有机膦酸羧酸型水质稳定剂的研究——Ⅰ.2-膦酸丁烷-1,2,4-三羧酸的缓蚀阻垢作用

用旋转挂片失重法、腐蚀电化学测试方法,评定有机膦酸羧酸型水质稳定剂2-膦酸丁烷-1,2,4-三羧酸(PBTCA)在中性水介质中对碳钢的缓蚀性能,并采用近代表面分析手段,对PBTCA在碳钢表面上形成保护膜的元素三维成分分布、原子结合状态及成膜机理进行了研究。结果表明,PBTCA与Zn~(2+)具有明显的缓蚀协同效应,络合沉淀膜Zn(Ca)(Ⅱ)-PBTCA-Fe(Ⅲ)能有效地抑制碳钢腐蚀。静态、动态阻垢实验的结果表明,PBTCA具有优异的抑制钙垢沉积的作用。显微摄影术、X-射线衍射仪对钙垢从空白溶液中及含PBTCA水溶液中沉积后的晶体形貌及结构的比较,证明了PBTCA对CaCO_3、CaSO_4·2H_2O晶体成核过程的干扰及其晶格歪曲作用。实验结果说明PBTCA是一种有开发和应用前途的兼具缓蚀阻垢性能的有效的水质稳定剂。     

有机膦羧酸的合成及缓蚀阻垢性能研究

有机膦羧酸是当今世界水处理工作者研究开发的热点。本文详述了其合成过程和缓蚀阻垢性能的研究。指出新的高性能的产品的开发和对其作用机理的研究将是今后我们努力的方向。     

新型低膦系列水质稳定剂--膦酸基羟乙酸的研究

以二烷基亚磷酸酯与乙醛酸为原料,经一步反应得到膦酸基羟乙酸(HPA),产率为70%. 采用红外光谱、31P-NMR及液相色谱分析证实了合成产物的分子结构. 此合成路线克服了欧洲专利报道的剧毒、苛刻的反应条件和复杂的工艺路线等缺点. 对HPA的耐蚀性进行了探讨,得到了理想的结果.     

1-羟基丙叉-1, 1-二膦酸缓蚀、阻垢作用与机理研究

用旋转挂片失重法,腐蚀电化学测试和静态阻垢实验,研究了１－羟基丙叉－１,１－二膦酸（ＨＰＤＰ）对碳钢的缓蚀性能以及对碳酸钙的阻垢性能,并采用俄歇电子能谱（ＡＥＳ）,Ｘ－射线衍射方法,对ＨＰＤＰ在碳钢表面上形成保护膜的元素分布,结构和成膜机理以及对不同浓度ＨＰＤＰ水溶液中沉积的碳酸钙垢的晶体结构进行了探讨。证明ＨＰＤＰ是一种有开发和应用前途的兼具缓蚀阻垢性能的有效水质稳定剂。     

有机聚膦羧型缓蚀阻垢剂的研制

介绍了合成有机聚膦羧型缓蚀阻垢剂的方法,最佳工艺条件及合适的物料比,并对产品进行了缓蚀阻垢性能测试,结果表明:该产品具有优异的缓蚀阻垢性能,含磷量低(PO_-4~3≤5％)符合环保要求,具有广阔的应用前景。     

2-丙烯酰胺基-2-甲基丙膦酸的合成

报道了2－丙烯酰胺基－2－甲基丙膦酸的合成方法，并的制备了这一含磷阻垢剂单体，合成路线以五氯化磷出发，在甲苯溶剂中吸收异丁烯后，改进采用二氧化硫脱氯，得到膦酰二氯异构混合物（产率83．3％）；膦酰二氯异构混合物经室温水解，得到水解混合物（产率99％），后者再与丙烯腈水在浓硫酸催化下发生加成反应，制得2－丙烯酰胺基－2－甲基丙膦酸这一含磷阻垢剂单体（产率72％），研究比较了不同溶剂、脱氯剂、温度、时间、加成反应中的投料比等对相应产物的影响，并探讨了加成反应的机理，优化结果表明采用二氧化硫脱氯剂的改进路线，可成功制得2－丙烯酰胺基－2－甲基丙膦酸，总产率59％, ．优于其他文献报道结果。     

聚合膦酸羧酸型水质稳定剂PHPMA的合成与缓蚀阻垢性能的评定

本文用具有优异阻垢性能的水解聚马来酸酐和亚磷酸为原料,经一步反应合成得到膦酸化水解马来酸酐。经色质图谱和其它分析方法研究了产物的分子结构,发现无论羧基和膦酸基团都在同一分子中存在着。产物的分子结构可示意为: 由于它既是一种聚合羧酸型化合物,又是一种聚合膦酸型化合物,因此既有优异的缓蚀性能又具备优异的阻垢性能。当产物在低剂量如5ppm和其它一些有机多元膦酸如羟基乙川二膦酸(2ppm)或乙二胺四甲叉膦酸(2ppm)以及锌离子(1ppm)等复合使用时,发现产物和它们有较好的协同效应。实验证实了,即使在含高氯离子浓度(40000ppm)的水质条件下,产物也可被用作为一种好的缓蚀剂和阻垢剂。     

有机膦酸化合物阻垢缓蚀性能的量子化学研究

通过量子化学计量，探讨了乙烷－1，1－二膦酸（1，1－EDPA）、乙烷－1，2－二膦酸（1，2－EDPA）与羟基乙叉二膦酸（HEDP）三种结构相似的有机膦酸阻垢缓蚀剂分子结构与阻垢缓蚀性能之间的构效关系。计算结果显示，在阻垢性能方面，三种膦酸分子膦羧基团中氧原子呈负电性，这使得膦羧基易与晶面上的钙离子发生静电交互作用。且1，1－EDPA与HEDP分子中两个膦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的吸附行为，起到了碳酸钙晶体的阻垢效能，而1，2－EDPA不具有匹配的特征。在缓蚀性能方面，计算得到的三种分子最高占据轨道能量从高到低依次为1，2－EDPA；HEDP；1，1－EDPA。配合计算膦羧基团中膦中心原子对前线轨道电子云密度分布的贡献、磷原子2p轨道电子的富集程度，通过分析缓蚀剂分子与金属形成配价键的难易性，探讨了这三种有机膦酸分子缓性能差异的微观成因。     

新型有机膦均聚物的合成及缓蚀性能的研究

利用三氯化磷，丙酮，冰乙酸合成了异丙烯膦酸（ＩＰＰＡ）单体，进一步制取了聚异丙烯膦酸，并对其缓蚀性能进行了评定。采用表面分析技术ＸＰＳ、ＡＥＳ，对聚异丙烯膦酸缓蚀机理进行了探讨。     

氨基膦酸羧酸螯合树脂的合成及其对痕量镧系稀土富集分离性能的研究

简要叙述了氨基膦酸羧酸树脂的合成路线 ,用 ICP- AES对其富集分离痕量镧系稀土元素进行了研究 ,讨论了吸附酸度、洗脱、吸附流速以及共存离子干扰等的影响 ,并进行了实际样品的分析 ,获得了满意的结果 .     

两个金属有机膦酸配合物的合成与结构表征

以氨基三甲叉膦酸(NTP)为有机配体,在温和的水热体系中与金属盐反应合成了两个具有相同结构的金属膦酸配位化合物,Cd[NH(CH2PO3H)3](H2O)3(化合物1)和Mn[NH(CH2PO3H)3](H2O)3(化合物2).X-射线单晶衍射结果表明,两个化合物均结晶在单斜晶系,P2(1)/c空间群(No.14).以化合物1为例分析结构,NTP结构中的两个膦基氧原子与金属Cd原子螯合配位形成一个八元环的结构单元,再通过膦基氧原子的桥连作用连接成一维链.在化合物的结构中,存在大量的氢键,形成三维超分子结构.并用粉末X-射线衍射、红外、元素分析对化合物1和2结构进行了表征.     

两个金属有机膦酸配合物的合成与结构表征

以氨基三甲叉膦酸(NTP)为有机配体,在温和的水热体系中与金属盐反应合成了两个具有相同结构的金属膦酸配位化合物,Cd[NH(CH2PO3H)3](H2O)3(化合物1)和Mn[NH(CH2PO3H)3](H2O)3(化合物2).X-射线单晶衍射结果表明,两个化合物均结晶在单斜晶系,P2(1)/c空间群(No.14).以化合物1为例分析结构,NTP结构中的两个膦基氧原子与金属Cd原子螯合配位形成一个八元环的结构单元,再通过膦基氧原子的桥连作用连接成一维链.在化合物的结构中,存在大量的氢键,形成三维超分子结构.并用粉末X-射线衍射、红外、元素分析对化合物1和2结构进行了表征.     

氯甲基膦酸单钠盐的合成研究

以三氯化磷和多聚甲醛为原料, 无水三氯化铝作催化剂合成了氯甲基膦酸单钠盐, 用元素分析、电位滴定、IR光谱、NMR谱进行了表征. 考察了影响反应的因素, 实验表明: 三氯化磷与多聚甲醛摩尔比为1∶3, 催化剂用量为反应物总量的2 5%, 反应时间4 h, 反应温度为180 ℃时, 产率达80 2%.     

乙二胺四甲撑基膦酸的合成及其对次氯酸钠溶液的稳定性的研究

以乙二胺、三氯化磷、甲醛为原料,在乙二醇作用下,合成了乙二胺四甲撑基膦酸(EDTMP),研究了EDTMP对次氯酸钠溶液的有效稳定作用,结果表明,以乙二醇作介质合成EDTMP具有产率高、纯度高的优点,对次氯酸钠溶液的稳定效果优于其它稳定剂。     

水处理剂N，N-二甲基甲叉二膦酸的阻垢缓蚀性能研究

采用静态阻垢法和旋转挂片失重法评定了水处理剂N,N-二甲基甲叉二磷酸(DMMP)的阻垢性能和缓蚀性能,探讨了药剂浓度、Ca2+浓度、温度、pH值以及协同效应等对阻垢和缓蚀性能的影响.试验结果表明:DMMP具有广泛高效的阻垢性能,能耐受较高的Ca2+浓度,在[Ca2+]为120mg/L,阻垢剂加入量为5mg/L,低于60℃温度下阻垢率可以达到86%以上.与聚丙烯酸(PAA)复配后在阻垢性能上具有良好的协同效应.单独使用浓度为20mg/L时,对A3碳钢的缓蚀率就可达到84.6%.适用于较高的pH环境,与钼酸钠复配后,产生明显的增效作用.综合性能均优于常用水处理剂HEDP和EDTMP.     

二(2,4,4-三甲基戊基)次膦酸的合成

二(2,4,4-三甲基戊基)次膦酸是一种在钴镍萃取方面表现优异的萃取剂.以次磷酸钠和二异丁烯为原料,通过一种新的自由基反应一步合成了二(2,4,4-三甲基戊基)次膦酸,收率达80.4%.确定了该反应的最佳工艺条件为:选用搪瓷高压反应釜、二异丁烯与次亚磷酸钠的摩尔比为2.5:1、引发剂为偶氮二异丁腈(AIBN)、操作压力6MPa、温度为135℃、反应过程中补加3次引发剂AIBN,总反应时间为32h.     

米诺膦酸中间体的合成研究

以甲酸乙酯及邻氨基吡啶为原料,经缩合、溴化、关环及Willgerodt-Kindler反应得到米诺膦酸中间体咪唑[1,2-a]吡啶-3-基乙酸.     

2-膦酰亚甲硫基1、3-苯并噻唑的合成及其对金属缓蚀的研究

本文论述了应用氯代甲撑基膦酸、2-巯基苯并噻唑(MBT)合成2-膦酰亚甲基硫基1.3-苯并噻唑(PMTBT)的方法,并对PMTBT对金属(铜、钢、铝)的缓蚀进行了研究。在自来水中加入PMTBT 15 ppm对铜的腐蚀速率是0.078mg/100cm~2天,而加入MBT 15ppm则腐蚀速率是0.10mg/100cm~2天,不加缓蚀侪是1.10mg/100cm~2天。在含氯离子、Ca~(2+)浓度较高的水中,加入PMTBT 10ppm,对铜的腐蚀速率是0.032mm/年,钢的腐蚀速率是1.09mm/年,铝的腐蚀速率是0.078mm/年。而加入MBT10ppm,则腐蚀速率是铜0∶037 mm/年,钢1.19mm/年,铝0.081mm/年,不加缓蚀剂时铜0.45mm/年,钢2.98mm/年,铝2.45mm/年。     

溶剂法合成1,2,4-酸的研究

研究了在有机溶剂异丙醇存在下由 β 萘酚合成 1,2 ,4 酸的工艺 此工艺不需消耗大量多余反应物便可获得收率和纯度高的产品 ,且可使废水负荷极大降低