利用电导率法研究聚环氧琥珀酸的阻垢性能

随着“绿色化学”的发展, 防腐阻垢剂也逐步趋向环境友好型. 通过电导率法探讨了不同温度及浓度下聚环氧琥珀酸(polyepoxysuccinic acid, PESA)的阻碳酸钙垢、碳酸钡垢和硫酸钡垢的性能. 结果表明: PESA的阻垢性能良好, 且随着浓度的增加, 其阻碳酸钙垢和硫酸钡垢的性能也不断增强; PESA阻碳酸钡垢的性能随其浓度的增加先增强后减弱, 并在40 mg/L时达到峰值; 随着温度的升高, PESA阻碳酸钙垢的性能逐渐减弱, 而阻碳酸钡垢和硫酸钡垢的性能逐渐增强. 实验结果证明, PESA是一种优良的阻垢剂, 适用于在一般温度下阻碳酸钙、硫酸钙及硫酸钡型的垢. 此外, 电导率法具有操作简便、快捷的特点, 适用于针对以上几种垢的阻垢性能研究.     

复配阻垢剂对硫酸钡阻垢效果研究

硫酸钡垢结构致密且一般不溶于酸,目前针对该类垢型最有效的解决办法就是在注入水中加入化学阻垢剂。选取DETPMP、EDTMPS、GY-405、HX-1、AMPS(2-丙烯酸-2-甲基丙磺酸)五种阻垢剂进行复配,采用钡离子络合滴定方法筛选出阻垢效果较好的复配型阻垢剂,再利用正交实验优化阻垢剂的配方。实验结果表明:阻垢剂两两复配时,GY-405与DETPMP在复配比为2:1时对硫酸钡垢阻垢效果最好,阻垢率最高可达到62.36%;三种阻垢剂复配时,利用正交软件可知,在GY-405、DETPMP、AMPS的浓度分别为25 mg/L、25 mg/L、15 mg/L时,该复配型阻垢剂对硫酸钡的阻垢效果最好,可达80%以上。选取Ba2+浓度、温度、矿化度、p H作为影响因素,对复配阻垢剂进行正交评价实验。通过正交实验可知,在四种因素共同作用下,当矿化度为42 g/L、Ba2+浓度为800 mg/L、p H为7、温度为85℃时,复配阻垢剂对硫酸钡阻垢率最大。四种因素中,复配阻垢剂对硫酸钡阻垢效果的影响大小的排序为Ba2+浓度p H矿化度温度。     

碳酸钙阻垢效果影响因素实验研究

为了研究多因素共同作用对碳酸钙阻垢效果的影响,采用静态阻垢法对筛选出的浓度为100 mg/L 的PESA 阻垢剂开展了碳酸钙阻垢效果影响因素研究。首先,采用单因素分析法开展了阻垢剂类型、浓度、碳酸钙过饱和度、含 盐量以及pH 值对碳酸钙阻垢效果的影响实验,然后,根据单因素实验结果设计正交实验,通过正交实验研究了含盐 量、温度、CO2 分压和pH 值共同作用时对碳酸钙阻垢效果的影响。单因素实验结果表明,随着碳酸钙过饱和度的增大 阻垢剂PESA 的阻垢率减小,随着含盐量的增大阻垢剂PESA 的阻垢率先增大后相对减小,随着pH 值的增大阻垢剂 PESA 的阻垢率先增大后减小;临界含盐量为50 g/L 时,阻垢率可达95.85%;pH 值为6.5∼8.0 时阻垢效果最佳,阻垢 率为90%。由正交实验结果可知,温度对PESA 阻垢剂的阻垢率影响最为显著,对应的极差为8.2,P 值为0.002,其次 为pH 值和CO2 分压,而含盐量的影响作用微乎其微。最优因素水平组合为温度60℃、pH 值7.5、CO2 分压1.5 MPa、 含盐量5.5 g/L,此时阻垢剂PESA 对碳酸钙的阻垢效果最好。     

ESA/AMPS共聚物的合成及阻垢性能分析

以MA和AMPS为原料,以过硫酸铵为引发剂合成了ESA/AMPS共聚物.通过静态阻垢实验,考察了各实验条件对ESA/AMPS共聚物阻碳酸钙垢、磷酸钙垢的阻垢率的影响.得出最佳合成工艺条件为单体配比m(MA)∶m(AMPS)=3∶1,引发剂用量质量分数4%,聚合时间3h,聚合反应温度85~90℃.阻垢剂投药量约5mg/L时,阻垢效果最好.     

复配阻垢剂对碳酸钙阻垢效果及垢晶微观形貌影响

针对石南1631注水井结垢问题,以该注水井水样分析数据为基础,应用Scale-Chem结垢预测软件对该注水井的结垢类型进行了预测,得到该注水井的主要结垢类型为碳酸钙垢,并与现场垢样分析结果进行了对比。为了减缓结垢对注水的影响,选用五种阻垢剂对该注水井水样开展了阻垢效果研究。在阻垢剂单剂对注入水水样阻垢效果实验研究的基础上,将优选出的阻垢剂PESA与DTPMPA以2:1 复配,当阻垢剂浓度为80mg/L时,阻垢率达到90.26%。为明确复配阻垢剂的阻垢机理,对加入不同复配阻垢剂浓度前后形成的垢晶进行了扫描电镜分析与X-射线衍射分析,分析结果表明,复配阻垢剂对碳酸钙晶体的形貌与晶体粒径均有一定程度的影响,在实验所用复配阻垢剂浓度范围内,阻垢剂浓度越高,碳酸钙晶体的平均粒径越小;复配阻垢剂主要通过螯合增溶与晶格畸变,在碳酸钙垢的形成过程起到了抑制作用。     

γ-聚谷氨酸阻垢性能的研究

通过枯草芽孢杆菌发酵得到γ-聚谷氨酸(γ-PGA),并采用静态阻垢法评价γ-PGA的阻垢性能.研究了温度、pH值、Ca~(2+)浓度、γ-PGA分子量以及γ-PGA浓度对于该阻垢性能的影响,并对其阻垢产物进行结构表征以及对阻垢原理进行初步分析.研究结果表明,γ-PGA大分子和小分子均具有较强的阻垢作用,而小分子具有比大分子更加优良的阻垢特性.在阻CaSO_4垢和阻CaCO_3垢实验中,达到100%阻垢率时,小分子γ-PGA的最低浓度分别为4 mg/L和2 mg/L,而在相同条件下大分子γ-PGA的最低浓度均为20 mg/L.     

油田采油阻垢剂筛选研究

为了筛选出适合某油田使用的阻垢剂,通过分析油田水质及垢样的 XRD,发现垢样成分主要为碳酸钙和硫酸钙. 在测定了 11 种阻垢剂钙容忍度的基础上,采用静态实验法和模拟油田水体法,测定了各种阻垢剂的阻垢率,对比后,筛选出了适合油田水质特点和垢体类型的 POCA 阻垢剂,在 80 ℃油田水质环境下,其添加质量浓度为 20 mg/L 时,阻垢率为 81.27%,钙容忍度高于 20 000.     

三元共聚物与PESA复配及其对循环冷却水阻垢性能的影响

合成了丙烯酸／丙烯酰胺／马来酸酐（AA／AM／MA）三元共聚物，并探讨了共聚物与聚环氧琥珀酸（PESA）物理复配后的阻垢效果．研究了共聚物分子量、阻垢剂用量以及钙离子浓度、溶液pH值等因素对阻垢性能的影响．实验结果表明，AA／AM／MA共聚物与PESA复配后具有良好的阻垢效率．     

聚天冬氨酸对硫酸钙的阻垢性能研究

研究了可生物降解的新型聚合物阻垢剂聚天冬氨酸对硫酸钙的阻垢性能,探讨了共聚物质量浓度、钙离子质量浓度、硫酸根质量浓度、温度、pH值等因素对聚天冬氨酸阻硫酸钙垢性能的影响,并用扫描电镜研究了聚天冬氨酸对硫酸钙的结晶形态的影响,在聚天冬氨酸质量浓度为2 mg/L时,硫酸钙晶体产生了严重的变形.结果表明聚天冬氨酸对硫酸钙具有优异的阻垢性能.     

油田管道阻垢剂阻垢性能及分子动力学模拟研究

为油田筛选高效阻垢剂对保障油田安全生产具有重要的意义。以长庆油田采油一厂某区块的油田水为研究对象，利用静态阻垢实验研究了1-烃基乙烷-1,1-二磷酸（HEDP）、氨基三亚甲基膦酸（ATMP）、聚丙烯酸（PAA）、丙烯酸-马来酸酐共聚物（AA-MA）4种油田常用阻垢剂的阻垢性能。同时利用分子动力学模拟阻垢剂与碳酸钙垢晶体表面相互作用过程，明确造成4种阻垢剂阻垢效率不同的微观机理。结果表明，4种阻垢剂的阻垢效率的大小顺序为HEDP> ATMP>AAMA>PAA；分子动力学模拟得到多元膦酸型和聚合物型阻垢剂都是通过吸附在碳酸钙垢晶体表面，与其发生相互作用，影响晶体有序生长过程，从而实现阻垢作用。阻垢剂与碳酸钙晶体表面的结合能大小不同是影响阻垢效率的关键因素之一。该研究可为同类油田筛选高效阻垢剂提供理论指导。     

一种钡锶阻垢剂的研制与性能评价方法研究

研究了一种三元共聚物钡锶阻垢剂AMCP,并进行了静态与动态评价。三元共聚物最佳合成条件为温度80℃,引发剂质量分数0.2%,反应时间4 h,静态阻垢率64.6%。三元共聚物与乙二胺四亚甲基膦酸钠复配后得到阻垢剂AMCP-21,静态阻垢率提高到82.4%。对阻垢剂AMCP-21进行动态评价,结果表明,随着阻垢剂质量浓度、温度的增加,动态阻垢率是逐渐增加的;在70 000 mg/L的高矿化度条件下,阻垢率仍能在80%以上。在动态评价仪中加入100 mg/L阻垢剂AMCP-21,连续冲刷30 h,测试管壁上结垢不明显。该阻垢剂可有效解决油田集输系统和设备因结垢而损坏的问题,提高石油开发的经济效益。     

锐钛矿型TiO2/SiO2复合氧化物的制备

以硅灰石为硅源、 硫酸钛为钛源, 在未添加任何表面活性剂的制备条件下得到较高比表面积的多孔锐钛矿型TiO₂/SiO₂复合氧化物.反应过程中生成微溶于水的CaSO₄, 在复合物孔隙的形成中起重要作用. 利用XRD,TEM,N₂吸附和脱附对复合物的微观结构和化学组成进行了表征.     

小尺度管道中CH4-O2爆炸火焰传播规律实验研究

为研究小尺度管道中CH₄-O₂爆炸火焰传播规律,设计并建立了小尺度管道实验系统,由小尺度管道、配气系统、点火系统、爆炸压力数据采集系统、高速摄影系统以及数据处理系统等组成. 利用小尺度管道实验系统,研究了不同初始压力、不同初始浓度条件下CH₄-O₂混合气体爆炸火焰传播的规律. 爆炸火焰传播速度由高速摄影系统采集的图像利用Matlab程序进行处理并计算得到. 结果表明:同一初始浓度条件下,随着初始压力的增加,爆炸火焰在管道中传播的最大速度随之增大;管道中爆炸火焰最大速度与初始压力的倒数近似呈线性关系;对于不同初始浓度下的混合气体,都存在使混合气体形成加速火焰的最低初始压力;以化学当量浓度（CH₄+2O₂）为界限,当初始浓度越接近化学当量浓度时,混合气体形成加速火焰所需的最低初始压力越小.      

CF4/N2混合物替代SF6/N2的可行性研究

SF6具有良好的绝缘强度,但其全球温室效应指数(GWP)是二氧化碳的23 900倍,因此有必要寻找一种环境友好的绝缘气体替代SF6。从绝缘性能、协同效应和GWP三方面研究了CF_4/N_2混合物替代SF6气体的可行性。研究结果表明:CF_4/N_2混合物的工频击穿电压随气压的升高出现饱和现象;80%CF_4/N_2混合物为最佳混合比例,其绝缘性能约为同条件下纯SF6击穿电压的65%;CF_4/N_2混合物具有协同效应,协同系数在0.2~0.59之间,和SF_6/N_2的协同系数接近;CF_4/N_2混合气体的GWP值随着气体的混合比呈线性关系,80%CF_4/N_2混合物的GWP值比SF_6/N_2低很多。因此,综合考虑绝缘性能、协同效应和GWP,80%CF_4/N_2混合物有希望替代SF_6/N_2气体用于气体绝缘。     

ZrAl4 C4、Zr2 Al4 C5和Zr3 Al4 C6结构、弹性和电子性质对比

采用第一性原理方法,对比研究了Zr-Al-C体系纳米层状化合物ZrAl₄C₄、Zr₂Al₄C₅和Zr₃Al₄C₆的结构、弹性和电子性质,并探寻其规律性。结果表明：从晶体结构角度分析,三种材料均可看作由(ZrC)和(Al₄C₃)两个独立单元以不同比例组合而成,可统一表示为(ZrC)_nAl₄C₃(n=1,2,3),且三者的晶格常数a值近似相等,晶格常数c随着ZrC含量的增大而变大。三种化合物弹性性质中,体模量、剪切模量、杨氏模量的大小关系满足：ZrAl₄C₄< Zr₂Al₄C₅< Zr₃Al₄C₆。通过对三者电子态密度和Mulliken布局分析得到,ZrAl₄C₄、Zr₂Al₄C₅和Zr₃Al₄C₆均具有金属键、离子键和共价键的特征,且Zr-C键强于Al-C键,从微观电子角度解释了在(ZrC)_nAl₄C₃(n=1,2,3)体系中Zr-C键含量越高则对应材料的体模量、剪切模量、杨氏模量等弹性性质越大。本文计算结果与已有实验值和理论值吻合较好。     

硫酸铵和硫酸钠溶液侵蚀下水泥土力学性质试验研究

为研究硫酸铵和硫酸钠溶液侵蚀下水泥土的力学性质,将制备的水泥土试块置于不同浓度的硫酸铵和硫酸钠溶液中进行长期(150 d)浸泡,通过无侧限抗压强度试验,得到无侧限抗压强度随侵蚀溶液浓度和侵蚀时间的变化规律,分析硫酸铵和硫酸钠溶液侵蚀对水泥土力学性质的影响。研究结果表明:硫酸铵和硫酸钠溶液对水泥土均具有侵蚀作用,浓度越大,侵蚀越显著;浸泡时间越久,侵蚀越明显;在侵蚀早期,硫酸钠浓度在一定范围内对水泥土的抗压强度增长有利,在短期内硫酸钠溶液可以提高水泥土试块无侧限抗压强度;在相同SO_4~(2-)浓度下,硫酸铵溶液侵蚀下的水泥土抗压强度要低于硫酸钠溶液侵蚀下的抗压强度,铵盐会对水泥土的力学性质产生影响;硫酸盐对水泥土的侵蚀作用要远大于铵盐对水泥土侵蚀作用。     

Na2Ce4(MoO4)7晶体的生长及磁光性能研究

采用提拉法生长Na₂Ce₄(MoO₄)₇晶体,通过XRD测试证实其为白钨矿结构,空间群为I4₁/a. 测试晶体在400~1600nm波段的透射光谱,其在600~1600nm波段透过率较高,大约77%~79%. 晶体中Ce³⁺稳定存在,退火前后均未发生变价. 不同方向磁化率的测定表明,Na₂Ce₄(MoO₄)₇晶体为顺磁性且存在明显的磁各向异性,其易磁化方向与光轴方向一致. 采用消光法测试晶体在635、 1064nm处的法拉第旋转角,计算得到的费尔德常数分别为：-194.5、 -58.5rad·(m·T)^-1,约为TGG晶体的1.46倍.     

微量Ag_3PO_4改性g-C_3N_4的可见光催化活性研究

采用一种简易方法制备了较低Ag3PO4含量的Ag3PO4/g-C3N4复合可见光催化剂,采用X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)、紫外可见漫反射光谱(UV-vis DRS)、荧光光谱(PL)和X射线光电子能谱(XPS)等对Ag3PO4/gC3N4进行了系统分析与表征。通过在Ag3PO4/g-C3N4存在条件下甲基橙的光降解反应,考察该催化剂的可见光催化活性。结果表明,所制备的复合材料中确实存在Ag3PO4,Ag3PO4的引入对gC3N4晶型结构没有明显的影响,但显著提高了其在可见光区的吸收能力和光生电子/空穴对的分离效率,提高了其可见光催化活性。     

电动汽车用锰酸锂与磷酸铁锂动力电池性能比较分析

尖晶石锰酸锂和橄榄石磷酸铁锂离子电池是当前电动汽车用动力电池的主体,采用实验比较研究的方法,对比了两种动力电池正极材料电化学特性,研究了两种材料制备成动力电池的能量密度、功率密度、温度特性、循环寿命以及应用特性.结果表明:除低温性能和功率密度外,磷酸铁锂动力电池在其他方面的性能均优于锰酸锂动力电池.     

纳米Si3N4对反应烧结Si3N4结合SiC材料的影响

利用反应烧结机制，在1450℃制备了Si