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D-氨基酸增强型杀菌剂对三种金属材料腐蚀行为的影响
1
作者 胥聪敏 李雪丽 +4 位作者 朱文胜 朱世东 杨兴 高豪然 孙姝雯 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第20期205-210,共6页
采用生物培养技术、杀菌过程评价、失重实验、电化学测试、表面分析等测试手段,研究了D-氨基酸增强型杀菌剂对45#碳钢、316L不锈钢和H62黄铜在硫酸盐还原菌(SRB)+铁氧化菌(IOB)混合菌中的耐蚀行为及机理的影响。结果表明,无杀菌剂时三... 采用生物培养技术、杀菌过程评价、失重实验、电化学测试、表面分析等测试手段,研究了D-氨基酸增强型杀菌剂对45#碳钢、316L不锈钢和H62黄铜在硫酸盐还原菌(SRB)+铁氧化菌(IOB)混合菌中的耐蚀行为及机理的影响。结果表明,无杀菌剂时三种金属的年腐蚀深度排序为45#碳钢(0.1042 mm/a)>H62黄铜(0.0456 mm/a)>316L不锈钢(0.0073 mm/a)。混合菌中的SRB和IOB具有协同作用,进而加速了金属材料腐蚀。加入杀菌剂后,混合菌中SRB和IOB的杀菌率分别超过了99%和90%,三种金属的极化曲线均向左移,i_(corr)均有不同程度的下降,腐蚀速率均显著降低,且点蚀坑的深度和数量明显减少;微生物代谢产物中的P、S含量显著减少,说明活菌数量急剧降低。无论有/无杀菌剂条件下,316L不锈钢因表面易生成氧化铬钝化膜而使其耐蚀性能最好,H62黄铜因Cu^(2+)有杀菌作用而使其耐蚀性较好。杀菌剂中的四羟甲基硫酸磷(THPS)可改变细胞酶和蛋白质的性质,导致细菌死亡,且D-氨基酸可分解金属表面的生物膜,使细菌由难杀灭的固着态转变为易杀灭的浮游态,提高了杀菌效果,同时避免了高浓度的胞外聚合物(EPS)形成,从而降低了金属的腐蚀速率。 展开更多
关键词 D-氨基酸 杀菌剂 混合菌 生物膜 金属耐蚀性
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D-氨基酸驱散生物膜的行为与作用机理研究 被引量：2
2
作者 胥聪敏 高豪然 +3 位作者 朱文胜 杨兴 陈月清 王文渊 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第1期239-245,共7页
为了明确D-氨基酸增强杀菌剂的生物膜驱散效果及杀菌机理,采用不同D-氨基酸与传统杀菌剂三丁基正十四烷基氯化膦(TTPC)、四羟甲基硫酸磷(THPS)以及抗菌肽组成复配杀菌剂,通过失重实验、电化学测试、表面分析等手段研究了复配杀菌剂对碳... 为了明确D-氨基酸增强杀菌剂的生物膜驱散效果及杀菌机理,采用不同D-氨基酸与传统杀菌剂三丁基正十四烷基氯化膦(TTPC)、四羟甲基硫酸磷(THPS)以及抗菌肽组成复配杀菌剂,通过失重实验、电化学测试、表面分析等手段研究了复配杀菌剂对碳钢表面上的硫酸盐还原菌(SRB)、铁氧化菌(IOB)、SRB+IOB混合菌的杀菌缓蚀效果,明确了D-氨基酸驱散生物膜的行为与作用机理。结果表明:SRB和IOB发生协同作用,在碳钢试样表面形成致密的生物膜,其不仅提供了适合SRB生长的厌氧环境,还对SRB起到一定的保护作用,导致SRB+IOB混合菌造成的腐蚀最为严重,而D-氨基酸释放出的生物膜分散信号因子可改变细菌细胞壁肽聚糖成分以及调节细胞基因表达方式,通过其与细菌蛋白质结合来抑制生物膜形成,并使已有生物膜主动从碳钢表面分散脱落,破坏SRB与IOB所构成的氧浓差环境,在很大程度上抑制了因细菌所产生的胞外聚合物(EPS)导致的金属腐蚀加剧,进而使得杀菌剂能更好地杀灭生物膜下的细菌,对混合菌生物膜中SRB和IOB的杀菌率分别高达100%、82.60%,表明D-氨基酸通过驱散生物膜行为对杀菌剂起到了很好的杀菌增强效果。 展开更多
关键词 D-氨基酸 混合菌 生物膜 硫酸盐还原菌(SRB) 铁氧化菌(IOB) 碳钢 杀菌增强效果
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绿色杀菌缓蚀剂对不同粗糙度碳钢的腐蚀行为影响研究
3
作者 胥聪敏 杨兴 +3 位作者 朱文胜 高豪然 姚攀 张津瑞 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第11期309-317,共9页
目的揭示绿色杀菌缓蚀剂对不同粗糙度碳钢表面SRB+IOB生物膜的杀菌缓蚀行为与规律的影响。方法本文采用失重实验、表面分析、电化学测试等手段,探究20#碳钢在不同粗糙度(240#、600#、1200#)下,添加绿色杀菌缓蚀剂对混合菌的杀菌行为和... 目的揭示绿色杀菌缓蚀剂对不同粗糙度碳钢表面SRB+IOB生物膜的杀菌缓蚀行为与规律的影响。方法本文采用失重实验、表面分析、电化学测试等手段,探究20#碳钢在不同粗糙度(240#、600#、1200#)下,添加绿色杀菌缓蚀剂对混合菌的杀菌行为和对碳钢的缓蚀效果的影响,阐明D-酪氨酸分解抑制生物膜的作用机理。结果试样表面的腐蚀产物层厚度、点蚀坑大小与深度随表面粗糙度的降低、杀菌缓蚀剂的添加,而减小。在不添加杀菌缓蚀剂情况下,碳钢随表面粗糙度从240#降到1200#,其年腐蚀深度由0.186 mm/a降到了0.157 mm/a,下降幅度达15.6%。自腐蚀电流密度icorr由20.5 mA/cm^(2)降到了6.93 mA/cm^(2),下降幅度高达66.2%。其中,在240#表面粗糙度下,碳钢年腐蚀深度由不添加杀菌缓蚀剂的0.186 mm/a降到了添加杀菌缓蚀剂的0.116 mm/a,下降幅度达37.6%。icorr由20.5 mA/cm^(2)降到了11.8 mA/cm^(2),下降幅度达42.4%。结论随表面粗糙度降低,碳钢表面趋于光滑,应力集中减小,碳钢表面很难聚集混合菌里的硫化物、矿化物,以及腐蚀性阴离子,H+很难与阴离子结合形成酸性环境,不易产生氧浓差电池,减缓了均匀腐蚀向局部腐蚀的转变,降低了点蚀发生概率。而D-酪氨酸的加入可将生物膜中的细菌由固着态转变为浮游态,同时破坏了细菌细胞结构、蛋白质、氧浓差环境,进而增强了杀菌缓蚀效果。 展开更多
关键词 碳钢 表面粗糙度 绿色杀菌缓蚀剂 SRB+IOB混合菌 生物膜
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D-氨基酸对生物膜生长周期的影响机理
4
作者 胥聪敏 姚攀 +3 位作者 朱文胜 高豪然 杨兴 张津瑞 《有色金属工程》 CAS 北大核心 2023年第6期9-17,共9页
为了探究复配杀菌剂对微生物生命活动周期的影响,采用失重实验、电化学测试、表面分析技术等研究方法,利用油气田采出水中培养出的SRB和IOB所组成的混合微生物群研究D-氨基酸复配杀菌剂在不同时期对碳钢的缓蚀率和杀菌率的改善机理。结... 为了探究复配杀菌剂对微生物生命活动周期的影响,采用失重实验、电化学测试、表面分析技术等研究方法,利用油气田采出水中培养出的SRB和IOB所组成的混合微生物群研究D-氨基酸复配杀菌剂在不同时期对碳钢的缓蚀率和杀菌率的改善机理。结果表明:不同时期加入D-氨基酸复配杀菌剂对缓蚀率、腐蚀速率以及杀菌效率均有改善;在第3 d加入效果最佳,缓蚀率能达到68.68%,腐蚀速率从0.105 mm/a下降到0.033 mm/a,下降幅度高达68.6%。自腐蚀电流密度icorr由3.59×10^(-5)A/cm^(2)降到了2.06×10^(-5)A/cm^(2),下降幅度高达43%;D-氨基酸作用于细菌表面可使细菌表现出疏水性,对细菌之间的物质传输产生影响;D-氨基酸对生物膜的分解作用明显,同时对生物膜的生成也具有抑制作用。随着时间的推移,微生物在钢材表面迅速繁殖,在第7 d达到生命活动的活跃峰期,期间产生H2S,加剧钢材腐蚀。 展开更多
关键词 微生物腐蚀 D-氨基酸 生物膜 生长周期 杀菌缓蚀机理
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D-氨基酸对混合菌生物腐蚀的缓蚀行为影响分析 被引量：5
5
作者 胥聪敏 王文渊 +3 位作者 刘利 宋鹏迪 高豪然 陈月清 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第2期160-170,共11页
微生物腐蚀在油气工业中普遍存在,由其所引发的危害有可能造成巨大的经济损失。为了更好地减缓油气田实际工作环境下的微生物腐蚀危害,采用从油气田采出水中培养出来的含硫酸盐还原菌(SRB)和好氧的铁细菌(IOB)混合菌种来探究D-氨基酸的... 微生物腐蚀在油气工业中普遍存在,由其所引发的危害有可能造成巨大的经济损失。为了更好地减缓油气田实际工作环境下的微生物腐蚀危害,采用从油气田采出水中培养出来的含硫酸盐还原菌(SRB)和好氧的铁细菌(IOB)混合菌种来探究D-氨基酸的杀菌增强效果与减缓金属腐蚀的行为,应用失重实验、电化学测试、表面分析等研究方法,探究了D-络氨酸(D-tyrosine)对碳钢在SRB+IOB培养基中的生物膜剥离效果及杀菌缓蚀行为的影响规律。研究结果表明:①D-tyrosine+杀菌剂四羟甲基硫酸磷(THPS)对SRB、IOB的缓蚀率最高可达73.07%,点蚀坑数量与深度均为最小,其效果明显优于添加单一的THPS;②加入D-tyrosine和THPS后,磷化物和硫化物的含量最低,表明D-tyrosine具有显著分解和抑制生物膜的作用,配合THPS有效地杀死细菌,从而破坏氧浓差环境,使腐蚀大大降低;③D-tyrosine的加入,还提升了缓蚀效果,使杀菌剂用量明显降低。结论认为,该研究成果可以为油气田实际工况下的微生物腐蚀控制提供理论支撑和工程实践指导。 展开更多
关键词 微生物腐蚀 D-tyrosine THPS 生物膜剥离 杀菌增强效果 点蚀 腐蚀行为 缓蚀率
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X80钢在干湿交替与水饱和哈密土壤环境下的腐蚀行为 被引量：4
6
作者 胥聪敏 王文渊 +2 位作者 宋鹏迪 高豪然 陈月清 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第8期231-240,共10页
目的揭示X80钢在干湿交替与水饱和哈密土壤环境下的腐蚀行为与规律。方法采用失重实验和电化学测试分析腐蚀速率与阴阳极电化学过程的变化规律,利用金相分析观察母材和焊缝的组织特征,通过SEM、EDS、XRD等微观分析手段观察腐蚀产物形貌... 目的揭示X80钢在干湿交替与水饱和哈密土壤环境下的腐蚀行为与规律。方法采用失重实验和电化学测试分析腐蚀速率与阴阳极电化学过程的变化规律,利用金相分析观察母材和焊缝的组织特征,通过SEM、EDS、XRD等微观分析手段观察腐蚀产物形貌、元素含量与物相组成,从而研究干湿交替与水饱和土壤环境对X80钢腐蚀行为的影响。结果X80钢在干湿交替环境下的腐蚀速率是水饱和下的2~3倍,其在干湿交替与水饱和哈密土壤环境下的腐蚀产物物相均由Fe3O4、FeOOH、FeS所构成。X80钢在干湿交替环境下,表面的腐蚀产物膜出现大量凹坑与裂隙,使O2在试样表面分布不均,形成氧浓差电池,并且该凹坑与裂隙有利于腐蚀性离子进入,加剧局部腐蚀。在同一环境下,由于焊接接头各区域组织差异引起的微电偶腐蚀,X80钢焊缝的腐蚀速率明显高于母材。结论干湿交替环境与土壤中大量存在的Cl−显著加速了X80钢母材及焊缝的局部腐蚀,且X80焊缝耐蚀性明显低于母材,其腐蚀机理均为氧浓差电池和局部腐蚀自催化效应共同作用,腐蚀形态也由以全面腐蚀为主(水饱和环境)转变为以点蚀+溃疡状腐蚀为主(干湿交替环境)。 展开更多
关键词 X80管线钢 干湿交替土壤 水饱和土壤 腐蚀行为 腐蚀机理
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不同杀菌剂对混合菌生物膜杀菌缓蚀剥离效果的影响
7
作者 胥聪敏 陈月清 +3 位作者 朱文胜 高豪然 王文渊 杨兴 《钢铁研究学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第2期190-200,共11页
采用MPN计数法、腐蚀失重试验、电化学测试、表面分析等方法,研究了不同杀菌剂对碳钢在含SRB+IOB混合菌生物膜中的杀菌缓蚀剥离效果及腐蚀行为规律。结果表明:TTPC(三丁基正十四烷基氯化膦)+D-tyrosine对混合菌生物膜的杀菌缓蚀剥离效... 采用MPN计数法、腐蚀失重试验、电化学测试、表面分析等方法,研究了不同杀菌剂对碳钢在含SRB+IOB混合菌生物膜中的杀菌缓蚀剥离效果及腐蚀行为规律。结果表明:TTPC(三丁基正十四烷基氯化膦)+D-tyrosine对混合菌生物膜的杀菌缓蚀剥离效果最佳,对混合菌中SRB、IOB的杀菌率分别可达98.5%、85.6%,缓蚀率可达64.24%,其杀菌缓蚀效果优于加入单一杀菌剂1227、THPS(四羟甲基硫酸磷)、TTPC和复配杀菌剂。表面分析结果表明:加入TTPC+D-tyrosine后,碳钢表面的硫化物含量与腐蚀坑数量均显著降低,腐蚀速率明显减缓,生物膜快速分解,说明TTPC+D-tyrosine对混合菌的杀菌缓蚀剥离效果最佳;加入单一1227,生物膜会产生室阻效应,从而降低杀菌效果;加入单一TTPC、THPS后,带正电荷TTPC被带负电荷的细菌吸附到细菌内部,导致细菌变性失活,且TTPC可溶解SRB代谢产生的FeS,而THPS的亲油基团能溶解并损伤细胞表面的脂肪壁,同时抑制微生物生成的硫化物与磷化物,致使腐蚀速率下降,但灭菌效果远不及TTPC+D-tyrosine的。 展开更多
关键词 微生物腐蚀 杀菌剂 生物膜剥离 腐蚀机制 缓蚀率
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