聚天冬氨酸阻垢缓蚀剂的量子化学研究

用量子化学计算的方法,探讨了聚天冬氨酸（PASP）的分子结构和阻垢缓蚀性能的构效关系,计算结果显示,在阻垢性能方面,聚天冬氨酸分子氮原子和羧基团中氧原子呈负电性,这使得羧基上的氧原子易与晶面上的钙离子发生静电交互作用,且PASP分子中两个氮氧原子间距与方解石有关晶面上钙离子间距匹配,因而显著加强了阻垢剂分子与特定晶面之间的吸附力,从而起到了碳酸钙晶体的阻垢效能。在缓蚀性能方面,计算得到了PASP分子最高占据轨道能量、最低空轨道能量以及最低空轨道能量与最高占据轨道能量的差。计算表明结果与机理描述相符合。     

聚天冬氨酸阻垢缓蚀剂的量子化学研究

用量子化学计算的方法,探讨了聚天冬氨酸(PASP)的分子结构和阻垢缓蚀性能的构效关系,计算结果显示,在阻垢性能方面,聚天冬氨酸分子氮原子和羧基团中氧原子呈负电性,这使得羧基上的氧原子易与晶面上的钙离子发生静电交互作用,且PASP分子中2个氮氧离子间距与方解石有关晶面上钙离子间距匹配,因而显著加强了阻垢剂分子与特定晶面之间的吸附力,从而起到了对碳酸钙晶体的阻垢效能.在缓蚀性能方面,计算得到了PASP分子最高占据轨道能量、最低空轨道能量和最低空轨道能量与最高占据轨道能量的差.计算表明结果与机理描述相符合.     

甲叉膦酸型化合物阻垢机理的量子化学研究

运用密度泛函（DFT）理论，在B3LYP／6-31G水平下，系统研究了ATMP，EDTMP，HDTMP，GDMP，MADMP这5种甲叉膦酸类阻垢缓蚀剂分子结构与阻垢性能之间的构效关系。结果表明，5种膦酸分子中的氮原子及膦羧基团中的氧原子上负电荷密度较大，这使得氮原子及膦羧基易与垢晶体中的钙离子发生静电相互作用，如果氮原子与氧原子间距与方解石晶体生长面上的钙离子对间距匹配，将显著增强了阻垢剂分子与特定晶面的Coulomb吸附行为，诱导垢晶体发生畸变，有效地阻止其生长。本文还利用半经验（PM3）方法对分子势能面进行扫描，得出分子能量随二面角改变的变化率，初步探讨了分子柔性、刚性对其阻垢性能的影响。     

乙烷-1,1-二膦酸与乙烷-1,2-二膦酸阻垢效能差异的微观机理研究

基于半经验分子轨道理论 ,通过计算分析了乙烷 1,1 二膦酸 (1,1 EDPA)和乙烷 1,2 二膦酸 (1,2 EDPA)分子的空间电荷分布、几何构型以及有机分子与晶体表面的相互作用 ,初步探讨了分子结构与其阻垢性能之间的关系。计算结果显示 ,1,1 EDPA分子中膦酸基的氧离子呈负电性 ,这使得膦酸基易与晶面上的钙离子发生静电交互作用。 1,1 EDPA分子中两个膦氧离子间距为 4 0 9× 10 -10 m ,这与方解石 { 10 4} { 10 2 }晶面钙离子间距互相匹配 ,因而加强了阻垢剂分子与特定晶面的结合 ,抑制了晶面的进一步生长发育。而 1,2 EDPA的分子构型不具备与方解石晶面钙离子匹配的特征 ,因而其对于方解石晶体的阻垢特性劣于 1,1 EDPA     

聚天冬氨酸的改性对阻垢分散性能的影响

将聚琥珀酰亚胺(PSI)与天冬氨酸(ASP)、2-氨基乙磺酸(SEA)分别进行反应,对聚天冬氨酸进行改性,并对改性聚天冬氨酸的阻CaCO3垢、分散Fe2O3和缓蚀性能进行了评定。实验结果表明:在PASP分子结构中引入羧基可以提高其阻垢率,而磺酸基的引入则会降低其阻垢率,当引入羧基的改性聚天冬氨酸质量浓度为6mg/L时,阻垢率达到了100%;磺酸基的引入可以大大提高聚天冬氨酸的分散性能,加药质量浓度为10mg/L,分散Fe2O3时上清液最小透光率为40.3%;羧基的引入有助于缓蚀性能的提高,加药质量浓度为100mg/L时,比PASP的缓蚀率提高35%以上。     

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。     

环境友好型聚天冬氨酸水处理剂配方研究

针对聚天冬氨酸(PASP)及其四元复合配方的阻垢缓蚀性能进行研究。聚天冬氨酸具有缓蚀和阻垢双重功能,但用做缓蚀剂时用量较大(100 mg/L)。为了降低成本,对聚天冬氨酸、苯并三氮唑(BTA)、钨酸钠和葡糖酸钠进行四元复配研究,通过正交试验得到最佳配比:PASP∶BTA∶钠钨酸钠∶葡萄糖酸钠是10∶0.5∶20∶10(总浓度为40.5 mg/L),该配方对铜的阻垢率和缓蚀率分别为99.22%和0.000 6 mm/a,具有较好的阻垢缓蚀效果。     

三种多元共聚物的阻垢与缓蚀性能

对合成的３种多元共聚物的阻垢与缓蚀性能进行了评定，初步探讨了其性能与分子中所含特性基团之间的关系。结果表明，对于所合成的３种共聚物，其对碳酸钙的阻垢性能主要取决于分子中的羧基密度；苯环基因能够提高共聚物对氧化铁的分散能力；而酰胺基和羟基则增强它们对碳钢的缓蚀性能。     

水溶性咪唑啉酰胺的合成及其性能研究

按照四乙烯五胺∶壬酸∶冰乙酸的摩尔比为1∶1∶4.5进行反应物料配制,以甲苯为携水剂,通过端基酰胺化脱水反应、乙酰胺化脱水反应和环化脱水反应,最终制备合成了水溶性咪唑啉酰胺。依据国标方法对水溶性咪唑啉酰胺在不同质量分数下进行水溶性测试研究。结果表明,制备合成的水溶性咪唑啉酰胺具有良好的水溶性。利用GaussView 6可视化软件对水溶性咪唑啉酰胺分子进行结构优化,获得了最高占据分子轨道HOMO和最低未占分子轨道LUMO能量分布图,通过Gaussian 16软件的量化模拟计算分析,得到了最高占据轨道能量(E_HOMO)和最低未占轨道能量(E_LUMO),根据前线轨道理论,揭示了水溶性咪唑啉酰胺的缓蚀性能。同时,利用失重法对水溶性咪唑啉酰胺的缓蚀性能进行研究,并根据扫描电镜(SEM)形貌分析,进一步证明了合成的水溶性咪唑啉酰胺具有良好的缓蚀效果。     

聚天冬氨酸与PBTCA的阻垢性能及复合使用效果应用研究

基于聚天冬氨酸优异的缓蚀阻垢性能,试验室人工合成并制得聚天冬氨酸。通过静态阻垢试验可知当聚天冬氨酸与羟基亚乙基二膦酸质量比1∶1混合使用后,阻垢性能优于任一单体。在PASP与PBTCA使用量1∶1(质量比)的条件下,复配制得缓蚀阻垢剂。通过静态缓蚀、阻垢试验和动态模拟试验得出,复合缓蚀阻垢剂投加量为30 mg/L时,缓蚀阻垢效果显著。     

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。     

CaSO4表面吸附CH2O2机理的密度泛函研究

基于密度泛函理论的第一性原理优化了CaSO4 (100),(010)和(110)晶面结构,计算了晶面与CH2O2反应吸附能,得出(010)晶面能量最低,吸附最为稳定,发生了化学吸附.通过对CH2O2吸附方式的假设和计算,发现最佳吸附方式为CH2O2分子C=O结构中的氧原子被晶面(010)上的钙原子的垂直吸附,且为化学吸附.吸附机理主要表现为CH2O2中羧基的O原子的2p轨道和H原子1s轨道中的电子向晶体表面(010)上Ca原子的3d轨道发生了转移,从而形成杂化轨道.     

复配型水处理剂的阻垢缓蚀性能初步研究

采用静态阻垢法和旋转挂片失重法评定了在高浓度钙离子水系统中的水处理剂的阻垢性能和缓蚀性能,并研究了栲胶与水处理剂复配后水处理剂的阻垢缓蚀性能。结果表明,PBTCA具有广泛高效的阻垢性能,可忍受较高的Ca2＋浓度。栲胶与PBTCA、HPMA复配后在阻垢性能上具有良好的协同效应,当栲胶与PBTCA配比为3∶1时,阻垢缓蚀性能最佳。     

双子表面活性剂的结构与性质间关系的研究

采用量子化学和分子力学方法优化了双子表面活性剂阳离子的几何模型，得到了轨道能级、生成焓和弯曲能等数据，计算表明结果，随着联结基因长度（s）增大，最高占据分子轨道能级（EHOMO）和最低空轨道能级（ELUMO）依次升高，且两者能级差（△E）也依次增大，用量子化学方法计算的与按键焓加和规则计算的这些阳离子的生成焓之差随联结基团长度增大而迅速增大。分析发现，这些现象与极性头两个氮原子之间C-C键的平均键长（R^-C-C）有关，经拟合，相关系数为0.945。同时还讨论了弯曲能与形成胶束的标准自由能变化（△Gmin）之间的关系。     

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400 mg·L^-1、c（HCO₃^-）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。     

Chelex 100吸附锶离子的理论计算

为探索Chelex 100树脂在微观结构吸附锶离子的作用机理,了解树脂的功能基团单分子在顶位和桥位,双分子在3种桥位与单个锶离子发生作用,以及双分子与2个锶离子的反应行为,采用量子力学分子动力学混合方法(hybrid QM/MM)研究Chelex 100树脂功能分子与锶离子反应的能量。计算7种吸附模型QM原子的电子结构参数,包括偶极距、最高占据轨道能量、最低非占据轨道能量、能隙、Fukui指数和Mulliken电荷布居。计算结果表明:锶离子在Chelex 100树脂分子桥位饱和吸附时相对稳定。     

丹皮酚缩乙二胺席夫碱还原产物的合成及量化计算研究

以丹皮酚和乙二胺为原料合成席夫碱,经硼氢化钠还原得标题化合物,收率为67.2％;通过元素分析以及红外波谱对标题化合物进行表征。使用Hyperchem7.0程序,用半经验方法计算了化合物分子中能量分布、主要键长、键角以及主要原子的净电荷分布。计算结果分析表明,分子中主要原子之间的键长、键角基本在正常的范围内;负电荷主要集中于氧原子和氮原子上,分子呈现最优化的结构并具体一定的稳定性。     

多支化聚天冬氨酸衍生物的合成及其阻垢性能研究

先以顺酐和氨水等为原料合成聚天冬氨酸(PASP),再以PASP和赖氨酸为原料进行接枝反应得到改性聚天冬氨酸衍生物(Lys-PASP)。实验结果表明,与聚天冬氨酸相比,在聚天冬氨酸与赖氨酸质量比为10∶1,改性时间2 h,改性温度120℃条件下得到的改性产品Lys-PASP不仅对碳酸钙具有更好的阻垢性能,而且对碳钢表面也有更好的缓蚀效果,并对氧化铁也具有很好的分散效果;Lys-PASP的加入,不仅改变了碳酸钙的晶型,而且大大降低了碳酸钙晶体的完整程度和有序度,达到了阻止碳酸钙垢形成的目的,起到了阻垢缓蚀的效果。     

罗布麻中5种黄酮化合物抗氧化活性DFT研究

采用B3LYP方法在6-311+G(2d,p)基组水平上,对罗布麻中分离得到的5种黄酮类化合物plumbocatechin A(I)、甲雷杜辛(II)、表儿茶素(III)、山奈酚(IV)和槲皮素(V)进行了密度泛函(DFT)理论研究,从5个黄酮分子的几何结构、羟基氢原子的NBO电荷、最低空轨道(LUMO)能量、最高占据轨道(HOMO)能量和最低空轨道与最高占据轨道能级差ΔE(LUMO-HOMO)方面评价了5种罗布麻黄酮类化合物抗氧化活性。结果表明,5种黄酮类化合物的抗氧化能力大小为:山奈酚槲皮素甲雷杜辛plumbocatechin A表儿茶素。     

缓蚀阻垢剂聚天冬氨酸衍生物合成条件的探究

聚天冬氨酸(PASP)是一种新型的可生物降解的环境友好型阻垢缓蚀剂,为了增强阻垢性能,对其进行改性研究。结果表明:用29.4 g马来酸酐通过聚合法得到前驱体聚琥珀酰亚胺,将聚琥珀酰亚胺的1/2为母体,以硫脲对其进行开环,当硫脲用量1g,改性缩聚温度100℃,反应时间2.5h时,获得改性PASP的阻垢效果最佳;红外光谱证明了硫脲的一个氨基与原支链上的羧基发生缩合生成酰胺键,在PASP侧链上增加了新的官能团而使其阻垢率提高。