再生水中弗氏檸檬酸桿菌對(duì)銅合金的腐蝕機(jī)理研究.pdf

1、使用從再生水環(huán)境中分離出的一株弗氏檸檬酸桿菌（Citrobacter freundii），以HSn70-1A、HSn70-1AB和BFe30-1-1三種銅合金為研究對(duì)象，采用表面分析與生物化學(xué)分析手段，研究了銅合金生物膜結(jié)構(gòu)特性及胞外聚合物(EPS)的多糖和蛋白質(zhì)組分，分析了EPS對(duì)銅合金-生物膜界面腐蝕電化學(xué)反應(yīng)的影響；應(yīng)用接觸角測量法，計(jì)算銅合金表面自由能及界面自由能等熱力學(xué)參數(shù)，從熱力學(xué)角度探討了細(xì)菌在銅合金表面吸附機(jī)理；對(duì)銅合金

2、表面微生物膜的粗糙度進(jìn)行表征，并對(duì)銅合金表面腐蝕形貌進(jìn)行了定性和定量分析。
　　 研究表明從華北某電廠循環(huán)冷卻水中分離出的弗氏檸檬酸桿菌為桿狀，細(xì)胞大小約為1.79μm×0.70μm×0.42μm，具有硫酸鹽還原功能。細(xì)菌在循環(huán)水和Postgate C培養(yǎng)基中的世代期分別為3.01h、4.39h，反映出再生水環(huán)境更有利于弗氏檸檬酸桿菌的生長繁殖。生物膜SEM和AFM表征表明，弗氏檸檬酸桿菌在HSn70-1A和HSn70-1AB合

3、金表面形成微生物膜結(jié)構(gòu)的均勻度好于BFe30-1-1。
　　 隨著浸泡時(shí)間增加，銅合金表面生物膜中EPS的多糖與蛋白質(zhì)含量之比上升較為明顯，整體上看，同時(shí)期三種合金表面EPS中多糖與蛋白質(zhì)含量之比大小為HSn70-1AB＞HSn70-1A＞BFe30-1-1，說明EPS的疏水性能大小為BFe30-1-1＞HSn70-1A＞HSn70-1AB。生物膜中EPS與溶解性的金屬離子絡(luò)合，加速了銅合金/生物膜界面腐蝕電化學(xué)的陰極和陽極反應(yīng)

4、過程。
　　 表面自由能ΥTot及界面自由能△GTotSWS計(jì)算結(jié)果表明，同一時(shí)刻，附著有微生物膜的銅合金表面的疏水性大小為BFe30-1-1＞HSn70-1A＞HSn70-1AB，BFe30-1-1的△GTotSWS基本上仍為負(fù)值，表現(xiàn)出較弱的疏水性，而HSn70-1A和HSn70-1AB表現(xiàn)出較強(qiáng)的親水性。
　　 在水溶液中，吸附界面自由能△GTotSWS值反映出細(xì)菌在銅合金表面初始吸附容易程度為HSn70-1AB＞

5、HSn70-1A＞BFe30-1-1。而細(xì)菌在附著有生物膜的銅合金表面吸附的△GTotSWS值顯著上升，同時(shí)期的△GTotSWS值大小為HSn70-1AB＞HSn70-1A＞BFe30-1-1。根據(jù)DLVO理論分析，說明細(xì)菌BFe30-1-1表面發(fā)生吸附需要克服的阻力相對(duì)較小，吸附反應(yīng)較其他兩者更易發(fā)生，這很可能是由于BFe30-1-1表面溶出的Ni2+，增加了生物膜表面對(duì)細(xì)菌的粘附力。
　　 對(duì)浸泡21d后去掉腐蝕產(chǎn)物層后銅合