氯化氢酸解2-膦酸丁烷-1,2,4-三羧酸五甲酯反应动力学

在可无级调速的玻璃搅拌釜气液相反应器中,系统地研究了不同温度下用氯化氢干气酸解2-膦酸丁烷-1,2,4-三羧酸五甲酯的反应动力学,以开发制备2-膦酸丁烷-1,2,4-三羧酸(PBTCA)的绿色工艺。采用1级串联反应动力学方程拟合2-膦酸丁烷-1,2,4-三羧酸五甲酯酸解反应动力学数据,得到2-膦酸丁烷-1,2,4-三羧酸五甲酯和2-膦酸基丁烷-1,2,4-三羧酸三甲酯酸解反应的表观活化能分别为37.87和42.72 kJ/mol。结果表明,用氯化氢干气酸解2-膦酸丁烷-1,2,4-三羧酸五甲酯制备PBTCA是可行的。

由苯-1,2,4-三羧酸-1,2-酐和羟乙基哌嗪合成酰胺键、叔氨和酯键交替排列的水溶性超支化聚合物

基于官能团非等活性原理 ,由商品化多组分单体一步法合成了超支化聚合物 .用苯 1,2 ,4 三羧酸 1,2 酐 (BTAA)与羟乙基哌嗪 (HEPZ)为原料 ,利用氨基和羟基反应活性不同 ,制备了结构非对称超支化聚酰胺 -酯 .分别用红外、核磁共振确定了所得聚合物的结构 .该聚合物分子骨架中含有交替排列的酰胺键、叔氨和酯键 ,易溶于水 .本合成方法原料易得、工艺简单 。

2-膦酸丁烷-1,2,4-三羧酸五甲酯的水解研究

2-膦酸丁烷-1,2,4-三羧酸(PBTCA)是一类性能优良、很有发展前景的水处理剂。作者研究了其合成的第三步反应——2-膦酸丁烷-1,2,4-三羧酸五甲酯的水解反应,探讨了水解反应终点的指示以及催化剂的量与催化剂的重复使用性对PBTCA产率的影响,以固体催化剂代替液体酸作催化剂具有催化剂用量少且可重复使用、反应后处理简单、反应时间短、产品质量稳定且纯度高等优点;运用IR、13C-NMR等证实了产物的分子结构。产品质量分数经磷谱测定达到92%。

2-膦酸丁烷-1,2,4-三羧酸的合成及性能研究

用亚磷酸二乙酯 ,反丁烯二酸二乙酯和丙烯酸乙酯在催化剂作用下经三步反应得到 2 膦酸丁烷 1 ,2 ,4(PBTCA) ,产品收率为 95 % ,用红外光谱及质谱确定了合成产品 。

β-环糊精-2-膦酸丁烷-1,2,4-三羧酸主客体包合物的制备及砂岩缓速酸化作用研究

通过紫外光谱法研究了2-膦酸丁烷-1,2,4-三羧酸(PBTCA)与β-环糊精的包合作用,并证实其包合比为1∶1;将该包合物应用于砂岩酸化体系,进行砂岩岩心的酸化实验,实验结果表明β-CD-PBTCA包合物酸液体系可有效降低酸岩反应速度,并能阻止酸化过程中二次沉淀的生成。将环糊精包合物的缓释作用应用于砂岩油藏缓速酸化是可行的。

基于2,4,6-吡啶三羧酸配体桥连的铁(Ⅱ)/镍(Ⅱ)配位聚合物的水热合成及结构表征(英文)

在水热反应条件下FeCl2·6H2O、2,4,6-吡啶三羧酸(H3pyta)和NaOH反应合成了1种一维链状铁配位聚合物[Fe3(pyta)2(H2O)8](1);同样条件下Ni(OAc)2·4H2O、2,4,6-吡啶三羧酸(H3pyta)、NaOH和4-氨基-3,5-二(4-吡啶基)-1,2,4-三氮唑(abpt)反应合成了1种二维网状镍配合物[Ni3(pyta)2(abpt)2(H2O)3]·2H2O(2)。通过元素分析和红外光谱对这2个配位聚合物进行了表征。单晶结构表明:配合物1的晶体属于单斜晶系,Cc空间群;配合物2的晶体属于单斜晶系,P21/c空间群。在配合物1中,pyta3-配体采取μ2-和μ4-pyta3-2种桥连模式将Fe原子连成了沿c轴方向延伸的Fe-pyta链。而在配合物2中,pyta3-配体仅采取μ2-桥连模式将Ni原子连成线型三核[Ni3(pyta)2]单元,这些三核单元进一步通过abpt辅助配体桥连成二维(4,4)层状结构。

M_2(pbtcH)(phen)_2(H_2O)_2[M(Ⅱ)=Co,Ni]:Mixed-ligated metal phosphonates based on 5-phosphonatophenyl-1,2,4-tricarboxylic acid showing double chain structures

Two new mixed-ligated metal phosphonates, M2（pbtcH）（phen）2（H2O）2 [M（Ⅱ）=Co （1）, Ni （2）] （pbtcH5 = 5-phosphonatophenyl-1,2,4-tricarboxylic acid, phen = 1,10-phenanthroline）, have been syn- thesized and characterized. Both show one-dimensional double chain structures, where the M（phen）（H2O） moieties are chelated and bridged by pbtcH4 through the carboxylate and phosphonate oxygen atoms. The chains are connected by hydrogen bonding interactions and π-π stacking, forming a three-dimensional supramolecular structure. The IR and magnetic properties of the two compounds are also investigated.

2-膦酸基-1,2,4-三羧酸丁烷的晶体结构及阻垢性能研究

合成了标题化合物,得到了晶胞中含水分子的无色柱状晶体。晶体属单斜晶系,空间群为P21/c,晶胞参数a=1.0371(2)nm,b=0.86370(17)nm,c=1.3713(3)nm,β=103.60(3)°,Mr=297.15,V=1.1939(4)nm3,Z=4,Dc=1.653g/cm3,F(000)=620,R=0.0528,wR=0.1572。P原子分别与三个O原子和一个C原子相连,形成四面体构型;2-膦酸基-1,2,4-三羧酸丁烷和水分子之间通过分子间氢键形成一维网络;三个P-O键的键长范围在0.1493(2)～0.1574(2)nm。热分析表明,标题化合物在799.65℃时,失重率为81.146%,分解为P2O3。标题化合物的结构中含有一个膦酸基、三个羧酸基,且分别在C1原子的四个不同方向,因此空间位阻小,对Ca2+的螯合能力优于HEDP和ATMP等,故其综合阻垢性能优于其它仅含有膦酸基的有机磷酸盐。

一种二元共聚物与有机膦酸复配的新型阻垢剂的制备和表征

以水为溶剂,氧化还原体系为引发剂,马来酸酐(MA)和2-丙烯酰胺-2-甲基丙基磺酸(AMPS)为聚合单体,2-膦酸丁烷-1,2,4-三羧酸(PBTCA)为复配剂,采用聚合与复配同步进行的方式,制得了复配型阻垢剂MA-AMPS/PBTCA;采用FTIR,TG,XRD,SEM,静态实验法,分析阻垢剂的结构和性能.表征结果显示,该复配型阻垢剂中含有MA、AMPS和PBTCA三种物质的结构官能团,热分解温度高达276℃,阻垢剂能抑制碳酸钙方解石的形成而形成亚稳态的球霰石.静态阻垢实验结果表明,该复配型阻垢剂具有较好的阻CaCO3垢性能:在阻垢剂浓度为20mg/L和30mg/L时,其阻垢率分别为74%和80%.

碳酸钙结垢行为中临界过饱和度的变化

考察了溶液温度、结垢离子接触时间、阻垢剂种类及含量对碳酸钙结晶时临界过饱和度(CSSR)的影响,并通过经典的晶体均相成核理论分析了加入阻垢剂后碳酸钙结晶时表面自由能的变化。利用扫描电子显微镜和X射线衍射技术表征了水垢试样中碳酸钙的形貌和晶型。实验结果表明,碳酸钙溶液的CSSR值随结垢离子接触时间的延长和溶液温度的升高而减小,随阻垢剂含量的增加而增大。阻垢剂的加入使碳酸钙溶液的过饱和区变宽,其中2-膦酸丁烷-1,2,4-三羧酸(PBTCA)和氨基三亚甲基膦酸(ATMP)对碳酸钙结晶时表面自由能的影响大于聚丙烯酸的影响,且PBTCA和ATMP在实验含量范围内表现出临界值效应。阻垢剂的加入使碳酸钙沉积物形貌发生变化,由以方解石为主的晶型转变为以球霰石为主的晶型。

阻垢剂HEDP和PBTCA阻垢机理探讨

碳酸钙晶体有3种晶相方解石、球霰石、文石.阻垢剂HEDP(羟基乙叉二膦酸)和PBTCA(2膦酸基丁烷1,2,4三羧酸)对碳酸钙晶体不同晶相的作用效果不同.实验结果表明,HEDP对方解石有很好的抑制作用,而对球霰石和文石则没有明显抑制效果.PBTCA对方解石和球霰石都有很好的抑制作用,对文石作用效果不明显.基于量子化学半经验方法,计算了HEDP和PBTCA的几何构型和分子中各原子所带电荷;由几何匹配理论说明HEDP可以抑制方解石的生长;PBTCA既能抑制方解石的生长,也能抑制球霰石的生长.

PASP、PAA与PBTCA阻垢性能的对比实验研究

采用静态阻垢法研究了聚天冬氨酸(PASP)、聚丙烯酸(PAA)和2-膦酸基丁烷-1,2,4-三羧酸(PBTCA)对碳酸钙和硫酸钙的阻垢性能,并用旋转挂片法研究了3种阻垢剂作用下湿法石灰脱硫浆液系统的结垢规律.研究发现:随着阻垢剂浓度的增加,3种阻垢剂都表现出溶限效应;相同实验条件下,3种阻垢剂对碳酸钙的静态阻垢性能表现为PBTCA>PAA>PASP;对中性和碱性环境,pH对阻垢剂阻硫酸钙垢的性能影响较小;随着温度的升高和反应时间的延长,3种阻垢剂阻硫酸钙的阻垢率先增大后减小;对湿法石灰脱硫浆液系统,3种阻垢剂作用下,单位面积挂片上的结垢量均是随着阻垢剂质量浓度的增大先增大后减小,在浓度达到30mg/L时,挂片上的结垢量都很小.

聚天冬氨酸复配物与磁场的协同阻垢效应

采用聚天冬氨酸(PASP)、衣康酸-丙烯酸-丙烯酸酯三组分共聚物(IA-AA-AE)和2-膦酸基丁烷-1,2,4-三羧酸(PBTCA)制备了PASP复配物(PASP/IA-AA-AE/PBTCA);通过静态和动态实验研究了PASP复配物及该复配物与磁场的协同阻垢性能;利用扫描电子显微镜和X射线衍射技术表征了水垢试样中的CaCO3晶型。静态和动态实验结果表明,磁场与PASP复配物的协同作用可提高PASP复配物对Ca2+的螯合作用,在Ca2+质量浓度650m g/L、HCO3-质量浓度1 300m g/L、PASP复配物质量浓度4m g/L的条件下,磁场与PASP复配物协同作用时,静态和动态阻垢率比PASP复配物单独作用时分别提高10%和20%以上;PASP复配物可使CaCO3晶型中的方解石和文石全部转化为球霰石结构。

聚天冬氨酸衍生物及其复配物的阻垢性能研究

合成了含羟基的聚天冬氨酸衍生物,研究了聚天冬氨酸衍生物及其复配物阻CaCO3、CaSO4和Ca3(PO4)2垢性能,并与聚天冬氨酸和2-膦酰基丁烷-1,2,4-三羧酸水处理剂作了比较,结果表明,质量浓度为12 mg/L时,以上4种药剂阻CaCO3垢率分别为11.1%、86.2%、65.7%、94.8%;阻Ca3(PO4)2垢率分别为100%、95.6%、6.47%、7.23%;阻CaSO4垢率分别为94.1%、99.5%、100%、44.3%。复配物对CaCO3、CaSO4和Ca3(PO4)2具有良好的阻垢性能。

PBTC工业产品的副产物分析

对由富马酸二甲酯为原料所合成的某PBTC工业产品,进行了化学分析及13CNMR和31PNMR谱的核磁共振分析。结果表明,除PBTC外,还存在膦酰基丁二酸(PBDA)、PBTC酯的部分水解产物(PHPE)、膦酰基丙酸(PPA)、1-膦酰基-1-羧基-环戊-3-酮、H3PO3和H3PO4等副产物;它们主要是由反应不完全及发生了副反应等所致。研究成果,为寻求相应PBTC合成工艺最优化条件及进一步做好PBTC产品质量检测提供了依据。

聚天冬氨酸复配物的合成、阻垢缓蚀性能和阻垢机理

由聚天冬氨酸(PASP),丙烯酸-丙烯酸酯-衣康酸三组分共聚物(AA-AE-IA)和2-膦酸丁烷-1,2,4-三羧酸(PBTCA)制备了 PASP 三元复配物 PASP+AA-AE-IA+PBTCA,研究了 PASP 和 PASP 复配物的阻垢缓蚀性能,利用扫描电子显微镜和 X 射线衍射技术表征了水垢试样中 CaCO_3的晶型。结果表明,最佳复配比例m(PASP):m(AA-AE-IA):m(PBTCA)=3:1:1,得到的 PASP 复配物具有优异的阻垢和缓蚀效果。采用水体总硬度为639 mg/L 的地下水,PASP 复配物的用量为40 mg/L 时,对 CaCO_3的静态浓缩阻垢率可达98.7%,缓蚀率可达96.5%;PASP 复配物可以使 CaCO_3的晶型几乎全部由方解石和文石转变为球霰石结构。

固体酸催化酯水解制备有机膦酸

以SO_4^(2-)/M_xO_y型固体酸作为水解催化剂,对2-膦酸丁烷-1,2,4-三羧酸五甲酯水解制备2-膦酸丁烷-1,2,4-三羧酸(PBTCA)的反应进行了研究,探讨了催化剂加入量、水酯比、反应温度以及反应时间对水解转化率的影响,确定了反应的最佳工艺条件。结果表明,以SO_4^(2-)/M_xO_y型固体酸催化水解PBTC五甲酯,能有效缩短水解反应时间,提高产品质量,并且催化剂活性高、用量少,产品经^(31)PNMR谱测定,PBTCA物质的量分数达91.6%。

低压水解法制备PBTCA研究

2-膦酸丁烷-1,2,4-三羧酸(PBTCA)是一种耐高温、耐氧化、耐氯的低磷缓蚀阻垢剂。现有工艺采用高温蒸汽水解生产PBTCA,水解时间在24小时以上,能耗高。本文采用低压水解法制备PBTCA,研究了反应温度、反应压力、水酯质量比和反应时间对水解反应的影响。结果表明,反应温度为130℃,反应压力为0.5~0.60 MPa,水酯质量比1.9,反应6小时,2-膦酸丁烷-1,2,4-五甲酯转化率为100%。最后得到一种浅黄色透明液体,即为PBTCA。经磷谱检测,产品质量分数在93%以上。

长效缓释阻垢颗粒的制备及其性能

以硅藻土与高岭土为无机载体通过氢键自组装负载阻垢剂2-磷酸基-1,2,4-三羧酸丁烷(PBTCA),并与聚乙烯醇复合,制备了长效缓释功能阻垢颗粒。利用FTIR,SEM,TG,EDS等方法对颗粒成分及含量进行表征,研究了影响PBTCA释放的因素,同时考察了缓释阻垢颗粒的长效缓释性能及其对钙离子的阻垢性能。实验结果表明,缓释阻垢颗粒适宜的制备条件为:PBTCA负载量40%(w)左右,无机载体含量25%~40%(w),m(硅藻土)∶m(高岭土)在1∶3.5~1∶4之间,交联剂含量0.5%~2.0%(w)。有机和无机载体双重控释过程使阻垢颗粒实现60d长效缓释效果。当缓释阻垢颗粒的投放量为20000mg/L时,PBTCA释放量稳定在110~120mg/L之间,对钙离子含量为1000mg/L的水样阻垢率达到95%以上。

PBTCA与铜、锌、镉、镍离子间的配位化学研究

采用电位滴定方法 ,运用先进的配位常数计算程序 ,通过恰当配位化学模型的建立 ,研究了水溶液中 2-膦基丁烷 - 1,2 ,4 -三羧酸 (PBTCA)自身的解离以及与Cu2 + 、Zn2 + 、Cd2 + 、Ni2 + 离子间的配位化学作用 ,测定了相应的解离常数和配合物稳定常数 ,并得到了各配合物物种在不同 pH值条件下的形态分布 。