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。     

低分子质量羧酸聚合物阻垢剂效果评价和理论研究

以低分子质量聚丙烯酸(PAA)和聚环氧琥珀酸(PESA)为研究对象，通过静态阻垢实验和分散能力测试评价其对碳酸钙垢的抑制效果，并结合量子化学计算及分子动力学模拟深入研究羧酸类分子结构与阻垢效果之间的关系。结果表明，两种低分子质量羧酸聚合物阻垢剂抑制了垢晶体的正常生长，引发了晶体畸变，且主要作用于方解石晶体的(104)和(110)晶面。和PESA相比，PAA具有更多的羧酸基团和负电荷，使其与Ca²⁺之间的结合能增大，从而具备更高的阻垢效率。此外，温度对PAA阻垢能力的影响大于PESA。     

电厂循环水绿色水处理剂阻垢缓蚀性能的研究

采用静态阻垢法、静态挂片法、极化曲线法对绿色水处理剂聚天冬氨酸和聚环氧琥珀酸的缓蚀阻垢性能进行了研究,初步探讨了其缓蚀阻垢机理。通过静态阻垢实验结果可知,聚环氧琥珀酸的阻垢性能好于聚天冬氨酸(PASP),当聚环氧琥珀酸(PESA)和PASP质量浓度达到8mg/L之后阻垢率基本维持在一个水平;通过静态挂片实验结果可以看出PASP的最佳质量浓度为50mg/L,PESA的最佳质量浓度为40mg/L;通过极化曲线法可知PASP和PESA均属于抑制阳极型水处理剂。     

L-赖氨酸改性聚天冬氨酸的阻垢缓蚀性能与生物降解性

L-赖氨酸经过氨解反应合成一种改性聚天冬氨酸衍生物（Lys-PASP）,用FTIR红外谱图证明了Lys-PASP分子中同时含有羧基和酰胺基等基团。扫描电子显微镜（SEM）的分析结果可知：Lys-PASP的加入使溶液中CaCO₃和CaSO₄的钙垢晶体的生长过程和形态发生变化,使得钙垢疏松、细小,抑制了它们长成致密结构的钙垢,从而达到很好的阻垢效果;Lys-PASP的加入使钙垢晶型变化,减缓了试片表面点蚀的发生;另外通过化学和物理的吸附作用在试片表面形成一层吸附膜而达到较好的缓蚀效果。探讨了Lys-PASP接枝聚合物对CaCO₃和CaSO₄垢的阻垢能力与Lys-PASP的投加量、Ca²⁺的浓度和测试体系的温度之间的密切联系。当Lys-PASP的投加量为10 mg·L^-1时,对CaCO₃的阻垢率为98.7%,对CaSO₄阻垢率接近于100%,而在温度达到80℃、Ca²⁺分别达到500 mg·L^-1和7000 mg·L^-1的浓度时,Lys-PASP也表现出很好的阻垢效果。另外,用失重法研究了当Lys-PASP和PASP均为150 mg·L^-1时,Lys-PASP的缓蚀率比PASP高13%;用摇床实验法证明了Lys-PASP属于易生物降解的物质。     

聚环氧琥珀酸的合成与性能测试

本文采用传统的一步法合成了产物PESA,并通过红外光谱对其进行了结构表征,推断了聚环氧琥珀酸的存在。并利用静态阻垢实验对合成的PESA产物做静态阻垢实验,研究了聚环氧琥珀酸的加入量对碳酸钙、硫酸钙阻垢能力的影响。     

Static and dynamic adsorption of fluoride using La(Ⅲ)-loaded chitosan beads crosslinked with EGDE

利用乙二醇二缩水甘油醚(EGDE)替代戊二醛对壳聚糖微球进行交联,然后负载稀土镧离子La(Ⅲ),制备得到新型的除氟剂（CEB-La）。研究了CEB-La对F^-的静态和动态吸附性能。静态吸附实验结果表明：该除氟剂的静态吸附条件为pH7.0、温度50℃、吸附时间60 min、振荡频率120 r·min^-1;当CEB-La用量3 g·L^-1时,对浓度10 mg·L^-1含氟水的除氟率可达92.9%;CEB-La对F^-的吸附过程符合Langmuir和Freundlich吸附等温线,饱和吸附容量为25.7 mg·g^-1;拟二级动力学方程能较好地描述CEB-La对F^-的吸附动力学过程;CEB-La吸附饱和后,经NaOH溶液处理后再与镧离子螯合,可有效再生;共存阴离子特别是CO ^{2 -}₃ 和HCO^-₃对CEB-La的除氟性能有不利影响。动态吸附实验结果表明：进水流量3 ml·min^-1时,CEB-La适于处理F^-浓度2～15 mg·L^-1的含氟水;利用Thomas模型可较好地描述CEB-La对F^-的动态吸附特征,动态饱和吸附容量为3.67 mg·g^-1。因此,CEB-La的除氟性能优越,再生方法简单,使用成本较低,具有较好的应用前景。     

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.     

聚丙烯酸钠包覆Fe3O4磁性交联聚合物的制备及其对Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)的吸附性能

采用溶液分散聚合和Ca²⁺表面交联制备了聚丙烯酸钠包覆Fe₃O₄的磁性交联聚合物（CPAANa@Fe₃O₄）,对其进行了XRD、FT-IR、SEM和TGA等表征。以CPAANa@Fe₃O₄为吸附剂研究了CPAANa@Fe₃O₄对水溶液中Pb²⁺、Cd²⁺的静态吸附,考察了溶液pH、吸附剂投加量、金属离子初始浓度对吸附的影响。结果表明：CPAANa@Fe₃O₄在pH 2～6范围内均具有较好的吸附性能,当吸附剂投加量分别为1.0 g·L^-1和1.6 g·L^-1时对初始浓度分别为200 mg·L^-1的Pb²⁺和100 mg·L^-1的Cd²⁺的去除率达到最大,可使Pb²⁺实现达标排放（GB 8978-1996）;CPAANa@Fe₃O₄对Pb²⁺和Cd²⁺的吸附动力学符合准二级模型,吸附等温线符合Langmuir模型,对Pb²⁺和Cd²⁺的最大吸附量分别为454.55 mg·g^-1和275.48 mg·g^-1。将CPAANa@Fe₃O₄用于处理实际电解矿浆废水,发现能有效吸附其中的Pb²⁺和Cd²⁺,具有潜在实用价值。     

机械转盘联合超声破解剩余污泥

采用自主设计并制造的机械转盘剩余污泥破解装置对污泥进行破解处理,并联合超声技术以提升破解效果,考察不同运行条件对污泥破解效果的影响,采用响应面法优化处理参数,通过扫描电镜观察破解污泥的细胞形态。实验发现：盘间距离（d）和转盘破解时间（T_m）是影响机械转盘剩余污泥破解液溶解性化学需氧量的增加值（SCOD₊）和效能比（EDR）的重要因素;在d=1.5 mm,转速为2300 r·min^-1运行条件下破解25 min时SCOD₊为3130 mg·L^-1,破解效果良好。根据Central Composite Design实验设计原理,注重剩余污泥破解的能源利用效率,以SCOD₊和EDR为响应指标对机械转盘联用超声破解参数进行优化,当优化条件为d=2.76 mm,T_m 10.89 min,T_u（超声处理时间）=17.2 min时,剩余污泥破解液SCOD₊=7871.78 mg·L^-1,EDR=8.475 mg·L^-1·kJ^-1,在相同总处理时间下分别是单独机械转盘法（2610 mg·L^-1,3.11 mg·L^-1·kJ^-1）的3.02倍、2.7倍,单独超声法（3170 mg·L^-1,3.26 mg·L^-1·kJ^-1）的2.48倍和2.6倍。     

Novel phosphorus-free and nitrogen-free anti-scalant for calcium phosphate and Fe(Ⅲ)

以烯丙基聚乙二醇单醚、氯乙酸、氢氧化钠、马来酸酐等为原料制备了一种新型无磷无氮环保型阻垢剂马来酸酐/烯丙基聚乙二醇羧酸钠（MC_n,n为聚乙二醇聚合度,n=5、9、13）,用红外光谱（FT-IR）、核磁共振（1H-NMR）等对阻垢剂结构进行了表征,采取静态阻垢率和含Fe(Ⅲ）溶液透光率的方法考察了阻垢剂阻磷酸钙和分散Fe(Ⅲ）性能,用扫描电镜（SEM）观察了阻垢后形成的磷酸钙形貌。结果表明,随着MC_n结构中聚乙二醇聚合度n从5增加到13,其阻磷酸钙垢性能和分散Fe(Ⅲ）效果也逐步提高,其中MC₁₃在投加量为6 mg·L^-1时阻磷酸钙垢率达99%,在投加量为8 mg·L^-1时使含Fe(Ⅲ）溶液的透光率为22%。MC_n的高效阻磷酸钙垢和分散Fe(Ⅲ）能力是源于其侧链上含有聚乙二醇单醚结构及存在大量的—COO^-离子且易与循环水系统中存在的不同的无机金属离子发生作用。     

聚环氧琥珀酸与氨基三甲叉膦酸复配阻垢缓蚀性能研究

为了提高聚环氧琥珀酸(PESA)的缓蚀阻垢性能,将其与氨基三甲叉膦酸(ATMP)进行复配,研制了一种适合酸性条件新型缓蚀阻垢剂。通过静态阻垢实验、、塔菲尔极化曲线法、交流阻抗法及静态失重法研究了该缓蚀阻垢剂在酸性介质中的阻垢和缓蚀性能。实验结果表明;该缓蚀阻垢剂属于混合型缓蚀剂,在酸性介质中表现出了较好的阻垢和缓蚀效果。     

聚环氧琥珀酸对碳钢的缓蚀协同效应的研究

聚环氧琥珀酸(PESA)是一种新型的绿色生物可降解环保型水处理剂.用失重法研究了在上海自来水中聚环氧琥珀酸对碳钢的缓蚀性能以及PESA与PBTCA、锌盐的缓蚀协同效应.研究表明,聚环氧琥珀酸、PBTCA、锌盐在自来水中对碳钢具有良好的缓蚀协同效应.     

真空制盐两碱净化过程成垢离子的脱除及控制

通过研究卤水两碱法净化过程成垢离子(Ca2+,Mg2+和CO32-)的行为,揭示卤水净化成垢离子脱除与控制的基本规律.研究了"NaOH-Na2CO3"两碱用量对卤水中钙镁离子净化效果及精卤中残留碳酸根离子浓度的影响.研究结果表明,通过优化两碱用量,调控卤水pH值,可以在脱除钙镁离子的同时,实现碳酸根离子的高效利用,控制...     

磁场与聚环氧琥珀酸的协同阻垢性能及机理分析

该文采用静态和动态实验考察了磁场与聚环氧琥珀酸在不同使用条件下的协同阻垢性能。静态实验结果表明,当聚环氧琥珀酸的质量浓度为2mg/L,实验浓缩倍数为1.5时,磁场与聚环氧琥珀酸协同作用时的静态阻垢率比聚环氧琥珀酸单独作用时提高18.9%。动态实验结果表明,当聚环氧琥珀酸的质量浓度为4mg/L,实验浓缩倍数为2.0时,磁场与聚环氧琥珀酸协同作用时的动态阻垢率,比聚环氧琥珀酸单独作用时提高12.8%。利用扫描电镜对垢样进行了观察,结果表明,磁场与聚环氧琥珀酸协同作用,可使碳酸钙晶体发生更明显的断裂和扭曲现象,晶粒更加细小分散。     

Preparation and performance of a new sulfonate copolymer scale inhibitor

用水作溶剂,（NH₄）₂S₂O₈/NaHSO₃氧化还原体系作为引发剂,以2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸（AMPS）、马来酸酐（MA）为单体,与自制的聚乙二醇-衣康酸酯通过溶液聚合制备了一种新型磺酸基聚合物阻垢剂。用红外光谱和热分析方法对聚合物进行了表征和分析。探讨了单体配比、引发剂用量、反应温度对聚合物阻垢性能的影响。结果表明,该共聚物对于碳酸钙盐具有优异的阻垢效果。阻垢剂用量为15 mg/L时,对碳酸钙的阻垢率可达到95%以上。     

Cu2+对生物膜及其胞外聚合物的影响

利用自行设计的生物膜培养装置进行挂膜,通过向生物膜反应器中投加不同浓度的Cu²⁺,探讨生物膜上的胞外聚合物（extracellular polymeric substance, EPS）与生物膜去除金属铜之间的关系。研究结果表明：生物膜法较活性污泥法对Cu²⁺具有更好的耐受性;当Cu²⁺ < 2 mg·L^-1,Cu²⁺会抑制生物膜分泌EPS,在2 mg·L^-1 < Cu²⁺ < 5 mg·L^-1时,生物膜分泌EPS的量增加,当Cu²⁺ > 5 mg·L^-1,生物膜系统表现为严重的不稳定性;比较蛋白质（proteins,PN）/多糖（polysaccharide,PS）值发现,Cu²⁺对生物膜的抑制主要是对生物膜上胞外多糖的抑制,而生物膜对Cu²⁺的抵抗表现为分泌更多的胞外蛋白;EPS与Cu²⁺的富集率关系呈线性正相关。     

不同来源家庭户用沼气池沼液成分分析及风险评价

采集了中国8个省市的43个不同原料家庭户用沼气池的沼液,进行化学需氧量（COD）、氨氮（NH₄⁺-N）、磷酸盐（PO₄^3-）和重金属等指标分析,阐述不同原料导致沼液成分的差异,评价了不同来源沼液存在的生态风险,旨在为不同来源沼液的资源化利用提供理论依据。研究结果表明,以牛粪和秸秆为原料的沼液COD浓度较高,分别达到6800 mg·L^-1和5800 mg·L^-1;以猪粪和混合粪便为原料的沼液氨氮浓度较高,都超过1800 mg·L^-1,而牛粪原料沼液氨氮浓度明显低于其他原料,平均值仅有450 mg·L^-1,因此以牛粪为原料的沼液COD/NH₄⁺-N显著高于其他三种原料,COD/NH₄⁺-N达到15,而其他三种原料的沼液COD/ NH₄⁺-N均低于5;所有原料沼液磷酸盐浓度的平均值均低于80 mg·L^-1;沼液中汞的污染较严重,且在不同原料和不同地区的沼液中具有普遍性;潜在生态风险指数RI分析结果表明,云南、河南和湖北的沼液RI介于130～260之间,属于中等生态危害,存在一定的生态风险。     

PAN-H1.6Mn1.6O4锂离子筛膜的制备及在卤水中吸附性能

采用亲水的PAN为成膜材料,制备了掺杂H_1.6Mn_1.6O₄的PAN-H_1.6Mn_1.6O₄锂离子筛膜。通过SEM、Li⁺静态吸附实验、（NH₄）₂S₂O₈对锂的洗脱实验和卤水中吸附实验,研究了锂离子筛的添加量对PAN-H_1.6Mn_1.6O₄锂离子筛膜结构、Li⁺吸附-洗脱性能的影响。结果表明,PAN浓度为10%（质量）,H_1.6Mn_1.6O₄的添加量为50%（质量）时,PAN-H_1.6Mn_1.6O₄离子筛膜的吸附量为17.45 mg·g^-1,达到粉末状吸附量的88.0%。以（NH₄）₂S₂O₈为洗脱剂,当浓度为0.3 mol·L^-1、液固比为600:1、时间为12 h时,锂洗脱量为17.23 mg·g^-1,锰溶损率仅为1.14%。在含有Na⁺、K⁺、Mg²⁺和Ca²⁺的罗布泊老卤卤水中,锂离子筛膜对Li⁺有很高的选择性。在卤水中进行10次吸附与解吸循环,吸附量从11.64 mg·g^-1下降到10.94 mg·g^-1,吸附容量仅损失6.0%。总体结果表明亲水性载体对H_1.6Mn_1.6O₄吸附容量影响较小,温和的洗脱剂对锂离子筛膜的化学稳定性有利。