發(fā)布時間：2017-08-29 02:18

  本文關鍵詞：新喀里多尼亞弧菌及其胞外聚合物對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。人們對微生物的腐蝕機制進行了多年的研究，，細菌的胞外產物以及細菌代謝過程會引起金屬電極電位的負移，從而加速材料腐蝕，然而自然界中還存在少量微生物會對金屬具有緩蝕作用。本文研究了新喀里多尼亞弧菌及其胞外聚合物(EPS)對碳鋼Q235的緩蝕作用。 采用電化學技術、表面分析技術對比研究了碳鋼Q235在無微生物培養(yǎng)基中和含新喀里多尼亞弧菌培養(yǎng)介質中不同周期的腐蝕行為。利用光譜技術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程，提出新喀里多尼亞弧菌對碳鋼的緩蝕機理。 研究結果表明，新喀里多尼亞弧菌在人工海水中能很好地抑制溶液對碳鋼Q235的腐蝕。從電化學阻抗結果知，相對于空白溶液，在有菌溶液碳鋼Q235的電荷轉移電阻在24小時增大40倍，在10天后增大60倍。這是在已有報道的文獻中緩蝕效率最高的一種細菌。傅立葉紅外光譜結果也表明了碳鋼表面含多糖或蛋白質等物質的胞外聚合物（EPS）的存在。掃描電鏡在碳鋼浸入有菌溶液6小時觀察到了EPS，并且隨時間延長，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。用相機觀察到在有菌溶液中碳鋼表面無腐蝕產物，30天后輕微打磨碳鋼表面，未發(fā)現(xiàn)點蝕，而在空白溶液中碳鋼表面存在大量的腐蝕產物，并隨時間延長而增加。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。 本文還采用電化學阻抗測試、極化曲線測試、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)同作用對碳鋼Q235在0.5M H2SO4溶液中的緩蝕作用。結果表明：該弧菌EPS能夠在碳鋼表面形成一層較為致密的Fe-EPS保護層，可有效地抑制H2SO4溶液對Q235的腐蝕，隨著EPS濃度的增加，緩蝕效率增大，當EPS濃度為1000ppm時，緩蝕效率最高。當在1000ppm EPS中添加KBr,KI時，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吸附且符合Langmuir吸附模型。 為了進一步研究新喀里多尼亞弧菌胞外聚合物(EPS)在不同的環(huán)境中對碳鋼Q235是否具有緩蝕作用，本文采用電化學，掃描電鏡等方法研究了EPS在298K時對人工海水中碳鋼Q235的緩蝕作用。結果表明，當EPS濃度為5g·L-1時，緩蝕率達到最大。說明EPS不僅在酸性條件下對碳鋼具有一定的緩蝕作用，同時在海水中對碳鋼也具有緩蝕作用。
【關鍵詞】：弧菌 碳鋼Q235 生物膜 胞外聚合物 緩蝕
【學位授予單位】：太原理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG174.4
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-11
• 第一章 緒論11-19
• 1.1 微生物對金屬腐蝕研究概況及進展11-12
• 1.2 微生物對金屬緩蝕研究進展12-13
• 1.3 細菌對金屬材料的緩蝕機理13-16
• 1.3.1 通過去除腐蝕物質抑制腐蝕14
• 1.3.2 形成生物保護層抑制腐蝕14-15
• 1.3.3 產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 細菌胞外聚合物(EPS)研究概況16-17
• 1.5 課題來源，研究內容和研究意義17-19
• 第二章 弧菌對碳鋼 Q235 的緩蝕作用19-49
• 2.1 實驗19-23
• 2.1.1 實驗材料19
• 2.1.2 實驗設備19-20
• 2.1.3 實驗試劑20
• 2.1.4 實驗介質20-21
• 2.1.5 細菌的培養(yǎng)及接種21
• 2.1.6 電化學測試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 結果與討論23-47
• 2.2.1 碳鋼 Q235 在無菌和有菌海水中電化學分析23-35
• 2.2.2 碳鋼在無菌或有菌海水溶液中 24 小時的開路電位分析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菌海水溶液的激光共聚焦圖片40-42
• 2.2.6 碳鋼 Q235 在無菌或有菌海水溶液中 30 天的直觀形貌42-45
• 2.2.7 緩蝕機理45-47
• 2.3 小結47-49
• 第三章 弧菌胞外聚合物對硫酸中碳鋼 Q235 的緩蝕作用49-59
• 3.1 實驗材料及方法49-50
• 3.1.1 實驗材料49
• 3.1.2 實驗方法49-50
• 3.2 結果與討論50-57
• 3.2.1 電化學阻抗50-52
• 3.2.2 極化曲線52-53
• 3.2.3 表面形貌53-54
• 3.2.4 EPS 成分測定54-55
• 3.2.5 吸附模型55-56
• 3.2.6 緩蝕機理56-57
• 3.3 結論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 實驗材料及方法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68-69
• 第五章 弧菌 EPS 在海水中對碳鋼 Q235 的緩蝕69-75
• 5.1 實驗69-70
• 5.1.1 實驗材料69
• 5.1.2 實驗設備與實驗試劑69
• 5.1.3 實驗方法69-70
• 5.2 結果與討論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73-75
• 第六章 總結75-77
• 參考文獻77-83
• 致謝83-85
• 攻讀碩士期間發(fā)表的文章85

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 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];物理化學學報;2008年09期

本文編號：750786