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微生物与磁场作用下管线钢的腐蚀行为研究进展

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材料导报 2021年第7期35卷 7169-7175页

作者：齐季谢飞王丹赵杨辽宁石油化工大学石油天然气工程学院辽宁省油气储运技术重点实验室

随着埋地年限的推移,目前已被大量应用于实际管道工程的X80钢等高强度管线钢开始逐批面临着腐蚀的危害。工地常采用的漏磁检测等现代技术在施工后难免会残留剩余磁场,与土壤中微生物和腐蚀性离子等因素一起形成了复杂的腐蚀体系。微生... 详细信息

随着埋地年限的推移,目前已被大量应用于实际管道工程的X80钢等高强度管线钢开始逐批面临着腐蚀的危害。工地常采用的漏磁检测等现代技术在施工后难免会残留剩余磁场,与土壤中微生物和腐蚀性离子等因素一起形成了复杂的腐蚀体系。微生物和磁场作为工地上常见的腐蚀因子,对管道的腐蚀行为有着不同程度的影响。土壤中不同类型的细菌对埋地管线钢的腐蚀机理和腐蚀程度不同,最常见的两种微生物——好氧菌铁细菌(IOB)及厌氧菌硫酸盐还原菌(SRB)对腐蚀影响较为突出,而目前研究学者对IOB的腐蚀机理认识趋于统一,对于SRB的腐蚀机理却有多种假设。人工磁场、漏磁检测等技术已成为新时代的产物,而当前却鲜有针对磁场在工程实际中的相关研究,磁场与微生物共存时的研究也仍处于初期阶段。学术界已通过大量实验研究了SRB与IOB对钢材的腐蚀行为,证实了微生物加速金属腐蚀的假设,同时SRB与IOB共存时,二者的协同作用进一步加剧了金属腐蚀。磁场不仅单方面对金属腐蚀有影响,在微生物存在的情况下,亦对微生物的活性有抑制作用,但在一定的磁场范围内又可通过钢材表面电化学行为及介质内离子流动改变生物膜或钢材表面的特性,进而起到抑制腐蚀的作用。综合已有研究可知,磁场、微生物共存时的腐蚀体系极为复杂,对已有结果进行归纳并展望此领域的研究前景实有必要。本文归纳了两种主要微生物,即厌氧菌硫酸盐还原菌(SRB)、好氧菌铁细菌(IOB)分别与磁场共同作用时对金属腐蚀的机理,总结了学术界关于磁场与硫酸盐还原菌协同作用的研究现状,分析了现有研究尚存在争议的问题和缺陷,并对本领域的未来研究提出新的思路。

关键词：管线钢磁场好氧菌铁细菌厌氧菌硫酸盐还原菌

光生电荷梯度连续传递链的构筑及对光催化性能的增强作用

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高等学校化学学报 2020年第4期41卷 742-749页

作者：刘东旭陈雪冰杨霞张静陈常东辽宁石油化工大学化学化工与环境学部辽宁省清洁能源催化材料重点实验室辽宁省先进清洁能源材料化学工程实验室抚顺113001

选取能带位置匹配的γ-Bi 2O3,α-Bi 2O 3和Bi4Ti3O12,采用等体积浸渍法原位构筑了具有梯度能级的Bi 4Ti 3O 12@α/γ-Bi 2O 3三元同素结光催化剂.光催化降解高浓度罗丹明B(RhB)和四氯苯酚(4-CP)的实验结果表明,相比于γ-Bi 2O 3和α/γ... 详细信息

选取能带位置匹配的γ-Bi 2O3,α-Bi 2O 3和Bi4Ti3O12,采用等体积浸渍法原位构筑了具有梯度能级的Bi 4Ti 3O 12@α/γ-Bi 2O 3三元同素结光催化剂.光催化降解高浓度罗丹明B(RhB)和四氯苯酚(4-CP)的实验结果表明,相比于γ-Bi 2O 3和α/γ-Bi 2O 3,Bi 4Ti 3O 12@α/γ-Bi2O3显示出优异的光催化活性,其中0.5%Bi 4Ti 3O 12@α/γ-Bi 2O 3显示了最佳的光催化性能,光降解RhB(或4-CP)的活性是γ-Bi2O3的32倍(或10.4倍)和α/γ-Bi 2O3的4.4倍(或2.2倍).光电性质表征结果证实,Bi 4Ti3O12@α/γ-Bi2O3三元同素结具有高效的光生电荷分离和迁移效率,这是Bi4Ti3O12@α/γ-Bi2O3三元同素结具有较高光催化性能的主要原因之一.

关键词：氧化铋钛酸铋三元同素结梯度能级光降解

壳聚糖改性石墨相氮化碳/环氧树脂复合涂层的制备及防腐性能研究

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表面技术 2024年第12期53卷 102-113页

作者：杨康杨留洋范海明中国石油化工股份有限公司西北油田分公司乌鲁木齐830011 中国石油大学(华东)石油工程学院山东青岛266580

目的为了保证水性环氧树脂(EP)涂层的绿色、环保及高效防腐性能。通过将二维纳米材料石墨相氮化碳(g-C_(3)N_(4))与天然高分子壳聚糖(CS)功能化复合来制备一种新型绿色环氧树脂复合涂层体系,并研究不同g-C_(3)N_(4)@CS添加量对环氧树脂... 详细信息

目的为了保证水性环氧树脂(EP)涂层的绿色、环保及高效防腐性能。通过将二维纳米材料石墨相氮化碳(g-C_(3)N_(4))与天然高分子壳聚糖(CS)功能化复合来制备一种新型绿色环氧树脂复合涂层体系,并研究不同g-C_(3)N_(4)@CS添加量对环氧树脂复合涂层耐蚀性的影响。方法将尿素高温煅烧得到g-C_(3)N_(4),加入壳聚糖悬浮液中进行改性处理,并掺杂进环氧树脂中进而得到新型环氧树脂复合体系(EP/g-C_(3)N_(4)@CS)。利用傅里叶红外变换光谱仪(FT-IR)、X射线衍射仪(XRD)及透射电子显微镜(TEM)对g-C_(3)N_(4)和g-C_(3)N_(4)@CS复合材料的结构及微观形貌进行表征。并通过电化学手段及长周期浸泡实验对涂层体系的防腐性能进行测试。结合涂层附着力测试判断涂层与基体之间的黏合程度。结果g-C_(3)N_(4)@CS可以被成功复合到环氧树脂涂层中,且CS中丰富的含氧官能团显著提高了g-C_(3)N_(4)在环氧树脂中的分散性和界面相容性。涂层电化学耐蚀性测试结果表明,EP/g-C_(3)N_(4)@CS-1.0%(质量分数)涂层体系在浸泡30 d后的涂层电阻(R_(c))值最大,在浸泡30 d后仍能达到1.11×10^(7)Ω,EP/g-C_(3)N_(4)@CS-1.0%(质量分数)涂层体系耐蚀性最高。此外,g-C_(3)N_(4)@CS可显著提升EP涂层的附着力,且EP/g-C_(3)N_(4)@CS-1.0%(质量分数)涂层附着力最大。长期浸泡实验测试结果也表明,EP/g-C_(3)N_(4)@CS-1.0%(质量分数)涂层体系具有最佳的耐蚀性,在浸泡30 d后表面膜层仍较为均匀平整。结论EP/g-C_(3)N_(4)@CS-1.0%(质量分数)涂层体系形成的均匀完整复合膜可以有效屏蔽腐蚀性离子的迁移进程,具有最佳耐蚀性能。

关键词：石墨相氮化碳壳聚糖环氧树脂耐腐蚀性能涂层腐蚀电化学

缓释材料在有机污染地下水原位修复中的应用研究进展

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当代化工 2024年第5期53卷 1239-1243,1248页

作者：徐佰青大连理工大学环境学院辽宁大连116024 中石化(大连)石油化工研究院有限公司辽宁大连116045

地下水有机污染的原位修复中常面临污染拖尾、反弹以及反向扩散等难题。缓释材料(SRM)可在长时间内缓慢释放活性物质,以维持原位修复作用的长期有效性,是应对此类问题的新方法。结合国内外相关研究,详细介绍了SRM的组成、制备方法及反... 详细信息

地下水有机污染的原位修复中常面临污染拖尾、反弹以及反向扩散等难题。缓释材料(SRM)可在长时间内缓慢释放活性物质,以维持原位修复作用的长期有效性,是应对此类问题的新方法。结合国内外相关研究,详细介绍了SRM的组成、制备方法及反应动力学,并对SRM在实验室及实际场地中对地下水有机污染的修复效果进行综述,最后对SRM的未来发展前景进行展望。

关键词：缓释材料污染地下水原位修复研究进展

卡拉胶改性三聚磷酸铝对水性环氧涂层防腐性能的影响

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精细化工 2021年第3期38卷 606-612页

作者：姚红蕊郭彦君高慧颖张静姜岩齐舵王娜沈阳化工大学中西高等材料研究院辽宁沈阳110142 沈阳化工大学辽宁省特种功能材料重点实验室辽宁沈阳110142

采用卡拉胶(KC)对三聚磷酸铝(ATP)进行接枝改性获得了KC-ATP填料,再将其添加到水性环氧树脂(WEP)中制备了复合防腐涂层。通过FTIR、XPS、TG、SEM对ATP改性前后的形貌、结构进行了表征。采用电化学阻抗谱(EIS)和盐雾实验考察了复合涂层... 详细信息

采用卡拉胶(KC)对三聚磷酸铝(ATP)进行接枝改性获得了KC-ATP填料,再将其添加到水性环氧树脂(WEP)中制备了复合防腐涂层。通过FTIR、XPS、TG、SEM对ATP改性前后的形貌、结构进行了表征。采用电化学阻抗谱(EIS)和盐雾实验考察了复合涂层的防腐性能。结果表明,KC成功地接枝到ATP表面,改善了ATP的水溶性。复合涂层的防腐性能明显优于纯水性环氧涂层,且当KC-ATP填料含量为1.0%时(以水性环氧树脂的质量为基准,下同),涂层的耐腐蚀性能达到最佳,浸泡48 h后涂层的极化电阻Rp为8.183×10^(7)Ω·cm^(2),远高于ATP改性复合涂层和纯环氧涂层。

关键词：卡拉胶三聚磷酸铝水性环氧树脂涂层防腐性能橡胶助剂

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粘弹性材料钻削温度预测模型的建立与应用

机械设计与制造 2024年第3期 166-170页

作者：李冬阳张张徐志刚白鑫林中国科学院沈阳自动化研究所机器人国家重点实验室辽宁沈阳110179 东北大学机械工程与自动化学院辽宁沈阳110819 中国科学院机器人与智能制造创新研究院辽宁沈阳110169 上海航天化工应用研究所浙江湖州313000

粘弹性材料兼有弹性固体和粘性流体的特性,传统的热分析方法无法准确描述同时发生的粘性和弹性变形。针对该复杂材料特性的材料去除过程中的温度场研究是十分稀少的,提出将机器学习算法应用到药柱钻削加工的温度预测当中。首先利用线性... 详细信息

粘弹性材料兼有弹性固体和粘性流体的特性,传统的热分析方法无法准确描述同时发生的粘性和弹性变形。针对该复杂材料特性的材料去除过程中的温度场研究是十分稀少的,提出将机器学习算法应用到药柱钻削加工的温度预测当中。首先利用线性回归进行拟合,侧面证明该模型的非线性。其次利用随机森林和BP神经网络算法进行建模,随机森林模型的随机特性使其具有一定的抗噪能力,BP神经网络模型精度最高,决定系数达到0.989。利用BP神经网络模型的预测功能实现加工过程的提前防控,优化加工参数组合,实现高效安全生产。

关键词：机器学习粘弹性材料钻削温度预测模型

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二维纳米材料在金属防腐领域的应用研究进展

材料导报 2022年第10期36卷 27-35页

作者：姚红蕊尹旭王娜齐舵姜岩沈阳化工大学中西高等材料研究院沈阳110142 沈阳化工大学辽宁省特种功能材料合成与制备重点实验室沈阳110142

自金属在各个领域中被大规模应用以来,其腐蚀问题就一直困扰着人们,并不断地威胁着人们的生命财产安全。相较于环境处理、电化学保护法等防腐措施,防腐薄膜和有机防腐涂层可直接覆盖在金属表面,使用方法更经济便捷,因此得到了更广泛的... 详细信息

自金属在各个领域中被大规模应用以来,其腐蚀问题就一直困扰着人们,并不断地威胁着人们的生命财产安全。相较于环境处理、电化学保护法等防腐措施,防腐薄膜和有机防腐涂层可直接覆盖在金属表面,使用方法更经济便捷,因此得到了更广泛的关注和应用。二维纳米材料凭借其优异的空间阻隔效应,既能够用于制备具有良好抗渗透性的防腐薄膜,又可以作为填料加入有机防腐涂层,填补树脂在固化过程中产生的缺陷。因此,近年来二维纳米材料在金属防腐领域得到广泛应用。目前,应用在金属防腐领域的二维纳米填料主要有石墨烯、氮化硼、层状双金属氢氧化物、二硫化钼以及蒙脱土。本文在综合国内外文献的基础上,对二维层状纳米材料的特性以及其在防腐薄膜和有机防腐涂层中的应用情况进行了综述。

关键词：二维纳米材料石墨烯氮化硼层状双金属氢氧化物二硫化钼蒙脱土防腐

纳米氧化物颗粒增强环氧涂层防护性能的研究进展

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精细化工 2021年第4期38卷 662-671页

作者：姚红蕊毕文雅姜岩齐舵王娜沈阳化工大学中西高等材料研究院辽宁沈阳110142 沈阳化工大学辽宁省特种功能材料合成与制备重点实验室辽宁沈阳110142

纳米氧化物凭借其特殊的尺寸和结构能够有效填补环氧树脂在固化过程中因局部收缩形成的微裂纹和孔道。同时,纳米氧化物的高硬度等特点还能够显著提高环氧涂层的机械性能,因此其在涂层防护领域得以广泛应用。该文结合国内外最新研究进展... 详细信息

纳米氧化物凭借其特殊的尺寸和结构能够有效填补环氧树脂在固化过程中因局部收缩形成的微裂纹和孔道。同时,纳米氧化物的高硬度等特点还能够显著提高环氧涂层的机械性能,因此其在涂层防护领域得以广泛应用。该文结合国内外最新研究进展,综述了以二氧化硅、二氧化钛、氧化锌、氧化铝以及氧化铈为代表的5种纳米氧化物的特性及其在环氧涂层中的应用,包括对各类纳米氧化物的结构和性能进行了归纳总结,对不同氧化物的不同改性效果进行了对比分析,并对涂层防护性能的增强机理进行了详细讨论。最后,对纳米氧化物在防腐涂层中的未来发展方向进行了展望。

关键词：纳米材料氧化物颜填料环氧树脂涂层耐腐蚀性能

卡拉胶/金属氧化物协同聚磷酸铵制备阻燃天然橡胶

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精细化工 2021年第1期38卷 176-182页

作者：王娜辛远航张鑫雨尤家奇张静姜岩沈阳化工大学中西高等材料研究院辽宁沈阳110142 沈阳化工大学辽宁省特种功能材料合成与制备重点实验室辽宁沈阳110142

将卡拉胶(KC)、聚磷酸铵(APP)分别和Fe_(2)O_(3)、CuO、Al_(2)O_(3)、MnO_(2)4种金属氧化物(MO)三者复配构成的协同阻燃剂(KC/MO/APP)加入到天然橡胶(NR)中,制备了NR/KC/MO/APP复合材料。通过极限氧指数(LOI)、垂直燃烧(UL-94)、锥形量热(CCT)测试了其阻燃性能。结果表明,NR/KC/MO/APP复合材料的阻燃等级均达到UL-94 V-0级,LOI在26.5%-27.3%之间,具有较好的阻燃性。与NR相比,NR/KC/CuO/APP复合材料的热释放速率峰值和总热释放量分别下降了63.7%和42.0%。同时KC/MO/APP还有抑烟作用,NR/KC/Fe_(2)O_(3)/APP复合材料总烟释放量比NR下降了35.0%,处于最低水平。TGA结果显示,NR/KC/CuO/APP复合材料800℃时的残炭量(W_(800))达到34.85%,比NR/APP提高了28.7%。NR/KC/MO/APP复合材料炭层更致密,表明KC/MO与APP的协同作用对形成稳定炭层起着重要作用。另外,NR/KC/MnO_(2)/APP复合材料力学性能最优,其拉伸强度和断裂伸长率比NR/APP分别提高32.6%和20.9%,表明MnO_(2)的加入可弥补阻燃剂对NR造成的力学性能损失。

关键词：天然橡胶卡拉胶金属氧化物聚磷酸铵膨胀型阻燃剂