磁化条件下不同镁盐对碳酸钙溶解行为的影响

为阐明磁化条件下无机镁盐对碳酸钙溶解行为的影响规律,采用检测溶液电导率、pH和钙离子浓度等方法来考察磁化条件下不同种类镁盐（硫酸镁、硝酸镁、氯化镁和碳酸镁）对碳酸钙溶解行为的影响。结果表明,磁化条件下硫酸镁、硝酸镁和氯化镁对碳酸钙有促溶作用,作用最显著的是硫酸镁,其可使溶液钙离子浓度提高55.0%;碳酸镁对碳酸钙有阻溶作用,其可使溶液钙离子浓度减少36.0%。硫酸镁、硝酸镁和氯化镁对碳酸钙有促溶作用的原因在于溶液中镁离子产生的盐效应以及3种镁盐造成磁化碳酸钙溶液pH不同程度的减小。而碳酸镁对碳酸钙有阻溶作用的原因在于碳酸根产生的同离子效应和极化作用以及碳酸镁使磁化碳酸钙溶液pH增大。研究结果揭示了磁化溶液中不同镁盐对碳酸钙溶解行为的影响规律,可为利用镁盐调控碳酸钙溶解行为提供理论依据,并对强化磁化除垢效果有一定的参考意义。     

基于正交试验的交变磁场除垢影响因素作用规律

为优化磁化除垢条件,进而提高磁化除垢效果,采用正交试验方法对饱和碳酸钙溶液进行磁化试验,并对磁化除垢效果进行表征。结果表明:初始钙离子浓度和电流频率为影响磁化效果的显著因素,磁化时间、线圈匝数和波形为不显著因素。磁化除垢的最优条件:初始钙离子为1 000 mg/L,频率为0.9 kHz,磁化时间为0.5 h,线圈匝数为150圈,波形为方波。     

外磁场及硫酸镁对碳酸钙溶解行为的影响机理研究

为揭示动态水条件下外磁场中硫酸镁对碳酸钙溶解过程的影响规律，采用SEM、XRD、离子浓度检测、电导率检测等手段对碳酸钙的溶解行为进行表征，结果表明：外磁场及硫酸镁可明显提升碳酸钙的溶解能力，当外磁场中硫酸镁的质量分数由0升至3.0%时，溶液中钙离子浓度升高了58.62%;外磁场可使碳酸钙(104)晶面间距、微观应变和位错密度增大，使得碳酸钙的晶胞体积膨胀、结构疏松，晶体缺陷增多，有利于碳酸钙与水分子的水合及其在水溶液中的溶解扩散，硫酸镁则通过镁离子的盐效应促进溶液中碳酸钙的溶解。研究成果可为采用磁化技术调控碳酸钙溶解行为研究提供参考。     

温度对磁化防垢效果的影响及其机理

为掌握温度与磁化预防碳酸钙结垢效果之间的关系,采用SEM表征、pH和电导率检测等方法,并结合不同温度下碳酸钙溶解平衡的热力学计算,阐明了温度对磁化防垢的影响机理,结果表明：在平行磁场作用下,温度的升高不利于磁化防垢;当温度从20℃升高到100℃时,溶液中Ca²⁺质量浓度和电导率分别降低了59.50%和13.78%,而pH则减小了0.42。Ca²⁺质量浓度和电导率降低的原因在于温度的升高有利于溶液中碳酸钙晶体的析出。此外,温度越高越易生成溶解度较低的方解石型碳酸钙晶体,而低温则有利于溶解度高且化学性质不稳定的球霰石型碳酸钙晶体的析出。研究成果可为不同类型管路磁化防垢提供参考。     

交变外磁场对硫酸钙垢溶解行为的影响及其机理

为阐明交变外磁场对硫酸钙垢溶解行为的影响规律,采用离子浓度、电导率和红外光谱等手段检测硫酸钙垢溶解液的性质,并利用X射线衍射（XRD）和检测硫酸钙垢溶解量等方法对硫酸钙垢进行表征和分析。结果表明,交变外磁场对硫酸钙垢的溶解有明显的促进作用。与无磁场作用的硫酸钙垢溶解液相比,交变外磁场作用60 min后硫酸钙垢溶解液的硫酸根质量浓度由2.41 g/L增大至3.52 g/L,电导率由5.85 mS/cm增大至7.24 mS/cm,硫酸钙垢的溶解量增加了40%。外加交变磁场可以促进硫酸钙垢溶解的原因是,外加交变磁场可以使蒸馏水中亲水性羟基的比例增加,促进水分子与硫酸钙垢的分子亲合力。此外,交变外磁场的作用还导致硫酸钙垢的结晶度减小、主晶面的面间距增大,最终有利于垢与水的接触和溶解。此研究可为利用交变外磁场调控硫酸钙垢的溶解行为提供理论依据。     

交变脉冲电源下的电絮凝研究

以铁电极作为电极阳极,研究了在交变脉冲电源条件下,不同溶液电导率条件下的电絮凝表现。实验表明,控制电源脉冲频率30Hz的条件下,连续过流时铁溶出量符合法拉第定律。但随着溶液电导率增加,溶出铁量逐步增加,电流效率也逐步增加。在每一个溶液电导率条件下,电极间距的设计都有相关的优化条件。电极倒极操作虽然有助于系统电极溶出改善,但电极钝化的现象呈不可逆趋势。在自制实验设备条件下,当溶液电导率达到4.2mS/cm以上时,实际功耗水平可小于300Wh/m~3。     

磁场处理对PFS溶液粘度和表面张力的影响研究

为了增强PFS(聚合硫酸铁)溶液的溶解度,提高水处理中混凝反应的效果,通过实验测定了PFS溶液在不同磁化参数下的粘度和表面张力,研究了不同磁化参数下PFS溶液粘度和表面张力的变化特征以及磁场对PFS溶液作用的记忆效应.实验结果表明:随着磁场强度和磁化时间的增加,PFS溶液的粘度和表面张力均会减小;磁场对溶液的作用具有一定的记忆效应,大概10 h左右.在电磁场作用下,PFS溶液的熵值减小,分子间氢键作用增加,磁化后液体有序度增加.     

磁场对碳酸钙成核结晶过程的影响

利用自行设计的磁化水循环装置,测定了不同温度下,含有Ca2++CO32-+HCO32-的纯水溶液垂直通过均匀可调磁场(最高达4 100 mT)经磁处理后溶液的电导率、浊度和碳酸钙浓度的变化趋势,用XRD测定了不同磁处理条件下得到的碳酸钙晶型,研究了碳酸钙的成核结晶过程,从热力学角度探讨了磁场对碳酸钙成核结晶过程的作用机理.实验结果表明,磁场对碳酸钙晶体生成速率和晶型结构的影响主要是因为磁处理改变了水分子簇的结构,从而改变了碳酸钙晶核先驱水合化碳酸钙的形成和脱水过程.     

聚天冬氨酸与磁场协同效应对碳酸钙晶型及阻垢性能的影响

研究了单独使用环保型高分子聚合物——聚天冬氨酸、磁场以及磁场与聚天冬氨酸的协同作用对碳酸钙晶型和阻垢性能的影响.利用扫描电子显微镜和X射线衍射等技术对碳酸钙晶体进行观察和晶型分析,结果表明：与普通水比较,磁化水可使碳酸钙结晶中文石与方解石的比例由1∶3转变为1∶1.3;聚天冬氨酸的存在可使碳酸钙晶体几乎全部转化成球霰石结构;聚天冬氨酸对Ca²⁺有螯合作用,磁场与聚天冬氨酸的协同作用可进一步提高对Ca²⁺的螯合作用.利用自行设计的带有加热系统的循环水动态实验装置,测定了不同条件下传热面上的结垢情况.实验结果表明,磁化水的阻垢率为32.2%,浓度为3 mg·L^-1的聚天冬氨酸溶液阻垢率为55.2%,磁场与聚天冬氨酸协同作用时的阻垢率为69.5%,具有很好的协同阻垢作用.     

磁化水处理技术的研究现状及防垢机理

本文简要的介绍了磁场对水溶液物理化学性质的影响,对水溶液中垢质结晶过程的影响,离子在磁场作用下对磁化效果的影响以及磁化水防垢除垢的机理。     

脉冲磁场对CaCO3水溶液的抑垢研究

基于自行设计的抑垢实验装置, 研究在不同电流和占空比的作用下对碳酸钙溶液抑垢效果的影响。 利用扫描电镜和铜片挂片实验对碳酸钙晶体的微观形貌、晶型及抑垢率进行分析,同时检测碳酸钙溶液的 pH 值,从而得出脉冲磁场抑垢的最佳实验条件。 结果表明,在脉冲磁场的作用下,pH 值呈现出高、低两种趋势,通过晶体的微观形貌及抑垢率可以看出,脉冲磁场处理后碳酸钙晶体体积明显减小、分布相对松散,且会降低碳酸钙溶液的结垢速率,同时当施加的频率为 1.25 kHz、电流 2 A 时,抑垢率可达69.0%。     

交变磁场影响聚合硫酸铁溶液的机理浅析

以聚合硫酸铁(PFS)为研究对象,采用红外(FTIR)、X射线衍射(XRD),确定了磁化对PFS结构的影响;以碱化度(B=OH/Fe)和静置时间为变量,进行pH、紫外(UV)以及Fe-Ferron逐时络合比色法测定,分析了磁化对PFS水解的影响.通过实验证明:磁化作用并没有使PFS形成新羟基健化合物;随着B的升高,磁化使PFS溶液的pH升高,UV下300 nm附近的吸收峰下降减缓;随着静置时间的增加,磁化使Fe(c)含量增长速率减慢.磁化对PFS水解的影响可能是在交变磁场的作用下,Fe3+离子与水分子发生水缔结作用,形成新的水合物,多了一层水合层,阻碍了Fe(a),Fe(b)向Fe(c)转化.     

环保型阻垢剂对碳酸钙结晶过程的影响

在一定条件下合成环保型水处理药剂衣康酸/甲基丙烯磺酸钠(IA/SMAS)共聚物。之后采用测定电导率的方法研究该药剂对碳酸钙结晶过程的影响,经作图拟合可以得到结晶速率常数,结果可以看出,随着加药量的增加,生成速率常数K₁和晶体长大速率常数K₂逐渐减小。采用静态阻垢实验法和SEM分析进一步验证了溶液电导率法得到的结果。最终得出结论,聚合物IA/SMAS具有优异的阻垢性能是由于聚合物的螯合作用引起的,且其具有晶格畸变作用。     

电磁场对聚合硫酸铁水解聚合物形态分布及其混凝性能的影响

为了提高聚合硫酸铁的混凝性能,增强对污水的去除能力.利用自制交流变频磁化装置,对聚合硫酸铁溶液进行磁化处理,以铁盐水解形态Feb为指标,交流变频电磁场的频率、电压、电流及磁化时间为实验因素,对电磁场作用下的聚合硫酸铁溶液进行形态分析,并与非磁化的PFS溶液进行对比;以高炉煤气洗涤水为实验水样,通过混凝试验对比聚合硫酸铁溶液磁化前后的出水浊度及COD值.研究结果表明:电磁场作用下的聚合硫酸铁溶液的形态分布发生了变化,与非磁化相比,Feb百分比含量增加了1倍,Fec百分比含量减少了1/3,且当频率为300 Hz、电压为100 V、电流为0.8A、磁化时间为2 min时Feb的百分比含量达到最大;电磁场能明显提高聚合硫酸铁的混凝性能,与非磁化的聚合硫酸铁溶液相比出水浊度与COD值降为原来的一半,投药量节省了1倍.     

静态实验研究超声波对碳酸钙结垢影响规律

随着油田的开采,结垢问题已经严重影响到油田的正常生产秩序,增加了油田的生产成本。超声波除垢是利用超声波强声场处理流体,使流体中成垢物质分散、粉碎、松散、松脱而不易附着管壁形成积垢。用静态实验法研究管壁材质、超声波功率、超声波频率、溶液p H值对碳酸钙结垢影响规律发现:超声波对铜管的抑垢效果比对不锈钢管要好;一定范围内提高声强,除垢效果变好;不同频率的超声波对碳酸钙结晶形貌的影响不同; p H会影响超声波抑垢率,偏酸偏碱溶液都会促进垢的形成,降低超声波的作用。     

碳酸钙结晶过程的动力学研究

研究了磁化对碳酸钙结晶过程的影响。发现磁处理抑制了晶体的生成 ,有 8min左右的诱导期存在 ,结晶速度比未经磁处理的溶液下降了 75 3%。在同类实验中 ,存在磁处理时间愈长 ,诱导期增长 ,结晶速度更慢等趋势。同时发现 ,磁场对碳酸钙结晶过程的影响主要是通过成垢阴离子起作用。磁记忆效应至少可持续 72h。     

磁场对CaCO3结晶过程的影响

本文利用电导率的变化,研究了磁场对CaCO3结晶过程的影响,发现当Ca^2＋浓度高于2mmol/L、磁化水的水温低于70℃时,磁场有加快碳酸钙结晶的作用;磁化水经过磁水器次数多,则促进碳酸钙结晶的作用强.     

磁场对纳滤膜分离性能影响研究

首次将磁化水处理技术与膜处理方法结合在一起进行研究,提出了磁场对纳滤膜分离性能的影响假说;通过相关实验研究及其结果分析,得出磁化对纳滤膜分离过程具有防垢、除垢的作用,进而可减缓纳滤膜的污染趋势,延长膜的使用寿命。     

LLZO基夹层混合固态电解质的制备及性能研究

采用旋涂法在Li₇La₃Zr₂O₁₂(LLZO)基体上涂覆PVDF基聚合物膜，制备得到LLZO基夹层混合固态电解质，以改善LLZO与锂金属负极之间接触性差的问题。通过控制不同的旋涂转速，获得了表面光滑平整、无褶皱的聚合物膜；并从PVDF电解质溶液中双三氟甲基磺酰亚胺锂(LiTFSI)含量、夹层混合固态电解质放置时间及温度3个方面研究其对夹层混合固态电解质离子电导率的影响。结果表明：当m(PVDF)∶m(LiTFSI)=4∶1时，夹层混合固态电解质离子电导率为4.40×10^-5S/cm；室温下放置20 d后，离子电导率减小至1.70×10^-5S/cm，且离子电导率随温度的升高而增大，90℃时为7.07×10^-5S/cm。     

基于介稳区的电磁抑垢最佳磁场强度探寻

电磁抑垢技术以其投资少、无污染等优点备受业内人士瞩目。合理选择电磁参数,是达到电磁抑垢最佳效果的必要条件之一。根据电导率滴定法,设计了动态电磁实验装置,在给定实验条件下进行了实验,并对电导率随时间变化的特征进行了对比分析,得到不同溶液浓度和不同电磁场强度作用下的碳酸钙结晶介稳曲线,从介稳区的角度分析电磁场对碳酸钙结晶成核诱导期的影响,确定了电磁场抑制碳酸钙结晶的最佳磁场强度值为200Gs。