[發(fā)明專利]用于海水環(huán)境中抑制金屬材料腐蝕的生物緩蝕劑及防腐方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810502044.2
• 申請日: 2018-05-23
• 公開（公告）號: CN108754506A
• 公開（公告）日: 2018-11-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉濤;王曉雪;郭章偉;郭娜;曾振順
• 申請（專利權(quán)）人: 上海海事大學(xué)
• 主分類號: C23F15/00
• 分類號: C23F15/00
• 代理公司: 上海互順專利代理事務(wù)所(普通合伙) 31332
• 代理人: 余毅勤

本發(fā)明涉及一種用于海水環(huán)境中抑制金屬材料腐蝕的生物緩蝕劑及其防護(hù)方法。該生物緩蝕劑含有解脂假交替單胞菌(Pseudoalteromonaslipolytica)，該細(xì)菌對人體無害，可在金屬材料表面形成一層具有方解石結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定的有機?無機復(fù)合薄膜，使金屬材料的抗均勻腐蝕及點蝕性能極大提高，且這種薄膜形成后具有自修復(fù)性。此方法操作簡單，用量少，無毒無污染，對被處理金屬材料的形狀和尺寸無要求，能夠代替某些傳統(tǒng)的有污染的表面處理方法和緩蝕劑，大幅降低金屬腐蝕防護(hù)的成本和后期維護(hù)成本，實現(xiàn)金屬結(jié)構(gòu)物的高效綠色防護(hù)。

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明屬于環(huán)境工程領(lǐng)域，具體涉及一種用于海水環(huán)境中抑制金屬材料腐蝕的生物緩蝕劑以及采用所述生物緩蝕劑抑制金屬腐蝕的方法。

背景技術(shù)：

在海洋環(huán)境中應(yīng)用的金屬材料面臨著嚴(yán)重的腐蝕問題，為保證其服役期間的安全性，勢必要開發(fā)長期有效的防腐蝕方法。而在眾多防腐技術(shù)中，有機涂層通過鈍化及阻礙腐蝕介質(zhì)機制能夠較好的保護(hù)金屬材料基體(Suleiman et al,Surface and CoatingsTechnology,2017,324:526‐535)。然而這些有機涂層耐候性以及環(huán)境友好性一直是一個問題(Mousaaet al,Progress in Organic Coatings,2017,111:220‐230；Thirumoolan etal,Progress in Organic Coatings,2015,89:181‐191)。開發(fā)綠色環(huán)保的技術(shù)手段勢在必行。生物基材料由于環(huán)保無毒而得到廣泛關(guān)注。其中某些種類微生物膜具有一定的防腐蝕作用(宋振綸等，一種生物金屬緩蝕劑及其應(yīng)用，CN 104480472A),但由于微生物膜在實際環(huán)境中并不穩(wěn)定，且容易損壞，因此防護(hù)效果很難持久，且容易受外界因素影響。海洋中某些微生物都可以引起礦化，也就是碳酸鈣鎂鹽沉積(Weiner et al,Reviews inMineralogy and Geochemistry,2003,54:1–29；DeJong et al,Ecological Engineering,2010,36:197–210)。在這個過程中，金屬離子由于靜電作用被吸附到帶有負(fù)電的細(xì)菌表面，與細(xì)菌表面的胞外聚合物結(jié)合，形成碳酸鈣鎂鹽的成核點；而細(xì)菌通過新陳代謝活動所產(chǎn)生的二氧化碳和水與海水中的鈣、鎂離子結(jié)合，并在成核點進(jìn)一步沉積，逐漸在材料表面形成具有晶體結(jié)構(gòu)的鈣鎂碳酸鹽的沉積物(Lithet al,Sedimentology,2003,50:237–245；Rivadeneyra et al,The ISME Journal,2010,4:922–932)，解決了有機生物膜防護(hù)不穩(wěn)定性難題。

經(jīng)對現(xiàn)有技術(shù)的文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，Shinano等在《Nippon Suisan Gakkaishi》(1969年，第35期，第1001－1005頁)發(fā)表了海洋中有某些細(xì)菌可以產(chǎn)生碳酸鹽。McCallum等在《Journal of Applied Bacteriology》(1970年，第33期，第649－655頁)發(fā)表了從海洋沉積物中分離到一株細(xì)菌，發(fā)現(xiàn)其有較強的碳酸鹽生成能力。Gonzalez等在《BioMed ResearchInternational》(2015年，第1期，第1－15頁)發(fā)表了不同介質(zhì)中細(xì)菌的碳酸鹽及硫酸鈣的生成。Mariella等在《Desalination》(2017年，第405期，第1－9頁)發(fā)表了海水中具有碳酸鈣礦化能力的細(xì)菌擁有強大的脫鹽能力。盡管研究發(fā)現(xiàn)一些細(xì)菌具有形成無機鹽的能力，但未見利用這種細(xì)菌制備成緩蝕劑，通過在金屬表面形成有機‐無機薄膜應(yīng)用于防腐蝕領(lǐng)域的報道。

發(fā)明內(nèi)容：

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種可以在海水環(huán)境下抑制金屬材料腐蝕的生物緩蝕劑，該生物緩蝕劑通過在金屬表面形成一層方解石結(jié)構(gòu)的有機‐無機復(fù)合薄膜，可有效降低金屬的腐蝕速率和點蝕發(fā)生率，對于碳鋼，可使腐蝕速率下降低約200倍。

所述生物緩蝕劑，其特征在于，含有解脂假交替單胞菌(Pseudoalteromonaslipolytica)和培養(yǎng)基。