宽温域微生物腐蚀复配抑制剂、制备方法、及其使用方法

本发明属于杀菌剂，具体涉及一种宽温域微生物腐蚀复配抑制剂、制备方法、及其使用方法。

背景技术：

1、微生物腐蚀（microbiologically influenced corrosion，mic）是指微生物及其代谢活动通过改变金属材料/溶液界面环境、促进电化学反应过程以及形成腐蚀性代谢产物等方式，引起或加速金属材料腐蚀的现象。该腐蚀过程广泛存在于石油天然气开采与输送、页岩气开发、海洋工程、化工储运、地下管网以及地热能源利用等工业环境中。微生物腐蚀不仅会导致金属材料表面产生局部腐蚀、点蚀以及裂纹扩展，还可能引发管道穿孔、设备泄漏等安全事故，从而影响工业装备的服役寿命和运行安全。

2、目前，向服役体系中添加化学杀菌剂是控制微生物腐蚀最常用的方法之一。传统杀菌剂主要包括醛类、季铵盐类、异噻唑啉酮类以及有机磷类杀菌剂等，其主要通过破坏微生物细胞膜结构、抑制关键代谢酶活性或干扰细胞内物质代谢过程实现杀菌效果。然而，随着杀菌剂在工业体系中的长期、高频使用，微生物逐渐产生适应性和耐受性，使得传统杀菌剂在实际应用过程中出现有效浓度提高、杀菌效率下降以及二次污染风险增加等问题。

3、此外，工业环境中的微生物腐蚀通常并非由单一温度条件下的微生物引起。在常温油气开采环境中，硫酸盐还原菌（sulfate-reducing bacteria，srb）能够通过硫酸盐还原产生硫化物，促进金属阴极去极化过程，加速碳钢腐蚀；而在深层油气资源开发、地热环境以及高温工业体系中，部分嗜热细菌和嗜热古菌仍能够保持代谢活性，并诱导金属材料发生严重腐蚀。因此，实际工业环境对杀菌剂提出了宽温域适应性的需求。

4、现有化学杀菌剂大多针对中低温环境开发，其杀菌活性易受到温度升高、介质组成变化以及微生物的生物被膜形成等因素影响。在高温条件下，部分有机杀菌剂容易发生热降解或活性组分损失，导致杀菌能力降低；同时，微生物在金属表面形成的胞外聚合物基质（extracellular polymeric substances，eps）能够构成物理扩散屏障，限制杀菌剂分子向生物被膜内部传递，使传统杀菌剂难以有效清除附着态微生物，从而导致残余菌群持续繁殖并诱导金属材料发生长期腐蚀。

5、因此，针对现有微生物腐蚀杀菌剂存在的耐药性增强、高温环境失效、生物被膜屏障阻碍以及温度适应范围有限等问题，亟需开发一种具有宽温域适应能力、能够同时抑制常温腐蚀菌和高温腐蚀微生物，并具备高效、长效和绿色环保特征的新型微生物腐蚀防控材料。

技术实现思路

1、针对上述现有技术存在的不足之处，本发明提供了一种宽温域微生物腐蚀复配抑制剂、制备方法、及其使用方法，其中，宽温域微生物腐蚀复配抑制剂可在中高温油气田环境中，清除金属基体表面附着菌，又可以杀灭水体游离腐蚀菌，从而避免剥离后菌体大量累积持续腐蚀金属基体。

2、本发明第一方面提供一种宽温域微生物腐蚀复配抑制剂，包括铜银纳米复合颗粒和烟杆提取物；其中，铜银纳米复合颗粒的质量含量为10ppm~20ppm；所述烟杆提取物的质量含量为100ppm~150ppm。

3、可选地，铜银纳米复合颗粒的粒径为10nm~20nm，其中，铜银纳米复合颗粒为粒径为10nm和20nm的混合颗粒；

4、可选地，烟杆提取物为从烟草茎中提取的有机活性成分。

5、可选地，所述铜银纳米复合颗粒的质量含量为10ppm；所述烟杆提取物的质量含量为100ppm。

6、本发明第二方面提供一种上述的宽温域微生物腐蚀复配抑制剂的制备方法，包括：

7、步骤1、将水性铜银纳米复合颗粒溶于无菌水中，得到铜银纳米复合颗粒储备液；

8、步骤2、将烟杆提取物粉末溶于无菌水或弱碱性水溶液中，得到烟杆提取物储备液；

9、步骤3、将铜银纳米复合颗粒储备液、烟杆提取物储备液混合，得到所述宽温域微生物腐蚀复配抑制剂；

10、在所述步骤3中，所述宽温域微生物腐蚀复配抑制剂中的铜银纳米复合颗粒的质量含量为10ppm~20ppm、烟杆提取物的质量含量为100ppm~150ppm。

11、本发明第三方面提供一种上述的宽温域微生物腐蚀复配抑制剂的使用方法，包括：使基体的表面与微生物腐蚀复配抑制剂接触。

12、可选地，基体为管道。

13、可选地，管道由x60管线钢制备而成。

14、本发明第四方面提供一种上述的宽温域微生物腐蚀复配抑制剂的应用，宽温域微生物腐蚀复配抑制剂应用在30℃~70℃的宽温域范围内。

15、可选地，用于抑制基体表面由常温硫酸盐还原菌和高温嗜热硫酸盐古菌所引起的微生物腐蚀。

16、本发明提供的宽温域微生物腐蚀复配抑制剂、制备方法、及其使用方法和应用，通过将铜银纳米复合颗粒作为有效杀菌组分，用于杀灭腐蚀环境中的微生物；将烟杆提取物作为生物被膜驱散组分，用于破坏金属基体表面微生物生物被膜结构并促进固着菌从金属表面脱离，并抑制细菌再次附着形成生物被膜，其中，铜银纳米复合颗粒属于无机纳米材料，其抗菌作用主要来源于金属离子释放及纳米尺度效应，对环境温度变化不敏感；烟杆提取物中的植物源活性成分能够在不同温度条件下保持一定生物活性，因此，将该二者复配后能够实现较宽温度范围内的稳定抗菌性能。通过将宽温域微生物腐蚀复配抑制剂选为铜银纳米复合颗粒和烟杆提取物的组合物，可实现二者协同作用，可使该宽温域微生物腐蚀复配抑制剂既清除金属基体表面附着菌，又可以杀灭水体游离腐蚀菌，从而避免剥离后菌体大量累积持续腐蚀金属基体、并且又能够同时抑制常温腐蚀菌和高温腐蚀菌，并具备高效、长效和绿色环保特征的新型微生物腐蚀防控材料。

17、本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

18、下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

1.一种宽温域微生物腐蚀复配抑制剂，其特征在于，包括铜银纳米复合颗粒和烟杆提取物；其中，所述铜银纳米复合颗粒的质量含量为10ppm~20ppm；所述烟杆提取物的质量含量为100ppm~150ppm。

2.根据权利要求1所述的宽温域微生物腐蚀复配抑制剂，其特征在于，所述铜银纳米复合颗粒的粒径为10nm~20nm。

3.根据权利要求1所述的宽温域微生物腐蚀复配抑制剂，其特征在于，所述烟杆提取物为从烟草茎中提取的有机活性成分。

4.根据权利要求1所述的宽温域微生物腐蚀复配抑制剂，其特征在于，所述铜银纳米复合颗粒的质量含量为10ppm；所述烟杆提取物的质量含量为100ppm。

5.一种如权利要求1至4任一项所述的宽温域微生物腐蚀复配抑制剂的制备方法，其特征在于，包括：

6.一种如权利要求1至4任一项所述的宽温域微生物腐蚀复配抑制剂的使用方法，其特征在于，包括：使基体的表面与所述宽温域微生物腐蚀复配抑制剂接触。

7.根据权利要求6所述的宽温域微生物腐蚀复配抑制剂的使用方法，其特征在于，所述基体为管道。

8.根据权利要求7所述的宽温域微生物腐蚀复配抑制剂的使用方法，其特征在于，所述管道由x60管线钢制备而成。

9.一种如权利要求1至4任一项所述的宽温域微生物腐蚀复配抑制剂的应用，其特征在于，所述宽温域微生物腐蚀复配抑制剂应用在30℃~70℃的宽温域范围内。

10.根据权利要求9所述的宽温域微生物腐蚀复配抑制剂的应用，其特征在于，用于抑制基体表面由常温硫酸盐还原菌和高温嗜热硫酸盐古菌所引起的微生物腐蚀。