电絮凝处理补给水中有机物的动力学分析及响应面优化

锅炉补给水中有机物的去除问题一直困扰着电厂化学工作者。采用电絮凝去除补给水中的有机物,并对其动力学过程进行研究,探讨电絮凝过程中板间距(0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0cm)、pH(3、5、7、9、11)和电流密度(5、10、20、50、70、100A·m^(-2))对反应动力学速率常数的影响,通过Box-Behnken设计建立二次数学模型,以给水中代表性有机物腐植酸的去除率为响应值,分析上述3个因素的影响程度;通过对数学模型进行方差分析,优选出最佳方案并进行验证试验,同时对絮凝体进行扫描电镜(scanningelectron microscopy,SEM)分析。结果表明,电絮凝去除腐植酸过程符合一级反应动力学,动力学常数为0.04154min;增大板间距(如2.0cm)、酸性条件(如pH=3)和较大电流密度(如100A·m^(-2))均会增大速率常数;二次数学模型能较好反映电絮凝去除腐植酸过程,相关系数为0.9618;在最佳条件下腐植酸去除率为96.53%。SEM分析表明,电絮凝反应产生疏松的絮凝体吸附了腐植酸,为去除锅炉补给水中的有机物提供了一种新的思路。

模拟二回路环境下乙醇胺与3-甲氧基丙胺复合水工况对304L不锈钢的缓蚀特性

乙醇胺(ETA)作为碱化剂对减缓核电站二回路系统的腐蚀有良好效果。为增强ETA的缓蚀效果,进一步减少腐蚀产物向蒸汽发生器的迁移,本文研究了3 mg/L ETA与不同浓度(0.1、0.3、0.5、0.8 mg/L)3-甲氧基丙胺(MPA)复合水工况对304L不锈钢的缓蚀特性,通过高压釜高温挂片模拟二回路条件,并通过微分电容曲线与原子力显微镜(AFM)力曲线测试结合的表征手段对其缓蚀机理进行了探讨,并对其进行了形貌表征。微分电容曲线表明,ETA+MPA复合水工况可更好地抑制304L不锈钢表面的腐蚀,溶液中有机胺分子吸附在金属表面,改变了金属表面的双电层结构,并使金属电极的零电荷电位正移,吸附数据拟合结果符合Flory-Huggins等温线模型。AFM力曲线结果显示,有机胺在304L不锈钢表面具有黏附力特征,这验证了不锈钢表面微分电容的变化,即有机胺浓度越大、有机胺的吸附层越致密均匀,在不锈钢表面的覆盖度越大,缓蚀效率越高;高温挂片的形貌分析(SEM)、成分分析(EDS)结果与上述微分电容曲线、AFM力曲线分析结果表现出一致性。

香蕉皮生物炭的制备及其吸附催化性能分析

以农业废弃物香蕉皮做为原材料,在高温下炭化,并通过化学改性方式制备生物炭。采用比表面积孔径分析仪表征了材料结构和性能。通过吸附及催化降解环丙沙星实验,研究材料的效果。结果表明:KOH改性的生物炭具备最佳吸附效果,吸附去除效率达到99%以上。而氮掺杂的生物炭具备最佳的活化过硫酸钾降解环丙沙星的能力。制备的生物炭比表面积高,吸附容量大,吸附速率快,具备催化活性,是一种优良的水污染修复材料。

聚丙烯酸对Fe_(3)O_(4)的分散特性及其机理研究

选择聚丙烯酸(PAA)作为分散剂,通过常温下分散试验探讨了不同时间(0和24 h)、不同PAA与Fe_(3)O_(4)浓度比(0、0.01、0.1、1、10)时PAA对Fe_(3)O_(4)的分散特性;通过模拟二回路运行工况的高温挂片试验(高压釜)以及微观表征,得到了PAA对碳钢氧化膜形成的影响。结果表明,PAA的加入会使Fe_(3)O_(4)的Zeta电位绝对值增大,腐蚀产物Fe_(3)O_(4)粒径减小,PAA对Fe_(3)O_(4)有良好的分散作用;PAA与Fe_(3)O_(4)浓度比为0.1时,分散效果最佳,PAA与Fe_(3)O_(4)浓度比过大时,粒径增大,分散效果降低。高温挂片后SEM/EDS分析表明,随着PAA浓度增加(0,10和100 mg/L),碳钢表面氧化物颗粒粒径减小、氧化膜更为致密均匀;随着PAA浓度增加,碳钢表面氧化物C含量增加,说明PAA参与了其表面成膜过程。上述结果可为PAA在核电厂二回路的应用提供一定理论指导。

换流站阀冷系统中丙二醇防冻液的腐蚀特性研究

在模拟阀冷系统实际运行温度50℃、通10 mA直流电流条件下进行了6063铝合金试样的浸泡腐蚀实验,通过电化学测试、试样失重以及金属表面形貌特征分析(SEM、EDS、XRD、AFM),研究了泄漏电流、乙二醇与丙二醇2种防冻液(典型浓度为20%)对6063铝合金的腐蚀特性。结果表明:6063铝合金在乙二醇和丙二醇溶液中腐蚀规律相似,随浸泡时间增加,腐蚀速率均是先平缓后快速增加,但6063铝合金在丙二醇溶液中腐蚀速率更小;电化学分析结果显示随着浸泡时间增加其界面电容值不断增加,极化电阻逐渐减小、自腐蚀电流密度不断增加,但6063铝合金在丙二醇中的自腐蚀电流密度始终小于乙二醇的;SEM显示在2种防冻液中的试样表面存在明显点蚀坑,不过其数量与分布在丙二醇中明显较少,EDS表明腐蚀产物中含有大量的Al、O以及少量的C,说明2种防冻液及其对应的氧化产物参与铝合金的腐蚀过程;AFM结果表明,6063铝合金在丙二醇中形成的腐蚀产物膜更加致密,耐腐蚀性更强,与SEM结果一致。由上可知,毒性更低的丙二醇比乙二醇对阀冷系统设备的腐蚀性更低,可以作为阀冷系统的备选防冻液。