海洋微生物对316不锈钢的电化学腐蚀行为VIP免费

第19卷第3期化学研究Vol.19No.32008年9月CHEMICALRESEARCHSep.2008海洋微生物对316不锈钢的电化学腐蚀行为牛桂华,尹衍升,常雪婷(中国海洋大学材料科学与工程研究院,山东青岛266100)收稿日期:2008-03-07.基金项目:国家自然科学基金资助项目(50672090,50702053).作者简介:牛桂华(1978-),女,硕士生;研究方向:海洋环境下材料的物理化学行为.摘要:采用自腐蚀电位、电化学极化曲线、电化学阻抗谱技术研究了316不锈钢在无菌培养基介质和海水微生物接种培养有菌培养基介质中不同周期的腐蚀行为.结果表明,316不锈钢电极在有菌介质中比在无菌介质中的腐蚀电流密度大,腐蚀电位负移,微生物加速了不锈钢的腐蚀速度.随着浸泡时间的增加,有菌介质中的不锈钢电极极化电阻值逐渐减小,表明了海洋微生物的附着和繁殖加速了316不锈钢的腐蚀速率,降低了其在海洋环境中的耐蚀性.关键词:316不锈钢;微生物腐蚀;极化曲线;电化学阻抗谱;腐蚀电位中图分类号:TG172.7文献标识码:A文章编号:1008-1011(2008)03-0083-04ElectrochemicalCorrosionBehaviorof316StainlessSteelinMarineMicrobialMediumNIUGui2hua,YINYan2sheng,CHANGXue2ting(InstituteofMaterialsScienceandTechnology,OceanUniversityofChina,Qingdao266100,Shandong,China)Abstract:Thecorrosionbehaviorof316stainlesssteelexposedinthesterileculturemediumandma2rinemicroorganismculturemediumthroughdifferentculturecyclewasinvestigatedbyopen2circuitpo2tentialofelectrode,polarizationcurvesandelectrochemicalimpedancespectroscopy.Resultsshowtheaugmentofthecorrosionelectriccurrentandthemovingofthecorrosionpotentialtowardsnegativeinmicroorganismculturemediumcomparedtotheculturemediumwithoutbacteria.Microor2ganismcouldacceleratecorrosionrateof316stainlesssteel.Withtheincreaseoftime,theimpedancevalueoftheelectrodedecreasedinmediumwithbacteria.Itindicatedthattheadhesionandpropagateofmarinemicroorganismcouldacceleratethecorrosionprogressof316stainlesssteelanddeclinethepropertiesofresistingcorrosioninmarineenvironments.Keywords:316stainlesssteel;microbiologicallyinfluencedcorrosion;polarizationcurves;electro2chemicalimpedancespectroscopy;corrosionpotential由材料表面生物膜内的微生物生命活动引起或促进金属材料的腐蚀和破坏称为微生物腐蚀(MIC)[1].据统计,微生物腐蚀在金属材料和建筑材料的腐蚀破坏中占到20%[2],在海洋环境和工业环境(核反应、石油化工、造纸、储存和输运系统等)中,金属材料的MIC是一个严重的问题,涉及到巨大的安全隐患和经济效益[3].文献[4-6]对于单一微生物对材料腐蚀的报道很多,而海洋中混合微生物对材料腐蚀作用程度和腐蚀机制仍然不确定且报道很少,因而研究海水中混合微生物对材料的腐蚀作用机制具有重要的意义,通常用电化学方法来有效地评测MIC[7,8].84化学研究2008年金属表面生物膜内的微生物由于消耗氧、产生酸、硫化物和酶等,促进了金属表面局部新的化学成分的产生,这些化学成分容易发展成电化学电池,从而使得生物膜与金属界面之间的交互作用能够影响金属表面的电化学过程,导致由于微生物引起腐蚀的金属被破坏[9].电化学腐蚀是一种涉及到电子转移的化学反应,这一过程是通过接触或靠近金属表面的化学物质间的一系列阳极氧化反应和阴极还原反应得以进行的.金属表层的生物膜内微生物的活性能够影响阴极和(或)阳极的反应动力学,改变保护膜的化学性质从而导致加速或减缓材料腐蚀[10].本文作者采用自腐蚀电位分析、极化曲线和电化学阻抗谱技术(EIS)等电化学方法研究了微生物对不锈钢的腐蚀作用.1实验部分1.1菌种培养实验菌种取自青岛海水试验点处未经纯化天然海水,培养基按如下组成配置[11-12]:1.0g/LNH4Cl,1.0g/LNa2SO4,0.5g/LK2HPO4,0.1g/LCaCl2·2H2O,2.0g/LMgSO4·7H2O,0.5g/L(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O,3.0g/L牛肉膏,10.0g/L蛋白胨,0.1g/L维C.用1mol/L的氢氧化钠溶液调节pH值为7.2～7.4.将配置好的培养基倒入锥形瓶中,用医用纱布包好瓶口,在121℃高压灭菌锅里...