前言 当代数、理、化、生互相到渗透产生一些新兴学科,如化学仿生学: 1.模仿生物体内化学反应; 2.模仿生物体内的能量转换和信息传递过程; 3模仿体内物质输送过程(高效率;高选择性) 生物在输送、浓缩、分离方面的能力令人惊叹,如: 海带中碘浓度大于海水1000倍; 石毛藻中浓缩金由750倍; 大肠杆菌内外K+浓度差3000倍; 海水中乌贼体液中Ca浓度高达环境十万倍,这说明生物细胞膜是有高度选择性

应用扫描Kelvin探针原位研究盐雾和干湿周浸环境中缺陷涂层膜下的腐蚀行为.结果显示:在两种腐蚀环境中,缺陷涂层均分为缺陷、阴极剥离及完好涂层区域;Kelvin电位的分布相同,缺陷处最高,完整涂层处最低.Kelvin电位分布峰的直径随时间的延长而增大,表明剥离区域扩大.干湿周浸环境中,Kelvin电位的最大值Vmax随时间变化不明显,Vmin在逐渐下降后达到谷值,随后升高;盐雾环境中由于电解质溶液持续扩散和盐雾颗粒极强的腐蚀性,Kelvin电位随时间的变化规律为Vmin在起始阶段达到最小值,随后升高.由Vmax-Vmin的变化规律得出,干湿周浸环境下腐蚀倾向性在试验开始5h后达到最大,而在盐雾环境下,试验开始阶段腐蚀倾向性就达到最大,且要高于干湿周浸环境

通过中心复合设计试验法设计试验,结合动电位极化曲线和电化学阻抗谱的测量以及氧化膜形貌观察和成分测量,研究了温度(30~350℃)、Cl-质量浓度(10~1000 μg·L-1)和溶解氧质量浓度(0~200 μg·L-1)3种因素对压水堆一回路主管道316L不锈钢电化学腐蚀性能的影响.结果表明:温度是影响316L不锈钢电化学腐蚀性能最显著的因素,温度越高,腐蚀电流密度越大,点蚀电位越低;Cl-浓度和溶解氧浓度对316L不锈钢电化学腐蚀性能的影响与温度密切相关,温度较低时(T 130℃和T > 150℃,Cl-浓度和溶解氧浓度均对316L点蚀电位几乎无影响,但腐蚀电流密度却随Cl-和溶解氧的浓度增加而显著增加,腐蚀加剧.电化学阻抗谱的测量和氧化膜形貌的观察也进一步验证了上述试验结果

以氙灯为光源,对丙烯酸聚氨酯涂层/碳钢体系进行人工加速老化实验,用傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、光学显微镜和光泽仪对老化的涂层进行分析表征,用盐雾实验测试涂层老化后的防腐性能,初步探讨了光辐射对涂层保护性能的影响.结果表明,不同老化周期的体系在盐雾实验后,表面涂层的保护状态均基本完好,但膜下金属腐蚀程度随老化时间的增加而加剧.其原因是:光辐射使涂层中C—N键断裂,且随老化时间的延长,涂层表面粗糙程度增加,光泽度下降;涂层化学结构及表面状态的变化加速了腐蚀介质在涂层中的渗透,从而导致膜下金属腐蚀加重

运用四种加速方法对聚氨酯有机涂层钢板进行老化,并通过涂层的表观性能和电化学特征对比研究了老化方式对涂层失效的影响.紫外老化对涂层光泽的影响最大,老化32 d失光度达85.7%.盐雾实验前期线性极化阻力Rp迅速下降,后期由于盐膜的生成使得Rp保持稳定;氙灯和盐雾混合老化的光泽度和Rp的变化规律都表现为实验前期与光老化相似,后期则与盐雾实验相类似.此外,拟合不同老化方式的电化学交流阻抗谱发现:混合老化前期主要受氙灯影响,与单一氙灯老化的等效电路一致,表现为两个时间常数;后期产生盐膜,出现三个时间常数

采用动电位极化曲线和动电位电化学阻抗谱对含不同浓度Cl-和HCO3-溶液体系中N80钢的阳极电化学行为进行了研究.溶液体系中不含Cl-的情况下,HCO3-的浓度超过0.03 mol·L-1时可使N80钢发生钝化.Cl-能极大提高发生钝化的HCO3-浓度临界值,同时对材料表面的钝化膜具有强烈的破坏作用.在阳极区,同等HCO3-浓度下,含Cl-的溶液体系中点蚀电位下降,维钝电位区间变窄,维钝电流密度升高.动电位电化学阻抗谱结果与动电位极化曲线基本对应.等效电路中电器元件与极化电位的关系表明,在含Cl-的溶液体系中N80钢的钝化膜粗糙度与致密性均有所下降,维钝电流密度升高主要由电荷转移电阻的降低所致

单宁酸由于环保、价格低的特点在金属保护方面应用广泛，然而单一利用单宁酸作为缓蚀剂取得的效果有限，有研究表明盐类与缓蚀剂复配可以改善缓蚀剂的缓蚀效果。在此基础上进行单宁酸复配缓蚀剂的研究，采用两种复配剂氯化铁、钼酸钠分别与单宁酸（TA）缓蚀剂进行复配，研究其对碳钢Q235的缓蚀效果。通过硫酸铜点滴实验、浸泡实验、电化学实验对比氯化铁、钼酸钠分别与单宁酸复配后在碳钢表面的成膜特性及缓蚀效果。硫酸铜点滴液变色时间随着单宁酸中氯化铁和钼酸钠两种化合物浓度的升高出现先增加后降低的趋势；浸泡实验可以看出在单宁酸中加入氯化铁和钼酸钠后，碳钢表面仅出现个别点蚀坑；根据电化学测试结果，对比加入氯化铁前后单宁酸缓蚀剂对碳钢的缓蚀效果，发现两者的电荷转移电阻由2698变为3711 Ω·cm2，腐蚀电流密度由2.734降为1.902 μA·cm?2。加入钼酸钠后，电荷转移电阻和腐蚀电流密度存在明显的增加与下降，电荷转移电阻由2698变为5100 Ω·cm2，腐蚀电流密度由2.734降为0.714 μA·cm?2。在单宁酸中添加氯化铁和钼酸钠都能改善单宁酸的缓蚀效果，其中单宁酸与钼酸钠复配的缓蚀效果更好

运用循环伏安曲线、稳态极化曲线和Tafel曲线等电化学手段以及X射线光电能谱（XPS）法研究了辉铜矿在有菌和无菌体系下氧化过程的电化学行为.研究结果验证了辉铜矿在有菌体系和无菌体系下的两步氧化溶解机理，第一步氧化反应为辉铜矿不断氧化生成缺铜的中间产物CuxS（1≤x<2），直至生成CuS，在较低电位下即可进行；第二步反应为中间产物CuS的氧化，需要在较高电位下才可进行，反应速率较慢，是整个氧化反应的限制性步骤.循环伏安实验显示有菌体系电流密度明显大于无菌体系，表明细菌加快了辉铜矿的氧化速率.稳态极化实验显示辉铜矿点蚀电位较低，无菌体系第一段反应活化区电位范围小于有菌体系，表明辉铜矿氧化过程生成的中间产物硫膜具有钝化效应，细菌可以通过自身氧化作用破坏硫膜，减弱辉铜矿表面的钝化效果，加快辉铜矿的氧化溶解速率.X射线光电子能谱分析显示电极表面钝化层物质组成复杂，包含了CuS、多硫化物（Sn2-）、（S0）和含（SO42-）的氧化中间产物等多种物质，其中主要的钝化物为CuS，表明辉铜矿的氧化遵循多硫化物途径

使用恒应变试样浸泡试验、表面分析技术和电化学测试技术研究了CO2分压对N80钢在模拟CO2驱注井环空环境中应力腐蚀行为的影响。研究结果表明：CO2分压对腐蚀速率的影响存在一个拐点，环境温度为25 ℃时拐点约为1 MPa。当CO2分压小于1 MPa时，由于腐蚀产物膜（FeCO3）成形较慢，覆盖率低，随CO2分压的增高，N80钢的自腐蚀电流密度快速增大；当CO2分压大于1 MPa时，腐蚀产物膜能以较快的速率成形，覆盖率高，CO2分压的进一步增高反会使得N80钢的腐蚀电流密度降低。CO2溶于模拟环空溶液中会使溶液pH持续下降，促使N80油管钢在环空环境下发生应力腐蚀开裂。N80钢在CO2注入井环空环境中的应力腐蚀开裂机制是阳极溶解和氢脆共同作用的混合机制。应力腐蚀裂纹在萌生阶段局部阳极溶解作用（点蚀）为主导，该作用下CO2分压为1 MPa时应力腐蚀裂纹最易萌生；在应力腐蚀裂纹生长阶段氢脆作用更强，这种作用导致CO2分压更高时应力腐蚀裂纹更容易生长，应力腐蚀敏感性进一步提高

针对地埋式污水处理系统的特点,将一种高浓度微生物制剂用于生物膜反应器的挂膜,研究了其在处理模拟家庭生活污水过程中的启动特性.在进水化学耗氧量、氨氮和总磷分别为750、48和7.5 mg·L-1的条件下,装置运行10 d后,对三者的去除率分别达到85%、58%和35%.光学显微镜、环境扫描电镜观察显示,随着系统的去除率逐渐升高,微生物的种类也在逐渐改变;聚合酶链式反应-变性梯度凝胶电泳的检测结果则表明,火山岩填料和悬浮填料表面生长的微生物种类较为丰富,虽然不同条件下微生物群落发生了不同程度变化,但是整个微生物系统仍保持相对的稳定性