DCOIT复合Zn-Ni合金抗菌镀层的制备及其耐SRB腐蚀性能研究

目的 提高Zn-Ni合金镀层的耐微生物腐蚀性能。方法 在硫酸盐电镀液中添加梯度浓度的4,5-二氯-N-辛基-4-异噻唑啉-3-酮（DCOIT）,利用恒电流沉积方法,在碳钢表面阴极电沉积获得DCOIT复合Zn-Ni合金镀层。通过电沉积电位监测与电流效率计算评价DCOIT对电沉积过程的影响,利用扫描电子显微镜、电子能谱、X射线晶体衍射等研究DCOIT对Zn-Ni复合镀层形貌、结构与Ni含量的影响,使用傅里叶红外吸收光谱和荧光显微观察法验证DCOIT的成功复合及复合镀层的抗菌性能,最后将DCOIT复合Zn-Ni合金镀层暴露于硫酸盐还原菌（SRB）中,监测菌液的pH与菌体浓度,同时计算镀层的腐蚀速率,并观察镀层的腐蚀形貌,评价复合镀层的耐SRB腐蚀性能。结果 DCOIT在电沉积过程中会吸附在沉积表面,造成沉积电位负移,并略微降低了电流效率。DCOIT的添加显著改变了复合镀层的形貌、结构与Ni含量,其Ni含量与DCOIT的添加量呈线性增长关系,导致其晶体结构转变。DCOIT以有效形式存在于复合Zn-Ni合金镀层中,并显示出抗菌性能,DCOIT添加量为2 mmol/L时,镀层中的复合量最高,抗菌性能最好。最后,DCOIT复合Zn-Ni合金镀层能有效抑制环境中SRB的生长与代谢,自身腐蚀速率减慢,耐蚀性能明显增强。结论 DCOIT能够以有效形式复合于Zn-Ni合金镀层内部,并有效提高了镀层的抗菌性能,使其获得增强的耐SRB腐蚀性能。     

纳米硫化铋-锌复合镀膜的制备及其抗菌性能研究

目的将锌镀层与具有光催化抗菌性能的纳米粒子复合,实现对锌镀层的改性,成功制备一种具有光催化抗菌性能的功能性复合镀层。方法通过向弱酸性硫酸盐锌镀液中加入梯度浓度具有可见光催化杀菌性能的硫化铋纳米粒子,在20#碳钢表面利用恒电流法一步成功制备了系列硫化铋-锌复合镀膜。利用电化学工作站监测了沉积过程中的沉积电位,分别记录沉积前和沉积后的样品质量并测量沉积面积,通过计算,确定了沉积过程的电流效率。通过扫描电子显微镜(SEM)、X-射线晶体衍射仪(XRD)及电子能谱仪(EDS)对镀层进行了形貌及成分分析,采用大肠杆菌作为代表性的细菌,检测了复合镀膜的抗菌性能。结果与纯锌镀膜相比,硫化铋的加入显著促进了(100)晶相的晶体生长,而抑制了(102)晶相的晶体生长,使镀膜形貌由标准六方晶系变为块状晶体;硫化铋的加入使沉积电位变得更正,且随硫化铋添加量的增加,变正增幅变大;硫化铋的加入使电沉积过程的电流效率与纯锌镀膜的电流效率相比增大了5%左右,但硫化铋的添加量对电流效率的影响不大;硫化铋-锌复合镀膜在可见光下对大肠杆菌具有良好的抗杀性能,且硫化铋的复合量越高,抗菌效果越好。结论通过笔者提出的电沉积方法,硫化铋可成功复合到了锌镀膜中,从而使硫化铋-锌复合镀膜获得了良好的抗菌性能,最终发现当镀液中硫化铋质量浓度为2 g/L时,硫化铋在锌镀层中的复合量最高,抗菌性能最好。     

镜检中的污损生物研究——青岛港湾微型污损生物群落变化及主要物种的初步研究

在青岛防腐防污材料试验海域,初步进行了空白载波片、加干扰素载波片、加涂料层载波片、贴塑料膜的载波片的污损生物研究。利用NIKONSM21000体式显微镜、LEICADM4500B显微镜、LEICAM165C显微镜、NIKON显微镜与KH-770/KH-1300三维数字显微镜分别对小型污损生物、微型污损生物施行镜检和初步探讨,发现了该港湾微型污损生物群落形成过程与组成结构的变化及其成员的生态变化特征、检测方法、微型群落优势种顺序;发现了该海域材料入海初期阶段微小型生物群落的组成与变化,初步得出污损由细菌、单胞藻、原生动物到后生动物的污损顺序。     

海洋环境硫酸盐还原菌对金属材料腐蚀机理的研究进展

硫酸盐还原菌(SRB)是一类广泛存在于自然环境中可以利用硫酸盐类物质作为呼吸代谢电子受体的厌氧类微生物,是造成金属腐蚀破坏和设备故障的主要原因之一,已经成为一个重要的研究课题。由于微生物活动的复杂性,生物膜内SRB与金属表面的相互作用缺乏深入的研究,其诱导腐蚀机理和腐蚀过程尚不清楚,难以进行有效的腐蚀预测。基于此,本文从SRB生物膜的呼吸代谢角度介绍了其诱导金属腐蚀的研究进展。介绍了SRB的生态特征和厌氧呼吸过程,重点综述了SRB腐蚀机理,包括阴极去极化、代谢产物腐蚀、浓差电池作用和胞外电子传递等理论,最后简要介绍了微生物腐蚀(MIC)研究的方法与技术手段。     

基于OTC/PTC技术的悬索桥主缆系统防腐及耐久性探讨

由于传统悬索桥主缆系统的结构缺陷和防腐措施不当,全世界几乎所有的悬索桥主缆系统都普遍存在主缆钢丝不同程度腐蚀的问题。本文首次提出改变原有开放式主缆结构为封闭式主缆结构,应用中国科学院海洋研究所国家海洋腐蚀防护技术工程研究中心成熟的OTC(氧化聚合型包覆防腐技术)和PTC(复层矿脂包覆防腐技术)技术,有效地阻断悬索桥主缆系统的腐蚀途径,提高悬索桥主缆系统的防腐性能,并且降低悬索桥主缆系统管养的技术难度,达到了悬索桥主缆系统的设计寿命要求。     

油气田开采中管道微生物腐蚀防护技术研究现状与趋势

腐蚀是油气田管道设施运行中的关键共性科技问题。在油气田环境中,微生物腐蚀是油气田主要的腐蚀类型之一,也是油气田开采过程中的腐蚀控制难题。综述了目前油气田微生物腐蚀的研究认识现状、研究进展和当前的主要防腐蚀方法和控制技术,分别介绍了腐蚀微生物群落、微生物腐蚀机理、腐蚀微生物检测和管道微生物腐蚀控制措施等,并针对油气田微生物腐蚀研究和防护控制提出了相关建议。      

阴极极化对硫酸盐还原菌腐蚀影响的研究进展

介绍了硫酸盐还原菌(SRB)的生态和生理特征及在含SRB的环境中金属材料阴极保护的可靠性;重点综述了阴极极化对SRB腐蚀的影响,包括阴极极化对金属材料氢脆和力学性能、金属构筑物周围环境和微生物的影响;最后展望了微生物腐蚀研究的近期发展趋势。     

超声辅助电沉积纯锌镀层的制备及耐磨、耐蚀性能研究

锌镀层由于其自腐蚀电位负、屏障作用良好而被广泛应用于海洋钢铁设施上。本工作将超声引入电沉积体系,利用超声辅助的方法在20#碳钢表面电沉积锌镀层,研究了超声功率变化对锌镀层性能的影响。沉积电位监测、电流效率计算结果显示,超声的引入能够明显增大电流效率,有利于节约电能。扫描电镜 (SEM)、X射线衍射仪 (XRD)、原子力显微镜 (AFM) 等结果显示,锌镀层晶体颗粒变小,形成的镀层更致密、均匀。磨耗测试、电化学阻抗谱 (EIS)、极化曲线 (Tafel) 等结果显示,超声的引入使得锌镀层耐磨性与耐蚀性能明显提升。     

Desulfovibrio Bizertensis SY-1在阴极极化条件下对X70管线钢的腐蚀行为研究

研究了从浸泡在中国南海的钢铁锈层中分离的腐蚀性硫酸盐还原菌Desulfovibrio bizertensis SY-1在-0.85和-1.05 V vs. SCE阴极极化电位下对X70管线钢腐蚀行为的影响。结果表明,-0.85 V vs. SCE电位尚不能有效抑制Desulfovibrio bizertensis SY-1细胞的生长与附着,同时试片表面也检测到了特征的四方硫铁矿和针铁矿的Raman峰。-1.05 V vs. SCE阴极极化电位能够有效抑制浮游Desulfovibrio bizertensis SY-1细胞的生长和代谢过程,腐蚀产物以磁铁矿为主。失重数据也表明,在-1.05 V vs. SCE电位下试片失重与无菌条件基本一致,且在该电位下最大点蚀坑深度与无极化条件相比减少了75%。该研究为含有Desulfovibrio bizertensis SY-1环境的阴极保护电位选择和微生物与极化电位的相互作用研究提供了参考。     

复层矿脂包覆防腐蚀技术(PTC)在悬索桥锚碇防护中的应用

锚碇系统是悬索桥的安全所系。分析了锚碇腐蚀的主要原因。将复层矿脂包覆防腐技术(PTC)应用于柳州红光桥锚碇中的索股及联接件，介绍了表面处理、涂抹矿脂防蚀膏、缠绕矿脂防蚀带、制作玻璃钢外壳等步骤。3年后跟踪检查的结果证明了PTC具有良好的防腐蚀性能。