研究金屬在含硫酸鹽還原菌海泥中氫滲透行為的雙電解池的製作方法

2023-06-22 01:20:11

專利名稱：研究金屬在含硫酸鹽還原菌海泥中氫滲透行為的雙電解池的製作方法
技術領域：
本實用新型是涉及研究金屬氫滲透行為的裝置，具體地說是一種研究金屬在含硫酸鹽還原菌的海泥中氫滲透行為的雙電解池。
背景技術：
海底泥比較緻密，海泥在海水的密封下處於厭氧狀態，且海泥中含有豐富的有機質，因此海泥中的硫酸鹽還原菌是十分活躍的，所以處於含硫酸鹽還原菌的海泥中的金屬會發生微生物腐蝕。眾所周知，金屬發生腐蝕時有氫參與，並且可以根據氫滲透電流的大小來判斷腐蝕速度，因此研究硫酸鹽還原菌對氫滲透電流的促進作用可以深入了解硫酸鹽還原菌的腐蝕作用以及有效地控制硫酸鹽還原菌的腐蝕，對減少經濟損失具有重要的意義。目前，常規的硫酸鹽還原菌的腐蝕作用研究是在單電解池中進行的。單電解池為單一容器，一般為三電極體系，滲氫和測量氫滲透電流不能同時進行(空氣中的滲氫除外)，因此雖然單電解池能夠比較簡單方便的測定處於含硫酸還原菌介質中的金屬的電化學參數，但不能夠很好地研究金屬在含硫酸鹽還原菌的海泥中的氫滲透行為。
實用新型內容為了克服現有的單電解池在研究硫酸鹽還原菌對氫滲透行為影響的不足之處，本實用新型的目的在於提供一種可以測出在海泥中氫滲透電流的、研究金屬在含硫酸鹽還原菌海泥中氫滲透行為的雙電解池。
本實用新型的目的是通過以下技術方案來實現的本實用新型包括第一電解池及第二電解池，第二電解池的一端設有雙面電極，另一端密封有橡膠塞，橡膠塞上安裝有魯金毛細管，第二參比電極插接在魯金毛細管上，在第二電解池中設有第二輔助電極，其上引出的硬質導線由橡膠塞穿出，魯金毛細管的一端由橡膠塞穿出，另一端插入海泥中並穿過第二輔助電極的中心，第二電解池設有雙面電極的一端插入第一電解池的溶液中；第一電解池上開有孔，第一參比電極通過孔插入第一電解池的溶液中，在第一電解池的內壁上固定有多個對稱設置的第一輔助電極。
其中雙面電極為金屬薄片，其插入第一電解池的溶液中的一面上鍍有鎳；第二輔助電極為圓環形，水平置於第二電解池內；第一輔助電極通過第一電解池外壁上的導線互相連接；第一參比電極、第一輔助電極，第二參比電極、第二輔助電極分別與雙面電極組成兩套三電極體系，並分別連接到數據採集器的不同埠。
本實用新型的優點與積極效果為1.本實用新型在雙面電極與NaOH溶液接觸的一面鍍有鎳，由於鍍鎳層的催化作用，腐蝕過程中析出的氫能夠完全被氧化，因此測到的氧化電流即氫滲透電流能夠完全反映氫滲透行為。
2.本實用新型能夠連續記錄氫滲透電流，可以比較在硫酸鹽還原菌生長一個周期內氫滲透電流的變化情況。
3.裝置成本低，操作簡單；精度高，很小的氫滲透變化也能夠通過氫滲透電流的變化反映出來。


圖1為本實用新型的結構示意圖；圖2為本實用新型的剖面圖；圖3為本實用新型的俯視圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型作進一步詳述。
如圖1所示，本實用新型包括第一電解池1及第二電解池2，第二電解池2的一端設有雙面電極3，另一端由橡膠塞8密封，橡膠塞8上安裝有魯金毛細管6，第二參比電極9插接在魯金毛細管6上，在第二電解池2中設有第二輔助電極7，其上引出的硬質導線11由橡膠塞8穿出，魯金毛細管6的一端由橡膠塞8穿出，另一端在海泥中並穿過第二輔助電極7的中心。第二輔助電極7為圓環形，水平置於第二電解池2內。第二電解池2設有雙面電極3的一端插入第一電解池1中，並保證雙面電極3浸入第一電解池中的溶液。第一電解池1上開有孔10，第一參比電極4通過孔10插入第一電解池1的溶液中，在第一電解池1的內壁上固定有多個對稱分布的第一輔助電極5。第一輔助電極5通過第一電解池1外壁上的導線互相連接。
第一電解池1與第二電解池2材料可採用環氧絕緣樹脂或聚氨酯類絕緣樹脂(本實施例為環氧絕緣樹脂)。
雙面電極3是被研究金屬製成的薄片，兩面用砂紙逐級打磨至600號，厚度約為0.5mm，直徑約為4.0cm；其插入第一電解池1中的一面上鍍有鎳，鍍鎳液為Watt’s bath(250g/L硫酸鎳[NiSO4.6H2O]，45g/L氯化鎳[NiCl2.6H2O]，40g/L硼酸[H3BO3])，鍍鎳層厚度約為180nm。雙面電極3鍍鎳面在陽極池，另一面為滲氫面、在陰極池。
使用時，第一電解池1中裝入用優級純試劑與二次水配製的NaOH溶液。將第二電解池2置於第一電解池1中，對雙面電極3的鍍鎳面在陽極池的NaOH二次水溶液中鈍化24小時以上，以保證鈍化電流接近0。然後在無菌工作檯上把接種硫酸鹽還原菌後的海泥倒入第二電解池2中，迅速用帶魯金毛細管6與第二輔助電極7的、紫外燈照射滅菌後的橡膠塞8密封。第一參比電極4、第一輔助電極5，第二參比電極9、第二輔助電極7分別與作為公用工作電極的雙面電極3組成兩套三電極體系，並分別通過導線連接到數據採集器的不同埠，通過數據採集器用計算機連續記錄氫滲透電流。雙面電極3在陰極池的一面與盛有接種硫酸鹽還原菌後的海泥接觸，發生析氫反應產生的氫原子滲透過雙面電極3在陽極池被氧化成氫離子，用計算機通過數據採集器測得的氧化電流即為氫滲透電流的大小。
為了研究硫酸鹽還原菌對氫滲透電流的影響，可以研究金屬在含不同濃度硫酸鹽還原菌的海泥中的氫滲透行為，然後與金屬在滅菌海泥中的氫滲透行為進行比較。可以採用控制初始接種濃度、培養不同天數的方法得到含不同濃度硫酸鹽還原菌的海泥。
本實用新型能夠通過金屬鍍鎳層的催化作用把腐蝕過程中析出的氫完全氧化，從而使測得的氫滲透電流完全反映氫滲透行為。
權利要求1.一種研究金屬在含硫酸鹽還原菌海泥中氫滲透行為的雙電解池，其特徵在於包括第一電解池(1)及第二電解池(2)，第二電解池(2)的一端設有雙面電極(3)，另一端密封有橡膠塞(8)，橡膠塞(8)上安裝有魯金毛細管(6)，第二參比電極(9)插接在魯金毛細管(6)上，在第二電解池(2)中設有第二輔助電極(7)，其上引出的硬質導線(11)由橡膠塞(8)穿出，魯金毛細管(6)的一端由橡膠塞(8)穿出，另一端插入海泥中並穿過第二輔助電極(7)的中心，第二電解池(2)設有雙面電極(3)的一端插入第一電解池(1)的溶液中；第一電解池(1)上開有孔(10)，第一參比電極(4)通過孔(10)插入第一電解池(1)的溶液中，在第一電解池(1)的內壁上固定有多個對稱設置的第一輔助電極(5)。
2.按權利要求1所述的研究金屬在含硫酸鹽還原菌海泥中氫滲透行為的雙電解池，其特徵在於所述雙面電極(3)為金屬薄片，其插入第一電解池(1)的溶液中的一面上鍍有鎳。
3.按權利要求1所述的研究金屬在含硫酸鹽還原菌海泥中氫滲透行為的雙電解池，其特徵在於所述第二輔助電極(7)為圓環形，水平置於第二電解池(2)內。
4.按權利要求1所述的研究金屬在含硫酸鹽還原菌海泥中氫滲透行為的雙電解池，其特徵在於所述第一輔助電極(5)通過第一電解池(1)外壁上的導線互相連接。
5.按權利要求1所述的研究金屬在含硫酸鹽還原菌海泥中氫滲透行為的雙電解池，其特徵在於所述第一參比電極(4)、第一輔助電極(5)，第二參比電極(9)、第二輔助電極(7)分別與雙面電極(3)組成兩套三電極體系，並分別連接到數據採集器的不同埠。
專利摘要一種研究金屬在含硫酸鹽還原菌海泥中氫滲透行為的雙電解池，它是通過作為雙面電極的薄片狀試樣的鍍鎳層的催化作用使測得的氧化電流即為氫滲透電流，完全反映金屬在含硫酸鹽還原菌的海泥中的氫滲透行為；通過接種濃度的不同、在電解池中培養天數的不同來控制海泥中硫酸鹽還原菌的濃度。用此雙電解池可以對金屬在含硫酸鹽還原菌的海泥中氫滲透測量研究，能夠得出硫酸鹽還原菌對氫滲透行為有促進作用的結論。
文檔編號G01N27/26GK2852128SQ20052009428
公開日2006年12月27日 申請日期2005年12月9日 優先權日2005年12月9日
發明者朱永豔, 黃彥良 申請人:中國科學院海洋研究所