膜阻垢剂及其阻垢机理研究新进展

由于水资源紧缺的问题,反渗透膜处理技术发展迅速。膜阻垢剂因能减缓膜组件的结垢、提高水净化效率,因而被广泛应用于反渗透膜处理技术。常见的膜阻垢剂有磷酸盐类、阴离子聚合物类、阳离子聚合物类以及绿色阻垢剂等,一般认为它们可以通过螯合、分散、晶格畸变等作用或阈值效应阻碍或缓解垢的形成。树枝状聚合物膜阻垢剂具有优异的阻垢性能,与其结构相似的球形聚电解质刷作为一种刷状聚合物膜阻垢剂也在膜处理领域中崭露头角。深入研究新型膜阻垢剂的阻垢机理可为设计开发针对性强、经济环保的高效阻垢产品奠定理论基础。

马来酸衍生物水处理剂的合成及阻垢机理研究

在不同条件下合成了不含磷氮的环保型水处理剂马来酸/烯丙基磺酸钠(MA/SAS)共聚物。对产物性能进行测试后得到最适宜合成条件:氮气存在下,原料质量比1∶1,聚合温度为95℃,聚合时间6 h,药剂用量20 mg/L时对碳酸钙的阻垢率可达100%,分散氧化铁后,上层清液的透光率最低为27%。采用SEM和XRD对阻垢机理进行研究,结果表明,该药剂使垢样外貌发生很大改变,对晶型也有一定影响。

阻垢剂对家用反渗透净水机的防污堵效果及阻垢机理探究

随着GB 34914-2021《净水机水效限定值和水效等级》的实施,对净水机中反渗透膜的使用寿命带来很大的挑战,阻垢剂的使用已经成为净水行业应对高水效等级下反渗透膜净水机污堵的主要方式。本文通过将阻垢剂添加在净水机的反渗透膜前,研究不同阻垢剂的用量对反渗透净水机的产水流量、脱盐率和回收率的影响,得出阻垢剂的使用可以很好的延长反渗透净水机在高水效条件下的使用寿命,同时用量需要控制在一定范围内才能发挥最佳效果;为明确阻垢剂的阻垢机理,通过测定阻垢实验前后硬度的变化,及对垢晶形态进行扫描电镜和能谱分析,发现阻垢剂的参与使水垢晶体的形态和成分发生了一定程度的变化,结果表明,阻垢剂主要通过螯合增溶和晶核畸变的共同作用,减少了水垢的形成和在反渗透膜表面的沉积。

绿色阻垢剂聚环氧琥珀酸的合成与阻垢机理初探

以顺丁烯二酸酐为原料一步法合成了聚环氧琥珀酸(PESA),并对产物进行了IR和13CNMR表征.分别采用粒径分布仪和电子显微镜考察了PESA对CaCO3垢粒径及其垢形的影响,研究了CaCO3成垢过程的动力学,探讨了PESA的阻垢机理.结果表明:PESA具有优良的阻垢性能,对CaCO3垢既具有较强的分散作用又具有明显的晶格畸变能力.

多氨基多醚基亚甲基膦酸的合成及其阻垢机理的MD模拟

以端氨基聚醚、亚磷酸、甲醛、浓盐酸等为原料合成了新型水处理剂多氨基多醚基亚甲基膦酸(PAPEMP),并通过红外、核磁等手段对产品进行了表征.采用分子动力学(MD)模拟退火方法,研究了周期性边界条件下PAPEMP与方解石晶体的相互作用,探讨了该相互作用的本质,并初步阐释了PAPEMP的阻垢机理.结果发现,PAPEMP分子(n=1～8)与方解石(110)晶面的结合能强弱排序依次为(按聚合度)5>6>4>3>8>2>7>1.对体系各种相互作用以及对关联函数g(r)的分析表明,超分子体系的结合能主要由库仑作用(包括离子键)提供,并含少量氢键成分;vanderWaals作用为正值,不利于结合体系的形成.能量分析表明,与方解石晶面结合的PAPEMP(n=1～8)分子均发生了明显的扭曲变形.

用表面分析的方法研究复合缓蚀剂在天然海水中的缓蚀阻垢机理

通过EDS,XPS和SEM分析方法,探讨了海水中,复合缓蚀剂钼酸盐+有机膦酸盐+聚环氧琥珀酸+锌离子在碳钢表面的缓蚀阻垢协同作用机理。EDS分析表明,碳钢试片在空白海水中与在添加了缓蚀剂的海水中相比,表面Fe元素含量由62.68%增加到96.80%,而钙元素含量由34.56%降低到0.10%,说明缓蚀剂减缓了垢下引起的缝隙腐蚀。XPS分析表明,添加复合缓蚀剂使得金属表面铁氧化物膜的覆盖率更高,更为致密,而且试片表面没有发现钙,与EDS的测试结果一致。SEM分析表明,添加复合缓蚀剂浸泡后,试片没有腐蚀痕迹和新试片存在的机械划痕,碳酸钙由浸泡前的稳定方解石变为不稳定的分散状结晶体球霰石。

衣康酸三元共聚物的合成、性能及阻垢机理研究

以衣康酸、丙烯磺酸钠、马来酸为单体,采用微波辐射法合成了IA-MA-SAS三元共聚物。分别利用热重、透光率测试、静态阻垢法和电导法测定分析了其热稳定性、分散氧化铁性能和阻垢性能。通过扫描电镜和X衍射观察分析沉积物形貌,探讨了阻垢机理。结果表明:IA-MA-SAS具有良好的阻垢性能、热稳定性和分散氧化铁性能;其阻垢机理主要有晶格畸变、螯合和分散作用;与聚天冬氨酸有很好的协同效应,阻垢率可达95%以上。

臭氧在冷却水中缓蚀与阻垢机理的研究

臭氧具有极强的氧化能力，能瞬时分解水中的有机物质、细菌等微生物，并在金属表面形成γ－Ｆｅ２Ｏ３氧化膜，抑制了设备的腐蚀和结垢。

聚丙烯酸及马丙共聚物对硫酸钙垢阻垢机理的结晶动力学研究

用加晶种于过饱和溶液中的方法测定了CaSO4 ·2H2 O晶体结晶生长的动力学过程 ,得到了不加阻垢剂及加阻垢剂两种条件下的结晶生长反应速率常数。结果表明 ,阻垢剂聚丙烯酸及马丙共聚物能明显地阻止溶液中CaSO4 在晶种表面的结晶生长 ,研究发现 ,阻垢的机理主要是阻垢剂对CaSO4 ·2H2 O晶种表面具有吸附作用 ,从而抑制了CaSO4 ·2H2 O的结晶生长 ,实验还证明了这种吸附作用符合Langmuir等温吸附特征 ,CaSO4 ·2H2 O晶体对阻垢剂的吸附属于单分子化学吸附 ,阻垢剂通过吸附于微晶表面的活性增长点 。

聚环氧琥珀酸阻垢机理的研究进展

聚环氧琥珀酸是一种阻垢率高、热稳定性好、无磷非氮和易生物降解的新型阻垢剂,被公认为环境友好型高效阻垢剂的代表。详细总结了近年来聚环氧琥珀酸阻垢机理的研究进展,深入分析了聚环氧琥珀酸的分子结构与其阻垢行为之间的关系,指出了聚环氧琥珀酸阻垢机理研究中尚需探索的诸多问题,为聚环氧琥珀酸的使用和分子结构的改进提供理论参考。

ZG－93丙烯酸共聚物阻垢分散剂的研制及阻垢机理探讨

本文采用带官能团的丙烯酸、丙烯酸酯、ＡＧｐ－１、顺丁烯二酸酐为反应单体，水为溶剂，合成、制备出一种四元水溶性共聚物──ＺＧ－９３阻垢分散剂。并用静态沉淀法，研究了ＺＧ－９３在不同时间、温度、钙离子浓度、ｐＨ值、阻垢剂用量条件下，对ＣａＣＯ３、Ｃａ３（ＰＯ４）２、ＣａＳＯ４垢粒的阻垢效果以及对铁红的分散作用。文中还从ＺＧ－９３分子结构、低剂量效应、晶格畸变作用以及分散作用方面对其阻垢机理进行了探讨。

油田水阻垢剂的阻垢机理及其研究进展

油田水垢组成复杂,除传统的钙、镁外,钡、锶成分也较突出。针对阻垢剂的阻垢机理以及阻垢剂的发展情况,笔者在传统单剂基础上,以有机膦酸盐阻垢剂2-膦酸丁烷-1,2,4-三羧酸(PBT-CA):羟基亚乙基二磷酸(HEDP)=1:2复配,对CaCO3产生了最佳的阻垢效果。将马来酸(MA)、醋酸乙烯酯(VC)、丙烯酸甲酯(MAC)在引发剂的作用下与有机膦酸盐类阻垢剂复配,合成防钡锶垢的阻垢剂DY-2,加药量50mg/L,其阻垢率达99.5%。绿色阻垢剂PASP和PESA的阻垢效果也较明显。

天冬氨酸-谷氨酸共聚物的阻垢机理

天冬氨酸-谷氨酸共聚物(PAG)具有优良的阻垢性能,为保障其安全广泛地应用到各个领域,对PAG的阻垢作用机理进行研究,以CaCO3和CaSO4为研究对象,对有无阻垢剂(PAG)条件下的CaCO3和CaSO4晶体进行XRD和SEM测试,并计算CaCO3晶体表面的分维数.结果表明:PAG改变了CaCO3晶体的晶格结构,破坏了CaSO4晶体的微晶构造.PAG抑制CaCO3和CaSO4结垢的主要作用机理分别表现为晶格畸变作用和吸附及随后的分散作用.

聚天冬氨酸阻垢机理研究

以L-天冬氨酸为原料,H3PO4为催化剂,碳酸丙烯酯为溶剂,微波辐射合成了聚天冬氨酸。静态阻垢法测定PASP具有优良的阻垢性能。运用SEM、IR和XRD对PASP阻碳酸钙垢的结构进行分析。结果表明:加入PASP后,碳酸钙垢形成了新的晶型球霰石,从而起到阻垢作用。

改性聚天冬氨酸的阻垢机理研究

文章对添加和未加改性聚天冬氨酸阻垢剂的CaCO3垢样做扫描电镜实验,进而对改性聚天冬氨酸的阻垢机理做了探讨。

绿色阻垢剂聚环氧琥珀酸的阻垢机理的研究

聚环氧琥珀酸(PESA)是一种无磷、非氮且生物降解性好的绿色水处理剂。本文通过测定模拟工业循环水过饱和水溶液的电导率,考察了PESA对碳酸钙垢沉积的影响,并通过红外光谱和扫描电镜分析手段研究了加入不同浓度PESA碳酸钙垢晶型的变化。在此基础上,研究了聚环氧琥珀酸的阻垢机理。

IA-SSS-MA共聚物的合成与阻垢机理研究

以衣康酸、苯乙烯磺酸钠、马来酸酐为单体,采用水溶液自由基聚合方法合成衣康酸-苯乙烯磺酸钠-马来酸酐共聚物,静态试验条件下探讨了共聚物投加量、钙离子质量浓度对共聚物阻垢率的影响;利用电视显微电泳仪和透射电镜对阻垢机理进行了初步研究。实验结果表明:衣康酸-苯乙烯磺酸钠-马来酸酐共聚物具有良好的阻垢分散性能,其主要通过螯合增溶作用、静电斥力作用和晶格畸变三方面的作用来实现其阻垢性能。

自激流体处理装置阻垢机理研究

在水浴条件下,使用自来水及配制水,研究自激流体处理装置的阻垢机理。自来水成垢量对比实验发现,市政自来水经自激流体处理装置处理后,水垢的生成量小于未经处理的水样。配制水成垢速率实验表明,电导率随时间的下降曲线可以分为四个阶段,对照组水样结垢主要发生在第一阶段,实验组水样结垢主要发生在第二阶段。在60℃的水浴条件下,自激流体处理装置的阻垢时长约为30 min。电镜观察表明,经自激流体处理装置处理的水样形成的水垢结晶主要为文石,未经自激流体处理装置处理的水样形成的水垢结晶主要为方解石。

聚环氧琥珀酸阻垢机理及研究趋势

聚环氧琥珀酸(PESA)是一种无磷、非氮且生物降解性好的绿色水处理剂,兼有缓蚀、阻垢双重功能,已成为国内外水处理剂研制、开发的热点。文中从聚环氧琥珀酸结构分析了其在阻垢与缓蚀方面的机理。另外,介绍了聚环氧琥珀酸发展状况。

合成阻垢剂阻垢机理及影响因素研究

利用2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸和马来酸酐合成了一种环境友好型阻垢剂,通过正交实验得到的最佳合成条件是:HCO-3质量浓度为400mg/L、pH值为6、含盐量为50g/L、温度为60℃,此条件下合成阻垢剂对碳酸钙的阻垢效果最好。采用红外光谱、元素分析技术以及扫描电镜和X射线衍射仪研究了阻垢剂SWSI-1的阻垢机理,结果表明:合成阻垢剂中的主要官能团为羧基、磺酸基和醚基,其阻垢主要作用机理为螯合作用和晶格畸变作用。