工业循环冷却水具有温度适宜、溶解氧含量高等特点,极易导致微生物滋生,从而造成输水水质恶化,形成生物粘泥,导致传热效率下降、管道腐蚀、输水管道能耗增加、堵塞冷却设备及输水管道等,使工业企业的正常运行受到威胁,而目前常用的化学杀菌剂又易造成二次污染。因此,开发可用于循环冷却水中的性能稳定、环境友好的抗菌材料是当务之急。本论文重点研究了石墨烯复合抗菌材料及生物酶缓蚀剂在循环冷却水系统中的应用。结果表明:(1)当GO质量分数为35%时纳米ZnO-GO复合抗菌材料的抗菌性能最强,当纳米ZnO-GO复合抗菌材料使用量为160mg/L时在循环冷却水中抗菌率可达97.16%;(2)当RGO质量分数为15%时纳米Cu/ZnO-RGO复合抗菌材料的抗菌性能达到最佳,当纳米Cu/ZnO-RGO复合抗菌材料使用量为120mg/L时在循环冷却水中抗菌率可达96.76%;(3)纳米ZnO-GO复合抗菌材料可以严重破坏E.coli细胞结构,使细胞内容物大幅流出,使蛋白质泄漏速度提高9.3倍,使E.coli生长进入对数生长期时间延长12h以上;纳米ZnO-GO复合抗菌材料可以破坏S.aureus细胞膜结构,但细胞形态变化不大,蛋白质泄漏速度提高7.2倍,使S.aureus生长进入对数生长期时间延长约14h;(4)纳米Cu/ZnO-RGO复合抗菌材料可以严重破坏E.coli细胞结构,使细胞内容物大幅流出,其中蛋白质泄漏速度提高8.1倍,24h内E.coli无法进入对数生长期;纳米Cu/ZnO-RGO复合抗菌材料可以破坏S.aureus细胞膜结构,蛋白质泄漏速度提高6.7倍,使S.aureus生长进入对数生长期时间延长22h以上。(5)当纳米ZnO-GO复合抗菌材料质量分数达到2.33%时,纳米ZnO-GO/PU复合抗菌涂层抗菌率可达90.29%,同时拥有4H的铅笔硬度及92.3%的缓蚀性能;(6)当纳米Cu/ZnO-RGO复合抗菌材料质量分数达到2.00%时,纳米Cu/ZnO-RGO/PU抗菌涂层抗菌率可达94.35%,同时拥有5H的铅笔硬度及93.3%的缓蚀性能;(7)固定化溶菌酶复配缓蚀剂缓蚀率可达93.3%,最佳复配条件为固定化溶菌酶0.8g/L、PASP 20mg/L、ATMP 10mg/L。复配缓蚀剂可以同时抑制碳钢试片的阳极溶解和阴极析氢过程,使碳钢试片的自腐蚀电位正移,是以阳极反应控制为主的混合型缓蚀剂。