海洋好氧生物膜對316L不銹鋼電化學(xué)行為影響研究.pdf

1、隨著海洋開發(fā)規(guī)模的不斷擴(kuò)大,海洋石油開發(fā)所建造的海上采油平臺(tái)、海底油氣輸送管線以及船體等設(shè)施投入也不斷增加,金屬材料在海洋環(huán)境中的應(yīng)用越來越廣泛,但是海洋環(huán)境中微生物的附著對金屬材料的影響,使其應(yīng)用環(huán)境變得更加苛刻。到目前為止,微生物對金屬材料的影響現(xiàn)象研究已有近百年歷史,但是由于海洋環(huán)境的復(fù)雜性,多因素的共同作用使得作用機(jī)理研究存在眾多的不確定性。由于海水溶解空氣中的氧成為富氧環(huán)境,有利于好氧微生物的生長,因此好氧微生物對金屬材料的影

2、響研究引起了廣泛重視,其對不銹鋼的影響主要表現(xiàn)在開路電位正移及催化陰極氧還原兩個(gè)方面,多數(shù)文獻(xiàn)是將兩者彼此分開研究,而且也沒有將其與金屬材料的腐蝕機(jī)制聯(lián)系起來。
　　本文選取青島第二海水浴場過濾的天然海水以及銅綠假單胞菌P. aeruginosa PAO1培養(yǎng)基質(zhì)作為實(shí)驗(yàn)介質(zhì),以316L不銹鋼作為實(shí)驗(yàn)材料,通過開路電位(OCP)、電化學(xué)交流阻抗(EIS)、動(dòng)電位極化、循環(huán)伏安(CV)等電化學(xué)方法,分別研究兩種好氧生物膜對不銹鋼開路

3、電位、陰極氧還原催化與不銹鋼腐蝕傾向之間的關(guān)系;結(jié)合掃描電鏡(SEM)、X射線電子能譜(EDS)、熒光顯微鏡觀察等表面分析技術(shù),觀察分析微生物在不銹鋼表面附著過程對材料表面形貌、元素成分及含量的影響。另外,通過在天然海水體系中加入適量 NaN3呼吸抑制劑,進(jìn)一步研究微生物的呼吸過程對不銹鋼陰極氧還原及不銹鋼腐蝕傾向的影響。
　　結(jié)果表明,在兩個(gè)月的實(shí)驗(yàn)周期內(nèi),天然海水中的好氧生物膜使316L不銹鋼開路電位正移,其動(dòng)電位極化曲線表明

4、這種影響是生物膜對其陰、陽極過程耦合影響的結(jié)果,催化陰極氧還原的同時(shí)對陽極腐蝕傾向具有抑制性。進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,好氧微生物的呼吸代謝過程能夠催化不銹鋼陰極氧還原,在一定時(shí)間周期內(nèi),可通過消耗介質(zhì)中的溶解氧含量使金屬腐蝕受到抑制。P. aeruginosa PAO1作為單一好氧模式菌,對其陰極氧還原過程的催化作用相比于天然海水環(huán)境形成的混合生物膜較弱;同時(shí),在其生命周期內(nèi),有、無氧的介質(zhì)條件都可抑制不銹鋼的腐蝕性。天然海水中微生物在不銹鋼