【摘 要】
：
本文针对喷泉水景水池与循环管路出现的结垢问题,设计合成一种绿色高效阻垢剂,对比阻垢剂与其单体合成均聚物、共混物对碳酸钙的阻垢效果;探讨阻垢剂与均聚物,以及阻垢剂在不同溶液p H、阻垢剂浓度对碳酸钙晶体晶型与形貌的影响,分析阻垢机理。并进一步对模拟喷泉水质水体与实际喷泉水样进行阻垢效果评定。以2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸（AMPS）、烯丙基磺酸钠（SAS）、衣康酸（IA）为单体,通过自由基溶液共聚合
论文部分内容阅读
本文针对喷泉水景水池与循环管路出现的结垢问题,设计合成一种绿色高效阻垢剂,对比阻垢剂与其单体合成均聚物、共混物对碳酸钙的阻垢效果;探讨阻垢剂与均聚物,以及阻垢剂在不同溶液p H、阻垢剂浓度对碳酸钙晶体晶型与形貌的影响,分析阻垢机理。并进一步对模拟喷泉水质水体与实际喷泉水样进行阻垢效果评定。以2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸（AMPS）、烯丙基磺酸钠（SAS）、衣康酸（IA）为单体,通过自由基溶液共聚合法,分别合成共聚物SAS/AMPS/IA,均聚物PAMPS、PSAS、PIA,并将三种均聚物通过物理混合得到PASA/PAMPS/PIA。正交实验法发现单体投加量比n（SAS）:n（AMPS）:n（IA）=3:2:4,叔丁醇、APS分别占总质量8%、7%,反应温度80℃,反应时间2h,反应后水浴恒温80℃,保存2h,对碳酸钙阻垢率可达96.23%,效果最佳。凝胶色谱与红外光谱结果显示:SAS/AMP/IA数均分子量Mn=1 832,重均分子量Mw=2 216,分子链上存在羧基、磺酸基、酰胺基,为目标合成的高分子共聚物。不同单体配比SAS/AMPS/IA与均聚物PAMPS、PSAS、PIA以及共混物PASA/PAMPS/PIA静态阻垢实验结果来看:SAS/AMPS/IA中单体对阻垢率影响由大到小的排序:IA＞AMPS＞SAS;聚合物浓度在8mg/L时,阻垢率由大到小为:SAS/AMPS/IA＞PIA＞PAMPS＞PSAS;相同条件下,SAS/AMPS/IA阻垢效果优于PASA/PAMPS/PIA。说明SAS/AMPS/IA是以单一分子链上多种官能团协同效应起着主要阻垢作用,在一定范围内,分子链上羧基含量越多,阻垢效果越好。投加SAS/AMPS/IA、PAMPS、PSAS、PIA后垢样的XRD、SEM结果显示:加入PSAS、PAMPS的Ca CO3晶体表面出现裂痕;加入PIA的方解石晶面（006）与（018）的特征峰强度减小,表面裂痕增多;加入SAS/AMPS/IA后XRD上出现新的特征峰,Ca CO3晶胞发生晶格畸变,晶型由方解石向球霰石转变。加入SAS/AMPS/IA使Ca CO3晶体表面Zeta电位显负值。这是由于SAS/AMPS/IA上羧基吸附于Ca CO3活性生长点上,阻碍晶体生长,未吸附的磺酸基增大螯合物表面的负电性,通过静电斥力使小晶体难以相互碰撞凝聚成大晶体。SAS/AMPS/IA支链空间位阻的存在也阻止晶体凝聚成长。相同条件下,三种阻垢剂阻垢效果由大到小:PHPMA＞SAS/AMPS/IA＞PASP。PHPMA含有对钙离子吸附作用较强的膦酸基,使得其阻垢效果最好。通过不同共聚物浓度的XRD、SEM结果显示:随SAS/AMPS/IA投加量增多,方解石特征峰强度减弱,晶体破损越明显,当浓度为8mg/L,Ca CO3晶体呈平球状,表面裂孔较多。SAS/AMPS/IA浓度的大小影响着其分子链上羧基与磺酸基对Ca CO3晶体的吸附与分散能力,最佳投加量是满足SAS/AMPS/IA与Ca2+吸附趋于平衡。不同溶液p H的XRD、SEM结果显示:溶液p H=6和9时,加入SAS/AMPS/IA后晶体表面存在些许裂痕,Ca CO3的仍为方解石晶型。在p H=8时,Ca CO3表面破损严重且疏松多孔,晶型变为球霰石。低p H下的SAS/AMPS/IA发生卷曲吸附晶体能力减弱,过高的p H使得SAS/AMPS/IA酸式结构消失,对Ca CO3螯合作用降低。通过化学滴定法测定喷泉水硬度与碱度,对比不同地区、季节以及天气状况结果来看:夏季与晴天时期水硬度相对较大,雨季时碱度降低,喷泉水来源以及其处理工艺对水质有很大影响。对模拟喷泉水体进行静态阻垢实验:钙离子浓度为3mmol/L,SAS/AMPS/IA阻垢率为96.1%,共聚物对Ca2+浓度为15mmol/L的实验水阻垢率仅为53.1%;水体碱度大小对阻垢实验影响偏小;实验室下模拟浓缩5倍的喷泉水,SAS/AMPS/IA阻垢率仅为58.3%。从实际校园喷泉水水样加入SAS/AMPS/IA的碳酸钙的SEM结果来看,Ca CO3晶粒之间凝聚度变小、垢质疏松。SAS/AMPS/IA对中低硬度、碱度水有较好的阻垢效果,能够阻碍水中晶体生长过程,碳酸钙无法凝聚沉淀于水中。
其他文献
为了解决室内人体的热舒适性问题和室内空气品质和问题,人们提出了个性化送风的概念。随着社会的发展,人们对于环境品质的要求逐渐提高,个性化送风越来越得到人们的关注。当前关于个性化送风的研究大部分是针对空气品质方面的,关于解决人体热舒适方面的研究并未结合人体本身的热特性,本课题结合人体局部热特性,着重研究利用个性化送风解决人体局部热舒适的问题。首先,本文介绍了关于人体热舒适的评价指标,包括热感觉投票（T
埋地油气管道容易受到腐蚀的侵害,当有地磁暴发生时,位于大地电导率分界面周围的油气管道的管地电位波动更剧烈,导致油气管道腐蚀加剧,所以找到该区域对于管道保护意义重大,油气管道穿过的大地电导率分界面周围区域即为标题中所述的危险区域。帕金森矢量能够反应大地横向电导率的变化,可以用作寻找油气管道所处易受地磁暴影响的危险区域的理论基础。本文针对这一目标,用ANSYS Maxwell建立带有大地电导率分界面的
本文基于再生水作为循环冷却水系统中的补充水,针对循环冷却水系统存在的结垢及腐蚀问题,采用水溶液自由基聚合法,以烯丙基磺酸钠（SAS）、丙烯酸（AA）、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸（AMPS）作为反应单体、过硫酸铵（APS）为引发剂、异丙醇（IPA）为分子量调节剂,合成三元共聚物（SAS/AA/AMPS）。通过正交实验与矩阵分析法相结合的方法确定共聚物的最佳合成条件为:反应单体摩尔比n（SAS）:n
自然语言处理（Natural Language Processing,NLP）和人工智能领域最复杂的任务之一就是自然语言生成。教会机器如何像人类一样进行交谈,自动生成连贯且易于理解的语言一直是学术界和行业研究的重要方向之一。近年来,学术界和行业研究人员发表的相关研究文章的数量空前增长。本文归纳了国内外自然语言生成的研究成果。本文对评论生成任务进行归纳总结,说明了评论生成在自然语言生成中的重要性并阐
染料废水具有产量大、色素深、成分复杂、COD高、毒性大等特点,是造成环境污染和影响人类健康最重要和最危险的来源之一。吸附法以其工艺简单、成本低等优点在印染废水处理领域具有重要的地位。吸附剂作为吸附法的关键,若可回收再生将提高其利用效率,降低处理成本。氧化石墨烯作为一种新型碳材料,其具有高比表面积,丰富的含氧官能团、优异的物理、化学性质等特点使其在水体吸附应用中备受青睐。但是氧化石墨烯存在易堆叠,难
在我们当代社会中,工业污染排放量日益增大对社会以及人类文明带来了极大的威胁。根据数据统计,在大量的工业污染废水排放量中印染废水占据了极大的比例,被认为是最难处理的工业排放废水之一。在国家开发的一系列处理污染废水的方法中,吸附法因成本低,易操作等因素被广泛使用,近年来,介孔材料被公认为材料科学的研究热点和前沿,并在包括水处理在内的多个领域进行了广泛的研究,其中,MCM-41介孔二氧化硅材料因其具有大
在过程能量交换系统的运行过程中,由于系统存在多种操作约束条件和不确定因素,导致难以保证系统的持续节能优化。另外,设计的过程系统是基于给定的操作条件和生产要求进行的,以经济要求为目标的优化设计往往难以满足控制自由度要求,以控制性能为目标的优化控制又难以直接实施。为了保证整个系统在全周期的持续节能降耗,有必要兼顾其动态和稳态操作的要求。目前过程控制系统的研究设计方法普遍以提高控制性能为目标,而工艺设计
甲苯液相氧化是生产苯甲酸的主要技术,其氧化反应器的合理开工将保证化工生产安全性的前提下,带来更多的经济效益,但目前对甲苯液相氧化反应器的开工过程系统鲜有研究。本文在甲苯氧化反应器开工动态建模、模型动态特性分析、模型切换与控制策略切换等方面的研究基础上,最终实现了甲苯氧化反应器的自动开工。本文首先介绍了甲苯液相氧化反应器的工艺流程,并讨论了影响甲苯液相氧化反应器的动态建模的因素、反应动力学模型、副反
微孔ZSM-5分子筛为典型的硅铝酸盐结构,因其内部孔道尺寸小于1 nm而制约了其在水处理领域的广泛应用。为解决这一问题,扩大微孔ZSM-5分子筛的孔径成为研究热点。采用模板剂法,通过水热一步合成法,能够成功制备微介孔ZSM-5分子筛。氧化石墨烯因其表面含有大量含氧官能团,同时在碱性环境和一定温度条件下,部分氧化石墨烯发生脱水脱氧,几片氧化石墨烯皱缩后形成团块,因此能够作为合成分子筛的介孔模板剂,并
在工业循环冷却水系统中,水体不断蒸发浓缩,水中腐蚀性离子和易结垢离子浓度增大,加重了循环水系统的结垢与腐蚀现象。投加缓蚀阻垢剂是控制结垢腐蚀问题最常用的方法。本文以水溶液自由基聚合法,选用丙烯酸AA、甲基丙烯酸羟乙酯HEMA和烯丙基磺酸钠SAS三种单体,以叔丁醇为分子量调节剂,过硫酸铵为引发剂,合成多官能团共聚物HEMA/AA/SAS。在静态实验下,探讨单体比例、引发剂用量等因素对共聚物阻垢性能的