發(fā)布時(shí)間：2018-02-01 02:23

  本文關(guān)鍵詞： 多功能水處理劑 CHPEI-AMPS 性能 機(jī)理 EIS　出處：《西安建筑科技大學(xué)》2015年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：目前,多功能水處理劑越來越受到人們的廣泛關(guān)注,同時(shí)隨著工業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,開發(fā)新型、高效、價(jià)格低廉、環(huán)境友好的多功能水處理劑至關(guān)重要。因此,合成多功能水處理劑對(duì)工業(yè)循環(huán)水的除垢防腐具有重大意義。本論文針對(duì)此做了如下的研究:1.以衣康酸(IA)、馬來酸酐(MA)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)為單體,采用微波輻射法合成了IA-MA-AMPS三元共聚物。通過紅外對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征;采用靜態(tài)阻垢法、電化學(xué)交流阻抗(EIS)、電導(dǎo)法、極化曲線法和紫外分光法,測(cè)定了其阻Ca CO3垢的性能、緩蝕性能和對(duì)氧化鐵(Fe2O3)的分散性能;通過Ca CO3的掃描電子顯微鏡(SEM)和X-衍射(XRD)以及Q235A碳鋼片的SEM,探討了其阻垢和緩蝕機(jī)理;通過分子動(dòng)力學(xué)(MD)從微觀上探討了阻垢機(jī)理。并研究了共聚物在幾種廢水中的應(yīng)用效果。結(jié)果表明:IA-MA-AMPS具有優(yōu)異的阻Ca CO3垢的性能和緩蝕性能,當(dāng)其投加量為50 mg/L時(shí),阻垢率和緩蝕率均可達(dá)90%以上;可適用于中低硬度、高水溫的水處理系統(tǒng);其阻垢機(jī)理為晶格畸變和螯合分散作用;其緩蝕機(jī)理主要為負(fù)催化效應(yīng);此外,與靜態(tài)阻垢法和電導(dǎo)法相比,EIS測(cè)定阻垢性能的方法更為簡(jiǎn)便、準(zhǔn)確度高、耗時(shí)小。2.采用“準(zhǔn)一步法”制得可攜帶多官能團(tuán)的超支化聚酰胺酯(HBPAE),以此為模板構(gòu)建HBPAE-AMPS共聚物。通過紅外及測(cè)定共聚物分子量對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征;靜態(tài)阻垢法、電導(dǎo)法和EIS等技術(shù)表明共聚物的阻垢性能良好,阻垢率可達(dá)91.97%;極化曲線和EIS結(jié)果表明其緩蝕性能較好,可達(dá)80.80%;紫外分光光度法表明其對(duì)水中異養(yǎng)菌的抗菌性能優(yōu)良,可達(dá)87.21%。通過對(duì)Ca CO3垢樣的SEM和XRD圖譜的分析,其阻垢機(jī)理主要是晶格畸變和分散作用的共同結(jié)果;緩蝕機(jī)理主要是通過在碳鋼表面形成吸附膜來達(dá)到緩蝕作用。此外,考察了其在油田模擬廢水中的應(yīng)用情況,結(jié)果表明其的阻垢和緩蝕性能較好,分別可達(dá)83.76%、75.60%。3.利用MA對(duì)超支化聚乙烯亞胺(HPEI)進(jìn)行羧基化改性,制得羧基化HPEI(CHPEI)。以CHPEI和AMPS為原料,通過微波法合成了CHPEI-AMPS共聚物;以其為載體制備了載銀CHPEI-AMPS復(fù)合物。通過紅外和XRD對(duì)合成材料的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征;采用紫外分光光度法、靜態(tài)阻垢法、EIS、極化曲線對(duì)兩種復(fù)合物的性能進(jìn)行了表征;通過MD模擬研究了CHPEI-AMPS的阻垢機(jī)理。研究表明CHPEI-AMPS和載銀CHPEI-AMPS均具有優(yōu)異的阻垢和緩蝕性能,當(dāng)投加量為50mg/L時(shí),兩者阻垢率均在99%,緩蝕率分別為91%和94%;在相同條件下,載銀CHPEI-AMPS的殺菌性能更好;采用紫外分光光度法和EIS評(píng)價(jià)水處理劑的殺菌性能,更為準(zhǔn)確、快速、簡(jiǎn)便;CHPEI-AMPS的阻垢機(jī)理主要是通過非鍵作用和Ca-O離子鍵合作用使得方解石發(fā)生晶格畸變,從而達(dá)到除垢的目的。以中央空調(diào)冷卻水為介質(zhì),對(duì)兩種復(fù)合物的實(shí)際應(yīng)用情況作了研究,表明兩者在中央空調(diào)冷卻水中的性能優(yōu)良,其阻垢率、緩蝕率和殺菌率均可達(dá)90%以上。此外,載銀CHPEI-AMPS為構(gòu)建以有機(jī)為載體的有機(jī)-無機(jī)復(fù)合多功能水處理劑的研制提供了一定的依據(jù)。
[Abstract]:At present, multifunctional water treatment agent is more and more attention, at the same time, with the development of industrial economy, the development of new, high efficiency, low cost, multifunction water treatment agent is environmental friendly. Therefore, the synthesis of multifunctional water treatment agent for industrial circulating water in addition to scale and corrosion is of great significance. This paper aimed at the do the following research: 1. with itaconic acid (IA), maleic anhydride (MA), 2- acrylamido -2- methylpropanesulfonic acid (AMPS) as monomer, three IA-MA-AMPS polymer was synthesized by microwave radiation method. Its chemical structure was characterized by IR; using static method, electrochemical impedance spectroscopy (EIS), conductance method, polarization curve method and ultraviolet spectrophotometry, the performance of the Ca resistance CO3 scale was determined, and the corrosion inhibition performance of iron oxide (Fe2O3) dispersion; by scanning electron microscopy (SEM) and Ca CO3 X- (XRD) and Q235A diffraction of carbon steel SE M, discusses the scale and corrosion inhibition mechanism; through molecular dynamics (MD) inhibition mechanism was discussed from the microscopic. And to study the application effect of several copolymers in wastewater. The results show that the performance of IA-MA-AMPS Ca CO3 has excellent scale and corrosion resistance performance, when the dosage is 50 mg/L, scale the rate and inhibition rate was up to 90%; can be used in low hardness, high temperature water treatment system; the inhibition mechanism for lattice distortion and chelating effect; the inhibition mechanism is mainly negative catalytic effect; in addition, compared with the static method and conductance method, a EIS method for determination of scale inhibition performance is more convenient, high accuracy and less time-consuming.2. using the "quasi one-step prepared portable multifunctional hyperbranched polyamide ester (HBPAE), used as a template to construct HBPAE-AMPS copolymer. By IR and determination of the molecular weight of the copolymer on the structure were characterized by static; Inhibition method, conductivity method and EIS technique showed that the copolymer had good inhibition properties, inhibition rate of up to 91.97%; the polarization curves and EIS results show that the corrosion inhibition performance, up to 80.80%; UV spectrophotometry showed that the heterotrophic bacteria was the excellent antibacterial properties, up to 87.21%. through the analysis of the SEM and XRD of Ca CO3 the scale, the scale inhibition mechanism mainly is a common result of the lattice distortion and the dispersion effect; inhibition mechanism is mainly through the formation of adsorption film on the surface of carbon steel to corrosion. In addition, the application of simulation in oilfield wastewater, the results showed that the scaleinhibition and corrosion resistance, respectively, up to 83.76% 75.60%.3., MA use of hyperbranched polyethylenimine (HPEI) were carboxylated, prepared carboxylated HPEI (CHPEI). With CHPEI and AMPS as raw materials, CHPEI-AMPS copolymer was synthesized by microwave method; carrier preparation for the The CHPEI-AMPS Ag composites. By IR and XRD structure of the synthetic materials were characterized; UV spectrophotometry, static method, EIS, performance of polarization curves of two kinds of complexes were characterized by MD; simulation study on the inhibition mechanism of CHPEI-AMPS. It is shown that the CHPEI-AMPS and CHPEI-AMPS Ag have excellent performance of scale and corrosion, when the dosage of 50mg/L, the inhibition rate was 99%, the inhibition rates were 91% and 94%; in the same condition, silver CHPEI-AMPS sterilization performance better; UV spectrophotometry and EIS evaluation of water treatment agent with bactericidal properties, more accurate, fast, simple; the scale inhibition mechanism of CHPEI-AMPS is mainly through noncovalent interaction and Ca-O ion bonding makes the calcite lattice distortion occurs, so as to achieve the purpose of cleaning. In cooling water of central air conditioning for the media, the actual two kinds of complexes The application of the research show that the performance of both in the central air conditioning cooling water is good, the inhibition rate, corrosion rate and sterilization rate can reach more than 90%. In addition, CHPEI-AMPS Ag for the construction of the organic carrier of organic - inorganic composite agent development of multifunctional water treatment provides a basis.

【學(xué)位授予單位】：西安建筑科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TQ085.4

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本文編號(hào)：1480656