精油作为生物腐蚀抑制剂对B35存储系统中碳钢的抑制作用研究

推荐：为解决生物柴油存储系统中微生物引起的碳钢腐蚀问题，研究人员探讨了丁香花蕾和蓝桉精油作为绿色生物腐蚀抑制剂的效果。研究发现，500 ppm戊二醛抑制生物膜生长效果最佳，而5000 ppm丁香花蕾精油在水相中抑制生物膜效果优于蓝桉精油，但蓝桉精油更有效降低均匀腐蚀速率和点蚀形成。该研究为开发环保型生物腐蚀抑制剂提供了新思路。

　　

生物柴油作为一种可再生能源，因其环保性和可持续性备受关注，尤其在印度尼西亚等国家，B35（含35%生物柴油）已成为主流燃料。然而，生物柴油的吸湿性和不稳定性使其在存储过程中易受微生物污染，导致碳钢储罐发生生物腐蚀（MIC），造成巨大经济损失。目前，化学抑制剂如戊二醛虽有效但存在毒性问题，而植物精油作为绿色替代品的研究仍局限于水相系统。为此，Christian Aslan团队在《Next Materials》发表研究，探索丁香花蕾和蓝桉精油在B35存储系统中抑制Pseudomonas sp.生物腐蚀的潜力。

研究采用多学科技术：通过最小抑菌浓度（MIC）测定筛选抑制剂剂量；利用扫描电镜-能谱（SEM-EDS）分析生物膜和腐蚀产物的空间分布；结合拉曼光谱和傅里叶红外光谱（FTIR）鉴定化学键和矿物组成；通过失重法计算均匀腐蚀速率；并基于API 650标准估算储罐寿命。

结果部分：

1. 1.

   最小抑菌浓度：戊二醛500 ppm对生物膜抑制效果最优，而丁香花蕾精油（3000 ppm）和蓝桉精油（5000 ppm）需更高浓度。

2. 2.

   生物膜与腐蚀形貌：SEM显示水相较油相更易发生腐蚀，戊二醛组生物膜最少，丁香花蕾精油抑制水相生物膜效果显著。

3. 3.

   腐蚀产物：拉曼光谱检测到活化石（vivianite, Fe₃(PO₄)₂·8H₂O）的形成，而戊二醛组以赤铁矿（Fe₂O₃）为主，表明微生物代谢差异。

4. 4.

   腐蚀速率与储罐寿命：蓝桉精油使均匀腐蚀速率降低49.8%，但总酸数（TAN）显著升高，可能影响燃料质量。

5. 5.

   点蚀分析：戊二醛几乎消除点蚀，而精油组点蚀面积介于阳性对照与戊二醛之间。

结论与意义：

研究首次系统评估了精油在非水相系统中的生物腐蚀抑制性能。蓝桉精油通过干扰群体感应（quorum quenching）抑制生物膜，而丁香花蕾精油通过破坏细胞膜发挥作用。尽管两者均需高剂量（5000 ppm），但其环保特性为工业应用提供了新方向。未来需优化剂量并探索混合菌群中的效果，同时需结合电化学分析以全面评估腐蚀机制。该研究为生物柴油存储系统的可持续防腐策略奠定了理论基础。