockenwaschflasche im Inneren Handschuhfach, auf Probenoberflächen quetschen. HINWEIS: Spülen mit Lösungsmittel in diesem Stadium wird das Potential der Beschädigung des gehemmten Schnittstelle, zB Inhibitor Entfernung oder Oxidation Schnittstelle zu minimieren geführt. </li><li> Abdeckung Becherglas mit 1 M HCl + x mM organisch-CI-Lösung mit Kunststoff Paraffinfilm. </li><li> Bringen Sie die Probe auf dem kleinen Platz von doppelseitigen Kohlenstoff (leitend) Klebeband angebracht, um XPS-Probe bar. Berühren Sie nicht die Oberfläche durch XPS sondiert werden. </li><li> Entlüften XPS Beladungsschleusenkammer zu N 2 / Ar. Stellen Sie sicher, dass die zugehörige Turbo / Drehpumpenkombination ist vor der Durchführung dieser Aktion ausgeschaltet. </li><li> Öffnen Sie die Ladesperre Flansch. </li><li> Übertragen Sie die Probe bar in die Schleusenkammer und schieben Sie sie auf die Probe Haltestift. </li><li> Schließen Sie die Last-Lock-Flansch. </li><li> Schalterauf Turbo / Kreiselpumpe Kombination Schleusenkammer abzupumpen. </li><li> Sobald der Druck in Beschickungsschleusenkammer mindestens erreicht ~ 5 x 10 -7 mbar, manuell übertragen Probe Zwischenkammer Transferarm verwenden. </li><li> Warten Sie , bis der Druck in dem Zwischenraum erreicht ~ 1 x 10 -8 mbar, und dann die zweite Transferarm verwenden , um manuell Probe auf die Probenmanipulator in der Analysekammer übertragen. </li></ol></li></ol> 4. Erwerb von XPS-Daten <ol><li> Orient Winkel von Probe, Probenmanipulator Tastatur Antriebsmotoren verwenden, um die gewünschten Photoelektronenemissionswinkel, zum Beispiel 0º (Emission entlang der Oberfläche normal), wie für die XPS - Daten unten dargestellt verwendet. </li><li> Öffnen Sie XPS-Datenerfassungssoftware auf das Symbol, indem Sie auf dem Desktop. Öffnen Instrument Manuelle Steuerung Fenster. </li><li> Eingang 10 mA und 15 kV als die Werte für die Anoden- Emission und Anode HT Parameter, respectively. Dann klicken Sie auf &quot;ON &quot;Taste in der&quot; X-ray Gun &quot;Abschnitt der monochromatischer Al K &amp; agr; Röntgenquelle an die Macht. Danach klicken Sie auf die Taste &quot;ON&quot; im &quot;Neutralisator&quot; auf der Ladungsneutralisator einzuschalten. </li><li> Wählen Sie Elektronenanalysator &#39;Spectrum / Hybrid &quot;Messmodus aus der&quot; Mode &quot;und&quot; Objektiv &quot;Drop-Down-Menüs in der&quot; Analyzer &quot;Abschnitt. </li><li> Eingang gewünschte kinetische / Bindungsenergiebereiche, passieren Energie (n), Schrittgröße (s), und die Verweilzeit (n) in &quot;Erwerb / Scan Control&quot; Abschnitt. Beispiel Eingabeparameterwerte: 1200 - 0 eV Bindungsenergie Bereich, 80 eV Pass Energie 0.5 eV Schrittgröße und 0,1 s Verweilzeit Überblick Spektren zu erwerben. </li><li> Optimieren Probenposition durch die Position der Probenmanipulator Einstellung Tastatur Probenmanipulator zur Ansteuerung von Motoren, Signal von ausgewählten Kern Ebene zu maximieren, zB C 1s oder Fe 2p. </li><li> Erwerben Sie XPS-Spektren von Datensammlung initiiert in XPS DatenerfassungSoftware. </li></ol>

<ol>
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G., Wang, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Understanding+corrosion+inhibition+mechanisms+-+Experimental+and+theoretical+approach.">Understanding corrosion inhibition mechanisms - Experimental and theoretical approach.</a> RSC Advances. 1 (5), 866-873 (2011).</li><li>Kokalj, A., Peljhan, S., Fin&#353;gar, M., Milo&#353;ev, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=What+determines+the+inhibition+effectiveness+of+ATA,+BTAH,+and+BTAOH+corrosion+inhibitors+on+copper?.">What determines the inhibition effectiveness of ATA, BTAH, and BTAOH corrosion inhibitors on copper?.</a> Journal of the American Chemical Society. 132 (46), 16657-16668 (2010).</li><li>Kokalj, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Formation+and+structure+of+inhibitive+molecular+film+of+imidazole+on+iron+surface.">Formation and structure of inhibitive molecular film of imidazole on iron surface.</a> Corrosion Science. 68, 195-203 (2013).</li><li>Briggs, D., Seah, M. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Practical surface analysis: by auger and x-ray photo-electron spectroscopy. 1, (1996).</li><li>Fin&#353;gar, M., Jackson, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Application+of+corrosion+inhibitors+for+steels+in+acidic+media+for+the+oil+and+gas+industry:+A+review.">Application of corrosion inhibitors for steels in acidic media for the oil and gas industry: A review.</a> Corrosion Science. 86, 17-41 (2014).</li><li>Fin&#353;gar, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=2-Mercaptobenzimidazole+as+a+copper+corrosion+inhibitor:+Part+II.+Surface+analysis+using+X-ray+photoelectron+spectroscopy.">2-Mercaptobenzimidazole as a copper corrosion inhibitor: Part II. Surface analysis using X-ray photoelectron spectroscopy.</a> Corrosion Science. 72, 90-98 (2013).</li><li>Morales-Gil, P., Walczak, M. S., Cottis, R. A., Romero, J. M., Lindsay, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Corrosion+inhibitor+binding+in+an+acidic+medium:+Interaction+of+2-mercaptobenizmidazole+with+carbon-steel+in+hydrochloric+acid.">Corrosion inhibitor binding in an acidic medium: Interaction of 2-mercaptobenizmidazole with carbon-steel in hydrochloric acid.</a> Corrosion Science. 85, 109-114 (2014).</li><li>Olivares-Xometl, O., Likhanova, N. V., Mart&#237;nez-Palou, R., Dom&#237;nguez-Aguilar, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electrochemistry+and+XPS+study+of+an+imidazoline+as+corrosion+inhibitor+of+mild+steel+in+an+acidic+environment.">Electrochemistry and XPS study of an imidazoline as corrosion inhibitor of mild steel in an acidic environment.</a> Materials and Corrosion. 60 (1), 14-21 (2009).</li><li>Flores, E. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sodium+phthalamates+as+corrosion+inhibitors+for+carbon+steel+in+aqueous+hydrochloric+acid+solution.">Sodium phthalamates as corrosion inhibitors for carbon steel in aqueous hydrochloric acid solution.</a> Corrosion Science. 53 (12), 3899-3913 (2011).</li><li>Zarrok, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Corrosion+control+of+carbon+steel+in+phosphoric+acid+by+purpald+-+Weight+loss,+electrochemical+and+XPS+studies.">Corrosion control of carbon steel in phosphoric acid by purpald - Weight loss, electrochemical and XPS studies.</a> Corrosion Science. 64, 243-252 (2012).</li><li>Morales-Gil, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Corrosion+inhibition+of+carbon-steel+with+2-mercaptobenzimidazole+in+hydrochloric+acid.">Corrosion inhibition of carbon-steel with 2-mercaptobenzimidazole in hydrochloric acid.</a> Corrosion Science. 101, 47-55 (2015).</li><li>Popova, A., Christov, M., Raicheva, S., Sokolova, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Adsorption+and+inhibitive+properties+of+benzimidazole+derivatives+in+acid+mild+steel+corrosion.">Adsorption and inhibitive properties of benzimidazole derivatives in acid mild steel corrosion.</a> Corrosion Science. 46 (6), 1333-1350 (2004).</li><li>Gupta, R. P., Sen, S. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Calculation+of+multiplet+structure+of+core+p+-vacancy+levels+II.">Calculation of multiplet structure of core p -vacancy levels II.</a> Physical Review B. 12 (1), 15-19 (1975).</li><li>Shirley, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High-resolution+x-ray+photoemission+spectrum+of+the+valence+bands+of+gold.">High-resolution x-ray photoemission spectrum of the valence bands of gold.</a> Physical Review B. 5 (12), 4709-4714 (1972).</li><li>Al-Refaie, A. A., Walton, J., Cottis, R. A., Lindsay, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Photoelectron+spectroscopy+study+of+the+inhibition+of+mild+steel+corrosion+by+molybdate+and+nitrite+anions.">Photoelectron spectroscopy study of the inhibition of mild steel corrosion by molybdate and nitrite anions.</a> Corrosion Science. 52 (2), 422-428 (2010).</li><li>Liu, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+study+of+self-assembled+films+of+triazole+on+iron+electrodes+using+electrochemical+methods,+XPS,+SEM+and+molecular+simulation.">The study of self-assembled films of triazole on iron electrodes using electrochemical methods, XPS, SEM and molecular simulation.</a> Electrochemistry Communications. 9 (4), 813-819 (2007).</li><li>Zhang, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Corrosion+inhibition+of+mild+steel+in+hydrochloric+acid+solution+by+quaternary+ammonium+salt+derivatives+of+corn+stalk+polysaccharide+(QAPS).">Corrosion inhibition of mild steel in hydrochloric acid solution by quaternary ammonium salt derivatives of corn stalk polysaccharide (QAPS).</a> Desalination. 372, 57-66 (2015).</li></ol>

The authors declare that they have no competing financial interests.

XPS - Spektren in den Figuren 1 und 2 dargestellt zeigen deutlich , dass die inerte Atmosphäre während der Probentransfer verwendet wird , ist wesentlicher Beitrag Tauch Oxidation dieser Kohlenstoff-Stahl / organisch-CI - Schnittstellen zu vermeiden. Auf dieser Basis ergibt sich aus anderen ähnlichen XPS - Studien (zB 18, 19), die Exposition des gehemmten Substrats an die Umgebungslaboratmosphäre beteiligt sind , sollten kritisch neu bewertet werden, da die Grenzflächenchemie durch Oxidation modifiziert worden sein. Es sollte beachtet werden, dass es keinen Grund gibt, anzunehmen, dass alle organisch-CIs auf Oxid / Hydroxid freien Oberflächen in saurer Lösung adsorbieren. In einigen Fällen erleichtern kann solche Phasen tatsächlich das organische CI-Oberfläche zu binden. Erkennungsmerkmal dieses Szenario aus post Tauch Oxidation ist nicht so einfach. Eine mögliche Lösung ist die XPS - Daten von einer Referenz hemmte Schnittstelle erwerben ( <em&gt; zB 1 M HCl + 2 mM MBI) im Tandem mit der Probe von Interesse , dass die Post Tauch Oxidation zu überprüfen , ist kein Problem. Um einen erfolgreichen Abschluss der Probenübertragungsverfahren zu gewährleisten, ist es wichtig , dass das Handschuhfach vollständig mit Inertgas (N 2 / Ar) , dh die O 2 -Konzentration im Handschuhfach gespült wird minimiert. Dabei ist darauf zu überprüfen, achten, dass alle Dichtungen an den Glovebox ports / Eintrittspunkte richtig gebildet, einschließlich der Dichtung zwischen dem Handschuhfach und XPS Last-Verriegelungsflansch. Idealerweise sollte ein in situ - Sensor verwendet werden , um direkt die O 2 -Konzentration zu überwachen, obwohl es nicht wesentlich ist, wie durch unsere eigene Arbeit demonstriert. Wie in Schritt 3.3.2 angegeben ist, verwenden wir in der Regel eine relative Feuchtesensor als Leitfaden für die, wenn eine Probentransfer zu unternehmen. Ein weiteres mögliches Problem mit der Glove-Box-Umgebung ist das Vorhandensein von flüchtigen Lösungskomponenten, die verunreinigendie Probenoberfläche aus der Lösung und vor dem Einsetzen in die Ladungsschleusen nach Entfernen. Zum Beispiel führt die Anwesenheit von 1 M HCl-Lösung in dem Handschuhkasten zur Entwicklung von HCl-Dampf, die mit Kohlenstoff-Stahlproben, die zu zufälligem Cl Signal in den XPS-Daten reagieren. Um die Wahrscheinlichkeit einer solchen Verschmutzung sind signifikant, kleine Mengen von HCl-Lösung zu minimieren sollten eingesetzt und Probe werden Übertragung sollte so schnell wie möglich abgeschlossen werden. Auf dieser Grundlage, wie in dem Protokoll angegeben ist, typischerweise nur ein Becher / Probe in die Glove-Box zu einem gegebenen Zeitpunkt für die Probenübertragung eingesetzt ist. Außerdem sollte man die Oberfläche der HCl-Lösung sowie das Becherglas abdecken folgenden Beispiel emersion minimieren. Na 2 CO 3 -Pulver (Schritt 3.1.4) wird in das Handschuhfach in einem Versuch eingesetzt , um die Menge an HCl - Dampf zu steuern. Außerdem kann es keine saure Lösung Verschüttungen zu bereinigen verwendet werden. Neben sorgfältiger inhaltlicher Kontrolle des Handschuh box-Umgebung ist das Probenhandling auch entscheidend für die Integrität der erworbenen XPS-Spektren. Man sollte nicht XPS - Daten von jeder beliebigen Oberfläche zu erwerben , die in Kontakt mit einem festen Gegenstand, zB einer Pinzette oder Handschuh gekommen ist. Darüber hinaus beim Entfernen einer Probe aus einer Lösung, sollte es sofort trocken geblasen werden mit Inertgas (Schritt 3.2.5). Dieses Verfahren wird durchgeführt, um die Verdampfung und nachfolgende physikalische Abscheidung von Lösungskomponenten auf die Probenoberfläche zu verhindern, die von Daten zu Fehlinterpretationen führen können. Als zusätzliche Vorsichtsmaßnahme kann man überlegen , auch die Handschuhe aus Nitril (Schritt 3.2.3) mit einem frischen Paar Ersatz für die Probe bar an die Schleusenkammer zu übertragen, dh vor 3.1.10 zu treten. Schließlich, da die Wirksamkeit des Ansatzes hier skizzierten erwarten wir, dass es zu anderen Themen in Korrosion angewendet werden (dh zusätzlich zur Korrosionshemmung), in dem Erwerb von XPS - Daten von luftempfindlichen Schnittstellen zu u hinzufügen würdeERSTÄNDIGUNG. Außerdem sollte ein solcher Ansatz in einer fluiden Umgebung gebildet in anderen Bereichen, in denen XPS-Messungen durchgeführt werden von luftempfindlichen Schnittstelle betrachtet werden. Offensichtlich ist dieses Verfahren nicht auf XPS beschränkt, sondern auch auf jede andere UHV-basierte Messung von einer Oberfläche angewendet werden kann , die zuvor in einer Flüssigkeit, zB Rastersondenmikroskopie eingetaucht wurde.

Korrosionsinhibitoren (CIs) sind Substanzen , die, wenn sie in eine aggressive Umgebung eingeführt, durch Induzieren einer Änderung an der Fest / Flüssig - Grenzfläche 1, 2, 3, 4, 5 , um die Korrosionsrate eines metallischen Materials reduzieren. Dieser Ansatz zur Korrosionskontrolle wird in der Industrie häufig verwendet wird, mit hoher Leistung CIs erfolgreich für eine Vielzahl von Anwendungen entwickelt worden. Es bleibt jedoch ein erheblicher Mangel an grundlegenden Verständnis der CI Leistung, behindern wissensbasierte Optimierung. Beispielsweise ist die genaue Art der Schnittstellen durch organisch-CIs in korrodierenden sauren Lösungen gebildet noch unklar. Unter der Annahme , dass organisch-CIs saure Korrosion durch Bildung eines adsorbierten 2-D - Schicht 2, eine oberflächenempfindliche Technik hemmen , ist erforderlich to charakterisieren diese Schnittstellen. Folglich Röntgenphotoelektronenspektroskopie (XPS) 6 wurde als eine Technik der Wahl entstand die elementare / chemische Zusammensetzung dieser Schnittstellen ex situ 7, 8, 9 zur Sonde; XPS-Messungen werden in der Regel durchgeführt, in oder in der Nähe, Ultrahochvakuum (UHV). Verschiedene Erkenntnisse haben behauptet worden ist , einschließlich dass eine Oberfläche Oxid oder Hydroxid vorliegt organisch-CI zu erleichtern , um das metallische Substrat 10, 11, 12 zu binden. Die Gültigkeit dieser Schnittstellenbeschreibung ist jedoch fraglich, da die XPS-Daten von Proben gewonnen wurden, die aus gehemmten Lösung und Einführung in die UHV-XPS-Spektrometer zwischen Entfernung zum Laboratmosphäre ausgesetzt worden war. Ein solches Verfahren in der Schnittstelle Oxidation führen kann, Schlussfolgerungen zu untergraben überSchnittstelle chemische Zusammensetzung. Ein alternativer Ansatz ist erforderlich, die das Potential für die Zeit nach dem Eintauchen Oxidation minimiert. In diesem Papier, wir Detail entworfen, um eine Methodik zu ermöglichen, ein XPS-Daten aus organisch-CI / Metall-Grenzflächen zu erwerben, die nicht Oxidation folgende emersion aus saurer Lösung unterzogen wurden. Ein Handschuhkasten, mit einem Inertgas gespült, die direkt an die Vakuumladeschleusen des UHV-XPS Instrument angebracht ist, verwendet. Der Nutzen unseres Ansatzes wird von zwei nach der Zugabe von ausreichend CI gebildet organisch-CI / Kohlenstoff-Stahl-Schnittstellen durch Präsentation von XPS-Daten überprüft deutlich das Substrat Korrosionsrate in wässriger 1 M Salzsäure (HCl) -Lösung zu reduzieren.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Mild steel rod, 1m x 10 mm diameter</td>
			<td>RS Components&#160;</td>
			<td>770-412</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Silicon Carbide Grinding papers</td>
			<td>Spectrographic Limited</td>
			<td>T13316, T13317, T13318, T13156, T13153</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Polishing Cloth</td>
			<td>Spectrographic Limited</td>
			<td>62113</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Monocrystalline Diamond compound</td>
			<td>Spectrographic Limited</td>
			<td>G22003</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>OmegaPol TWIN 250mm Metallurgical Polisher</td>
			<td>Spectrographic Limited</td>
			<td>n/a</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>BRILLANT 220 - Wet Abrasive Cut-Off Machine</td>
			<td>ATM GmbH Advanced Materialography</td>
			<td>n/a</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ultrasonic Bath</td>
			<td>NICKEL-ELECTRO LTD.</td>
			<td>SW3H</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Vacuum Desiccator</td>
			<td>DURAN</td>
			<td>24 782 57</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Low form beaker 25mL</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>FB33170</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>N2 gas cylinders, 230 bar, size W, UN1066</td>
			<td>BOC</td>
			<td>n/a</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Regulator for N2 gas cylinders</td>
			<td>Freshford Ltd.</td>
			<td>MS-10B-N2</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Nitrogen Purge Glove Box</td>
			<td>Terra Universal, Inc</td>
			<td>n/a</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dual Purge System</td>
			<td>Terra Universal, Inc</td>
			<td>1606-61</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>NitroWatch System with sensor</td>
			<td>Terra Universal, Inc</td>
			<td>9500-00A, 9500-02A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Big Digit Hygro-Thermometer</td>
			<td>FLIR Commercial Systems, Inc. Extech Instruments Division</td>
			<td>445703</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Kratos Axis Ultra (XPS spectrometer)</td>
			<td>Kratos Analytical Ltd</td>
			<td>n/a</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

determining the chemical composition of corrosion inhibitor/metal interfaces with xps: minimizing post immersion oxidation

Ein Ansatz für die Erfassung zuverlässiger Röntgenphotoelektronenspektroskopie-Daten von Korrosionsinhibitor / Metall-Grenzflächen beschrieben. Genauer gesagt, liegt der Fokus auf metallischen Substraten in sauren Lösungen, die organische Korrosionsinhibitoren eingetaucht, da diese Systeme besonders empfindlich aus der Lösung gegenüber Oxidation nach Entfernung sein kann. Um die Wahrscheinlichkeit einer solchen Verschlechterung zu minimieren, werden die Proben aus der Lösung in einer Glovebox entfernt mit Inertgas gespült, entweder N 2 oder Ar. Das Handschuhfach ist direkt mit dem Last-Sperre des Ultrahochvakuum-Röntgenphotoelektronenspektroskopie Instrument angebracht ist, einem Kontakt mit der Umgebungslaboratmosphäre zu vermeiden und somit die Möglichkeit, Post Tauchsubstratoxidation zu reduzieren. Auf dieser Grundlage kann man mehr sicher sein , daß die Röntgenphotoelektronenspektroskopie beobachtet Eigenschaften sind wahrscheinlich repräsentativ für die in situ unter Wasser Szenario sein, beispielsweise der Oxidationsstufe des metal wird nicht geändert.

Figur 1 zeigt im Überblick, O 1s und Fe 2P XPS - Daten erworben von Kohlenstoff-Stahlproben , die für 4 h in einem von zwei verschiedenen 1 M HCl + x mM Bio-CI - Lösungen und übertragen für XPS - Messung eingetaucht wurden , wie oben beschrieben . Analoge Daten aus einer polierten Probe werden ebenfalls angezeigt. Die Kohlenstoff-Stahl besaß eine nominale Gewicht% Zusammensetzung C (0,08 bis 0,13), Mn (0,30-0,50), P (0,04), S (0.05) und Fe (Rest). Die beiden organischen CIs sucht sind: 2-Mercaptobenzimidazol (MBI) und (Z) -2-2 (2- (Octadec-9-en-1-yl) -4,5-dihydro-1H - imidazol-1- yl) ethanamin (OMID). Bei den verwendeten Konzentrationen (MBI: 2 mM; OMID: 1 mM) Korrosionsratenmessungen 13, 14 zeigen an, dass alle der Spezies signifikant die Korrosion von Kohlenstoffstahl zu hemmen, dh Hemmung Effizienzen (η%) 2&gt; 90%. Die besten passt zu den O 1s und Fe 2p Spektralprofileauch angezeigt werden. Photoelektronen-Peaks wurden mit Gaussian-Lorentz (GL) Linienform Funktionen (30% Lorentz), mit Ausnahme des Fe 2p Ebene von metallischem Eisen modelliert, wobei eine Lorentz asymmetrische Linienform mit Schwanz (LF) verwendet wurde, dämpfen. Die kationische Fe x + Zustände wurden mit Multiplet Umschläge modelliert , bestehend aus 3 und 4 GL - Funktionen für Fe 2+ und Fe 3+ bzw. 15. Eine Shirley-Funktion des Typs 16 wurde verwendet , um den Hintergrund der unelastisch gestreuten Elektronen zu beschreiben. Die Konzentration auf die Übersicht XPS - Daten (Abbildung 1 (a)), das Spektrum von der polierten Probe erworben weist drei prominente Spitzen, dh Fe 2p, O 1s und C 1s. Diese Funktionen können wie folgt zugeordnet werden: Fe 2P entsteht aus dem Kohlenstoffstahl, O 1s leitet sich von sowohl einer Oberfläche oxidischen Film und Adsorbate und der C-1s-Signal ist auf zufälligem carbauf. Untertauchen in einem der 1 M HCl + x mM Bio-CI-Lösungen führt zu wesentlichen Veränderungen an den entsprechenden Übersichtsspektrum. Ein Merkmal zur 1s N zugewiesen Kern Ebene erscheint, die mit der Oberfläche Adsorption der Inhibitoren in Einklang steht; MBI und OMID enthalten beide N. Darüber hinaus ist die O1s- Signalkern Ebene deutlich verringert. In Bezug auf O 1s Daten aus dem polierten Substrat (Abbildung 1 (b)), kann das Profil mit vier Komponenten bestückt werden. Die beiden Komponenten bei niedrigeren Bindungsenergien (BE), ~ 530,0 eV und 531,3 eV ~, können Eisenoxid (O 2-) und Hydroxid zugeordnet werden (OH -) Phasen, respectively. Die beiden höheren Bindungsenergie Komponenten markiertem O 1 (BE ~ 532,2 eV) und O 2 (BE ~ 533,3 eV), sind wahrscheinlich mit adsorbierten OH assoziiert (O 1) und zufälligem Kohlenstoffspezies (O 1 und O 2) 17. Eintauchen in einer von ter 1 M HCl + x mM organisch-CI - Lösungen führt zur vollständigen Löschung der O 2- und OH - Komponenten. Auf dieser Grundlage kann gefolgert werden, dass die Korrosionsinhibitoren auf Oxid / Hydroxid freien Oberflächen adsorbiert werden. Die Fe 2P - Spektren in 1 (c) sind im Einklang mit diesem Ergebnis, da nur ein metallisches Fe (Fe 0) Peak auf der gehemmten Substrate ergibt. Fe 2+ und Fe 3+ Merkmale sind auf der polierten Probe, aufgrund der Oberflächen Oxid / Hydroxid. O 1s und Fe 2p Kern Ebene XPS - Spektren von zwei Kohlenstoff-Stahlproben eingetaucht in 1 M HCl + 2 mM MBI sind in Abbildung 2 verglichen. Eine Probe wurde übertragen , um ein voll N 2 gespülten Glovebox verwendet, während die andere aus der Lösung in einem teilweise N 2 gespülten Handschuhkasten entfernt wurde, dh O 2 -Konzentration war signifikant höher als Zielwert. Für letztere Probe it ist offensichtlich , dass Post Tauch Oxidation aufgetreten ist , dh Fe 2 + / 3 + und O 2- / OH - Funktionen sind vorhanden. <img alt="Abbildung 1" src="/files/ftp_upload/55163/55163fig1.jpg" /> Abbildung 1. XPS - Spektren von polierten und gehemmt Kohlenstoff-Stahlproben. (A) Überblick, (b) O 1s und (c) Fe 2P XPS Spektren. Daten in jeder Platte vorgestellt wurden aus Kohlenstoff-Stahl-Proben gewonnen , die für 4 h in einem von zwei verschiedenen 1 M HCl + x mM Bio-CI - Lösungen, also 2 mM MBI, und 1 mM OMID eingetaucht worden war. Spektren wurden alle auf einem Photoelektronenemissionswinkel (θ E) von 0 ° (Emission entlang der Oberfläche normal) erworben. Für (b) und (c) die am besten passt (hellblau-Marker) an die experimentellen Daten (durchgezogene schwarze Linien) werden ebenfalls angezeigt, mit einer Kombination von GL erreicht (rote Linien gebrochen), LF (gebrochen r<html> ed Linien) und Shirley-Typ (gestrichelte graue Linien) Funktionen. Peak-Etiketten werden im Haupttext erläutert. <a href="https://ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/55163/55163fig1large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier</a> , um <a href="https://ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/55163/55163fig1large.jpg" target="_blank">eine größere Version dieser Figur zu sehen.</a> <img alt="Figur 2" src="/files/ftp_upload/55163/55163fig2.jpg" /> Abbildung 2. Auswirkungen der Post Tauch Oxidation auf XPS - Spektren. (A) O 1s und (b) Fe 2p XPS - Spektren. Die Daten wurden aus Kohlenstoffstahlproben gewonnen, die in 1 M HCl + 2 mM MBI Lösungen (η% = 99%) für 4 h eingetaucht worden war. Spektren wurden bei θ E = 0 ° erfasst. In jedem Feld ist die untere (obere) -Spektrum von einer durch eine voll (partiell) N 2 gespülten Glovebox transferiert Probe. Peak-Etiketten werden im Haupttext erläutert. (Modifizierte Version von Fig. 5 in Ref. 9.)OAD / 55163 / 55163fig2large.jpg &quot;target =&quot; _ blank &quot;&gt; Bitte hier klicken, um eine größere Version dieser Figur zu sehen.

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Determining the Chemical Composition of Corrosion Inhibitor/Metal Interfaces with XPS: Minimizing Post Immersion Oxidation

A protocol to avoid the oxidation of metallic substrates during sample transfer from an inhibited acidic solution to an X-ray photoelectron spectrometer is presented.

Die Bestimmung der chemischen Zusammensetzung von Corrosion Inhibitor / Metal-Schnittstellen mit XPS: Minimierung Beitrag Tauch Oxidation

An approach for acquiring more reliable X-ray photoelectron spectroscopy data from corrosion inhibitor/metal interfaces is described. More specifically, ...

determining-chemical-composition-corrosion-inhibitormetal-interfaces

Nanyang Technological University

Research

JoVE Journal

Chemistry

15.7K Aufrufe.  The University of Manchester. A protocol to avoid the oxidation of metallic substrates during sample transfer from an inhibited acidic solution to an X-ray photoelectron spectrometer is presented. 

Serie: Determining the Chemical Composition of Corrosion Inhibitor/Metal Interfaces with XPS: Minimizing Post Immersion Oxidation

Isolation and Chemical Characterization of Lipid A from Gram-negative Bacteria

Lipopolysaccharide (LPS) is the major cell surface molecule of gram-negative bacteria, deposited on the outer leaflet of the outer membrane bilayer. LPS can be subdivided into three domains: the distal O-polysaccharide, a core oligosaccharide, and the lipid A domain consisting of a lipid A molecular species and 3-deoxy-D-manno-oct-2-ulosonic acid residues (Kdo). The lipid A domain is the only component essential for bacterial cell survival. Following its synthesis, lipid A is chemically modified in response to environmental stresses such as pH or temperature, to promote resistance to antibiotic compounds, and to evade recognition by mediators of the host innate immune response. The following protocol details the small- and large-scale isolation of lipid A from gram-negative bacteria. Isolated material is then chemically characterized by thin layer chromatography (TLC) or mass-spectrometry (MS). In addition to matrix-assisted laser desorption/ionization-time of flight (MALDI-TOF) MS, we also describe tandem MS protocols for analyzing lipid A molecular species using electrospray ionization (ESI) coupled to collision induced dissociation (CID) and newly employed ultraviolet photodissociation (UVPD) methods. Our MS protocols allow for unequivocal determination of chemical structure, paramount to characterization of lipid A molecules that contain unique or novel chemical modifications. We also describe the radioisotopic labeling, and subsequent isolation, of lipid A from bacterial cells for analysis by TLC. Relative to MS-based protocols, TLC provides a more economical and rapid characterization method, but cannot be used to unambiguously assign lipid A chemical structures without the use of standards of known chemical structure. Over the last two decades isolation and characterization of lipid A has led to numerous exciting discoveries that have improved our understanding of the physiology of gram-negative bacteria, mechanisms of antibiotic resistance, the human innate immune response, and have provided many new targets in the development of antibacterial compounds.

Isolation and characterization of the lipid A domain of lipopolysaccharide (LPS) from gram-negative bacteria provides insight into cell surface based mechanisms of antibiotic resistance, bacterial survival and fitness, and how chemically diverse lipid A molecular species differentially modulate host innate immune responses.

Isolierung und chemische Charakterisierung von Lipid A von gramnegativen Bakterien

Lipopolysaccharide (LPS) is the major cell surface molecule of gram-negative bacteria, deposited on the outer leaflet of the outer membrane bilayer. LPS ...

Forschung

Chemie

Chemical Vapor Deposition of an Organic Magnet, Vanadium Tetracyanoethylene

Recent progress in the field of organic materials has yielded devices such as organic light emitting diodes (OLEDs) which have advantages not found in traditional materials, including low cost and mechanical flexibility. In a similar vein, it would be advantageous to expand the use of organics into high frequency electronics and spin-based electronics. This work presents a synthetic process for the growth of thin films of the room temperature organic ferrimagnet, vanadium tetracyanoethylene (V[TCNE]x, x~2) by low temperature chemical vapor deposition (CVD). The thin film is grown at &#60;60 &#176;C, and can accommodate a wide variety of substrates including, but not limited to, silicon, glass, Teflon and flexible substrates. The conformal deposition is conducive to pre-patterned and three-dimensional structures as well. Additionally this technique can yield films with thicknesses ranging from 30 nm to several microns. Recent progress in optimization of film growth creates a film whose qualities, such as higher Curie temperature (600 K), improved magnetic homogeneity, and narrow ferromagnetic resonance line-width (1.5 G) show promise for a variety of applications in spintronics and microwave electronics.

We present the synthesis of the organic-based ferrimagnet vanadium tetracyanoethylene (V[TCNE]x, x~2) via low temperature chemical vapor deposition (CVD). This optimized recipe yields an increase in Curie temperature from 400 K to over 600 K and a dramatic improvement in magnetic resonance properties.

Chemical Vapor Deposition eines Organic Magnet, Vanadium Tetracyanethylen

Recent progress in the field of organic materials has yielded devices such as organic light emitting diodes (OLEDs) which have advantages not found in ...

Assessment of Boron Doped Diamond Electrode Quality and Application to In Situ Modification of Local pH by Water Electrolysis

Boron doped diamond (BDD) electrodes have shown considerable promise as an electrode material where many of their reported properties such as extended solvent window, low background currents, corrosion resistance, etc., arise from the catalytically inert nature of the surface. However, if during the growth process, non-diamond-carbon (NDC) becomes incorporated into the electrode matrix, the electrochemical properties will change as the surface becomes more catalytically active. As such it is important that the electrochemist is aware of the quality and resulting key electrochemical properties of the BDD electrode prior to use. This paper describes a series of characterization steps, including Raman microscopy, capacitance, solvent window and redox electrochemistry, to ascertain whether the BDD electrode contains negligible NDC i.e. negligible sp2 carbon. One application is highlighted which takes advantage of the catalytically inert and corrosion resistant nature of an NDC-free surface i.e. stable and quantifiable local proton and hydroxide production due to water electrolysis at a BDD electrode. An approach to measuring the local pH change induced by water electrolysis using iridium oxide coated BDD electrodes is also described in detail.

Assessment of Boron Doped Diamond Electrode Quality and Application to In Situ Modification of Local pH by Water Electrolysis

A protocol is described for the characterization of the key electrochemical parameters of a boron doped diamond (BDD) electrode and subsequent application for in situ pH generation experiments.

Beurteilung der bordotierten Diamantelektrode Qualität und Anwendung auf<em&gt; In-situ-</em&gt; Änderung des Local pH durch Elektrolyse von Wasser

Boron doped diamond (BDD) electrodes have shown considerable promise as an electrode material where many of their reported properties such as extended ...

A Method to Manipulate Surface Tension of a Liquid Metal via Surface Oxidation and Reduction

Controlling interfacial tension is an effective method for manipulating the shape, position, and flow of fluids at sub-millimeter length scales, where interfacial tension is a dominant force. A variety of methods exist for controlling the interfacial tension of aqueous and organic liquids on this scale; however, these techniques have limited utility for liquid metals due to their large interfacial tension.
Liquid metals can form soft, stretchable, and shape-reconfigurable components in electronic and electromagnetic devices. Although it is possible to manipulate these fluids via mechanical methods (e.g., pumping), electrical methods are easier to miniaturize, control, and implement. However, most electrical techniques have their own constraints: electrowetting-on-dielectric requires large (kV) potentials for modest actuation, electrocapillarity can affect relatively small changes in the interfacial tension, and continuous electrowetting is limited to plugs of the liquid metal in capillaries.
Here, we present a method for actuating gallium and gallium-based liquid metal alloys via an electrochemical surface reaction. Controlling the electrochemical potential on the surface of the liquid metal in electrolyte rapidly and reversibly changes the interfacial tension by over two orders of magnitude ( &#820;500 mN/m to near zero). Furthermore, this method requires only a very modest potential (&#60; 1 V) applied relative to a counter electrode. The resulting change in tension is due primarily to the electrochemical deposition of a surface oxide layer, which acts as a surfactant; removal of the oxide increases the interfacial tension, and vice versa. This technique can be applied in a wide variety of electrolytes and is independent of the substrate on which it rests.

We present a method to control the interfacial energy of a liquid metal in an electrolyte via electrochemical deposition (or removal) of a surface oxide layer. This simple method can control the capillary behavior of gallium-based liquid metals by tuning the interfacial energy rapidly, significantly, and reversibly using modest voltages.

Eine Methode, die Oberflächenspannung eines Liquid Metal manipulieren via Oberfläche Oxidation und Reduktion

Controlling interfacial tension is an effective method for manipulating the shape, position, and flow of fluids at sub-millimeter length scales, where ...

Sulfate Separation by Selective Crystallization with a Bis-iminoguanidinium Ligand

A simple and effective method for selective sulfate separation from aqueous solutions by crystallization with a bis-guanidinium ligand, 1,4-benzene-bis(iminoguanidinium) (BBIG), is demonstrated. The ligand is synthesized as the chloride salt (BBIG-Cl) by in situ imine condensation of terephthalaldehyde with aminoguanidinium chloride in water, followed by crystallization as the sulfate salt (BBIG-SO4). Alternatively, BBIG-Cl is synthesized ex situ in larger scale from ethanol. The sulfate separation ability of the BBIG ligand is demonstrated by selective and quantitative crystallization of sulfate from seawater. The ligand can be recycled by neutralization of BBIG-SO4 with aqueous NaOH and crystallization of the neutral bis-iminoguanidine, which can be converted back into BBIG-Cl with aqueous HCl and reused in another separation cycle. Finally, 35S-labeled sulfate and &#946; liquid scintillation counting are employed for monitoring the sulfate concentration in solution. Overall, this protocol will instruct the user in the necessary skills to synthesize a ligand, employ it in the selective crystallization of sulfate from aqueous solutions, and quantify the separation efficiency.

A protocol for in situ aqueous synthesis of a bis(iminoguanidinium) ligand and its utilization in selective separation of sulfate is presented.

Sulfate Trennung durch selektive Kristallisation mit einer Bis-iminoguanidinium Ligand

A simple and effective method for selective sulfate separation from aqueous solutions by crystallization with a bis-guanidinium ligand, ...

Facile Preparation of (2Z,4E)-Dienamides by the Olefination of Electron-deficient Alkenes with Allyl Acetate

Direct cross-coupling between two alkenes via vinylic C-H bond activation represents an efficient strategy for the synthesis of butadienes with high atomic and step economy. However, this functionality-directed cross-coupling reaction has not been developed, as there are still limited directing groups in practical use. In particular, a stoichiometric amount of oxidant is usually required, producing a large amount of waste. Due to our interest in novel 1,3-butadiene synthesis, we describe the ruthenium-catalyzed olefination of electron-deficient alkenes using allyl acetate and without external oxidant. The reaction of 2-phenyl acrylamide and allyl acetate was chosen as a model reaction, and the desired diene product was obtained in 80% isolated yield with good stereoselectivity (Z,E/Z,Z = 88:12) under optimal conditions: [Ru(p-cymene) Cl2]2 (3 mol %) and AgSbF6 (20 mol %) in DCE at 110 &#186;C for 16 h. With the optimized catalytic conditions in hand, representative &#945;- and/or &#946;-substituted acrylamides were investigated, and all reacted smoothly, regardless of aliphatic or aromatic groups. Also, differently N-substituted acrylamides have proven to be good substrates. Moreover, we examined the reactivity of different allyl derivatives, suggesting that the chelation of acetate oxygen to the metal is crucial for the catalytic process. Deuterium-labeled experiments were also conducted to investigate the reaction mechanism. Only Z-selective H/D exchanges on acrylamide were observed, indicating a reversible cyclometalation event. In addition, a kinetic isotope effect (KIE) of 3.2 was observed in the intermolecular isotopic study, suggesting that the olefinic C-H metalation step is probably involved in the rate-determining step.

Facile Preparation of 2Z,4E-Dienamides by the Olefination of Electron-deficient Alkenes with Allyl Acetate

The ruthenium-catalyzed olefination of electron-deficient alkenes with allyl acetate is described here. By using aminocarbonyl as a directing group, this external oxidant-free protocol has high efficiency and good stereo- and regioselectivity, opening a novel synthetic route to (Z,E)-butadiene skeletons.

Facile Vorbereitung von (2<em&gt; Z</em&gt;, 4<em&gt; E</em&gt;) - Dienamide durch Olefinierung von elektronenarmen Alkenen mit Allylacetat

Direct cross-coupling between two alkenes via vinylic C-H bond activation represents an efficient strategy for the synthesis of butadienes with high ...

Phase Behavior of Charged Vesicles Under Symmetric and Asymmetric Solution Conditions Monitored with Fluorescence Microscopy

Phase-separated giant unilamellar vesicles (GUVs) exhibiting coexisting liquid-ordered and liquid-disordered domains are a common biophysical tool to investigate the lipid raft hypothesis. Numerous studies, however, neglect the impact of physiological solution conditions. On that account, the current work presents the effect of high-salinity buffer and trans-membrane solution asymmetry on liquid-liquid phase separation in charged GUVs grown from dioleylphosphatidylglycerol, egg sphingomyelin, and cholesterol. The effects were studied under isothermal and varying temperature conditions.
We describe equipment and experimental strategies applicable for monitoring the stability of coexisting liquid domains in charged vesicles under symmetric and asymmetric high-salinity solution conditions. This includes an approach to prepare charged multicomponent GUVs in high-salinity buffer at high temperatures. The protocol entails the option to perform a partial exchange of the external solution by a simple dilution step while minimizing the vesicle dilution. An alternative approach is presented utilizing a microfluidic device that allows for a complete external solution exchange. The solution effects on phase separation were also studied under varying temperatures. To this end, we present the basic design and utility of an in-house built temperature control chamber. Furthermore, we reflect on the assessment of the GUV phase state, pitfalls associated with it and how to circumvent them.

Experiments on phase separated giant unilamellar vesicles (GUVs) frequently neglect physiological solution conditions. This work presents approaches to study the effect of high-salinity buffer on liquid-liquid phase separation in charged multicomponent GUVs as a function of trans-membrane solution asymmetry and temperature.

Phasenverhalten von geladenen Vesikeln unter symmetrischen und asymmetrischen Lösungsbedingungen überwacht mit Fluoreszenz-Mikroskopie

Phase-separated giant unilamellar vesicles (GUVs) exhibiting coexisting liquid-ordered and liquid-disordered domains are a common biophysical tool to ...

Imaging Corrosion at the Metal-Paint Interface Using Time-of-Flight Secondary Ion Mass Spectrometry

Corrosion developed at the paint and aluminum (Al) metal-paint interface of an aluminum alloy is analyzed using time-of-flight secondary ion mass spectrometry (ToF-SIMS), illustrating that SIMS is a suitable technique to study the chemical distribution at a metal-paint interface. The painted Al alloy coupons are immersed in a salt solution or exposed to air only. SIMS provides chemical mapping and 2D molecular imaging of the interface, allowing direct visualization of the morphology of the corrosion products formed at the metal-paint interface and mapping of the chemical after corrosion occurs. The experimental procedure of this method is presented to provide technical details to facilitate similar research and highlight pitfalls that may be encountered during such experiments.

Time-of-flight secondary ion mass spectrometry is applied to demonstrate the chemical mapping and corrosion morphology at the metal-paint interface of an aluminum alloy after being exposed to a salt solution compared with a specimen exposed to air.

Bildkorrosion an der Metal-Paint-Schnittstelle mit zeitweiliger Ionenmassenspektrometrie

Corrosion developed at the paint and aluminum (Al) metal-paint interface of an aluminum alloy is analyzed using time-of-flight secondary ion mass ...

Studying Surfactant Effects on Hydrate Crystallization at Oil-Water Interfaces Using a Low-Cost Integrated Modular Peltier Device

We introduce an approach to study the formation and growth of hydrates under the influence of nonionic surfactants. The experimental system includes a temperature regulator, visualization techniques, and inner pressure measurements. The temperature control system contains a low-cost, programmable temperature regulator made with solid-state Peltier components. Along with the temperature control system, we incorporated visualization techniques and internal pressure measurements to study hydrate formation and inhibition in the presence of nonionic surfactants. We studied the hydrate-inhibiting ability of nonionic surfactants (sorbitane monolaurate, sorbitane monooleate, PEG-PPG-PEG, and polyoxyethylenesorbitan tristearate) at low (i.e., 0.1 CMC), medium (i.e., CMC), and high (i.e., 10 CMC) concentrations. Two types of crystals were formed: planar and conical. Planar crystals were formed in plain water and low surfactant concentrations. Conical crystals were formed in high surfactant concentrations. The results of the study show that conical crystals are the most effective in terms of hydrate inhibition. Because conical crystals cannot grow past a certain size, the hydrate growth rate as a conical crystal is slower than the hydrate growth rate as planar crystal. Hence, surfactants that force hydrates to form conical crystals are the most efficient. The goal of the protocol is to provide a detailed description of an experimental system that is capable of investigating the cyclopentane hydrate crystallization process on the surface of a water droplet in the presence of surfactant molecules.

We present a protocol to study the formation of hydrates in the presence of nonionic surfactants on the interface of a water droplet submerged in cyclopentane. The protocol consists of building a low-cost, programmable, temperature regulator. The temperature control system is combined with visualization techniques and internal pressure measurements.

Untersuchung der Tensideffekte auf die Hydratkristallisation an Öl-Wasser-Schnittstellen mit einem kostengünstigen integrierten modularen Peltier-Gerät

We introduce an approach to study the formation and growth of hydrates under the influence of nonionic surfactants. The experimental system includes a ...

Preparation of Nanoparticles for ToF-SIMS and XPS Analysis

Nanoparticles have gained increasing attention in recent years due to their potential and application in different fields including medicine, cosmetics, chemistry, and their potential to enable advanced materials. To effectively understand and regulate the physico-chemical properties and potential adverse effects of nanoparticles, validated measurement procedures for the various properties of nanoparticles need to be developed. While procedures for measuring nanoparticle size and size distribution are already established, standardized methods for analysis of their surface chemistry are not yet in place, although the influence of the surface chemistry on nanoparticle properties is undisputed. In particular, storage and preparation of nanoparticles for surface analysis strongly influences the analytical results from various methods, and in order to obtain consistent results, sample preparation must be both optimized and standardized. In this contribution, we present, in detail, some standard procedures for preparing nanoparticles for surface analytics. In principle, nanoparticles can be deposited on a suitable substrate from suspension or as a powder. Silicon (Si) wafers are commonly used as substrate, however, their cleaning is critical to the process. For sample preparation from suspension, we will discuss drop-casting and spin-coating, where not only the cleanliness of the substrate and purity of the suspension but also its concentration play important roles for the success of the preparation methodology. For nanoparticles with sensitive ligand shells or coatings, deposition as powders is more suitable, although this method requires particular care in fixing the sample.

A number of different procedures for preparing nanoparticles for surface analysis are presented (drop casting, spin coating, deposition from powders, and cryofixation). We discuss the challenges, opportunities, and possible applications of each method, particularly regarding the changes in the surface properties caused by the different preparation methods.

Präparation von Nanopartikeln für die ToF-SIMS- und XPS-Analyse

Nanoparticles have gained increasing attention in recent years due to their potential and application in different fields including medicine, cosmetics, ...