CN106011884A - 一种含放线菌代谢产物的乙酸环境中钢的缓蚀剂 - Google Patents

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史英浩
王姿文
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Abstract

本发明涉及一种含放线菌代谢产物的乙酸环境中钢的缓蚀剂及其制备方法，该缓蚀剂制备方法包括圈环链霉菌培养、圈环链霉菌代谢产物收集与缓蚀剂制备等步骤。采用本发明方法所得到的缓蚀剂缓蚀效率达到80%以上。由于选用微生物代谢产物作为缓蚀剂原料，本发明原料来源广泛，易生产，毒性小，环境污染小，经济效益高，符合节能减排与清洁生产的要求。

Description

一种含放线菌代谢产物的乙酸环境中钢的缓蚀剂
技术领域
本发明属于金属缓蚀剂领域。更具体地，本发明涉及一种含放线菌代谢产物的乙酸环境中钢的缓蚀剂的制备方法。
背景技术
金属腐蚀的成因是由于环境介质中性离子与材料相互作用而造成的破坏性变质。因此抑制金属材料腐蚀有效办法之一就是控制或改变环境介质。缓蚀剂只需少量加入到腐蚀环境中，就能改变环境和介质的条件。从而有效的阻止或抑制金属材料腐蚀作用发生。缓剂保护由于其设备简单，操作方便，用量少，见效快，而广泛用于机械、化工、冶炼、能源等部门。但它也能在腐蚀介质的量较少时使用。
目前，药物类缓蚀剂因其主要成分中含有特殊官能团，且易降解的特性而被用于环保型缓蚀剂的研究。其中以抗生素类药物为主，由于抗生素类药物主要成分的分子中含有O、N、S、P等电负性较大的原子以及苯环等含不饱和键的基团。其中，含有未成对的孤电子的原子可以同金属表面的空的d轨道之间相互作用，形成配位键，从而吸附在金属表面，起到抑制腐蚀的作用。同时抗生素类药物主要成分的子中也含有大量具有不饱和键的基团，这些不饱和键能形成有较强的电负性大π键，而大π键的存在可以为金属表面原子的空的d轨道提供电子，进而结合形成配位键，使缓蚀剂附着在金属表面，减缓金属的腐蚀。因此，药物类缓蚀剂具有一定的理论研究依据。
放线菌（Actinomycetes）是革兰氏阳性细菌，具有高G+C含量，主要呈菌丝状生长，其繁殖主要以孢子的形式进行，是陆生性较强的原核生物，因产生丰富的活性次生代谢产物而著称，它广泛分布在陆地与海洋环境中。其中，链霉菌属微生物是属于放线菌目的革兰氏阳性细菌，可来源于土壤、海洋，亦可以内生菌的形式寄生于植物中。链霉菌属微生物次级代谢产物大多含有抗生素成分，具有良好的生物活性及应用价值。而且，链霉菌属微生物已成为发现新型先导化合物的重要源泉。
为了解决现有技术存在的技术缺陷，本发明人在总结现有技术的基础上，通过大量实验研究与分析，终于完成了本发明。
发明内容
本发明的目的是提供一种含放线菌代谢产物的乙酸环境中钢的缓蚀剂的制备方法。
本发明是通过下述技术方案实现的。
本发明涉及一种含放线菌代谢产物的乙酸环境中钢的缓蚀剂的制备方法，缓蚀剂的主要成分为圈环链霉菌的次生代谢产物。
该制备方法的步骤如下：
A、圈环链霉菌培养
将标准圈环链霉菌接种到固体培养基上，置于30℃的恒温培养箱中进行活化1-2天，然后
B、圈环链霉菌代谢产物收集
往步骤B得到的活化后的圈环链霉菌接种到装有液体培养基的三角瓶中，将三角瓶置于温度为30℃的恒温震荡摇床中，培养七天，接着
C、缓蚀剂制备
将步骤B得到的培养菌液，用离心机在10000转/分钟下离心20分钟，去除沉淀物，取上清液并用去离子水稀释体积浓度至15%~20%，得到所述的缓蚀剂。
根据本发明的一种优选实施方式，在步骤A中，所述固体培养基由葡萄糖4克，麦芽糖3克，酵母粉4克，琼脂20克，加入到1升去离子水中加热溶解制得。
根据本发明的另一种优选实施方式，在步骤A中，所述固体培养基所处恒温培养箱中的温度是30℃。
根据本发明的另一种优选实施方式，在步骤A中，所述固体培养基在恒温培养箱中的培养时间是1天-2天。
根据本发明的另一种优选实施方式，在步骤B中，所述液体培养基由葡萄糖4克，麦芽糖3克，酵母粉4克，加入到1升去离子水中加热溶解制得。
根据本发明的另一种优选实施方式，在步骤B中，所述液体培养基所处恒温培养箱中的温度是30℃。
根据本发明的另一种优选实施方式，在步骤B中，所述液体培养基在恒温培养箱中的培养时间是7天。
根据本发明的另一种优选实施方式，在步骤C中，所述的缓蚀剂由步骤B所得的培养菌液在离心机中以10000转/分钟的条件下离心20分钟后取上清液稀释体积浓度至15%~20%所得。
根据本发明的另一种优选实施方式，所述缓蚀剂的缓蚀效率以IERt计达80.4%以上；以IE计达80.5%以上。
本发明的有益效果是：与现有技术相比，采用本发明方法所得到的缓蚀剂缓蚀效率达到80%以上。由于选用微生物代谢产物作为缓蚀剂原料，本发明原料来源广泛，易生产，毒性小，环境污染小，经济效益高，符合节能减排与清洁生产的要求。
附图说明
图1是未添加本发明方法所制备缓蚀剂的醋酸溶液中A3钢的表面腐蚀形貌。
图2是添加了本发明方法所制备缓蚀剂的醋酸溶液中A3钢的表面腐蚀形貌。
图3是A3钢在含白浅灰链霉菌次级代谢产物的醋酸体系中的动电位极化曲线。
图4是A3钢在含白浅灰链霉菌次级代谢产物的醋酸体系中的电化学阻抗图谱。
具体实施方式
本发明涉及一种含放线菌代谢产物的乙酸环境中钢的缓蚀剂的制备方法。
本发明采用圈环链霉菌的次级代谢产物作为主要原料制备。其一，本发明原料来源广泛，易生产；其二，本发明毒性小，环境污染小，经济效益高，符合节能减排与清洁生产的要求。
以下通过具体实施例对本发明作进一步说明，应当指出，以下实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
实施例1 圈环链霉菌培养
将标准圈环链霉菌接种到固体培养基上，置于30℃的恒温培养箱中进行活化1-2天。
本发明使用的固体培养基配方如下：
葡萄糖 4克；
麦芽糖3克；
酵母粉 4克；
琼脂 20克；
去离子水 1升。
本发明使用现有的恒温培养箱进行圈环链霉菌的培养，例如由日本松下株式会社以商品名电热恒温培养箱（MIR-262-PC）销售的恒温培养箱。
在本发明中，所使用的葡萄糖例如是由上海晶纯生化科技股份有限公司阿拉丁牌获得的葡萄糖；所使用的麦芽糖例如是由上海晶纯生化科技股份有限公司阿拉丁牌获得的麦芽糖；所使用的酵母粉例如是由上海晶纯生化科技股份有限公司阿拉丁牌获得的酵母粉；所使用的琼脂例如是由上海晶纯生化科技股份有限公司阿拉丁牌获得的琼脂；所使用的去离子水例如是由上海晶纯生化科技股份有限公司阿拉丁牌获得的去离子水。所述的试剂也可以是从市场上获得的商品，但它们的化学组成应该满足上述要求。
实施例2 圈环链霉菌代谢产物收集
往步骤B得到的活化后的圈环链霉菌接种到装有液体培养基的三角瓶中，将三角瓶置于温度为30℃的恒温震荡摇床中，培养七天。
本发明使用的液体培养基配方如下：
葡萄糖 4克；
麦芽糖3克；
酵母粉 4克；
去离子水 1升。
本发明使用现有的恒温震荡摇床进行圈环链霉菌的培养，例如由上海励途机械设备工程有限公司以商品名恒温震荡摇床（FB-110H200Q-C）销售的恒温震荡摇床。
在本发明中，所使用的葡萄糖例如是由上海晶纯生化科技股份有限公司阿拉丁牌获得的葡萄糖；所使用的麦芽糖例如是由上海晶纯生化科技股份有限公司阿拉丁牌获得的麦芽糖；所使用的酵母粉例如是由上海晶纯生化科技股份有限公司阿拉丁牌获得的酵母粉；所使用的去离子水例如是由上海晶纯生化科技股份有限公司阿拉丁牌获得的去离子水。所述的试剂也可以是从市场上获得的商品，但它们的化学组成应该满足上述要求。
实施例3 缓蚀剂的制备以及性能测试
将步骤B得到的培养菌液，用离心机在10000转/分钟下离心20分钟，去除沉淀物，取上清液稀释体积浓度至15%~20%，得到所述的缓蚀剂。
本发明使用现有的离心机进行圈环链霉菌次级代谢产物的分离，例如由上海卢湘仪离心机仪器有限公司以商品名台式高速离心机（TG16-WS）销售的离心机。
为了表明本发明的以圈环链霉菌次级代谢产物制备的缓蚀剂性能，将A3钢样片分别在未加本发明的0.1mol/L醋酸体系中和加入本发明的0.1mol/L醋酸体系中浸泡24h，温度为30℃。由图1的结果可见，A3钢表面被严重腐蚀，产生了大量大小不同，形状不规则的腐蚀区域。表面有大量的疏松的腐蚀产物，并形成了许多腐蚀裂隙和塌陷。这说明A3钢在醋酸中的耐腐蚀性能较差。由图2的结果可见，A3钢表面较为平整。通过放大图像观察，我们发现在A3钢表面有一层致密的附着物，附着物的存在保护了A3钢表面不被腐蚀。
为了更好地表明本发明的以圈环链霉菌次级代谢产物制备的缓蚀剂的缓蚀效果，根据下列公式求出缓蚀剂的缓蚀率（IE）。
I0，I分别为不含和含缓蚀剂时的钢片的极化曲线上的腐蚀电流。图3给出了A3钢在含白浅灰链霉菌次级代谢产物的醋酸体系中的动电位极化曲线，可以求出缓释率高达80.5%。
为了更好地表明本发明的以圈环链霉菌次级代谢产物制备的缓蚀剂的缓蚀效果，根据下列公式求出缓蚀剂的缓蚀率（IERT）。
Rt，R0分别为含和不含缓蚀剂时的钢片的阻抗图谱上的电荷传递电阻。图4给出了A3钢在含白浅灰链霉菌次级代谢产物的醋酸体系中的电化学阻抗图谱，可以求出缓释率高达80.4%。
在实施例3的基础上，改变乙酸的浓度，从0.1mol/L到0.5mol/L，所有缓蚀剂的缓蚀率均到达80%以上。
由实施例1-3的实施结果可见，本发明的以圈环链霉菌的次级代谢产物制备的缓蚀剂对乙酸环境中的钢具有缓蚀效果，虽然现有的缓蚀剂也具有较好的缓蚀效果，但是其生产成本高，对环境不友好；而本发明不仅对环境构成危害，而且其原料来源广泛，生产成本低廉，从而大大提高了乙酸环境中钢的缓蚀剂的经济效益。

Claims (2)

1.一种含放线菌代谢产物的乙酸环境中钢的缓蚀剂，其特征在于所述缓蚀剂主要成分为圈环链霉菌的次级代谢产物。
2.根据权利要求1所述，其特征在于所述的缓蚀剂由圈环链霉菌的培养菌液离心后取其上清液稀释体积浓度至15%~20%所得。
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CN107841741A (zh) * 2017-10-13 2018-03-27 乾乐欣展新材料技术（上海）有限公司 一种铝基板表面生物处理氧化工艺

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