材料微生物腐蚀研究与开发

材料微生物腐蚀研究与开发

一、材料的微生物腐蚀研究与进展(论文文献综述)

张天遂,王军磊,张斐,黄红兵,黄振洋,陈兆喜,李广芳,刘宏芳[1](2021)在《用于工业系统腐蚀微生物的杀菌剂研究进展》文中进行了进一步梳理工业水环境中微生物引起的腐蚀一直是造成工程材料失效的重要原因之一,杀菌剂作为一种简单高效的杀灭微生物的方法,在工业微生物腐蚀防控领域中发挥着重要作用。针对近年来硫酸盐还原菌和藻类引起的管线钢微生物腐蚀行为以及霉菌引起的铝合金材料的腐蚀行为,结合相应工业系统杀菌剂的研究和应用情况,综述了用于防控微生物腐蚀的多种杀菌剂的应用优势及其研究进展,总结了杀菌剂在工业系统应用所面临的问题和未来发展趋势。其中,季铵盐和季鏻盐作为油田系统中常用的阳离子杀菌剂,能够在低浓度下有效杀灭硫酸盐还原菌,并抑制微生物腐蚀。胍盐类杀菌剂以其稳定性和广谱性在工业系统中应用广泛。杂环类杀菌剂种类繁多,部分杂环类杀菌剂不仅具有抗细菌和真菌的效果,还具有一定的缓蚀作用。有机溴类物质则是一种逐步兴起的污水处理杀菌剂。此外,多种杀菌剂的复配使用也是一种经济有效的提升杀菌效果的方法。目前,通过改性、合成等方法将尽可能多的抗菌基团集中到一种杀菌剂或某种基底材料上,逐渐成为开发新型抗菌物质的趋势。

何勇君,张天遂,王海涛,张斐,李广芳,刘宏芳[2](2021)在《微生物腐蚀杀菌剂研究进展》文中研究说明结合近年来杀菌剂的研究和应用情况,针对不同类型微生物腐蚀现象,综述了油气田中用于防控细菌腐蚀的季铵盐类、胍类、杂环类和复配型杀菌剂的研究进展。对于目前研究较少的真菌和藻类所造成的微生物腐蚀,本文介绍了真菌和藻类诱导的金属腐蚀行为以及目前针对真菌和藻类杀菌剂的研究进展和应用情况。在此基础上总结了杀菌剂应用所面临的问题和未来发展趋势,为微生物腐蚀防护和杀菌剂的研究及合理使用提供参考。

何勇君,张斐,王海涛,张天遂,李广芳,刘宏芳[3](2021)在《磁场作用下的微生物腐蚀研究进展》文中研究说明磁体周围存在磁场,磁体间的相互作用就是以磁场作为媒介的,磁场力包括洛伦兹力和安培力。概述了磁场对微生物和金属腐蚀过程的影响,包括对单一细菌和混菌体系、电化学控制和浓差极化控制的电化学过程的影响。归纳了磁场作用于微生物金属腐蚀的防控方法,包括微生物竞争手段、缓蚀杀菌剂的应用以及存在的不足等问题。在此基础上,重点综述了近年来磁场条件下金属微生物腐蚀的研究进展,分析了磁场对于微生物生长特性和生物膜形成的影响,分别以不同微生物存在的体系、电化学过程控制的类型等方面展开详细讨论。针对磁场存在的环境,总结了微生物对金属的腐蚀机理,包括生物膜理论、离子干涉理论、自由基理论等。最后结合磁场对金属腐蚀过程的相关机理,展望了后续磁场对微生物腐蚀防控的研究方向。

王怡怡[4](2021)在《给水铸铁管道中腐殖酸对氧化微杆菌的腐蚀特性影响研究》文中认为饮用水在经过给水厂处理后都能够达到生活饮用水卫生标准,但是,达标后的出厂水在经由给水管网系统的输配过程中极易发生二次污染。金属管道在给水管网中的使用最为广泛,它可以与饮用水中所携带的各类化学物质发生反应,造成管道内壁的腐蚀。腐蚀的危害主要包括:破坏金属管道,造成管道穿孔、爆裂等;影响管道输配水能力,增加输送水的能耗;造成管道内壁微生物的生长和繁殖;此外,腐蚀还会造成饮用水的“二次污染”,使得到达用户的饮用水中浊度等水质指标超标,引起“红水”现象。铁细菌是引起金属管道微生物腐蚀的主要细菌,它能在金属管道内壁形成生物膜,并与金属相互作用促进腐蚀。腐殖酸(HA)作为水体中存在的天然有机物不仅可以为细菌生长提供营养物质,同时也会与金属发生反应,促进金属管道的腐蚀。本研究以微生物腐蚀为切入点,结合水体中存在的天然有机物,主要研究了从实际给水管道内筛选出一株铁细菌在不同pH、温度、溶解氧、碳源、氮源和不同分子量腐殖酸等条件下的生长特性,并探究了不同分子量腐殖酸对铁细菌腐蚀特性的影响。主要得出以下结论:(1)经过分离纯化,从铸铁管的管垢中成功筛选出一株纯种铁细菌,将该菌株命名为ZT-1,该菌株为圆形且表面光滑,呈短杆状,经鉴定菌株ZT-1为氧化微杆菌(Microbacterium oxydans)。(2)该菌株可适用应较广泛的pH范围,在pH=5~9之间均可生长,且长势良好;温度在20~40℃,菌株均表现较好的生长,且随着温度升高,细菌的生长速率加快;转速为200 r/min时,菌株的生长情况最好;在不同氮源条件下的生长情况表现为NO3--N>NH4+-N>NO2--N,NO3--N和NH4+-N均能较好的促进该菌的生长;在不同碳源条件下细菌的生长情况表现为丁二酸钠>柠檬酸铁铵>富里酸>腐殖酸,大分子有机碳较难被细菌所吸收利用。将腐殖酸分级后,菌株在<1kDa HA条件下生长情况最好,>100kDa HA条件下菌株的生长情况最差。(3)腐蚀实验中,自来水+ZT-1、<1 kDa HA+ZT-1、10-30 kDa HA+ZT-1和>100 kDa HA+ZT-1四种反应条件下反应后溶解氧分别降低了 3.23 mg/L、3.53 mg/L、3.7 mg/L和3.63 mg/L,说明腐蚀过程中消耗了溶解氧;pH分别升高了 0.11、0.13、0.16和0.14,说明反应过程中有OH-的生成。在0~30 d的出水平均浊度分别为26.93、28.57、32.09和43.66,30~60 d的出水平均浊度分别为17、14.69、10.19和24.05,随着反应的进行浊度逐渐降低。(4)自来水+ZT-1、<1 kDa HA+ZT-1、10-30 kDa HA+ZT-1和>100 kDa HA+ZT-1四种反应条件下,20 d时铸铁块的腐蚀速率分别为0.166 mm/a、0.183 mm/a、0.207 mm/a和0.23 mm/a。在0~30 d期间,四组条件下出水的平均总铁浓度分别为2.62 mg/L、3.17 mg/L、3.77 mg/L 和 7.21 mg/L,平均 Fe2+ 浓度分别为 0.141 mg/L、0.184 mg/L、0.184 mg/L和0.394 mg/L,说明腐殖酸的加入促进了腐蚀进行,且随着加入腐殖酸的分子量增大,铸铁表面的腐蚀速率加快。(5)60 d时,四组条件下铸铁块的腐蚀速率分别为0.127 mm/a、0.115 mm/a、0.117 mm/a 和0.109 mm/a;出水总铁基本维持在 1.33 mg/L、1.18 mg/L、1.05 mg/L和1.63 mg/L左右。(6)反应结束后在铸铁片表面都形成了一层保护膜,且随着加入的腐殖酸分子量的增大,表面的黏着效果更明显,产生的腐蚀产物主要为铁的氧化物,如α-FeOOH(goethite,针铁矿)、β-FeOOH(akaganeite,正方针铁矿)、γ-FeOOH(lepidocrocite,纤铁矿)、Fe2O3(hematite,赤铁矿)、Fe3O4(magnetite,磁铁矿)等,最后主要以较为稳定的α-FeOOH、Fe2O3和Fe3O4等较为稳定的铁氧化物为主。

刘珺[5](2021)在《海洋环境下硅烷乳液对水泥基材料的生物污损防护效果及机理研究》文中提出许多大型混凝土结构如码头、石油平台、管道和冷却塔等建筑需要长时间暴露在海水环境中,容易被不同类型的微生物腐蚀。这些微生物会产生可溶解和分解混凝土的有机酸或无机酸,攻击混凝土表面及其孔隙和微裂缝,并通过生物污损对混凝土造成不可逆的损害。因此,如何抑制微生物及生物膜在混凝土表面的生长与形成,对于控制混凝土表面生物污损及提高混凝土防污防腐效果具有重要的意义。本课题首先根据课题组前期研发的正硅酸乙酯(TEOS)/异丁基三乙氧基硅烷(IBTS)复合乳液、氧化石墨烯(GO)/异丁基三乙氧基硅烷(IBTS)复合乳液为基础,在混凝土表面构建TEOS/IBTS复合涂层、GO/IBTS复合涂层,并对其表面进行Illumina Mi Seq高通量测序,了解微生物在混凝土表面的定植过程,探讨复合涂层对混凝土表面微生物群落和功能微生物的影响。此外,利用激光共聚焦显微镜(CLSM)分析复合涂层对微生物的抗粘附性能以及对微生物膜的抑制情况。其次,研发了具有优异杀菌效果的纳米银水溶液作为前驱体,制备了一种新型的纳米复合涂层—纳米银/异丁基三乙氧基硅烷(IBTS)复合乳液,该复合乳液兼备了IBTS乳液优异的防水效果及纳米银水溶液高效的杀菌性能。最后,将涂覆IBTS乳液、TEOS/IBTS复合乳液、GO/IBTS复合乳液这三种复合乳液与纳米银/IBTS复合乳液的试块进行海洋潮汐区暴露试验及静态海水环境浸泡试验,系统的研究不同复合涂层对水泥基材料的防污损防腐蚀效果,并探讨相关防护机理。综合以上内容,主要研究结果如下:(1)对涂覆TEOS/IBTS复合乳液、GO/IBTS复合乳液的混凝土表面微生物进行Illumina Mi Seq高通量测序。结果表明,涂覆TEOS/IBTS复合乳液、GO/IBTS复合乳液的混凝土表面的OTUs数量均低于未涂覆试块,同时混凝土表面细菌的Chao值和Ace值有所降低,说明复合涂层不但可以减少微生物的附着量,且不利于微生物的生长繁殖。此外,复合涂层均有效减少了脱硫菌门(Desulfobacterota)、厚壁菌门(Firmicutes)等造成混凝土腐蚀原因的细菌附着,明显改善了混凝土表面的细菌群落结构。CLSM结果显示复合涂层抗细胞粘附性能优异,抑制了微生物膜的形成,减少了表面的生物污垢。(2)对纳米银水溶液的系统表征验证了纳米银粒子的存在,且Ag+占据多数,而Ag+为杀菌的主要原因,说明所制备的纳米银水溶液具有有效的杀菌性能。FT-IR分析发现在1111 cm-1出现了水泥基材料与硅烷的结合处的Si-O-Si特征峰,得出硅烷与水泥基材料有价键结构上的联系,同时纳米银诱导了线性聚硅烷的产生,说明纳米银/IBTS复合乳液成功与水泥基材料表面结合。通过SEM观察发现,涂覆纳米银/IBTS复合乳液的试块表面相对更为密实,在水泥基材料表面构建了更为牢固的涂层结构。此外,加入纳米银水溶液的水样杀菌率可达到98%以上,且涂覆纳米银水溶液和纳米银/IBTS复合乳液的试块表面红色荧光强度最高,说明两者具有优异的杀菌性能。通过接触角测试,涂覆复合乳液的水泥净浆表面接触角为106.07°,说明其表面有一定的疏水作用。(3)将涂覆四种复合乳液的试块放置于青岛小麦岛潮汐区进行实海暴露试验。结果发现,涂覆复合乳液的试块表面腐蚀情况均较轻,表面均没有可见的生物附着,质量损失率始终低于未涂覆的试块,p H值也始终高于未涂覆的试块。XRD分析显示Ca CO3特征峰强度明显降低,说明复合涂层均可以有效改善水泥基材料表面的抗碳化性能。此外,涂覆复合乳液的试块接触角始终大于90°,高于空白组,其长期疏水性能可以得到保障;并且经过90d的暴露后,涂覆复合乳液的试块表面均没有大面积生物膜的形成,相对于空白组来说微生物分布少且稀疏,表面抗细胞粘附性能也有所提高,试块表面密实度和致密性较好,综合说明复合涂层提高了水泥基材料在海洋环境下的防腐蚀性能和防污损性能。(4)静态海水环境下的试块腐蚀情况较海洋潮汐区较轻,处于静态海水环境下四种复合涂层相比处于海洋潮汐区具有更优异的防护效果,无论是抗碳化效果、抗p H降低性能、疏水性能、抗细胞粘附性能等防腐蚀防污损性能都表现更为优异,这说明水动力因素(自然因素)及微生物对于复合涂层的防护有一定的影响,并且四种复合涂层同样适用于处于海洋浸没区的环境下,可以起到优异保护作用。(5)综合来看,TEOS/IBTS复合涂层及GO/IBTS复合涂层的防护效果最为优异,其次为纳米银/IBTS复合涂层及IBTS乳液,其中纳米银/IBTS复合涂层兼顾一定的有效杀菌性能。

李光泉,李广芳,王俊强,张天遂,张斐,蒋习民,刘宏芳[6](2021)在《临海管道微生物腐蚀损伤机制与防护》文中研究表明海洋油气管道作为大量、长距离输送油气资源最主要的方式,担负着海上油气集输的重要任务,也被称为海洋油气工程的"生命线"。然而海洋环境下的微生物腐蚀是造成海洋油气管道腐蚀损伤的重要原因之一。本文结合海洋油气输送管道的服役环境,综述了海洋环境下临海管道微生物腐蚀失效的研究进展,重点介绍了有代表性的硫酸盐还原菌和铁氧化菌在海洋环境下引起的微生物腐蚀规律和机理,并在此基础上总结了相应的海洋管道防护方法,为微生物腐蚀损伤的研究及控制提供参考。

黄路遥[7](2021)在《典型钢铁材料海洋铜绿假单胞菌腐蚀行为及胞外电子传递机制研究》文中指出铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)广泛存在于工业用水和海水中,是海洋环境中的主要细菌之一。P.aeruginosa也被认为是造成海洋环境下碳钢及不锈钢类金属材料微生物腐蚀的主要元凶,对钢铁装备的安全性造成严重威胁。尽管P.aeruginosa微生物腐蚀的研究已得到广泛关注,但是它的微生物腐蚀机制尚未得到清晰的阐明。开展P.aeruginosa微生物腐蚀机理研究对于保障海洋工程装备的长效服役及合理微生物防治方法的实施具有重大的理论价值和实际意义。针对以上问题,本文从金属表面与细菌间的电子传递过程出发,通过基因敲除技术,研究P.aeruginosa影响下两种典型海洋用钢铁材料X80管线钢和304不锈钢的腐蚀行为,寻找到腐蚀过程中参与电子传递的电子载体和决定其表达的相关基因,并根据研究结果推断出P.aeruginosa造成活化和钝化体系钢铁材料微生物腐蚀的胞外电子传递机制。主要结果如下:在无菌培养基中加入外源性绿脓菌素(pyocyanin,PYO),并不会改变X80钢和304不锈钢的腐蚀行为,没有P.aeruginosa介入下,PYO自身不具备加速两种典型金属材料腐蚀的能力。在有菌培养基中添加外源性PYO,X80钢样品表面点蚀加重,失重增加,电化学结果表明,P.aeruginosa生物膜在外加PYO作用下促进了 X80钢的阳极溶解;304不锈钢样品表面点蚀加重,电化学结果表明,外加PYO作用下304不锈钢样品的击穿电位负移最为明显,P.aeruginosa生物膜在外源性PYO作用下对钝化膜的攻击性更强,导致304不锈钢腐蚀加剧。敲除phzM和phzS基因后,基因敲除型P.aeruginosa维持了和野生型P.aeruginosa一致的生长状态,但是PYO的合成则受到了明显抑制,敲除phzM和phzS基因显着降低了P.aeruginosa的PYO分泌量。相比于接种野生型P.aeruginosa培养基中的X80钢和304不锈钢样品,含有基因敲除型P.aeruginosa培养基中的样品表面的局部腐蚀受到明显抑制,敲除phzM和phzS基因显着降低了P.aeruginosa的腐蚀性和样品的微生物腐蚀速率,phzM和phzS基因作为控制P.aeruginosa微生物腐蚀开关的作用得到确认。在外源性PYO介入下,基因敲除型P.aeruginosa对两种典型钢铁材料的腐蚀能力部分恢复,表明phzM和phzS基因只参与调控PYO的合成,并不影响P.aeruginosa利用PYO等电子载体的能力。P.aeruginosa体内吩嗪类化合物的合成处于动态调整中,敲除phzM和phzS基因后,基因敲除型P.aeruginosa体内PYO的合成几乎完全抑制,然而其他两种常见的吩嗪类化合物吩嗪-1-羧酸(PCA)和吩嗪-1-甲酰胺(PCN)的分泌量则发生了上调,也即在PYO合成通路受阻情况下,P.aeruginosa会自发上调其他类吩嗪类化合物的基因表达,合成更多的PCN等作为电子载体与胞外金属基体交换电子,造成腐蚀。将有机碳源饥饿实验与基因敲除技术相结合,证实了在有机碳源不足时,P.aeruginosa倾向以生物膜形式附着在X80钢表面,通过腐蚀X80钢获取电子用于胞内呼吸,维持细菌生存。基于此提出活化体系下P.aeruginosa微生物腐蚀的胞外电子传递机制:氧化态PYO等吩嗪类化合物作为间接电子载体在胞外接受微生物腐蚀中Fe基体溶解产生的电子,转变为还原态进入到细胞内,在胞内电子从还原态的PYO转移到胞内的电子受体并参与胞内呼吸链,维持细菌生长。此时,电子传递的方向是从细胞外到细胞内,P.aeruginosa细菌在该过程中作为“生物阴极”,微生物腐蚀阴极反应发生在细菌体内。厌氧条件下,培养基中NO3-浓度降低时,P.aeruginosa以304不锈钢中钝化膜中铁的氧化物为电子受体,通过外向电子传递加速304不锈钢微生物腐蚀。基于此提出钝化体系下P.aeruginosa微生物腐蚀的胞外电子传递机制:P.aeruginosa氧化有机物产生的电子经电子传递链传递给氧化态PYO,转变为还原态PYO后携带电子到细胞外,与不锈钢表面钝化膜中的铁氧化物接触,钝化膜中的Fe3+被还原为Fe2+,还原后的PYO重新转化为氧化态。钝化膜在这个过程中加速溶解,导致其屏蔽性下降,引发点蚀。此时,电子传递的方向是从细胞内到细胞外,P.aeruginosa在该过程中作为“生物阳极”,微生物氧化发生在细菌体内。据此,P.aeruginosa加速微生物腐蚀的胞外电子传递过程是双向的,金属表面处于活化/钝化状态不同时,P.aeruginosa通过微生物氧化或微生物还原来腐蚀生物膜下方的金属。

韦博鑫,许进,高立群,覃清钰,付琦,于长坤,孙成,王振尧[8](2021)在《油气管线钢土壤环境硫酸盐还原菌腐蚀研究进展》文中进行了进一步梳理结合国内外埋地管线钢微生物腐蚀的研究,综述了腐蚀性土壤微生物种类和特点、环境因素对硫酸盐还原菌腐蚀的影响、生物腐蚀研究方法和进展,以及微生物腐蚀防护与监检测技术。最后,对埋地管线钢微生物腐蚀研究进行了展望。埋地管线钢服役环境复杂,受到土壤类型、杂散电流、阴极保护、应力、剥离涂层和微生物等多种因素的影响,而各种因素之间又存在着相互的耦合作用。多因素耦合作用下埋地管线钢微生物腐蚀将成为土壤微生物腐蚀今后的主要研究方向。土壤微生物腐蚀研究涉及土壤学、材料学、腐蚀科学和微生物学等多学科,是一个多学科交叉的研究课题,而化学和电化学分析技术、微生物分析技术以及材料表征技术等的联用也将为土壤微生物腐蚀行为和机制的研究提供更多的研究方法,这也有助于更好地理解微生物/材料之间的相互作用机制。随着对微生物腐蚀研究的深入,人们对硫酸盐还原菌腐蚀机理的认识也更加全面,"生物阴极催化还原"理论从生物能量学和生物电化学角度解释了微生物腐蚀的过程和机理。抗菌涂层开发和耐微生物腐蚀管线钢研发为MIC防治提供了一个新的研究路径。

何静,杨纯田,李中[9](2021)在《建筑行业微生物腐蚀与防护研究进展》文中进行了进一步梳理综述了导致混凝土材料和金属材料微生物腐蚀的研究现状,分别阐述了其微生物腐蚀的机理,包括混凝土生物硫酸腐蚀机制、金属微生物腐蚀的经典腐蚀机制和细胞外电子转移机制。概述了现有的建筑行业混凝土和金属材料微生物腐蚀及混凝土改性、制备保护涂层材料、添加杀菌剂等防护方法的研究进展,为后续建筑材料微生物腐蚀机制和防护技术的深入研究提供参考。

王庆福[10](2021)在《口腔菌群对316L不锈钢及钛金属微生物腐蚀行为的研究》文中研究表明目的:微生物腐蚀(Microbiologically influenced corrosion,MIC)是自然环境中广泛存在的现象,能够引起材料降解,影响材料性能。人体环境中生物医用材料的腐蚀可诱发炎症反应或过敏反应,导致宿主组织受损、植入物松动等严重并发症。目前绝大多数微生物腐蚀研究采用纯种介质进行,少数采用双菌种介质。这种研究方式虽然有利于结果的重复和分析,但与实际环境中发生的腐蚀相去甚远。实际环境(包括自然环境、人体环境)中发生的微生物腐蚀都是多种微生物综合作用的结果。目前关于口腔微生物腐蚀的研究报道较少,且局限于常见菌种及单一菌种的腐蚀行为评价。因此,研究口腔菌群的微生物腐蚀行为对于评估口腔环境中生物材料的微生物腐蚀程度具有更好的参考价值,探讨口腔菌群的腐蚀机理对口腔生物材料的改良也具有更大的指导意义。因此,本研究期望通过体外建立模拟口腔菌群的多菌种生物膜,评价其对口腔常用金属材料的微生物腐蚀行为,为阐明口腔菌群的腐蚀机理和改良生物医用金属材料提供一定的理论依据。研究方法:第一部分:有氧环境中体外建立2个龈上菌斑多菌种生物膜(subject1组和subject2组),以316L不锈钢为研究对象,利用扫描电子显微镜、激光共聚焦显微镜对样品表面生物膜和腐蚀形貌进行表征,利用X射线光电子能谱技术、原子吸收光谱法对其腐蚀产物进行分析,通过线性极化电阻、电化学阻抗谱和极化曲线等电化学方法对其腐蚀速率进行评价,通过16S r DNA测序技术对多菌种生物膜的组成特点进行分析。第二部分:通过高效液相色谱法对口腔菌群自身分泌电子载体(核黄素)的能力进行评价,通过线性极化电阻、电化学阻抗谱等电化学方法分析核黄素对口腔菌群腐蚀行为的影响。第三部分:厌氧环境中体外建立2个龈下菌斑多菌种生物膜(subject1组和subject2组),以钛合金(TC4)及纯钛(TA2)为研究对象,通过扫描电子显微镜、激光共聚焦显微镜对样品表面生物膜和腐蚀形貌进行表征,通过X射线光电子能谱技术对其腐蚀产物进行分析,通过线性极化电阻、极化曲线等电化学方法对其腐蚀速率进行评价。结果:第一部分:扫描电镜结果显示,口腔菌群在316L不锈钢表面可形成生物膜附着。第3天时生物膜结构相对简单,第7天时生长为更为复杂的多层网状结构;荧光成像结果显示,第7天时两组生物膜的致密度均明显高于第3天,第7天时检测到的红色荧光更为明显,表明死亡菌体增多;激光共聚焦观察腐蚀形貌结果显示,subject1组和subject2组的平均最大点蚀坑深度较无菌组均明显升高,同时subject1组的平均最大点蚀坑直径较无菌组明显增大;电化学结果显示,相比于无菌组,两有菌组的开路电位、极化电阻、腐蚀电位、电荷转移电阻均明显减小,腐蚀电流密度明显升高;X射线光电子能谱结果显示,两有菌组样品表面Fe、Cr和Ni元素的氧化物比例降低明显,纯金属(Fe0、Cr0和Ni0)的比例升高;p H测量结果显示,无菌组p H值相对稳定,两有菌组表现出相似的变化规律,均在第1天降低明显,随后逐渐升高;原子吸收光谱法测量结果显示,两有菌组Ni、Cr元素的离子析出浓度均明显高于无菌组;16S r DNA测序结果显示,口腔菌群可在样品表面形成多种类、多功能的生物膜,其中包括好氧菌、微需氧菌、兼性厌氧菌和严格厌氧菌,以及产酸菌、硝酸盐还原菌和具有胞外电子转移能力的电化学活性细菌。第二部分:高效液相色谱结果显示,无菌组未检测到核黄素,subject1组在第5天和第7天时,可检测到极低浓度的核黄素,subject2组在第3天、5天、7天时,可检测到相对浓度较高的核黄素;电化学结果显示,添加10μg/m L外源性核黄素对无菌组的极化电阻、电荷转移电阻无影响,说明该浓度的核黄素本身对实验结果无干扰;与无菌组相比,subject1组、subject2组均明显降低了316L不锈钢的极化电阻和电荷转移电阻,且subject2组降低更为明显,添加外源性核黄素对两实验组的腐蚀速率无促进或抑制作用;p H测量结果显示,无菌组p H值相对稳定,且添加核黄素对该结果无影响。Subject1组和subject2组有相似的变化规律,均在第1天时明显下降,第2天开始逐渐升高,添加核黄素对两实验组的p H值变化未产生影响。第三部分:扫描电镜结果显示,口腔菌群在第3天和第7天时,均可在TC4、TA2表面形成生物膜附着,且第7天时膜结构更为致密和复杂;荧光成像结果显示,TC4和TA2表面生物膜最大厚度随时间而有所增加,第7天时菌体密度明显增加,死亡菌体比例开始升高;激光共聚焦观察腐蚀形貌结果显示,subject1组和subject2组的平均最大点蚀坑深度较无菌组均明显升高;电化学结果显示,相比于无菌组,两有菌组开路电位、极化电阻、腐蚀电位均明显减小,腐蚀电流密度明显增高;X射线光电子能谱结果显示,subject1组和subject2组TC4表面的Ti O2和Al2O3含量均明显减少,subject1组TA2表面的Ti O2含量也明显降低;p H测量结果显示,无菌组p H值相对稳定,两有菌组均在第1天时有所下降,随后逐渐升高。结论:第一部分:口腔菌群在316L不锈钢表面可生成稳定的多菌种生物膜,其组成具有个体差异。本研究中的多菌种生物膜可良好模拟口腔菌斑的生物多样性,还原其在体内多种类、多功能的特点;在口腔菌群环境中,多菌种生物膜的不均匀性导致其与金属表面之间形成多种腐蚀性微电池,比如氧浓差电池等;口腔菌群可加剧316L不锈钢的点蚀,明显加快其腐蚀速率,同时降低表面钝化膜中Fe、Cr、Ni的氧化物含量,削弱其耐腐蚀性;口腔菌群含有多种不同功能的微生物,具备导致传电型微生物腐蚀的能力。第二部分:口腔菌群中包含可通过自身代谢活动合成核黄素的菌种,且不同菌群分泌核黄素的能力不同;不同菌群对金属材料的微生物腐蚀能力不同;外源性核黄素对口腔菌群的腐蚀行为未产生明显影响。第三部分:厌氧环境中口腔菌群在TC4、TA2表面可生成具有复杂结构的多菌种生物膜;口腔菌群可导致TC4、TA2的点蚀加剧,明显加快钛金属的腐蚀速率,且能够降低表面钝化膜中Ti O2或Al2O3的含量,影响其耐腐蚀性。

二、材料的微生物腐蚀研究与进展(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、材料的微生物腐蚀研究与进展(论文提纲范文)

(1)用于工业系统腐蚀微生物的杀菌剂研究进展(论文提纲范文)

1 季铵盐类杀菌剂
2 季鏻盐类杀菌剂
3 胍盐类杀菌剂
4 杂环类杀菌剂
    4.1 异噻唑啉酮类化合物
    4.2 其他高效抗菌杂环化合物
5 有机溴类杀菌剂
6 复配型杀菌剂和抗生素杀菌剂
7 总结

(2)微生物腐蚀杀菌剂研究进展(论文提纲范文)

1 细菌诱导的腐蚀与杀菌剂
    1.1 季铵盐类杀菌剂
    1.2 胍类杀菌剂
    1.3 杂环类杀菌剂
    1.4 复配型杀菌剂与复合杀菌剂
2 霉菌诱导的铝合金腐蚀与抗真菌剂
3 藻类诱导的碳钢腐蚀与杀藻剂
4 结论

(3)磁场作用下的微生物腐蚀研究进展(论文提纲范文)

1 磁场对微生物的作用
    1.1 磁场对单一细菌的影响
    1.2 磁场对混菌环境中的影响
2 磁场对金属腐蚀的影响和相关机理研究
    2.1 磁场对浓差极化控制过程的影响
    2.2 磁场对电化学极化控制腐蚀的影响
    2.3 磁场对微生物腐蚀的影响机理
3 磁场条件下微生物腐蚀防护方法
4 结语

(4)给水铸铁管道中腐殖酸对氧化微杆菌的腐蚀特性影响研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
1 绪论
    1.1 研究的背景及意义
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 研究的目的和意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 给水管道的微生物腐蚀机理
        1.2.2 铁细菌引起的给水管道腐蚀及其影响因素
        1.2.3 溶解性天然有机物对给水管道腐蚀的影响
    1.3 研究内容和技术路线
        1.3.1 研究内容
        1.3.2 技术路线
2 给水管道中铁细菌的筛选、分离及纯化
    2.1 材料与方法
        2.1.1 实验仪器
        2.1.2 菌株来源
        2.1.3 培养基的配置
    2.2 铁细菌的筛选和计数
        2.2.1 细菌的富集筛选
        2.2.2 铁细菌的计数
    2.3 铁细菌的分离、纯化过程
    2.4 铁细菌菌种鉴定
        2.4.1 铁细菌分离纯化培养结果
        2.4.2 细菌扫描电镜图
        2.4.3 菌种鉴定
    2.5 本章小结
3 氧化微杆菌生长特性研究
    3.1 材料与方法
        3.1.1 菌株来源
        3.1.2 培养基
        3.1.3 有机物的制备及分子量分级
        3.1.4 实验仪器
        3.1.5 实验步骤
        3.1.6 分析方法
    3.2 氧化微杆菌生长影响因素分析
        3.2.1 pH
        3.2.2 温度
        3.2.3 溶解氧
        3.2.4 氮源
        3.2.5 碳源
        3.2.6 不同分子量腐殖酸
    3.3 本章小结
4 不同分子量腐殖酸对氧化微杆菌腐蚀特性的影响
    4.1 材料与方法
        4.1.1 腐蚀材料的制备
        4.1.2 实验仪器
        4.1.3 实验装置和操作流程
        4.1.4 实验用水和检测指标
        4.1.5 三维荧光光谱图测定方法
        4.1.6 腐蚀速率计算方法
        4.1.7 腐蚀产物物理化学特性分析
    4.2 pH及溶解氧变化
    4.3 浊度变化
    4.4 铁含量变化
        4.4.1 总铁浓度
        4.4.2 Fe~(2+)浓度
    4.5 TOC变化
    4.6 腐蚀速率
    4.7 腐蚀产物特性分析
        4.7.1 腐蚀产物微观特征分析
        4.7.2 腐蚀产物元素组成分析
        4.7.3 腐蚀产物化学组成分析
    4.8 腐蚀机理分析
    4.9 本章小结
5 结论与建议
    5.1 结论
    5.2 建议与展望
致谢
参考文献
附录:研究生期间发表的论文

(5)海洋环境下硅烷乳液对水泥基材料的生物污损防护效果及机理研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
        1.1.1 海洋环境条件
        1.1.2 海洋建筑结构腐蚀概况
    1.2 混凝土微生物腐蚀研究现状
        1.2.1 微生物腐蚀概况
        1.2.2 腐蚀性微生物及特性
        1.2.3 微生物对混凝土的腐蚀机理研究
    1.3 海洋生物污损研究现状
        1.3.1 海洋生物污损概况
        1.3.2 海洋生物污损定植过程
    1.4 海洋环境下防生物腐蚀与防污损材料研究
        1.4.1 海洋防污技术研究进展
        1.4.2 海洋防腐防污涂层
    1.5 海洋环境下混凝土表面的防护材料和技术
        1.5.1 混凝土表面防护技术
        1.5.2 硅烷类防护材料
        1.5.3 抗菌纳米材料
    1.6 本课题研究目的及内容
第2章 试验原料的制备
    2.1 水泥基材料的制备
        2.1.1 基本原材料
        2.1.2 水泥基材料配合比
        2.1.3 试件成型与养护
    2.2 硅烷复合乳液的制备
        2.2.1 试验原料
        2.2.2 制备流程
        2.2.3 防护材料的涂覆方法
    2.3 试验设备
第3章 海洋环境下硅烷乳液对水泥基材料表面的微生物群落结构及分布研究
    3.1 引言
    3.2 试验材料与方法
        3.2.1 试验材料
        3.2.2 实海暴露区域
        3.2.3 试验方法
    3.3 试验结果分析
        3.3.1 DNA提取情况及分析
        3.3.2 OTU稀释性曲线分析
        3.3.3 微生物α-多样性分析
        3.3.4 微生物群落结构门水平分析
        3.3.5 微生物群落结构纲水平分析
        3.3.6 混凝土表面微生物抗粘附性能
    3.4 本章小结
第4章 纳米银/异丁基三乙氧基硅烷复合乳液的制备与性能分析
    4.1 引言
    4.2 试验部分
        4.2.1 试验原料
        4.2.2 纳米银水溶液的制备
        4.2.3 纳米银/异丁基三乙氧基硅烷复合乳液的制备
        4.2.4 复合乳液的稳定性
        4.2.5 复合乳液的涂覆方法
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 纳米银水溶液表征
        4.3.2 纳米银/IBTS复合乳液表征
        4.3.3 复合涂层性能分析
    4.4 本章小结
第5章 海洋环境下硅烷乳液对水泥基材料防污防腐机制研究
    5.1 引言
    5.2 试验材料与方法
        5.2.1 试验材料
        5.2.2 实海暴露区域
        5.2.3 试验方法
    5.3 结果与分析
        5.3.1 外观腐蚀形貌
        5.3.2 pH值变化
        5.3.3 表面接触角测试
        5.3.4 表面生物膜性能分析
        5.3.5 质量损失变化
        5.3.6 微观形貌结构分析
        5.3.7 物相组成分析
    5.4 本章小结
第6章 静态海水环境下硅烷乳液对水泥基材料防污防腐机制研究
    6.1 引言
    6.2 试验材料与方法
        6.2.1 试验材料
        6.2.2 静态海水试验
        6.2.3 试验方法
    6.3 结果与分析
        6.3.1 外观腐蚀形貌
        6.3.2 pH值变化
        6.3.3 表面接触角测试
        6.3.4 表面生物膜性能分析
        6.3.5 质量损失变化
        6.3.6 微观形貌结构分析
        6.3.7 物相组成分析
    6.4 本章小结
第7章 结论与展望
    7.1 主要结论
    7.2 课题展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的学术论文及科研工作
致谢

(6)临海管道微生物腐蚀损伤机制与防护(论文提纲范文)

1 临海环境海洋腐蚀特征及微生物腐蚀规律
2 海洋管线腐蚀类型及腐蚀机制
    2.1 微生物腐蚀
        2.1.1 硫酸盐还原菌的腐蚀机理
        2.1.2 好氧细菌腐蚀机制IOB是一类以O2
        2.1.3 混合细菌协同腐蚀
    2.2 应力腐蚀开裂
        2.2.1 应力腐蚀开裂机理
        2.2.2 SRB诱导应力腐蚀开裂
    2.3 缝隙腐蚀
3 临海环境腐蚀防护
    3.1 涂层保护
    3.2 阴极保护
    3.3 防腐钢材与缓蚀剂杀菌剂
4 总结与展望

(7)典型钢铁材料海洋铜绿假单胞菌腐蚀行为及胞外电子传递机制研究(论文提纲范文)

致谢
摘要
Abstract
1 引言
2 绪论
    2.1 研究背景及意义
    2.2 微生物腐蚀研究进展
        2.2.1 微生物腐蚀定义
        2.2.2 影响腐蚀的微生物
        2.2.3 生物膜与微生物腐蚀
        2.2.4 微生物腐蚀的胞外电子传递机制
    2.3 铜绿假单胞菌及其吩嗪类化合物
        2.3.1 铜绿假单胞菌对腐蚀的影响
        2.3.2 铜绿假单胞菌中的吩嗪化合物
    2.4 微生物腐蚀研究方法进展
        2.4.1 传统微生物腐蚀研究方法
        2.4.2 基因编辑技术
        2.4.3 扫描电化学显微镜
    2.5 研究方案
3 外源性PYO对P.aeruginosa微生物腐蚀影响的研究
    3.1 引言
    3.2 实验方法
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 外源性PYO对P.aeruginosa细胞生长的影响
        3.3.2 外源性PYO对X80钢腐蚀形貌的影响
        3.3.3 X80钢腐蚀产物成分分析
        3.3.4 X80钢腐蚀失重分析
        3.3.5 X80钢腐蚀电化学行为分析
        3.3.6 外源性PYO对304不锈钢腐蚀形貌的影响
        3.3.7 304不锈钢点蚀分析
        3.3.8 304不锈钢腐蚀产物分析
        3.3.9 304不锈钢腐蚀电化学分析
    3.4 本章小结
4 基因敲除技术研究典型金属材料P.aeruginosa微生物腐蚀行为
    4.1 引言
    4.2 实验方法
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 基因敲除对P.aeruginosa生长特性的影响
        4.3.2 X80钢腐蚀形貌及腐蚀产物成分分析
        4.3.3 X80钢腐蚀电化学分析
        4.3.4 304不锈钢腐蚀形貌及腐蚀产物分析
        4.3.5 304不锈钢腐蚀电化学分析
    4.4 分析与讨论
    4.5 本章小结
5 P.aeruginosa在不同碳源条件下对X80钢腐蚀机制研究
    5.1 引言
    5.2 实验方法
    5.3 实验结果与讨论
        5.3.1 不同碳源条件对P.aeruginosa生长特性的影响
        5.3.2 生物膜形貌分析
        5.3.3 腐蚀失重分析
        5.3.4 腐蚀产物分析
        5.3.5 腐蚀电化学分析
        5.3.6 分析与讨论
    5.4 本章小结
6 P.aeruginosa在不同电子受体含量下对304不锈钢腐蚀机制研究
    6.1 引言
    6.2 实验方法
    6.3 实验结果和讨论
        6.3.1 不同电子受体含量对P.aeruginosa生长特性的影响
        6.3.2 生物膜形貌分析
        6.3.3 点蚀分析
        6.3.4 表面元素释放分析
        6.3.5 钝化膜成分分析
        6.3.6 腐蚀电化学分析
        6.3.7 扫描电化学显微镜分析
        6.3.8 分析与讨论
    6.4 本章小结
7 结论
参考文献
作者简历及在学研究成果
学位论文数据集

(8)油气管线钢土壤环境硫酸盐还原菌腐蚀研究进展(论文提纲范文)

1 土壤微生物腐蚀
    1.1 土壤腐蚀微生物
    1.2 埋地管线钢微生物腐蚀
        1.2.1 土壤类型
        1.2.2 交流电流
        1.2.3 阴极保护
        1.2.4 应力
        1.2.5 剥离涂层
        1.2.6 其他微生物
2 微生物腐蚀研究方法
    2.1 电化学测试技术
    2.2 先进表面分析技术
        2.2.1 荧光标记显微技术
        2.2.2 聚焦离子束(FIB)技术
3 硫酸盐还原菌腐蚀机理研究
    3.1 阴极去极化理论
    3.2 代谢产物腐蚀理论
    3.3 胞外电子传递理论
    3.4 生物阴极还原理论
4 管线钢微生物腐蚀防护与监检测技术
5 展望

(9)建筑行业微生物腐蚀与防护研究进展(论文提纲范文)

1 混凝土微生物腐蚀
    1.1 混凝土材料的微生物腐蚀概述
    1.2 造成混凝土材料腐蚀的微生物
    1.3 混凝土材料微生物腐蚀机理
2 建筑行业中金属材料的微生物腐蚀
    2.1 建筑行业中金属材料的微生物腐蚀概述
    2.2 造成金属腐蚀的微生物
    2.3 金属材料微生物腐蚀机理
3 建筑行业微生物腐蚀的防治
    3.1 混凝土改性
    3.2 保护涂层
    3.3 添加杀菌剂
4 展望

(10)口腔菌群对316L不锈钢及钛金属微生物腐蚀行为的研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
英文缩略词
第一部分 口腔菌群对316L不锈钢微生物腐蚀行为的研究
    1 前言
    2 材料与方法
        2.1 材料与试剂
        2.1.1 实验仪器
        2.1.2 实验试剂
        2.2 实验方法
        2.2.1 金属试样的制备
        2.2.2 龈上菌斑的采集
        2.2.3 口腔菌群的接种
        2.2.4 生物膜和样品表面形态观察
        2.2.5 电化学实验
        2.2.6 腐蚀产物分析和pH值检测
        2.2.7 16S rDNA测序技术
        2.2.8 统计分析
    3 结果
        3.1 生物膜形貌
        3.2 生物膜荧光成像
        3.3 点蚀形貌
        3.4 电化学实验
        3.4.1 开路电位
        3.4.2 线性极化电阻
        3.4.3 电化学阻抗谱
        3.4.4 极化曲线
        3.5 X射线光电子能谱分析
        3.6 pH值分析
        3.7 原子吸收光谱分析
        3.8 16S rDNA测序分析
        3.8.1 不同分类水平下物种数目分析
        3.8.2 属水平的物种分析
    4 讨论
    5 结论
第二部分 电化学评价核黄素对口腔菌群腐蚀行为的影响
    1 前言
    2 材料与方法
        2.1 材料与试剂
        2.1.1 实验仪器
        2.1.2 实验试剂
        2.2 实验方法
        2.2.1 金属试样的制备
        2.2.2 龈上菌斑的采集
        2.2.3 口腔菌群的接种
        2.2.4 核黄素浓度检测
        2.2.5 电化学实验
        2.2.6 pH值检测
        2.2.7 统计分析
    3 结果
        3.1 高效液相色谱
        3.2 线性极化电阻
        3.3 电荷转移电阻
        3.4 pH值分析
    4 讨论
    5 结论
第三部分 口腔菌群对钛合金(TC4)及纯钛(TA2)微生物腐蚀行为的研究
    1 前言
    2 材料与方法
        2.1 材料与试剂
        2.1.1 实验仪器
        2.1.2 实验试剂
        2.2 实验方法
        2.2.1 金属试样的制备
        2.2.2 龈下菌斑的采集
        2.2.3 口腔菌群的接种
        2.2.4 生物膜和样品表面形态观察
        2.2.5 电化学实验
        2.2.6 腐蚀产物分析和pH值检测
        2.2.7 统计分析
    3 结果
        3.1 生物膜形貌
        3.2 生物膜荧光成像
        3.3 点蚀形貌
        3.4 电化学实验
        3.4.1 开路电位
        3.4.2 线性极化电阻
        3.4.3 极化曲线
        3.5 X射线光电子能谱分析
        3.6 pH值分析
    4 讨论
    5 结论
本研究创新性的自我评价
参考文献
综述 微生物腐蚀的研究进展
    参考文献
攻读学位期间取得的研究成果
致谢
个人简历

四、材料的微生物腐蚀研究与进展(论文参考文献)

  • [1]用于工业系统腐蚀微生物的杀菌剂研究进展[J]. 张天遂,王军磊,张斐,黄红兵,黄振洋,陈兆喜,李广芳,刘宏芳. 表面技术, 2021(11)
  • [2]微生物腐蚀杀菌剂研究进展[J]. 何勇君,张天遂,王海涛,张斐,李广芳,刘宏芳. 中国腐蚀与防护学报, 2021(06)
  • [3]磁场作用下的微生物腐蚀研究进展[J]. 何勇君,张斐,王海涛,张天遂,李广芳,刘宏芳. 表面技术, 2021(09)
  • [4]给水铸铁管道中腐殖酸对氧化微杆菌的腐蚀特性影响研究[D]. 王怡怡. 西安建筑科技大学, 2021(01)
  • [5]海洋环境下硅烷乳液对水泥基材料的生物污损防护效果及机理研究[D]. 刘珺. 青岛理工大学, 2021(02)
  • [6]临海管道微生物腐蚀损伤机制与防护[J]. 李光泉,李广芳,王俊强,张天遂,张斐,蒋习民,刘宏芳. 中国腐蚀与防护学报, 2021(04)
  • [7]典型钢铁材料海洋铜绿假单胞菌腐蚀行为及胞外电子传递机制研究[D]. 黄路遥. 北京科技大学, 2021(01)
  • [8]油气管线钢土壤环境硫酸盐还原菌腐蚀研究进展[J]. 韦博鑫,许进,高立群,覃清钰,付琦,于长坤,孙成,王振尧. 表面技术, 2021(03)
  • [9]建筑行业微生物腐蚀与防护研究进展[J]. 何静,杨纯田,李中. 中国腐蚀与防护学报, 2021(02)
  • [10]口腔菌群对316L不锈钢及钛金属微生物腐蚀行为的研究[D]. 王庆福. 中国医科大学, 2021(02)

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材料微生物腐蚀研究与开发
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