氯离子和硫酸盐还原菌对Q235钢溶解氧还原反应的影响

在海水环境中，溶解氧阴极还原反应是钢铁材料腐蚀的主要因素之一，海水中的氯离子（Cl−）和硫酸盐还原菌（SRB）可能对溶解氧还原反应发生作用从而影响钢铁材料的腐蚀行为。本文以海洋工程材料Q235钢作为研究对象，通过循环伏安法、电化学阻抗谱、旋转圆盘电极和旋转圆盘-圆环电极线性扫描伏安法等电化学方法，研究了Cl−和硫酸盐还原菌对Q235钢电极表面溶解氧还原反应的影响，并对其影响机制进行了探讨。 研究表明：Q235钢在模拟混凝土孔隙液中电极表面氧化物的还原反应和溶解氧的还原反应同时进行；溶解氧还原反应在阴极反应电位范围内最初为混合过程控制的二电子反应，电位较负时为扩散过程控制的四电子反应。当在0.02 M Ca(OH)2溶液中加入Cl−时，随着Cl−浓度的增加，溶液电阻减小，溶解氧还原反应峰电位逐渐正移，即溶解氧还原反应的过电位减小；同时随着氯离子浓度的增加溶解氧还原反应速率逐渐减小。 由于硫酸盐还原菌在电极表面形成的生物膜阻碍了溶解氧到达电极表面，使得溶解氧还原反应与无菌时相比在一定程度上受到抑制，溶解氧还原反应速率降低；同时由于硫酸盐还原菌形成生物膜的作用，使得溶解氧还原机理也发生了改变，在没有硫酸盐还原菌时溶解氧还原以四电子还原为主，当硫酸盐还原菌数量较少时，溶解氧还原反应以二电子反应主，当硫酸盐还原菌数量较多时转为一电子反应为主。