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。     

1-羟基丙叉-1,1-二膦酸离解作用的研究

本文用pH电位法研究了HPDP的五级离解作用；测定了其逐级离解常数；计算了离解过程的热力学参数△G、△H、△S。同时对HPDP与金属离子的螯合能力进行了研究。     

1—羟基丙叉—1,1—二膦酸离散作用的研究

本文用ｐＨ电位法研究了ＨＰＤＰ的五级离散作用，测定了其逐级离散常数；计算了离散过程的热力学参数ΔＧ，ΔＨ，ΔＳ。同时对ＨＰＤＰ与金属离子的螯合能力进行了研究。     

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。     

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.     

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。     

有机膦酸羧酸型水质稳定剂的研究——Ⅱ.2-膦酸丁烷-1,2,4-三羧酸的合成

对亚磷酸烷酯与丁烯二酸二烷酯的加成反应,以及膦酸丁二酸四烷酯与丙烯酸烷酯的加成反应的机理进行了讨论。提出了由亚磷酸二乙酯、反丁烯二酸二乙酯、丙烯酸乙酯等为反应原料,在碱性催化剂作用下经三步反应得到2-膦酸丁烷-1,2,4-三羧酸(PBTCA)的合成途径,产品得率为76%。采用谱学方法等初步证实了合成产物及其中间体的分子结构。并且对PBTCA的物化性质进行了探讨。     

甲壳胺的缓蚀阻垢作用及机理探讨

本文通过失重法、直流电化学测试、化学分析法，证明了甲壳胺在酸性条件下有缓蚀作用；同时，通过阻垢实验还发现甲壳胺在近中性条件下有明显的阻垢作用．甲壳胺是一种无毒、无公害、价廉的天然水处理剂．     

1-氨基乙叉-1,1-二膦酸离解作用的研究

用pH电位法研究了AEDP的五级离解常数，计算了离解过程的热力学参数△G^0、△H^0、△S^0。同时对AEDP与金属离子的螯合能力进行了研究。     

不同pH值羟基乙叉二膦酸的制备和光谱分析研究

羟基乙叉二膦酸受pH值影响很大.以质量分数为25%的NaOH溶液为滴定剂,制备pH值为2~13的羟基乙叉二膦酸(HEDP),研究了各pH值时HEDP的红外光谱,用拉曼光谱、等离子体发射光谱进行验证.光谱研究结果显示,pH值=2时主要是以羟基乙叉二膦酸存在,随着pH值升高,羟基乙叉二膦酸依次以一钠盐、二钠盐、三钠盐、四钠盐存在;816cm-1δOH吸收峰和630cm-1υP-C吸收峰是羟基乙叉二膦酸及其钠盐的特征吸收峰,α位碳的羟基变形振动吸收不变,和氧相连的υP-C随pH值升高吸收波数逐渐增大.     

腐植酸钠的阻垢缓蚀性能研究

对腐植酸钠(HA-Na)的阻垢和缓蚀性能进行了评定。结果表明：HA-Na不仅具有良好的阻垢分散性能，而且对碳钢也有较好的缓蚀作用，是一种性能优良的水处理剂。     

循环水缓蚀阻垢剂的研究

针对某公司循环水的水质情况,对原有的缓蚀阻垢剂进行改进,通过正交试验确定缓蚀效果较优的组合,有针对性地研究了一种适用于该公司循环水的缓蚀阻垢剂配方.     

腐植酸钠阻垢机理与性能的探讨

在静态阻垢法的基础上,使用XRD分析法、透光率法对腐植酸钠(HAS)的阻垢性能进行了综合研究,分别探讨分析了HAS对不同Ca2 浓度体系增溶量的影响,HAS对CaCO3垢样成晶过程的影响,HAS对CaCO3颗粒分散程度的影响。得出HAS的阻垢作用主要为较强的晶格畸变作用与分散作用,其络合增溶作用较弱。最后,通过实验与羟基亚乙基二膦酸(HEDP)、聚马来酸(HPMA)进行复配分析了HAS的协同作用。     

硫酸磺化改性淀粉制备及阻垢性能试验研究

为了减轻和避免目前阻垢剂排放对环境造成的污染,本实验利用浓硫酸氧化淀粉制备改性淀粉,其颜色为棕红色;在不同浓度、温度、Ca2+浓度、pH值下,对硫酸磺化改性淀粉的阻垢性能进行测试.实验结果表明,硫酸磺化改性淀粉高效阻垢的最佳浓度为0.61 mg/L,最佳温度为80℃,对应的阻垢效率为84.7%.其阻垢效率随着Ca2+浓...     

含磺酸基共聚物水处理剂的合成工艺及性能

以水为溶剂,次亚磷酸钠-过硫酸钠为引发剂,丙烯酸（AA）和1-烯丙氧基-2-羟丙基磺酸钠（COPS-1）为单体合成了含磺酸基的水溶性缓蚀阻垢剂。在装有机械搅拌、回流冷凝管、恒压漏斗和温度计的四口烧瓶中,按一定配比加入次亚磷酸钠、少量助剂和蒸馏水,在一定温度和搅拌条件下,分别同时滴加过硫酸钠水溶液和COPS-1／AA（AA恒为0．4mol）混合水溶液,进行共聚反应。该文实验通过优选法,考察了该共聚物阻垢性能与单体配比、引发剂用量、反应温度和反应时间等之间的关系,寻出了最佳合成工艺条件,研究结果表明,该共聚物的阻垢分散性能明显。     

聚合物缓蚀剂对碳钢缓蚀作用的机理研究

用分子动力学模拟计算了聚天冬氨酸PASP、聚环氧琥珀酸PESA和水解聚马来酸酐HP-MA3种聚合物缓蚀剂与Fe（110）和Fe（001）面在水溶液和无水条件下的相互作用。结果表明：3种聚合物缓蚀剂与Fe晶面的结合能排序由大到小均为PASP〉HPMA〉PESA;缓蚀剂与Fe（110）晶面的结合能要大于Fe（001）面。水溶液中聚合物缓蚀剂的形变能总体要小于无水体系中的形变能,水分子的存在消弱了缓蚀剂的形变程度。从对关联函数g（r）的分析表明,Fe原子分别与聚合物缓蚀剂和水分子中的O原子形成了非键作用。溶剂化效应在模型构建时存在着不可忽略的影响。这些结果的获得可以为新型缓蚀剂的开发提供理论指导。     

重垢水缓蚀阻垢剂的研究

以PBTCA、锌盐、阻垢剂EB等为基础，运用旋转挂片法和静态阻垢法对某地下重垢水进行缓蚀阻垢研究，得到了一种对缓蚀、阻垢性能优良且性能价格比合理的复合缓蚀阻垢剂。利用扫描电子显微镜和X衍射对有无阻垢剂存在条件下垢样的微观形态进行了观察对比，进而对复配药剂的阻垢机理进行了初步探讨。     

硫酸介质中3,5-二(2-吡啶基)-1,2,4-三唑对铜的缓蚀作用的电化学研究

利用动电位扫描、循环极化、循环伏安等电化学方法研究了3,5-二(2-吡啶基)-1,2,4-三唑(HBPT)在0.5 mol/L H2SO4介质中对铜的缓蚀性能.极化曲线研究表明3,5-二(2-吡啶基)-1,2,4-三唑在0.5 mol/L硫酸溶液中对铜的阳极反应起抑制作用,对铜的阴极反应起促进作用,属于阳极型缓蚀剂.循环伏安研究显示3,5-二(2-吡啶基)-1,2,4-三唑可能在电极表面产生吸附或与一价铜发生作用,从而在0.5 mol/L硫酸溶液中对铜起到缓蚀作用.