土壤中尿素对Q235钢硫酸盐还原菌腐蚀影响的研究.docx

土壤中尿素对Q235钢硫酸盐还原菌腐蚀影响的研究
摘要
本研究旨在探索土壤中尿素对Q235钢硫酸盐还原菌腐蚀的影响。通过使用电化学阻抗谱（EIS）和扫描电子显微镜（SEM）对Q235钢在含有不同浓度尿素的模拟土壤中进行测试，我们发现土壤中尿素会对Q235钢的腐蚀性能产生显著影响。结果表明，随着尿素浓度的增加，Q235钢的腐蚀电位下降，腐蚀速率增加。此外，尿素的存在导致生成的聚合物在钢表面形成致密覆盖层，降低了钢的腐蚀损失。本研究的结果有助于深入理解土壤中尿素对钢结构的腐蚀影响。
关键词：尿素，Q235钢，硫酸盐还原菌，腐蚀影响，电化学阻抗谱，扫描电子显微镜
Abstract
ThisstudyaimstoinvestigatetheeffectofureainsoilonthecorrosionofQ235steelbysulfate-reducingbacteria.Theelectrochemicalimpedancespectroscopy(EIS)andscanningelectronmicroscopy(SEM)wereusedtotestQ235steelinsimulatedsoilcontainingdifferentconcentrationsofurea.ItwasfoundthatthepresenceofureainsoilsignificantlyaffectedthecorrosionbehaviorofQ235steel.Withtheincreaseofureaconcentration,thecorrosionpotentialoftheQ235steeldecreased,andthecorrosionrateincreased.Inaddition,thepolymergeneratedinthepresenceofureaformedadensecoveringlayeronthesteelsurface,whichreducedthecorrosionlossofthesteel.Theresultsofthisstudycontributetoadeeperunderstandingofthecorrosioneffectsofureainsoilonsteelstructures.
Keywords:urea,Q235steel,sulfate-reducingbacteria,corrosioneffect,electrochemicalimpedancespectroscopy,scanningelectronmicroscopy
1.引言
作为一种重要的钢材，Q235钢的耐腐蚀能力一直是一个备受关注的问题。腐蚀是Q235钢使用过程中面临的主要挑战之一。在土壤中，硫酸盐还原菌是一种重要的微生物，它们可以促进钢结构的腐蚀。尿素是一种普遍存在于土壤中的有机化合物，其对土壤和植物生长起着重要的作用。然而，目前对于尿素对钢结构在硫酸盐还原菌存在下腐蚀的影响仍缺乏全面的了解。
为了探索土壤中尿素对Q235钢硫酸盐还原菌腐蚀的影响，我们进行了实验，并利用电化学阻抗谱（EIS）和扫描电子显微镜（SEM）等技术对样品进行了测试。
2.实验方法
2.1样品制备
选取Q235钢作为实验材料，切割成大小为1cmx2cm的试样，然后用去离子水清洗并烘干备用。
2.2模拟土壤的制备
我们选取富含硫酸盐还原菌的土壤作为模拟土壤，在其中添加不同浓度的尿素来模拟不同情况下的实际情况。具体实验条件如表1所示。
表1:实验条件
实验条件尿素浓度/mol·L^-1
对照0
实验组110^-7
实验组210^-5
实验组310^-3
2.3腐蚀测试
利用EIS技术和SEM技术对Q235钢进行腐蚀测试。
对于EIS测试，我们使用EG&G1260接口板连接CHI660D电化学工作站，并利用10mV的交流幅度和频率范围在10^-2~10^5Hz之间测量电极电阻（Re）、电极电荷传递电阻（Rct）和电荷转移反应速度（Cdl）等参数。
对于SEM测试，我们首先将Q235钢试样放入含有尿素的模拟土壤中，在24小时内进行腐蚀。然后，将腐蚀后的钢片取下，用5%NaOH处理去除表面有机物质，然后在真空下进行干燥和成像。
3.结果与讨论
3.1EIS测试结果
图1显示了Q235钢在不同浓度尿素的模拟土壤中的EIS测试结果。可以看出，随着尿素浓度的增加，电解液中的氮气含量增加，电极表面形成了更多的聚合物物质，电解液的水解速度增加，电极的腐蚀速率增加。在实验组3中，钢的腐蚀电位明显下降，腐蚀速率显著增加。
图1：不同浓度尿素的模拟土壤中Q235钢的EIS测试结果
3.2SEM测试结果
图2显示了Q235钢表面在不同浓度尿素模拟土壤中形成的覆