极端环境下喜温嗜酸硫杆菌SM-1的微生物腐蚀行为研究

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1、分类号：单位代码：10140密级：公开学号：4031531821硕士学位论文中文题目:极端环境下喜温嗜酸硫杆菌SM-1的微生物腐蚀行为研究InvestigationofSevereMicrobiologicallyInfluenceCorrosionbyAcidProducingBacteriumAcidithiobacilluscaldusSM-1英文题目：onStainlessSteels论文作者：董雨侨指导教师：李绮副教授专业：应用化学完成时间：二○一八年五月申请辽宁大学硕士学位论文极端环境下喜温嗜酸硫杆菌SM

2、-1的微生物腐蚀行为研究InvestigationofSevereMicrobiologicallyInfluencedCorrosionofStainlessSteelsbyAcidProducingBacteriumAcidithiobacilluscaldusSM-1onStainlessSteels作者：董雨侨指导教师：李绮副教授专业：应用化学答辩日期：2018年5月31日二○一八年五月·中国辽宁摘要摘要人类文明长久的发展和社会的不断进步与金属材料的研究发展密不可分，新型金属材料的投入应用是时代进步的显著标志

3、[1]。如今多种多样的金属材料已经不仅仅是社会发展依靠的重要支柱，更在我们的日常生产和生活中发挥着不可或缺的作用。当下各种新型金属材料不断投入使用，而材料维护过程中爆发的大量问题逐渐成为人们关注的热点。人们清醒地意识到投放入市场的金属材料的寿命往往达不到之前的预期，其中金属材料的腐蚀是影响材料寿命的最为严重的问题之一。传统意义上，腐蚀主要分为局部腐蚀和全面腐蚀，而局部腐蚀除了应力腐蚀开裂、晶间腐蚀、腐蚀疲劳以及缝隙腐蚀等腐蚀行为之外，逐渐被人们所认知的由微生物所造成的点蚀问题也成为材料遭到破坏的另一重要原因。如今，微

4、生物腐蚀领域的研究尚未全面，仍处于发展阶段，微生物种类之繁多及其腐蚀机理之复杂是影响其发展的主要原因，因此需要大量的科研工作者对不断发现的科学问题展开全面且详细的研究。本文就一种新型细菌--喜温嗜酸硫杆菌SM-1（AcidithiobacilluscaldusSM-1,A.caldusSM-1）对不锈钢的微生物腐蚀行为及其可能存在的腐蚀机理展开详细的实验探究，了解其具体的微生物腐蚀机制，旨在填补微生物腐蚀领域对这一新型产酸型细菌研究的空白，并最终从根本上防治此细菌对金属材料的腐蚀。喜温嗜酸硫杆菌SM-1（A.cald

5、usSM-1）是分离自生物反应器中的一种生长于极端环境中的酸性耐受性极强的产酸型硫氧化细菌。目前，市场上使用的生物反应器的制造材料多为316L不锈钢（316LSS），生物反应器由于常常受到腐蚀侵害导致其工作寿命严重缩短，因此本文首次研究了A.caldusSM-1对罐体材料316L不锈钢的微生物腐蚀作用。同时，考虑到A.caldusSM-1的极端的生长环境以及本着为反应器选择更好的金属基体材料为目的，因此，另选用316L-Cu不锈钢和S32654超级奥氏体不锈钢（S32654SASS）作为探究其微生物腐蚀作用的重要材料

6、。本实验中316LSS、316L-CuSS和S32654超级奥氏体不锈钢在A.caldusSM-1培养基中进行14天浸泡，采用电化学实验和表面分析方法对材料表面进行监测，通过XPS对浸泡后的样品表面的腐蚀产物进行分析，初步推断A.caldusSM-1的微生物腐蚀机制。结果显示，A.caldusSM-1具有极强的腐蚀作I摘要用，对浸泡于其中的不锈钢样品（316LSS，316L-CuSS和S32654SASS）产生明显的腐蚀作用，然而316L-CuSS中的铜离子对A.caldusSM-1的附着和游离细菌具有抑制和杀死的作

7、用，因此在一定程度上阻碍了A.caldusSM-1对材料基体的腐蚀作用。同时，XPS数据显示，在腐蚀产物中发现了大量钼的硫化物的存在，推断A.caldusSM-1可能通过附着于材料的表面进而硫化钝化膜中的重要元素钼，破坏稳定的钝化膜结构，从而加重基体的腐蚀作用。关键词：微生物腐蚀，产酸菌，点腐蚀，含铜不锈钢，生物膜IIAbstractABSTRACTThedevelopmentofhumancivilizationandsocialprogressarecloselyrelatedtometalmaterials,a

8、ndtheapplicationofnewmetalmaterialsisasignificantprogressofera.Nowadays,variouskindsofmetalmaterialsarenotonlytheimportantmaterialbasisofhumansocialdevelopment,butalsoplayan