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1、第卷第期腐蚀与防护年月综述海洋微生物腐蚀的电化学研究方法吴建华刘光洲于辉钱建华七二五所青岛分部青岛,其特征是微生物附着摘要海洋微生物引起的腐蚀对海洋结构物造成了日益严重的危害于金属表面并形生物膜,、、,成聚合物膜该生物膜改变了膜内的环境条件如溶解氧值各种离子含量等并伴有微生物对电—,。、、、、化学反应的催化过程因此加速了金属的腐蚀本文介绍了监测腐蚀电位氧化还原电位极化电阻强极化技术、、、双,电化学阻抗谱电化学噪声电化学表面成象区电池等方法在微生物腐蚀研究中的应用指出了这些方法的使用条件和优缺点。为了保持微生物本身的活性,非破坏性的原位测量方法是重要的发展方向。主题词微生物腐蚀电化学
2、方法,,,,,,,,,,,,一,、,〔一〕值溶解氧等因此往往导致金属的局部腐引言。蚀虽然人们对微生物腐蚀的认识已有多年的,微生物腐蚀很复杂不同的细菌对各种金属或,,历史但它被普遍认识和接受却是从年代后期开合金腐蚀过程的影响是不同的而在天然条件下形。始的微,生物附着在金属表面形成生物膜后可发生成的微生物腐蚀是它们综合作用的结果因此在分如下作用①影响电化学腐蚀的阳极或阴极反析由电化学方法所获得的数据时应全面而细致。目,、仁〕巨〕应②改变了腐蚀反应的类型③微生物新陈代谢前和均过,程产生的侵蚀性物质改变了金属表面膜电阻④报道了这方面的相关内容本文的目的是将最近十创造了生物膜内的腐蚀环境⑤由
3、微生物生长和繁几年微生物腐蚀研究中所使用的电化学方法及其优。,殖所建立的屏障层导致了金属表面的浓差电池缺点介绍给读者希望对我国的微生物腐蚀研究工,,。由此可见微生物腐蚀是电化学性质的因此可作有所裨益用电化学方法去研究微生物腐蚀的详细过程及其腐、。腐蚀电位蚀机制监测微生物腐蚀的发生和发展微生物腐蚀的关键在于微生物膜内及其与金属腐蚀电位的测量是电化学测试方法中最容易而。,基体间的相互作用微生物膜的主要成分为超细胞信息量较小的一种方法在测量过程中需要一只稳,、‘。。聚糖由天然糖胺糖和尿酸聚合而成卜〕在微生定的参比电极和高输入阻抗的电压测量仪表,物膜内由于微生物的新陈代谢作用使得微生物膜内
4、在测量微生物腐蚀过程的腐蚀电位时经常要,、、,的环境与本体溶液不同如某些电解质成分浓度考察腐蚀电位随时间的变化据此初步判断微生物··吴建华等海洋微生物腐蚀的电化学研究方法抑制的阳极反应阳极反应朱极反应咚反刀、的阳极、应七亡卜极仄应、加速的阴极反应低广阴极仄办诙飞厂夕了夕犷夕图腐蚀电位变化的三种情况阳极反应被抑制,电位正移阴极反应速率增大,电位正移阳极反应速率和阴极反应速率同时增大,腐蚀电位稳定不变腐蚀的发,生过程但这要在对某一微生物腐蚀过程,,一较明晰的基础上同时也要注意长时间浸没时参比。电极可能被微生物膜覆盖和污染细菌生长一卜一形成,一极化仅仅从腐蚀电位的测量并不能够确定微生物二
5、丈犷闺净,钾留划崔对阳极过程和阴极过程的作用如图所示腐蚀电,任︸位正移的情况有可能是抑制了阳极过程也有可能一豁置,加速了阴极过程而腐蚀电位不变的情况下也可能是阳极和阴极过程同时受到加速或抑制。移值细菌,。〕过渡阶段,报道了种不锈钢的微,生物作用导致的电位正移现象并认为是由于微生一物的作用引起了阴极过程的改变。比较时可一了在生物膜形成及未有生物膜形成时合金的图低碳钢在含去硫弧菌介质中的腐蚀电位变化腐蚀电位变化,见图。一还氧化原电位一,氧化还原电位代表溶液的氧化能力它常常是以惰性电极来测量的。严格地讲,它仅仅在电化学平衡建立时才存,、在这种条件在无菌溶液中是存扣卜沂山日︺︶︵,天然海水
6、在的而在微生物存在的体系中由于微生物的新陈,,代谢作用溶液成分处于变化状态所以常常不能满。,,足电化学平衡然而在某些微生物腐蚀体系内确之一《一,实存在着稳态的氧化还原电位它可以提供一些有习一无菌海水,关环境变化的信息如适合于硫酸盐还原菌一」」一一一,生长的环境一般要求其氧化还原电位小于时间。一「〕一图合金的腐蚀电位变化一、,氧化还原电位为氧分压值和温度的函数,另外一些数据表明某些钝化金属在微生物作其电化学反应式为,用下并未发生电位正移现象可它们却发生了孔蚀,二二,,,八二亡。,专一‘’‘一一一或缝隙腐蚀而在某些情况下腐蚀电位按微生物作一一,。由能斯特方用过程的不同呈现出不同的变化川
7、见图程得,。从以上例子可知腐蚀电位需要与其他手段配产翼仁旦旦卫兰了、曰﹃、声、合,才,一戈能确定微生物作用过程对它的影响且只能得到定性的结果。℃时,··吴建华等海洋微生物腐蚀的电化学研究方法。,已有很多方法测定值,目前因此若在线性。,,一区内测得即可准确计算值或可以利用凡由此可知值对氧化还原电位的影响要大。于氧分压的影响。若微生物新陈代谢过程中下来表征腐蚀速率的变化注意在低电导率介质或高,降,则氧化还原电位要升高。腐蚀速率体系中要扣除溶液电阻否则会引进较大。“〕的计算
