有机膦阻垢缓蚀剂及其在磁化水中的阻垢研究

摘要

目前，根据我国可持续发展战略和环境保护的要求，有机膦阻垢缓蚀剂和共聚物阻垢分散剂被广泛应用于工业循环冷却水处理，对环保型无磷水处理产品的开发以及低磷水处理剂的研发，甚至是对新型的水处理工艺的探索，展开水处理药剂和不同水处理工艺之间的协同阻垢作用机理的研究意义重大。
　　 本文采用物理化学综合处理法，将稀土永磁与羟基乙叉二膦酸(HEDP)、2-膦酸丁烷-1，2，4三羧酸(PBTCA)、新型阻垢剂双1，6-亚己基三胺五亚甲基膦酸(BHMTPMPA)协同作用于给水。主要是采用静态阻垢实验和小型动态模拟实验，测定了在不同温度和不同浓度下，有机膦阻垢缓蚀剂与磁场协同阻垢性能；将磁场和有机膦阻垢缓蚀剂的有效结合，在一定程度上有效的减少了有机膦阻垢缓蚀剂用量，为进一步开发一种新型的磁场-水处理药剂协同处理工业循环冷却水的新技术和新工艺提供了可靠的理论保证。并将新型阻垢剂双1，6-亚己基三胺五亚甲基膦酸(BHMTPMPA)和聚环氧琥珀酸(PESA)进行复配，对复配物的缓蚀性能及协同阻垢效应进行了研究。
　　 对碳酸钙晶体进行了表面观察和细致的晶型分析，利用扫描电子显微镜进行观察，结果表明：这种磁场与有机膦阻垢缓蚀剂的协同作用，使得碳酸钙晶体的晶体形态发生了明显的变形，碳酸钙结晶发生严重畸变。结果表明：有机膦阻垢缓蚀剂和一定磁场强度下的磁化水具有协同阻垢作用。
　　 静态和动态实验结果表明：有机膦阻垢缓蚀剂与磁场之间具有明显的协同阻垢作用。在静态实验条件下，有机膦阻垢缓蚀剂与磁场的协同阻垢率比单独使用有机膦阻垢缓蚀剂可提高19％以上；在动态实验条件下，有机膦阻垢缓蚀剂与磁场的协同阻垢率比单独使用有机膦阻垢缓蚀剂可提高11％以上。旋转挂片腐蚀实验表明：BHMTPMPA-PESA复配物具有良好的缓蚀性能。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪 论

1.1 循环冷却水系统

1.1.1 直流冷却水系统

1.1.2 循环冷却水系统

1.1.3 循环冷却水系统中的沉积物

1.1.4 循环冷却水系统水垢的控制

1.2 阻垢剂研究现状与发展

1.2.1 阻垢剂的发展历程

1.2.2 有机多元磷酸阻垢缓蚀剂

1.2.3 水溶性聚合物阻垢分散剂

1.2.4 其他几种阻垢剂

1.3 聚合物阻垢机理

1.4 磁化水抑垢技术的研究进展

1.4.1 磁化抑垢技术的应用

1.4.2 磁化抑垢技术的进展

1.4.3 磁化抑垢技术的展望

1.5 本课题研究的目的、意义及主要内容

第二章 实验部分

2.1 主要试剂和原料

2.2 实验水样

2.3 实验仪器

2.3.1 磁化水实验装置

2.3.2 小型动态模拟实验装置

2.4 产物表征及性能评定方法

2.4.1 静态阻垢实验

2.4.2 动态阻垢实验

2.4.3 缓蚀性能的测试--旋转挂片法

2.4.4 垢样的制备及扫描电子显微镜的测量

第三章 羟基乙叉二膦酸及其在磁化水中的阻垢性能研究

3.1 在磁化水中羟基乙叉二膦酸的静态浓缩阻垢率

3.1.1 不同羟基乙叉二膦酸浓度下的阻垢性能

3.1.2 不同水温下的协同阻垢性能

3.1.3 羟基乙叉二膦酸在磁化水中的动态浓缩阻垢率

3.2 磁场与羟基乙叉二膦酸协同作用的阻垢机理分析

3.2.1 静态阻垢实验垢样的SEM分析

3.2.2 动态阻垢实验垢样的SEM分析

3.2.3 羟基乙叉二磷酸的阻垢机理分析

3.3 本章小结

第四章 2-膦酸丁烷-1,2,4-三羧酸在磁化水中的阻垢作用及机理研究

4.1 引言

4.2 磁化、2-膦酸丁烷.1,2,4-三羧酸协同阻垢作用静态实验

4.2.1 实验方法

4.2.2 不同PBTCA用量时,磁场与PBTCA的协同阻垢性能

4.2.3 不同水温下2-膦酸丁烷-1,2,4-三羧酸的阻垢性能

4.3 磁化、2-膦酸丁烷-1,2,4-三羧酸协同阻垢作用动态实验

4.3.1 实验方法

4.3.2 不同加药量下的动态阻垢率

4.42-膦酸丁烷-1,2,4-三羧酸与磁场协同作用阻垢机理分析

4.4.1 实验方法

4.4.2 静态阻垢实验垢样的SEM分析

4.4.3 动态阻垢实验的垢样的SEM分析

4.5 本章小结

第五章 磁场与双1,6-亚已基三胺五亚甲基膦酸及其复配物协同阻垢作用的研究

5.1 聚环氧琥珀酸阻垢剂的多元复配性能

5.2 聚环氧琥珀酸的缓蚀性能

5.3 磁场与双1,6-亚已基三胺五亚甲基膦酸协同阻垢作用的静态浓缩阻垢率

5.3.1 不同双1,6-亚已基三胺五亚甲基瞵酸浓度下的阻垢率

5.3.2 不同温度下BHMTPMPA的静态阻垢性能

5.4 磁场与BHMTPMPA协同阻垢作用的动态浓缩阻垢率

5.4.1 静态实验垢样分析

5.4.2 动态实验垢样分析

5.5 本章小结

第六章 结论

参考文献

致谢

攻读学位期间取得的科研成果清单