1-羟基丙叉-1,1-二膦酸缓蚀、阻垢作用与机理研究

用旋转挂片失重法、腐蚀电化学测试和静态阻垢实验 ,研究了 1-羟基丙叉 - 1,1-二膦酸 (HPDP)对碳钢的缓蚀性能以及对碳酸钙的阻垢性能 ,并采用俄歇电子能谱 (AES)、X -射线衍射方法 ,对HPDP在碳钢表面上形成保护膜的元素分布 ,结构和成膜机理以及对不同浓度HPDP水溶液中沉积的碳酸钙垢的晶体结构进行了探讨。证明HPDP是一种有开发和应用前途的兼具缓蚀阻垢性能的有效水质稳定剂。

离子色谱法测定循环冷却水中的羟基-1,1-亚乙基二磷酸

建立了循环冷却水中羟基-1,1-亚乙基二磷酸(HEDP)的离子色谱检测方法。色谱柱为IonPac AS14A阴离子交换柱,流动相为80mmol/L NaOH水溶液,流速1.0mL/min,抑制型电导检测器检测。方法的线性范围为0.25-25mg/L,平均回收率为102%,检出限为0.1mg/L;对0.25mg/L和0.5mg/L的HEDP标准溶液分别进行13次平行测定,相对标准偏差(RSD)分别为4.7%和3.5%。该方法具有简单、快速、灵敏、抗干扰等优点,用于循环冷却水中HEDP的检测,结果令人满意。

核磁共振法(NMR)和pH法研究Zn(Ⅱ)与HEDP(1-羟基乙叉-1,1-二膦酸)的配合物

本文用核磁共振法(NMR)和pH法对Zn(Ⅱ)与1-羟基乙叉-1,1-二膦酸(1-hydroxyethylidenel,1-diphosphonic acid,简称HEDP,以H_4L表示)的配合物进行了研究,由于pH<7时溶液中有沉淀生成,故NMR的研究是在溶液pH>7时进行.测定了溶液中不同Zn(Ⅱ)/HEDP摩尔比和pH值时^(?)PNMR的化学位移。研究结果表明在pH7.5-11.0范围内生成Zn(Ⅱ)/HEDP=1(摩尔比)组成的配合物,在pH11.8-12.3范围内生成Zn(Ⅱ)/HEDP=2(摩尔比)组成的配合物,分别用pH法和NMR法测定了上述组成配合物的稳定常数.结果如下: logK_([zn(HL)^-]) logK_([znL^(2-)]) logK_([zn,L]) pH法 4.69 7.51 11.63 NMR法——6.88-7.19 12.

1-羟基丙叉-1,1-二膦酸的合成及缓蚀阻垢性能研究

以三氯化磷、丙酸为原料 ,采用梯度升温法合成了 1 -羟基丙叉 - 1 ,1 -二膦酸 ( HPDP) .经元素分析、红外光谱 ( IR)、热重 -差热分析 ( TG- DTA)等方法初步确证了合成产物 ,并评定了其缓蚀阻垢性能 .

1-羟基丙叉-1,1-二膦酸离解作用的研究

本文用pH电位法研究了HPDP的五级离解作用；测定了其逐级离解常数；计算了离解过程的热力学参数△G、△H、△S。同时对HPDP与金属离子的螯合能力进行了研究。

1-氨基乙叉-1,1-二膦酸离解作用的研究

用pH电位法研究了AEDP的五级离解常数 ,计算了离解过程的热力学参数ΔG0 、ΔH0 、ΔS0 .

1-氨基-2(苯并三氮唑基)乙撑基-1,1-二磷酸的合成及其性能应用研究

以苯并三氮唑、氯乙腈及亚磷酸为原料,经取代、加成反应制得1-氨基-2(苯并三氮唑基)乙撑基-1,1-二磷酸(ABEDP),并对其阻垢、缓蚀性能进行了测试。实验结果表明:10 mg/L,阻垢温度45℃,pH为7,Ca2+浓度为240 mg/L,阻垢时间6 h,阻垢率达到63.58%;在配制的模拟水质中,ABEDP在60 mg/L的药剂用量时,对A3碳钢的缓蚀率达到54.38%。以120 mg/L的ABEDP预膜24 h后,10 mg/L运行48小时,对A3碳钢的缓蚀率达到80.24%;黄铜的缓蚀率达到97.38%。

羟基乙叉二膦酸对Fe^(2+)活化O_(2)降解污染物的强化效果及机制

羟基乙叉二膦酸(HEDP)常与Fe^(2+)形成Fe^(2+)-HEDP配合物,本文验证了HEDP存在可以促进Fe^(2+)活化分子氧产生活性自由基(ROS),研究结果显示添加2mmol/L HEDP后,Fe^(2+)/O_(2)体系中苯酚(10mg/L)的降解效果从0.69%提升到69.31%,在此过程中,体系中的HEDP还能够实现部分自降解.电子自旋共振(ESR)和掩蔽实验结果表明体系中主要ROS为HO^(•)和O_(2)^(•–),双电子传递途径(O_(2)→H_(2)O_(2)→HO^(•))是体系中产生HO^(•)的主要方式.在3.0~9.0的pH值范围内,HEDP都能够促进ROS的产生和污染物的降解,常见环境阴离子对体系影响较小.

7075铝合金表面HEDP阳极氧化膜的微观结构及耐蚀、耐磨性能

[目的]探讨7075铝合金在羟基乙叉二膦酸(HEDP)溶液中阳极氧化的可行性,并分析氧化膜的结构、耐蚀性及耐磨性。[方法]考察了7075铝合金在HEDP电解液中进行恒电流阳极氧化时电压的变化趋势。通过扫描电镜(SEM)观察了不同氧化时间所得氧化膜的表面及截面微观形貌,通过动电位极化曲线、电化学阻抗谱和球-盘磨损试验评价了氧化膜的耐蚀性和耐磨性。[结果]7075铝合金在HEDP电解液中氧化过程的电压变化规律与典型多孔型氧化体系类似。HEDP阳极氧化膜呈双层结构,但其阻挡层明显厚于硫酸阳极氧化膜,表面孔径也更大。氧化时间为60min时可得到厚度约为13μm的膜层,其孔径为100~130 nm,阻挡层厚度为274 nm,在3.5%NaCl溶液中的腐蚀电流密度仅为相当厚度的硫酸氧化膜的10%,耐蚀性更佳。此外,HEDP阳极氧化膜还表现出良好的耐磨性,氧化60min和120min的HEDP氧化膜的摩擦因数仅为0.20~0.25,显著低于7075铝合金基体和硫酸阳极氧化膜。[结论]HEDP阳极氧化对7075铝合金耐蚀性和耐磨性的提高效果优于相同厚度的硫酸阳极氧化膜。

超支化聚酰胺-胺类阻垢剂制备及性能研究

采用乙二胺(EDA)、二乙烯三胺(DETA)、和三乙烯四胺(TETA)为反应中心核,甲醇为溶剂,丙烯酸甲酯(MA)为原料,通过迈克尔加成和酰胺化反应,合成3种不同类型的超支化聚酰胺-胺[PAMAM(EDA/DETA/TETA)],后用羟基亚乙基二膦酸(HEDP)分别对其进行改性,制备出3种端膦酸基超支化聚酰胺-胺类型的阻垢剂[PAMAM(EDA/DETA/TETA)-H2PO_(3)],并对其阻垢性能和阻垢机理进行研究。结果表明:超支化聚酰胺-胺的阻垢率未达到标准,而改性后的端膦酸基超支化聚酰胺-胺具有优异的阻垢性能,其中在高矿度下加药浓度为500 mg·L^(-1),PAMAM(EDA)-H2PO_(3)对CaSO_(4)、CaCO_(3)垢的阻垢率分别达到98.5%和90.1%,而且还发现此类型的阻垢剂具有耐高温、pH值应用范围广、持续时间长等优点。再结合分散性能测试和垢样分析,发现其阻垢机理主要与支化分子结构、聚合物的高分散性和引入的官能团有关。

HEDP浓度对烧结钕铁硼碱性无氰镀铜的影响

[目的]烧结钕铁硼(NdFeB)磁体在声电磁性器件中的应用日益广泛,但其耐蚀性较差,一般需要进行有效的表面处理以提高其耐腐蚀性能和使用寿命。[方法]采用以羟基乙叉二膦酸(HEDP)为主配位剂的碱性无氰体系对烧结Nd Fe B磁体表面电镀铜。研究了HEDP质量浓度对Cu镀层外观、表面粗糙度、厚度、结合力和耐蚀性的影响。[结果]HEDP的质量浓度为100~150 g/L时所得Cu镀层表面较光亮,厚度约为1.55μm,表面粗糙度较低,结合力和耐蚀性最佳。[结论]适宜的HEDP浓度有利于获得综合性能较好的Cu镀层。

矿井水反渗透系统阻垢剂成分与阻垢机制

矿井水反渗透浓水中阻垢剂可以抑制Ca^(2+)、Mg^(2+)结晶沉淀导致双碱法投药量高、除硬效果差,影响后续蒸发结晶分盐效果.探究反渗透系统中阻垢剂成分及阻垢机制是实现Ca^(2+)、Mg^(2+)脱稳、解决深度除硬与零排放问题的关键.本文首先测定反渗透浓水水质条件,通过超滤分级、傅里叶红外光谱(FT-IR)、紫外可见吸收光谱(UV-Vis)和三维荧光光谱(EEM)分析得出溶解性有机物主要为分子量<3 kDa且含有羧基、醇/酚羟基与不饱和烃结构的微生物代谢产物和类腐殖酸物质;根据13C和31P核磁共振(NMR)谱化学位移特征(甲基碳、季碳和C—PO_(3)H_(2)结构),确定阻垢剂主要成分为羟基乙叉二膦酸(HEDP);吸附去除88.55%总磷和38.86%COD后,双碱滴定结果表明,Ca^(2+)沉淀完全所需CO^(2)_(-3)的投加量从2845.8减少至826.8 mg·L^(-1),表明HEDP主要阻止Ca^(2+)结晶成垢;重新利用HEDP复配,CO^(2)_(-3)投加量仅增加至1626.3 mg·L^(-1),说明吸附去除的部分有机物具有一定分散作用,可以抑制溶液中Ca^(2+)结晶团聚.HEDP与溶解性有机物的协同阻垢机制,为矿井水反渗透浓水中Ca^(2+)、Mg^(2+)深度去除提供重要理论依据和调控策略.

HEDP体系电镀铜层结合力的影响因素研究

羟基乙叉二膦酸(HEDP)镀铜是一种很有前景的无氰镀铜体系,而其中镀层结合力是保证工艺良好应用的关键之一。通过计时电位法、阴极极化曲线及划痕法等测试系统研究了HEDP/Cu^(2+)摩尔比、表面活性剂、pH值、电流密度等对镀层结合力的影响规律。结果表明,上述因素均会显著影响铜层结合力。HEDP/Cu^(2+)摩尔比小(2.0∶1)、pH值低(7~8)时,铁件表面存在明显置换铜,镀层结合力差;提高HEDP/Cu^(2+)摩尔比和镀液pH值,铜络合物更加稳定,铜置换反应得以消除;HEDP/Cu^(2+)摩尔比超过3.0∶1,pH值大于10时,镀层结合良好。表面活性剂可以增强镀液对阴极界面的润湿能力,有效改善镀层结合力,且炔醇类表面活性剂表现更佳。电流密度0.2~0.5 A/dm2时Q235钢可能处于钝态,而2.0 A/dm2时镀层出现“铜瘤”,镀层结合力均不佳。

铜、锌离子浓度比对羟基乙叉二膦酸体系电镀黄铜的影响

以羟基乙叉二膦酸(HEDP)为配位剂进行电镀黄铜(Cu–Zn合金),通过阴极极化测试、循环伏安分析、扫描电镜(SEM)观察、X射线衍射(XRD)等手段研究了Cu^(2+)/Zn^(2+)浓度比对电沉积过程及镀层微观结构的影响。结果表明,HEDP体系中Cu–Zn合金电沉积的电位介于Cu和Zn之间。随Cu^(2+)/Zn^(2+)浓度比减小,Cu–Zn合金的初始沉积电位正移,共沉积得到促进,镀层的Zn质量分数增大。Cu^(2+)/Zn^(2+)浓度比为1:4时所得Cu–Zn合金镀层为金黄色,微观上呈均匀分布的胞状结构,镀层中Cu的质量分数在65%~70%之间,与氰化物电镀黄铜的组成最接近。

CO_3^(2-)对羟基乙叉二膦酸镀铜液的影响

研究羟基乙叉二膦酸(HEDPA)镀铜液中CO23-含量对电沉积时阴、阳极过程及镀层的择优取向的影响.通过分析阴、阳极的动电位极化曲线,发现镀液中逐渐加入的CO23-提高了阴极的极化,使电结晶晶粒细化,直至达到稳定;同时促进了铜阳极的溶解.而X射线衍射(XRD)结果表明,铜镀层的晶面择优取向从(222)逐渐向(111)转变.通过镀液中固体络合物的红外光谱分析表明,CO23-的加入以第二配体的方式进入该镀液的放电络合离子结构中,参与Cu2+的络合,形成更稳定的络合物,从而导致铜沉积电位负移,镀层(111)晶面取向增强.

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.

低温溶剂热法合成圆饼状球霰石碳酸钙

以醋酸钙和尿素为原料,乙醇-水为溶剂,添加羟基乙叉二膦酸(HEDP),采用低温溶剂热法制备出由纳米粒子团聚而成的圆饼状球霰石型碳酸钙,利用X射线衍射(XRD)、傅立叶红外光谱(FTIR)、扫描电镜(SEM)、高分辨透射电镜(HRTEM)、选区电子衍射(SAED)分别对产品的结构、形貌进行表征。初步探讨了圆饼状球霰石型碳酸钙的形成机理,研究了HEDP的浓度、反应时间对产物的影响。结果表明,HEDP的浓度对碳酸钙的结构、形貌起着至关重要的作用,适量的HEDP可以抑制产物球霰石相向文石相的转化,稳定存在的球霰石型纳米颗粒团聚生长形成圆饼状球霰石型碳酸钙;未添加以及加入过量的羟基乙叉二膦酸时得到由纳米棒组装而成的捆束状文石相结构。

羟基乙叉二膦酸(HEDP)对碳酸钙晶体生长过程影响的原子力显微镜(AFM)研究

用原子力显微镜 (AFM)观测了添加羟基乙叉二膦酸 (HEDP)后的碳酸钙晶粒的表面形貌变化。纯碳酸钙过饱和溶液析出的碳酸钙晶体有两种主要的形态 :薄片状菱形晶体和类似立方体的菱方体晶体。AFM图像显示添加HEDP后菱方体晶体的形貌发生了根本性的变化 ,呈现一种类似多晶的表面结构 ;而薄片状菱形晶体在添加HEDP前后测量不到生长变化。实验结果表明HEDP对薄片状菱形晶体有阻垢效果 。

HEDP溶液体系电沉积铜的电化学行为

采用循环伏安曲线法和阴极极化曲线法研究了0.388 mol/L HEDP(羟基亚乙基二磷酸)+0.160 mol/L Cu SO4·5H2O溶液体系(p H=9.3或9.5)电沉积铜的电极过程动力学规律和添加剂对阴极极化的影响。结果表明,HEDP溶液体系电沉积铜是Cu2+的一步放电还原,遵循无前置化学转化反应或前置化学转化反应很快的不可逆电极过程动力学规律。添加剂HES(含硒无机化合物)和复配添加剂HES+HEA(多胺高分子聚合物)具有促进电沉积铜和抑制析氢的双重作用,提高了HEDP溶液体系电沉积铜的阴极电流效率。

羟基乙叉二膦酸溶垢机理的研究

通过不同条件下的失重和酸碱滴定试验 ,研究了羟基乙叉二膦酸溶解CaCO3 垢的性能和规律 ,并通过试验结果对羟基乙叉二膦酸的溶垢机理进行了探讨 。