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《北京建筑大学》 2018年
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微生物电活性及其腐蚀影响机理研究

高飞  
【摘要】:微生物与金属间的氧化还原反应其本质上是由微生物代谢活动引起的金属与微生物间的电子传递。微生物具有电活性与否将对腐蚀过程产生重大的影响。因此研究微生物电活性及其对腐蚀的影响,对深入认识金属的微生物腐蚀,探索防腐蚀策略具有重要意义。本文在研究大肠埃希氏菌和荧光假单胞菌电活性的基础上,利用电化学方法、表面分析技术和微生物学方法,对再生水中微生物电活性对碳钢腐蚀影响机理进行了研究。主要得出如下结论:(1)采用循环伏安法研究了大肠埃希氏菌和荧光假单胞菌的微生物电活性,结果表明,大肠埃希氏菌在培养基和PBS缓冲液中未表现出电活性,荧光假单胞菌出现还原峰,可能是由于其分泌的黄色色素引起的。大肠埃希氏菌和荧光假单胞菌在厌氧状态下电活性无明显变化。大肠埃希氏菌和荧光假单胞菌都可以利用AQS作为电子穿梭体进行胞外电子传递,10ppm浓度下可逆性较好。同浓度AQS下,微生物浓度越大,电位越正,电子转移速率越快。(2)以AQS为电子穿梭体,研究了大肠埃希氏菌电活性对碳钢的腐蚀影响机理。结果表明,AQS进一步抑制了大肠埃希氏菌对碳钢的腐蚀,平均腐蚀速率降低了17.24%。大肠埃希氏菌代谢产生的电子在AQS作用下促进了Fe OOH向Fe3O4转化,加速腐蚀层分层,由Fe3O4和菌体组成致密的腐蚀内层阻隔了DO扩散,Fe~(2+)在腐蚀内层附近起到了替代阳极的作用。(3)以AQS为电子穿梭体,研究了荧光假单胞菌电活性对碳钢的腐蚀影响机理。结果表明,AQS进一步促进了荧光假单胞菌对碳钢的腐蚀,平均腐蚀速率升高了23%。AQS对荧光假单胞菌有较强的生物毒性,同时,荧光假单胞菌自身分泌的铁载体可与铁离子螯合,减少了Fe~(2+)数量,降低了Fe3O4的含量,使由Fe3O4和菌体组成的腐蚀内层不够致密,并减弱了Fe~(2+)的阳极替代作用。
【学位授予单位】:北京建筑大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2018
【分类号】:TG172.7

【参考文献】
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