HEDP、PBTCA、PAA对CaCO3垢抑制作用的电化学研究

采用线性扫描伏安法、计时电流法、电化学阻抗谱等电化学手段研究羟基亚乙基二膦酸(HEDP)、2-磷酸基-1,2,4-三羧酸丁烷(PBTCA)和聚丙烯酸(PAA)的阻垢效果以及利用剩余电流密度计算阻垢率方法的可行性。结果表明,利用剩余电流密度计算得到的阻垢率与电化学阻抗法得到的阻垢率结果相近,阻垢效果均为PBTCAHEDPPAA。机理探究结果表明,CaCO_3垢通过电沉积过程在钛合金电极表面形成文石晶体,阻垢剂的加入可通过晶体畸变作用抑制文石晶体的正常生长,使其转化为不稳定的球霰石晶体,并通过分散作用抑制垢的聚集沉积。     

聚环氧琥珀酸在反渗透系统中阻垢效果的评价

以马来酸酐为原料合成了一种新型无磷、无氮环保型阻垢剂聚环氧琥珀酸(PESA).并利用实验室反渗透评价装置对其阻碳酸钙垢效果进行了评价,并与国外的聚丙烯酸(PAA)样品进行了阻垢效果的对比.实验证明PESA阻垢性能良好,在反渗透系统中具有广泛的应用前景.     

聚环氧琥珀酸的改性及其阻垢机理的研究

聚环氧琥珀酸是一种无磷、无氮、生物降解性很好的绿色阻垢缓蚀剂,对碳酸钙垢阻垢效果很好,但对磷酸钙垢阻垢效果和对锌盐的稳定能力很差,可以在PESA中引入磺酸基。文章是以马来酸酐和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)为原料,合成改性聚环氧琥珀酸(MPESA),并比较两种阻垢剂的阻垢效果。最后通过测定PESA对碳酸钙晶体成核诱导期的影响、扫描电镜、X射线衍射等手段分析PESA对碳酸钙垢的阻垢机理。     

聚柠檬酸对CaCO_3和CaSO_4的阻垢性能研究

通过合成和阻垢实验及垢样形貌分析,研究了聚柠檬酸对CaCO_3和CaSO_4的阻垢性能。结果表明,聚柠檬酸对CaCO_3的阻垢率很低;对CaSO_4的阻垢效果很好,当聚柠檬酸投加量为2 mg/L时,阻CaSO_4垢率可达到90%以上。与传统阻垢剂羟基亚乙基二膦酸(HEDP)和聚环氧琥珀酸(PESA)相比,聚柠檬酸对CaSO_4的阻垢效果明显优于HEDP和PESA。加入聚柠檬酸后CaCO_3垢晶体变成片状,垢质疏松;CaSO_4垢晶体长度变短,晶体表面不再光滑致密,出现严重畸变,垢质也比较疏松。     

聚环氧琥珀酸多元阻垢分散性能的研究

聚环氧琥珀酸(PESA)是一种新型的可生物降解的水处理化学品。通过对两种不同级别原料合成的PESA在不同的加药量、不同硬度和不同碱度等条件下进行阻垢分散性能比较试验发现,PESA1(分析级)对CaCO3垢的阻垢性能略优于PESAⅡ(工业级)。通过对CaCO3、CaSO4、BaSO4、SrSO4、CaF2的阻垢实验和对氧化铁分散性能的实验,对PESA的阻垢分散效果进行了评价。结果表明：在实验条件下,PESA对BaSO4、SrSO4垢阻垢效果优异,对CaSO4、CaF2垢阻垢效果较好;PESA对氧化铁具有很强的分散能力。     

PAA—PESA对阻Ca3（PO4）2垢性能的评定

通过对磷酸钙的静态阻垢实验,对PESA—PAA的阻垢效果进行了评价。结果表明,PAA—PESA有良好的阻磷酸钙垢效果。综合实际考虑在80℃,浓缩时间10h,PAA和PESA加入量分别为2mL和10mL时,阻垢率最理想。在浓缩时间和浓缩温度一定的情况下,随着阻垢液的加入量的增加,阻垢率随之升高;在浓缩时间和阻垢液的加入量的一定的情况下,阻垢率在80℃之前是呈上升趋势,在80℃达到最高,在80℃之后随着温度的上升而降低;在浓缩温度和阻垢液的加入量一定的情况下,阻垢率随着浓缩时间的增加而降低。     

电脉冲水处理技术阻垢机理及与PESA的协同阻垢性能

采用静态阻垢实验对电脉冲水处理技术的阻垢性能进行研究,结果表明,在60℃低温条件下,该技术具有良好的阻垢效果,但其阻垢性能随温度升高而呈下降趋势。分别采用静态和动态实验方法研究了电脉冲水处理技术与聚环氧琥珀酸(PESA)的协同阻垢性能。结果表明,在高温条件下,两者具有协同阻垢性能,可提高PESA阻Ca CO3垢性能,有效减少药剂使用量。垢样的SEM分析结果表明,在两者协同作用下,Ca CO3晶体以球霰石结构为主,其边缘趋于圆滑,晶粒细化,形成的垢样松软易于去除。     

水解聚马来酸酐和聚丙烯酸阻磷酸钙垢性能及其机理研究

采用静态阻垢法研究在不同温度、不同阻垢剂浓度、不同pH及不同浓度的待测离子条件下水解聚马来酸酐(HPMA)和聚丙烯酸(PAA)阻磷酸钙垢的阻垢性能,并对其机理进行简单研究.结果表明:在相同条件下,HPMA阻磷酸钙垢的效果比PAA效果好.HPMA和PAA的阻垢率随着阻垢剂浓度的增加而升高,但是阻垢率并不是无限升高,在10 mg/L时,阻磷酸钙垢的阻垢率最大;温度较低时,HPMA的阻垢率率较大.并用量子化学方法中的半经验PM3方法研究了HPMA分子结构与其性能之间的关系,探讨了HPMA阻磷酸钙垢的阻垢机理,从微观角度解释了HPMA阻垢性能要优于PAA.     

循环水用P(MAH-AMPS-AM)共聚物阻垢剂的制备及性能

通过自由基聚合法,以马来酸酐(MAH)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)和丙烯酰胺(AM)为反应单体,成功制备了P(MAH-AMPS-AM)共聚物,并将其应用于循环水阻垢。利用FTIR对其化学结构进行了表征,以阻垢率为研究对象,详细探讨了P(MAH-AMPS-AM)共聚物的阻垢效果与投加量、水样温度及溶液pH之间的关系;进一步通过SEM考察了阻垢剂对钙垢晶体的影响。结果表明,P(MAH-AMPS-AM)共聚物对CaCO_3和CaSO_4均具有良好的阻垢性能,在阻垢剂的投加量为15 mg/L时,其阻碳酸钙垢的阻垢效率达到93.8%;其投加量为18 mg/L时,阻硫酸钙垢的阻垢效率达到92.8%,且在水样温度为80℃时仍具有较好的阻垢效果;P(MAH-AMPS-AM)共聚物能有效破坏钙垢晶体的规整性,使晶体产生大量缺陷,从而起到抑制结垢的能力。     

改性聚环氧琥珀酸的合成及其阻垢缓蚀机理研究

以马来酸酐为主要原料制得聚环氧琥珀酸(PESA),再对PESA进行改性,制得一种性价比更高的绿色阻垢缓蚀剂改性聚环氧琥珀酸(CSN-PESA)。与PESA相比,CSN-PESA对碳酸钙垢和磷酸钙垢的阻垢率分别提高了6%和20.1%,缓蚀率提高了20.2%,成本下降5%。当循环冷却水中的Ca2+≤350 mg/L时,CSN-PESA的阻垢效果最好。     

PESA型阻垢剂的合成及性能研究

以马来酸酐为原料,钨酸钠为催化剂,双氧水为氧化剂,氢氧化钠为引发剂,采用溶液聚合方法,合成了聚合物阻垢剂PESA。实验结果表明,PESA在阻硫酸钙垢方面与其他阻垢剂相比拥有独特的优势,在而阻碳酸钙垢方面优势并不太明显。初步认为其阻垢机理为分散作用,在其链状结构上吸附多个相同电荷的微晶,在静电斥力作用下阻止微晶相互碰撞,从而阻止微晶聚集形成大晶体,达到阻垢的效果。     

聚环氧琥珀酸衍生物绿色阻垢剂的合成及性能研究

以L-胱氨酸、牛磺酸和聚环氧琥珀酸(PESA)为原料,采用三元共聚法合成了一种PESA衍生物LC-TPESA,通过红外光谱和核磁碳谱表征了LC-T-PESA的分子结构,结果显示与理论产物一致,制得的三元共聚物黏均相对分子质量为1 700,符合水处理药剂要求。LC-T-PESA的阻垢性能测试结果表明:当LC-T-PESA投加量为10 mg/L时,阻碳酸钙垢率为99%,当LC-T-PESA投加量为20 mg/L时,阻磷酸钙垢率为94%左右,较商品级PESA都有显著提高。通过XRD和SEM分析研究了LC-T-PESA的阻垢机理,结果表明,随着LC-T-PESA投加量的增加,钙垢晶型发生改变,逐渐由方解石向尺寸更小的霰石结构发展,且LC-T-PESA明显抑制了碳酸钙垢晶体的生长。     

端羧基型超支化聚合物在阻垢中的应用

以三羟甲基丙烷(TMP)为中心核,以柠檬酸为AB3型共聚单体,通过酯化反应,得到端羧基型的超支化聚合物(HBP-COOH),并将其应用于阻垢方面,探讨了阻垢剂用量、溶液pH对其阻碳酸钙和硫酸钙的能力。结果表明,HBP-COOH对CaCO_3和CaSO_4均具有良好的阻垢性能,在阻垢剂的用量为10 mg/L时,其阻碳酸钙垢的阻垢效率达到96.3%;其用量为20 mg/L时,阻硫酸钙垢的阻垢效率达到92.8%,且在pH=6～9使用,具有较高的阻垢效率。SEM分析表明,HBP-COOH能抑制钙垢晶体的生长,使晶体产生大量缺陷,晶体体积发生变化,从而起到抑制结垢的能力。     

绿色阻垢剂聚环氧琥珀酸的合成与阻垢机理初探

以顺丁烯二酸酐为原料一步法合成了聚环氧琥珀酸（PESA）,并对产物进行了IR和¹³C NMR表征.分别采用粒径分布仪和电子显微镜考察了PESA对CaCO₃垢粒径及其垢形的影响,研究了CaCO₃成垢过程的动力学,探讨了PESA的阻垢机理.结果表明：PESA具有优良的阻垢性能,对CaCO₃垢既具有较强的分散作用又具有明显的晶格畸变能力.     

PESA与其他阻垢剂的协同效应

通过静态阻垢实验对PESA和其他阻垢剂的协同阻垢效应进行研究,发现对不同的水垢,PESA和不同的阻垢剂产生不同的协同作用。对碳酸钙垢,PESA与AA/AM/MA和HEDP有协同作用;对硫酸钙垢,PESA与PASP和PBTCA有协同作用。实验结果为PESA在工业领域的应用提供了参考。     

3种阻垢剂的阻垢性能测试及动力学研究

用静态阻垢法对聚天冬氨酸(PASP)、聚环氧琥珀酸(PESA)、马来酸/丙烯酸共聚物(MA/AA)的阻垢性能进行测试,对温度和浓度以及3种阻垢剂的动力学和最佳活化温度进行研究。研究结果表明:PASP、PESA分别在70、75℃对碳酸钙垢具有较高的阻垢率,但MA/AA的阻垢效果远大于PASP、PESA,MA/AA存在剂量效应。从3种阻垢剂的动力学研究和笼蔽效应来看,PASP和PESA为扩散控制,而MA/AA为活化控制。     

新型阻垢剂-膦酰基羧酸共调聚物对碳酸钙阻垢性能实验研究

本文采用静态实验方法，对不同条件下新型阻垢剂膦酰基羧酸共调聚物抑制碳酸钙垢的性能变化规律进行了实验研究。研究表明，在水温低于60℃的情况下，膦酰基羧酸共调聚物具有良好的抑垢性能；在较高硬度时亦有较好的阻垢效果。此外，结合垢粒的电镜照片对其阻垢机理进行了简要分析。结果表明，膦酰基羧酸共调聚物极适于工业循环冷却水系统的水处理过程。     

含磺酸基聚环氧琥珀酸衍生物的合成及性能

以环氧琥珀酸(ESA)、衣康酸(IA)和苯乙烯磺酸钠(SS)为单体,过硫酸铵为引发剂,通过共聚反应得到了含有羧基和磺酸基的三元共聚物ESA/IA/SS,利用FTIR对其结构进行了表征。考察了单体质量比、引发剂用量、聚合温度和聚合时间对ESA/IA/SS阻碳酸钙垢性能的影响。实验结果显示:ESA/IA/SS的最佳合成条件为m(马来酸酐,MA)∶m(IA)=3∶1,SS的加量为20%(占单体总质量,下同),引发剂的加量为12%,聚合温度85℃,聚合时间4 h,此时得到的产品黏均相对分子质量为1 176.3。对ESA/IA/SS的阻垢和分散氧化铁性能进行了测定,并与ESA/SS和聚环氧琥珀酸(PESA)进行了比较。实验结果表明:当阻垢剂的质量浓度均为50 mg/L时,ESA/IA/SS与PESA的阻碳酸钙垢性能相当,PESA的阻垢率为72.3%,ESA/IA/SS的阻垢率为71.5%,而ESA/SS的阻垢率仅为44.2%。当阻垢剂的质量浓度均为40 mg/L时,ESA/IA/SS的阻磷酸钙垢性能远高于PESA,PESA的阻垢率仅为7.0%,ESA/IA/SS的阻垢率为96.8%。同时,当加入阻垢剂的质量浓度为30 mg/L时,ESA/IA/SS还具有一定的分散氧化铁性能,加药后Fe Cl3溶液的透光率为72.6%。     

PESA/钨酸钠复配缓蚀阻垢剂协同性能研究

本文以PESA/钨酸钠作为复合试剂,考察了对电厂循环冷却水的缓蚀阻垢性能。实验结果表明,与TH-3100、PAA和HEDP相比,PESA对碳酸钙有较高的阻垢性能;钨酸钠单独使用时缓蚀性能较低,与阻垢剂复配使用后,其缓蚀率均上升;PESA∶钨酸钠最佳缓蚀阻垢配比为2∶1,当投加质量比分别为16mg/l和8mg/l时,复合试剂的阻垢率达到了96.3%,缓蚀率也达到了47.2%。与传统缓蚀阻垢剂相比,PESA/钨酸钠对环境的污染较少,本研究有一定应用价值!     

L-半胱氨酸改性聚环氧琥珀酸的合成及其阻垢缓蚀性能

以L-半胱氨酸(LCY)为改性剂改性聚环氧琥珀酸(PESA)得到了一种聚环氧琥珀酸衍生物L-半胱氨酸改性聚环氧琥珀酸(LCY-PESA),用红外光谱和核磁共振谱表征了LCY-PESA的物质结构,用红外光谱、X射线衍射光谱和扫描电镜研究了钙垢的晶型(形),探讨了LCY-PESA的静态阻垢、动态阻垢、静态缓蚀、分散氧化铁和生物降解等性能,通过量子化学计算方法研究了LCY-PESA的缓蚀机理。静态阻垢结果表明,在c(Ca2+)为400mg·L?1、c(3HCO?)为800 mg·L?1的实验介质中,LCY-PESA投放量为6 mg·L?1,阻垢率即可达到94.6%;当c(Ca2+)为150 mg·L?1、c(Fe2+)为10 mg·L?1、LCY-PESA投放量为15 mg·L?1时,最小透光率为61.5%。动态阻垢测试显示:随着加药量的增加,动态污垢热阻减小,当加药量为1 mg·L?1时LCY-PESA的动态阻垢率比PESA提高了约15%。红外光谱、X射线衍射光谱和扫描电镜结果表明,LCY-PESA对钙垢有明显的晶格扭曲作用,把方解石变为球霰石,表现出良好的阻垢分散性能。该衍生物还表现出了优良的可生物降解性能。量子化学计算表明:LCY-PESA分子中的S原子和N原子对HOMO轨道的电荷密度影响较大,导致LCY-PESA的HOMO轨道和LUMO轨道的能隙差值小于PESA分子的能隙差值,因此LCY-PESA分子抑制金属腐蚀的效果好于PESA。