收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

荧光示踪超支化聚羧酸阻垢剂的制备、性能和阻垢机理

张枝健  
【摘要】:在工业循环冷却水系统中,冷却水随着浓缩倍数增加,循环次数的增多,结垢成为非常棘手的问题,所以工业循环水中大量使用阻垢剂。为了提高现有阻垢剂的性能,减少磷的使用,并研究其作用机理,本文以丙烯醇与马来酸酐为原料,由单酯化反应合成了可提供支化点的功能单体AMA,再以8-羟基-1,3,6-芘三磺酸钠和烯丙基氯为原料,制备出含有可聚合双键的荧光功能单体APTA。通过自由基聚合反应,以AMA、MA、APTA为原料,反应生成得到荧光示踪型超支化聚羧酸HBP-APTA。随后利用红外光谱FT-IR、核磁共振氢谱和热分析进行了结构表征。通过XRD、SEM和荧光电子显微镜等初步研究了其作用机理。通过静态阻垢法对产物阻垢性能进行研究.结果显示HBP-APTA对碳酸钙和硫酸钙具有很高的阻垢效果,特别是对硫酸钙的阻垢效果尤为突出,当浓度为2.5 mg/L时,阻硫酸钙垢率已经高达95.61%。当浓度为10 mg/L时,对碳酸钙阻垢率能达到93.53%。高钙离子浓度时对阻碳酸钙垢的效果影响比较明显,但对阻硫酸钙垢影响不大。阻垢性能随着阻垢剂浓度的增大而增大。其最佳使用p H条件为6-8。此外,荧光示踪超支化聚羧酸HBP-APTA有良好的分散和增溶性能。在阻垢机理研究方面,XRD结果表明,当HBP-APTA阻垢剂加入后,碳酸钙结晶度下降,晶型与红外分析一致,晶型由方解石变为稳定性差的球霰石。此外,阻垢剂不改变硫酸钙晶体的晶型,但是也会使硫酸钙结晶度下降,晶体强度降低。通过SEM结果分析可得,未添加阻垢剂的情况下,硫酸钙和碳酸钙分别呈现明显的针状和规整的立方体,晶体表面形貌比较规整,生长排列有序,表面较为光滑;当加入HBP-APTA阻垢剂后,碳酸钙晶体呈现鳞片型和形状变形的的球霰石晶体,晶体生长疏松混乱。硫酸钙形状不再为针状,表面变得粗糙,结构受损破坏,晶体容易断裂,晶体体积变大。通过对晶体成核和晶体生长期的研究可得,HBP-APTA对两者都会产生明显的干扰。结果表明,HBP-APTA的加入使晶体成核期出现并有效延长成核诱导期,提高了Ca~(2+)平衡浓度及减少晶核数量的形成。此外对钙垢晶体生长期的研究可知,加入HBP-APTA可以改变钙垢晶体生长方式,能够减缓钙垢晶体的生长速度,干扰晶体的生长。利用荧光示踪技术,在激光共聚焦显微镜下对钙垢阻垢机理进行探究,结果表明,阻垢剂呈不规律分布并作用于碳酸钙垢多个层次和位置,从而影响晶体生长,因此碳酸钙晶体在HBP-APTA影响下生长混乱。而硫酸钙晶体在可视化下更为特殊,硫酸钙晶体由小粒子杂质和离子先形成中心晶核,随后阻垢剂吸附在核中并在生长过程中一直影响着硫酸钙晶体的生长。在荧光示踪性能方面,荧光示踪型超支化聚羧HBP-APTA激发和发射波长分别为403 nm和430 nm。HBP-APTA的荧光强度与其浓度具有相当良好的线性关系。通过模拟循环水的环境,考察了温度、p H值、使用时长、杀菌剂次氯酸钠和无机盐离子浓度等因素对HBP-APTA荧光强度的影响。结果表明,HBP-APTA满足本文合成了一种新的荧光示踪型阻垢剂超支化阻垢剂,结果显示具有良好的阻垢效果,并能满足在线实时监测阻垢剂浓度的要求。随后通过研究超支化聚合物阻垢剂在晶核形成、生长、晶体形貌中的影响,揭示超支化聚合物在阻垢方面的作用机理,为超支化聚合物应用于阻垢提供理论和数据支撑。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前17条
1 李美兰;贺子纯;穆凯飞;龚伟;来倩;杨萌;刘白玲;;端羧基超支化型绿色阻垢剂的制备及阻垢性能[J];中国塑料;2020年09期
2 朱志良,李继文,倪亚明;聚羧酸类阻垢剂对碳酸钙的沉淀及溶解过程的影响研究[J];工业水处理;2001年06期
3 王志辉;曾玮;;绿色阻垢剂在卤水制盐工艺中的研究进展[J];江西化工;2020年06期
4 贾晓宇;张玉玲;熊广森;王姣龙;;基于协同机制绿色阻垢剂的性能研究[J];工业用水与废水;2020年06期
5 孙金忠;尚明星;;浅谈新型制盐专用阻垢剂的开发和性能评价[J];中国井矿盐;2021年03期
6 窦孟然;高嵩;;无磷有机阻垢剂的性能和作用机理[J];石油炼制与化工;2020年05期
7 宋良业;王大卫;张磊;王宇哲;;油田某区块结垢预测及阻垢剂性能评价[J];化学工程师;2020年07期
8 杨红丽;杨珠普;严茹;;油田用新型阻垢剂的研究和应用[J];云南化工;2020年09期
9 李桂林;王延庆;王承刚;雷仲存;;循环冷却水缓释阻垢剂投加的精细化控制实践[J];冶金动力;2020年09期
10 冯瑞;颜苏芊;秦莉;;两种阻垢剂在纺织空调循环水处理中的应用[J];上海纺织科技;2020年10期
11 王虎传;彭成军;吴淑敏;王丹可;李传润;;制药循环水用无磷阻垢剂的阻硫酸钙垢性能[J];精细化工;2017年12期
12 王语林;李常青;谷丽芬;韦清华;张鹏;;阻垢剂研究及应用进展[J];广东化工;2018年09期
13 马天奇;何飞;杨志刚;李辉;张淑侠;董晨曦;;固体阻垢剂在油田生产中的进展[J];石油化工应用;2018年10期
14 曹嘉斌;苟颖琦;;油田注水用化学阻垢剂及化学杀菌剂研究[J];当代化工;2017年05期
15 陈权;熊日华;霍卫东;;利用浊度确定硫酸钙阻垢剂用量的方法[J];广东化工;2016年04期
16 崔金磊;魏乐;李润达;姜威;李秀敏;;高磷水体对有机磷酸盐类阻垢剂性能的影响评判[J];山东化工;2015年07期
17 屈蓉;;油田注水用阻垢剂的研究及性能测试[J];化工管理;2014年24期
中国重要会议论文全文数据库 前20条
1 戚晶云;张开川;胡进华;涂小斌;于浩;陈天;;载有阻垢剂的碳棒滤芯对聚酰胺复合膜元件的影响[A];2020年中国家用电器技术大会论文集[C];2020年
2 尹泽斌;王恒;钟显康;扈俊颖;;局部碳酸钙沉积对碳钢腐蚀行为的影响及阻垢剂研究[A];第十一届全国腐蚀与防护大会论文摘要集[C];2021年
3 韩松;;阻垢剂性能评价方法探讨[A];2016中国水处理技术研讨会暨第36届年会论文集[C];2016年
4 刘坤;王文凤;崔进;赵明喜;陈磊;谢丽;杨秋菊;杜洋;;国产品牌反渗透阻垢剂的开发和应用[A];2016中国水处理技术研讨会暨第36届年会论文集[C];2016年
5 唐和清;冯改宁;朱丽华;王万红;陈玉娥;;高效复合型阻垢剂的研究[A];第十三届全国缓蚀剂学术讨论会论文集[C];2004年
6 吉卫;;一种绿色环保高效膜用阻垢剂[A];膜分离技术在石油和化工行业中应用研讨会论文集[C];2006年
7 彭福兵;;“环境友好”可生化降解的新型增强型马来酸聚合物阻垢剂的研究[A];2013中国水处理技术研讨会暨第33届年会论文集[C];2013年
8 霍宇凝;陆柱;;聚合物阻垢剂研究进展[A];’2001全国工业用水与废水处理技术交流会论文集暨水处理技术汇编[C];2001年
9 霍宇凝;陆柱;;聚合物阻垢剂研究进展[A];中国土木工程学会水工业分会第四届理事会第一次会议论文集[C];2002年
10 闫岩;;硅垢阻垢剂及评价方法的研究现状[A];’2004全国水处理技术研讨会暨第24届年会论文集[C];2004年
11 范莉莉;李万红;刘雪雁;;水处理阻垢剂的发展及展望[A];第八届全国大学化学教学研讨会论文集[C];2005年
12 李琴;于萍;罗运柏;;反渗透膜阻垢剂的性能评价[A];中国化学会第九届全国应用化学年会论文集[C];2005年
13 李建玺;郭包生;陈浩;王蓉蓉;罗奖合;王广珠;;浅谈反渗透阻垢剂性能评价方法[A];中国精细化工协会第二届水处理化学品行业年会论文集[C];2006年
14 赵莹;孙立明;郑二丽;韦玉堂;;高效低膦复合缓蚀-阻垢剂的研究[A];第十四届全国缓蚀剂学术讨论会论文集[C];2006年
15 李凡修;辛焰;陈武;;共聚物类阻垢剂的研制进展[A];’2001全国工业用水与废水处理技术交流会论文集暨水处理技术汇编[C];2001年
16 汪南;谢望平;叶平;王先菊;朱冬生;;绿色阻垢剂在开放式换热器中的抗垢强化传热性能研究[A];第六届中国功能材料及其应用学术会议论文集(7)[C];2007年
17 李琴;于萍;罗运柏;李江华;何俊;魏进超;叶灿;;反渗透膜国产阻垢剂的阻垢性能试验[A];湖北省电机工程学会电厂化学专委会2007年学术年会论文集[C];2007年
18 彭广志;王桂芬;彭波;;树状大分子反渗透专用阻垢剂的性能和应用研究[A];2016中国水处理技术研讨会暨第36届年会论文集[C];2016年
19 李鹏飞;程终发;王东海;齐晓婧;周靖仁;高灿柱;;高效阻垢剂水解聚马来酸酐性能研究[A];2014中国水处理技术研讨会暨第34届年会论文集[C];2014年
20 符嫦娥;周钰明;;一种基于聚乙二醇单醚无磷无氮阻垢剂的制备与性能研究[A];中国化学会第27届学术年会第05分会场摘要集[C];2010年
中国博士学位论文全文数据库 前20条
1 曹生现;冷却水污垢对策评价与预测方法及装置研究[D];华北电力大学(河北);2009年
2 王虎传;基于乙二酸封端聚醚无磷水处理剂的合成及性能研究[D];东南大学;2015年
3 周伟生;反渗透膜用药剂的制备及其性能研究[D];天津工业大学;2007年
4 王崧;功能超支化聚乙烯定制及其在热二极管聚高内相多孔基材中的应用[D];浙江大学;2018年
5 王云明;典型超支化高分子聚合体系中的环化效应研究[D];河北大学;2019年
6 张元功;一锅法合成超支化聚糖及其应用[D];河北大学;2019年
7 樊佑;亲水性超支化接枝超支化共聚物的合成及其在制备纳米粒子方面的应用[D];天津大学;2017年
8 詹宸;超支化聚酰胺—胺及其衍生物的合成及应用研究[D];天津大学;2017年
9 周小雁;超支化聚缩水甘油醚衍生物的合成及其在肿瘤治疗中的研究[D];暨南大学;2018年
10 檀海维;基于端基修饰的超支化聚酰亚胺的电存储材料的制备及性能研究[D];吉林大学;2018年
11 章轶锋;超支化多糖的结构和链构象及其功能化[D];武汉大学;2011年
12 夏于旻;功能性超支化聚醚载体的设计合成及其生物应用研究[D];东华大学;2012年
13 汪剑;点击聚合法制备功能性超支化聚三唑[D];浙江大学;2013年
14 李连伟;研究溶液中自由和受限的“完美”超支化链[D];中国科学技术大学;2013年
15 陈国文;超支化硅碳烷—硅基杂化功能材料的制备及其在色谱领域的应用[D];山东大学;2012年
16 张纪贵;新型超支化聚苯醚的分子设计、合成、改性及性能研究[D];北京化工大学;2006年
17 宋伟强;超支化不饱和聚酯酰胺合成、表征、辐射效应及流变改性[D];东华大学;2006年
18 寇玉霞;超支化聚醚的改性、载药及其性能的研究[D];上海交通大学;2009年
19 孔立智;新型超支化和树枝状聚合物的合成与性质[D];中国科学技术大学;2008年
20 胡晓芬;超支化聚醚层层组装构建心血管植入体表面多功能涂层的研究[D];浙江大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前20条
1 张枝健;荧光示踪超支化聚羧酸阻垢剂的制备、性能和阻垢机理[D];西南民族大学;2020年
2 吕宇涛;聚环氧琥珀酸类绿色阻垢剂的合成及性能研究[D];西安石油大学;2020年
3 陈家驰;阻垢剂的性能机理及高温高压下阻垢剂研究[D];上海交通大学;2017年
4 朱栋琦;石灰石湿法烟气脱硫喷淋塔阻垢实验研究[D];华北电力大学;2019年
5 陈德红;多效蒸发海水淡化技术中阻垢过程研究[D];大连理工大学;2019年
6 李昀娉;敞开式循环冷却水系统电解阻垢方法的研究[D];中国地质大学(北京);2019年
7 周欣桐;羧酸型阻垢剂在反渗透膜水处理中的应用研究[D];西安工程大学;2019年
8 马婧洁;羧酸基型阻垢剂在纺织空调喷淋水系统中的应用[D];西安工程大学;2019年
9 苏玲莉;纺织厂空调循环水系统中阻垢剂的应用与性能研究[D];西安工程大学;2019年
10 张桐;火电厂用阻垢剂的开发及引发剂对其性能影响的研究[D];西安工程大学;2019年
11 朱琛国;HPMA-AEO-n聚合物阻垢剂的合成及其阻碳酸钙垢性能的研究[D];兰州交通大学;2019年
12 朱琳;杂质镁离子存在下电场阻垢特性的分子动力学模拟及其实验研究[D];燕山大学;2019年
13 闫婷婷;对包钢总排一级反渗透运行参数的研究[D];内蒙古科技大学;2019年
14 张传鑫;交变电磁及超声阻垢关键技术研究[D];燕山大学;2019年
15 罗刚;油田用固体阻垢剂的制备与性能研究[D];西南石油大学;2018年
16 曾丽瑶;硫酸钙结垢影响因素及化学阻垢剂合成[D];西南石油大学;2018年
17 陈洁净;海水淡化传热金属垢下微区腐蚀行为及机理研究[D];中国石油大学(华东);2017年
18 杜智英;井矿盐注、采卤管道结垢的影响因素及阻垢剂遴选[D];中国石油大学(华东);2017年
19 邱同同;聚合物硅垢阻垢剂的合成与性能研究[D];山东大学;2019年
20 李德佳;聚合物硅垢阻垢剂的合成与性能研究[D];西安石油大学;2019年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 葛军 于海龙;中铝山东企业研发“新型阻垢剂”达到国内先进水平[N];中国有色金属报;2009年
2 特约记者 刘宽胜;国产碱性阻垢剂保装置低耗稳运[N];中国化工报;2012年
3 特约记者 刘宽胜;我压缩机阻垢剂跻身国际前列[N];中国化工报;2010年
4 本报记者 路龙帅;瞄准“卡脖子”技术谋突破[N];德州日报;2020年
5 锦州市兆基热力水处理药剂厂;诚实守信 服务社会[N];锦州日报;2007年
6 沈文;破解三剂采购降本难题[N];中国石化报;2010年
7 记者 王孝弟;超支化技术成功引入皮革化工[N];中国化工报;2011年
8 特约记者 韩建栋 本报记者 师啸;科技显威力 成本见新低[N];中国石油报;2009年
9 巩翠红;2008年我国聚羧酸原材料进口价格跌宕起伏[N];中国建材报;2009年
10 李建永;何以赢得大市场[N];中国石化报;2000年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978