авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 || 3 |

Теоретическое и практическое исследование влияния производных гидразидов и гидразонов на коррозию и наводороживание стали ст.3 в присутствии дейтеромицетов

-- [ Страница 2 ] --

 Зависимость массы микромицета-1 Рис. 2. Зависимость массы микромицета Aspergillus niger от концентрации исследованных органических соединений

Хроматографические исследования позволили выявить основные продукты жизнедеятельности мицелиальных грибов. После экспозиции стальных образцов в среде сусла в присутствии микромицетов были обнаружены следующие органические кислоты: щавелевая, лимонная, молочная, фумаровая, яблочная. В таблице 1 приведены концентрации указанных кислот, появляющихся в коррозионной среде в процессе жизнедеятельности микромицетов. Одними из основных продуктов метаболизма являются лимонная и яблочная кислоты, что подтверждается литературными данными. Представленные данные свидетельствуют о биоцидном действии ОС на микромицеты. Введение ОС в коррозионную среду позволяет значительно снизить содержание продуктов метаболизма в коррозионной среде по сравнению с контрольным экспериментом. Особенно активно себя проявляют в этом плане ОС № 3,4,5 и 7.

Продукция клетками микромицетов основных органических кислот снижается до 3-х раз при введении данных веществ, что существенно сказывается на скорости коррозии. Действие ОС № 5,7 на развитие тела микромицета максимально, концентрация лимонной и яблочной кислот снижается в 3 раза, остальных – на меньшие значения. В некоторых случаях не удается даже обнаружить следовые количества щавелевой, молочной и фумаровой кислот.

Таб. 1.

Содержание продуктов метаболизма дейтеромицета Asp. Niger

в коррозионной среде после экспозиции стальных образцов

Ингибитор Контрольная среда г/л. ОС 1, мМоль/л ОС 2, мМоль/л ОС 3, мМоль/л ОС 4, мМоль/л
Конц. ОС 0.25 0.5 1 0.25 0.5 1 0.25 0.5 1 0.25 0.5 1
Щавелевая 2,1 0,03 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 нет нет 0,01 0,01 нет
Молочная 1 0,5 0,4 нет 0,6 0,8 0,5 0,7 0,6 0,5 0,7 0,5 0,4
Лимонная 25 19 18 15,9 18 16,7 16 18 14,8 13 20 18 14
Фумаровая 0,3 0,1 0,01 нет 0,25 нет нет 0,2 0,1 нет 0,1 нет нет
Яблочная 35 33,5 33 30 33 31,5 30 18 15,2 15 17 16 15
Ингибитор ОС 5, мМоль/л ОС 6, мМоль/л ОС 7, мМоль/л ОС 8, мМоль/л ОС 9, мМоль/л
Конц. ОС 0.25 0.5 1 0.25 0.5 1 0.25 0.5 1 0.25 0.5 1 0.25 0.5 1
Щавелевая 0,01 нет нет 0,01 нет нет 0,01 нет нет 0,01 нет нет 0,02 0,01 0,01
Молочная 0,8 0,7 нет 0,8 0,8 0,7 0,6 0,5 нет 0,7 0,6 0,5 0,8 0,7 0,7
Лимонная 19 13,6 11,6 22 21,2 13,5 15 12,9 10,5 19 18,5 11,4 18 16,7 15,5
Фумаровая 0,1 нет нет 0,15 0,1 нет 0,1 нет нет 0,15 нет 0,1 0,15 0,01 0,1
Яблочная 16.6 14.3 11.5 34 29,5 27 18 15.
5
15.1 33,5 31 22,5 30 28 25,8

Некоторые из полученных данных об изменении окислительно-восстановительного потенциала среды под действием Asp. niger представлены на рис. 3 - 4. Прослеживается определенная зависимость величины окислительно-восстановительного потенциала от концентрации продуктов метаболизма в системе. С развитием тела микромицета в систему поступает все больше продуктов метаболизма, что вызывает увеличение окислительных свойств системы и смещает значение окислительно-восстановительного потенциала. В коррозионных средах с образцами металла в присутствии ОС, проявляющих биоцидные свойства, происходит менее активное развитие микромицетов, что отражается на ходе изменения потенциала во времени экспозиции и уменьшению его абсолютной величины.

Pис. 3. Влияние исследованных ОС 1-5 (1 мМоль/л) на Eh коррозионной среды содержащей Asp. Niger в ходе экспозиции в ней образцов стали Ст. 3

Pис. 4. Влияние исследованных ОС 6-9 (1 мМоль/л) на Eh коррозионной среды содержащей Asp. Niger в ходе экспозиции в ней образцов стали Ст. 3

Все исследованные соединения оказывают достаточно эффективное влияние на редокс потенциал, однако ОС 5 и 7, продемонстрировали максимальную активность, причем эта активность была одинаковой по отношению ко всем четырем исследовавшимся микромицетам. Эти же соединения наиболее активно уменьшают сдвиг pH, замедляя закисление среды торможением продуцирования карбоновых кислот.

Изменение значений pH системы связано с появлением в ней продуктов метаболизма. Микромицеты используют для своего развития всю доступную им органику. В результате их жизнедеятельности вырабатывается большое количество двухосновных кислот (раздел 3.3 диссертации), что приводит к уменьшению pH системы в контрольном опыте более, чем в 1,75 раза: с 6,3 до 3,75. В ходе эксперимента уже на вторые сутки наблюдается сдвиг pH в область более кислых значений. На 7 сутки наблюдается максимальный сдвиг pH в область кислых значений, что соответствует максимуму развития мицелия в условиях данного эксперимента. Исследуемые органические добавки по-разному изменяют pH системы, характер изменений зависит от их биоцидного действия.

Влияние органических соединений на pH системы иллюстрируется на рис. 5 - 6. для Asp. Стартовое значение pH во всех случаях было – 6,3. Анализируя полученные данные, можно проследить влияние ОС на pH системы. Во всех случаях биоцидное действие органических веществ с увеличением их концентрации в среде возрастает. Как видно из графиков, все ОС снижают динамику изменения pH среды, что связано с их биоцидными свойствами. Вещества проникают в клетку микромицета и подавляют метаболические процессы, ведущие к выработке двухосновных кислот, что приводит к менее выраженному снижению pH системы. Добавки № 3,4,5,7 оказывают наиболее выраженное действие на процесс закисления коррозионной среды продуцируемыми микромицетами двухосновными карбоновыми кислотами.

Pис. 5. Влияние исследованных ОС 1-5 (1 мМоль/л) на рН коррозионной среды в ходе экспозиции в ней образцов стали Ст. 3 в присутствии Asp. Niger

Pис. 6. Влияние исследованных ОС 6-9 (1 мМоль/л) на рН коррозионной среды в ходе экспозиции в ней образцов стали Ст. 3 в присутствии Asp. Niger

Результаты влияния исследованных ОС на наводороживание стальных образцов в ходе микробиологической коррозии приведены в разделе 3.6 диссертационной работы. По полученным данным и произведенным по ним расчетам были построены кривые зависимости «содержание водорода - толщина снятого слоя». Величина объема водорода относится к средней толщине слоя металла, снятого за один прием анодного растворения слоя стали, которая составляла в экспериментах в среднем 10 мкм. Как видно из хода графиков, толщина всего снятого слоя за 8-10 приемов в эксперименте составляла порядка 100 мкм. Основной объем водорода сосредоточен в приповерхностных слоях металла на глубине 10-60 мкм. В этом слое металла в результате предшествующей металлической обработке образуется большое количество коллекторов, заполняемых при электрохимической коррозии с водородной деполяризацией молекулярным водородом, которые препятствуют проникновению диффундирующих в стали протонов в глубинные слои как захватывая выходящие на их внутреннюю поверхность атомы-протоны, так и вызывая наклеп окружающих коллекторы слоев металла.

 Концентрационный профиль водорода в-6 Рис. 7. Концентрационный профиль водорода в образцах стали Ст. 3 при ОС 1-5

1 мМоль/л после экспозиции а среде, содержащей Asp. Niger

 Концентрационный профиль водорода в-7Рис. 8. Концентрационный профиль водорода в образцах стали Ст. 3 при ОС 6-9

1 мМоль/л после экспозиции а среде, содержащей Asp. Niger

Как видно из графиков, каждая кривая включает в себя пик находящийся на глубине 10-20 мкм и соответствует содержанию водорода в металле. Результаты показали, что добавление органических соединений в коррозионную среду снижает наводороживание стали. По снижению водородосодержания в образцах можно судить об эффективности каждого отдельно взятого ингибитора. Следует отметить, что исследованные органические соединения уже при их концентрации 0,5 мМоль/л оказывают во многих случаях близкое к максимальному ингибирующее наводороживание действие и увеличение их содержания до 1 мМоль/л не существенно не вызывают его возрастание

Все исследованные в работе ОС оказывают, в той или иной степени, влияние на уменьшение наводороживания образцов в процессе мицелиальной коррозии, особенно хорошо проявили себя ОС 3,4,5 и 7.

Самое большое количество водорода было абсорбировано образцами, которые экспонировали в присутствии дейтеромицетов Aspergillus niger и Penicillium chrysogenum.

Квантовохимические расчеты проводили с использованием программного обеспечения Gaussian, с последующей обработкой и визуализацией данных. Использовали неэмпирический ограниченный метод Хартри-Фока в базисе 6-31G и полуэмпирический метод МПДП. Были рассчитаны следующие квантовохимические характеристики (КХХ): дипольный момент свободной молекулы, энергия высшей заполненной молекулярной орбитали, низшей свободной молекулярной орбитали, заряд на трех гетероатомах в основной цепочке молекулы. Метод Хартри-Фока является наиболее трудоемким, но результаты его считаются обычно наиболее достоверными. Результаты расчета коэффициентов корреляции квантовохимических характеристик и экспериментально полученных данных изолированных молекул ОС приведены в табл. 2. В результате выполнения квантовохимических расчетов и при учете данных корреляционного анализа можно сделать следующие выводы: Прежде всего, необходимо отметить, что результаты, полученные эмпирическим и неэмпирическим методами, в целом дают совпадающие результаты: наибольшая зависимость (z =100 %) защитных эффектов на скорость коррозии и наводороживание стали наблюдается для величины LUMO и величины заряда на атоме азота 2 {Q(N2)} – для всех исследованных микромицетов, кроме Asp. niger. Для него, однако, оказалась значимой (z = 55 % для подгруппы соединений 1 и z = – 66 % для подгруппы 2) зависимость этих эффектов от величины заряда на атоме азота 1 {Q(N1)}, что, по-видимому, может быть объяснено на основе учета существенного отличия в строении клеток и, следовательно, физиологии Asp. Niger от остальных микромицетов. Поведение этого микромицета во многом отличается от остальных, исследованных нами.

Таб. 2.

Корреляционные характеристики для всех рассчитанных КХХ, по методу МПДП для Asp. niger в концентрациях 0,25-1 ммоль/л



Pages:     | 1 || 3 |
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.