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Heteroatoms-doped carbon dots: Fundamental, properties, coordination bonding and corrosion protection
Journal of Industrial and Engineering Chemistry ( IF 5.9 ) Pub Date : 2023-12-09 , DOI: 10.1016/j.jiec.2023.12.018 Chandrabhan Verma , Shikha Dubey , Akram Alfantazi , Kyong Yop Rhee
Journal of Industrial and Engineering Chemistry ( IF 5.9 ) Pub Date : 2023-12-09 , DOI: 10.1016/j.jiec.2023.12.018 Chandrabhan Verma , Shikha Dubey , Akram Alfantazi , Kyong Yop Rhee
Heteroatom-doping of carbon dots (CDs) has become an absolute necessity in material science due to their improved properties and applications. The literature review reveals that N and N,S-doped CDs are widely used as corrosion inhibitors. Heteroatoms directly participate in coordination bonding with the metallic substrates and/or increase CDs' electron-donating and withdrawing capabilities. Heteroatoms provide a strong bond with the metallic surfaces byimproving CD frameworks' electron (charge) distribution feature and CDs' HOMO and LUMO capacities. The literature results indicate a relationship between doping and reducing the overall energy gap (ΔE: E-E), increasing reactivity and inhibitory potential. The presence of d-orbitals in the metals is anticipated to result in considerably better electron dispersion, increasing the corrosion inhibition potential of the metallic-doped CDs. The metallic heteroatoms can provide additional anticorrosive protection by passivating the metallic surface. The inhibition performance of HDCDs depends upon the doping heteroatoms, their relative percentages, the nature of metal and electrolyte, reaction timing and temperature time, the nature of precursors etc. This feature article comprehensively summarizes the advancements in using heteroatom-doped CDs (HDCDs) to prevent aqueous phase corrosion. A thorough literature review presents bonding features, opportunities, problems, and future perspectives regarding the corrosion protection effect of HDCDs.
中文翻译:
杂原子掺杂碳点:基础、性能、配位键合和腐蚀防护
由于其性能和应用的改进,碳点(CD)的杂原子掺杂已成为材料科学中的绝对必要。文献综述表明,N 和 N,S 掺杂 CD 被广泛用作缓蚀剂。杂原子直接参与与金属基底的配位键合和/或增加碳点的供电子和吸电子能力。杂原子通过改善 CD 框架的电子(电荷)分布特征以及 CD 的 HOMO 和 LUMO 能力,与金属表面形成牢固的键合。文献结果表明掺杂与降低总能隙(ΔE:EE)、增加反应性和抑制潜力之间存在关系。金属中 d 轨道的存在预计将导致更好的电子分散,从而增加金属掺杂 CD 的腐蚀抑制潜力。金属杂原子可以通过钝化金属表面来提供额外的防腐保护。 HDCD的抑制性能取决于掺杂杂原子、其相对百分比、金属和电解质的性质、反应时间和温度时间、前驱体的性质等。这篇专题文章全面总结了使用杂原子掺杂CD(HDCD)的进展以防止水相腐蚀。全面的文献综述介绍了有关 HDCD 腐蚀防护效果的粘合特征、机遇、问题和未来前景。
更新日期:2023-12-09
中文翻译:
杂原子掺杂碳点:基础、性能、配位键合和腐蚀防护
由于其性能和应用的改进,碳点(CD)的杂原子掺杂已成为材料科学中的绝对必要。文献综述表明,N 和 N,S 掺杂 CD 被广泛用作缓蚀剂。杂原子直接参与与金属基底的配位键合和/或增加碳点的供电子和吸电子能力。杂原子通过改善 CD 框架的电子(电荷)分布特征以及 CD 的 HOMO 和 LUMO 能力,与金属表面形成牢固的键合。文献结果表明掺杂与降低总能隙(ΔE:EE)、增加反应性和抑制潜力之间存在关系。金属中 d 轨道的存在预计将导致更好的电子分散,从而增加金属掺杂 CD 的腐蚀抑制潜力。金属杂原子可以通过钝化金属表面来提供额外的防腐保护。 HDCD的抑制性能取决于掺杂杂原子、其相对百分比、金属和电解质的性质、反应时间和温度时间、前驱体的性质等。这篇专题文章全面总结了使用杂原子掺杂CD(HDCD)的进展以防止水相腐蚀。全面的文献综述介绍了有关 HDCD 腐蚀防护效果的粘合特征、机遇、问题和未来前景。