本文關(guān)鍵詞：新喀里多尼亞弧菌及其胞外聚合物對(duì)Q235緩蝕行為的研究

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【摘要】：在海洋環(huán)境中，金屬材料除了受到具有腐蝕性離子的侵蝕外，還受到海洋各種微生物的腐蝕。人們對(duì)微生物的腐蝕機(jī)制進(jìn)行了多年的研究，，細(xì)菌的胞外產(chǎn)物以及細(xì)菌代謝過(guò)程會(huì)引起金屬電極電位的負(fù)移，從而加速材料腐蝕，然而自然界中還存在少量微生物會(huì)對(duì)金屬具有緩蝕作用。本文研究了新喀里多尼亞弧菌及其胞外聚合物(EPS)對(duì)碳鋼Q235的緩蝕作用。 采用電化學(xué)技術(shù)、表面分析技術(shù)對(duì)比研究了碳鋼Q235在無(wú)微生物培養(yǎng)基中和含新喀里多尼亞弧菌培養(yǎng)介質(zhì)中不同周期的腐蝕行為。利用光譜技術(shù)包括傅立葉紅外變換光譜和X-射線光電子能譜，研究碳鋼表面生物膜的成分，探索生物膜在碳鋼表面的形成過(guò)程，提出新喀里多尼亞弧菌對(duì)碳鋼的緩蝕機(jī)理。 研究結(jié)果表明，新喀里多尼亞弧菌在人工海水中能很好地抑制溶液對(duì)碳鋼Q235的腐蝕。從電化學(xué)阻抗結(jié)果知，相對(duì)于空白溶液，在有菌溶液碳鋼Q235的電荷轉(zhuǎn)移電阻在24小時(shí)增大40倍，在10天后增大60倍。這是在已有報(bào)道的文獻(xiàn)中緩蝕效率最高的一種細(xì)菌。傅立葉紅外光譜結(jié)果也表明了碳鋼表面含多糖或蛋白質(zhì)等物質(zhì)的胞外聚合物（EPS）的存在。掃描電鏡在碳鋼浸入有菌溶液6小時(shí)觀察到了EPS，并且隨時(shí)間延長(zhǎng)，形成了生物膜。激光共聚焦在碳鋼浸入有菌溶液第5天，觀察到了較為致密的生物膜，10天后膜層增厚。用相機(jī)觀察到在有菌溶液中碳鋼表面無(wú)腐蝕產(chǎn)物，30天后輕微打磨碳鋼表面，未發(fā)現(xiàn)點(diǎn)蝕，而在空白溶液中碳鋼表面存在大量的腐蝕產(chǎn)物，并隨時(shí)間延長(zhǎng)而增加。EPS在碳鋼表面的吸附及EPS的大量增加形成生物膜，使碳鋼的腐蝕受到抑制。 本文還采用電化學(xué)阻抗測(cè)試、極化曲線測(cè)試、掃描電鏡觀察等方法研究了在298K條件下新喀里多尼亞弧菌胞外聚合物(EPS)及與KBr,KI協(xié)同作用對(duì)碳鋼Q235在0.5M H2SO4溶液中的緩蝕作用。結(jié)果表明：該弧菌EPS能夠在碳鋼表面形成一層較為致密的Fe-EPS保護(hù)層，可有效地抑制H2SO4溶液對(duì)Q235的腐蝕，隨著EPS濃度的增加，緩蝕效率增大，當(dāng)EPS濃度為1000ppm時(shí)，緩蝕效率最高。當(dāng)在1000ppm EPS中添加KBr,KI時(shí)，其緩蝕率提高。并且EPS及添加KBr,KI后在Q235表面的吸附為自主的化學(xué)吸附且符合Langmuir吸附模型。 為了進(jìn)一步研究新喀里多尼亞弧菌胞外聚合物(EPS)在不同的環(huán)境中對(duì)碳鋼Q235是否具有緩蝕作用，本文采用電化學(xué)，掃描電鏡等方法研究了EPS在298K時(shí)對(duì)人工海水中碳鋼Q235的緩蝕作用。結(jié)果表明，當(dāng)EPS濃度為5g·L-1時(shí)，緩蝕率達(dá)到最大。說(shuō)明EPS不僅在酸性條件下對(duì)碳鋼具有一定的緩蝕作用，同時(shí)在海水中對(duì)碳鋼也具有緩蝕作用。
【關(guān)鍵詞】：弧菌 碳鋼Q235 生物膜 胞外聚合物 緩蝕
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TG174.4
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-11
• 第一章 緒論11-19
• 1.1 微生物對(duì)金屬腐蝕研究概況及進(jìn)展11-12
• 1.2 微生物對(duì)金屬緩蝕研究進(jìn)展12-13
• 1.3 細(xì)菌對(duì)金屬材料的緩蝕機(jī)理13-16
• 1.3.1 通過(guò)去除腐蝕物質(zhì)抑制腐蝕14
• 1.3.2 形成生物保護(hù)層抑制腐蝕14-15
• 1.3.3 產(chǎn)生抗菌生物膜抑制腐蝕15
• 1.3.4 分泌緩蝕劑抑制腐蝕15-16
• 1.3.5 分泌生物表面活性劑抑制腐蝕16
• 1.4 細(xì)菌胞外聚合物(EPS)研究概況16-17
• 1.5 課題來(lái)源，研究?jī)?nèi)容和研究意義17-19
• 第二章 弧菌對(duì)碳鋼 Q235 的緩蝕作用19-49
• 2.1 實(shí)驗(yàn)19-23
• 2.1.1 實(shí)驗(yàn)材料19
• 2.1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備19-20
• 2.1.3 實(shí)驗(yàn)試劑20
• 2.1.4 實(shí)驗(yàn)介質(zhì)20-21
• 2.1.5 細(xì)菌的培養(yǎng)及接種21
• 2.1.6 電化學(xué)測(cè)試21-22
• 2.1.7 腐蝕形貌觀察（SEM）22
• 2.1.8 激光共聚焦圖片22
• 2.1.9 傅立葉紅外光譜與 X-射線光電子能譜22-23
• 2.2 結(jié)果與討論23-47
• 2.2.1 碳鋼 Q235 在無(wú)菌和有菌海水中電化學(xué)分析23-35
• 2.2.2 碳鋼在無(wú)菌或有菌海水溶液中 24 小時(shí)的開(kāi)路電位分析35-36
• 2.2.3 X-射線光電子能譜(XPS)與傅立葉變換紅外光譜(FT-IR)36-37
• 2.2.4 Q235 浸泡在空白海水溶液或加入細(xì)菌海水溶液的掃描圖片37-40
• 2.2.5 Q235 浸泡在空白海水溶液或加入細(xì)菌海水溶液的激光共聚焦圖片40-42
• 2.2.6 碳鋼 Q235 在無(wú)菌或有菌海水溶液中 30 天的直觀形貌42-45
• 2.2.7 緩蝕機(jī)理45-47
• 2.3 小結(jié)47-49
• 第三章 弧菌胞外聚合物對(duì)硫酸中碳鋼 Q235 的緩蝕作用49-59
• 3.1 實(shí)驗(yàn)材料及方法49-50
• 3.1.1 實(shí)驗(yàn)材料49
• 3.1.2 實(shí)驗(yàn)方法49-50
• 3.2 結(jié)果與討論50-57
• 3.2.1 電化學(xué)阻抗50-52
• 3.2.2 極化曲線52-53
• 3.2.3 表面形貌53-54
• 3.2.4 EPS 成分測(cè)定54-55
• 3.2.5 吸附模型55-56
• 3.2.6 緩蝕機(jī)理56-57
• 3.3 結(jié)論57-59
• 第四章 弧菌胞外聚合物(EPS)與 KBr,KI 的協(xié)同作用59-69
• 4.1 實(shí)驗(yàn)材料及方法59
• 4.2 EPS 與 KBr 的協(xié)同作用59-63
• 4.2.1 電化學(xué)阻抗59-61
• 4.2.2 極化曲線61-63
• 4.3 EPS 與 KI 的協(xié)同作用63-66
• 4.3.1 電化學(xué)阻抗63-64
• 4.3.2 極化曲線64-66
• 4.4 吸附模型66-67
• 4.5 腐蝕形貌67-68
• 4.6 小結(jié)68-69
• 第五章 弧菌 EPS 在海水中對(duì)碳鋼 Q235 的緩蝕69-75
• 5.1 實(shí)驗(yàn)69-70
• 5.1.1 實(shí)驗(yàn)材料69
• 5.1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備與實(shí)驗(yàn)試劑69
• 5.1.3 實(shí)驗(yàn)方法69-70
• 5.2 結(jié)果與討論70-73
• 5.2.1 極化曲線70-71
• 5.2.2 5.0g·L-1 EPS 海水溶液在碳鋼表面的拍攝圖片71-72
• 5.2.3 腐蝕形貌觀察72-73
• 5.3 小結(jié)73-75
• 第六章 總結(jié)75-77
• 參考文獻(xiàn)77-83
• 致謝83-85
• 攻讀碩士期間發(fā)表的文章85

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 李松梅;張媛媛;劉建華;于美;;氧化亞鐵硫桿菌作用下A3鋼的腐蝕行為[J];物理化學(xué)學(xué)報(bào);2008年09期

本文編號(hào)：750786