苦咸水反渗透淡化中膜面结垢预测及防垢进展

苦咸水反渗透（BWRO）中的防垢过程,首先取决于给水水质,而根据水质条件和垢在膜面的形成机理采取相应的防垢措施是非常重要的。 显然,有效地管控膜面无机结垢及抑制膜面污染需要开展无机结垢趋势的预测、防垢措施和非破坏性无机垢监控等方面的技术研究。 一系列传统和新兴的分析技术,包括摩尔比率法、直接目测法和光谱法等已应用于BWRO过程中膜面防垢研究。 本文详细综述了该过程中无机结垢趋势的预测、防垢方法和非破坏性无机垢监控技术等方面的研究进展。 此外,针对目前的研究方向提出了建议。     

三元复合驱硅垢防垢剂SY-KD的合成及应用

通过分析三元复合驱油体系下硅垢的形成机理,设计合成了新型硅防垢剂SY-KD.SY-KD是由丙烯酸(AA)和对甲基烯丙基氧基苯磺酸(MBS)共聚形成的高分子(CAABS)与2-膦酸丁烷-1,2,4-三羧酸(PBTC)复配的混合物.SY-KD中羧基官能团通过氢键相互作用与原硅酸分子或其二聚体发生键合,由于SY-KD分子链的空间位阻效应,阻止了原硅酸分子或二聚体进一步聚合形成二氧化硅.室内研究结果表明,SY-KD各组分对于硅垢的阻垢能力主要是通过阻聚、吸附分散以及对不溶性SiO2的溶蚀作用来实现的,是一种很好的三元复合驱阻垢剂.SY-KD防垢剂使结垢油井平均检泵周期由50 d左右增加到300 d.     

方解石碳酸钙形成过程和热力学性质的研究

将CaCl₂ 和Na₂CO₃水溶液在强烈搅拌下快速混合，制备了碳酸钙。应用SEM 、FT-IR和XRD对所制备的样品进行了表征。结果表明，在反应10 s后生成了稳定的方解石型和不稳定的球霰石型碳酸钙。随着反应时间的进行，样品颗粒增大，球霰石逐渐转化为方解石。在反应180min，样品全部转化为方解石。用全自动绝热量热计测试了制备的方解石在80 至 390 K温区的等压摩尔热容。建立了其等压摩尔热容与温度的定量关系。根据热力学函数关系式，计算了方解石样品的焓、熵和吉布斯自由能。     

稀土离子对溶液体系中碳酸钙生成的影响

用X射线粉末衍射、XPS光电子能谱、红外光谱以及ICP-MS等技术研究不同浓度的Ce3+,Nd3+,Tb3+,Gd3+,Lu3+对碳酸钙结晶状况的影响.稀土离子的加入有利于热力学稳定态的方解石型碳酸钙的生成,并且稀土离子能够部分的取代晶格中的钙离子,改变碳酸钙的结晶习性,在宏观上形成有序规则的排列.     

六偏磷酸钠对碳酸钙矿化的影响

常温下,在CaCl2与NaCO3反应体系中加入一定量的六偏磷酸钠调控合成CaCO3晶体,用粉末XRD衍射仪、FT-IR对合成的晶体进行了表征,用扫描电子显微镜观察分析了生成的CaCO3晶体的形貌,研究了六偏磷酸钠浓度对CaCO3晶型和形状的影响。研究表明:在水体系中,CaCl2与NaCO3反应生成CaCO3晶体,当加入六偏磷酸钠的量小于50mg时,得到的是纯的方解石晶型,当加入六偏磷酸钠的量大于80mg时,得到的是方解石和球霰石的混合体,随着六偏磷酸钠量的增加,生成的球霰石晶体增多,实验结果说明六偏磷酸钠对球霰石晶体有一定的稳定作用。     

一种假单胞菌诱导CaCO3结晶

选用实验室自培育斯氏假单胞菌,通过测定pH值、电导率变化研究了细菌液、菌体液对碳酸钙结晶过程的影响,并通过SEM、XRD、红外等测试技术对生成的碳酸钙进行表征。 研究表明,斯氏假单胞菌细菌液与菌体液对碳酸钙结晶过程具有抑制作用,浓度增加,抑制作用越显著。 SEM、XRD和红外光谱的分析结果显示,细菌液可诱导亚稳态球霰石生成,菌体液能诱导出中孔方解石型碳酸钙。     

鲫鱼牙齿提取液对碳酸钙晶型和形貌的影响

25℃下,在鲫鱼牙齿提取液存在时,用Na_2CO_3和Ca(NO_3)_2·4H_2O作为原料合成碳酸钙,研究提取液的浓度和反应时间对产物组成和粒子形貌的影响。用粉末X-射线衍射仪(XRD)和红外光谱仪(FT-IR)对合成的产品进行了表征,用扫描电子显微镜(SEM)观察了粒子的形貌。研究结果显示,在反应时间是30s时,合成得到的产物是球霰石晶型和方解石晶型的混合物,并且随着提取液浓度的增加,球霰石所占比例呈现增加趋势;随着反应时间的增加,球霰石的含量会降低,但是产物粒子的形貌没有明显变化。结果说明,提取液的确能够影响碳酸钙的晶型和粒子形貌。     

蔗糖/精氨酸体系中碳酸钙结晶的仿生合成

该文以更加接近生物矿化的方法研究了蔗糖/精氨酸体系对碳酸钙晶体取向、形貌和晶型的控制作用.XRD 分析表明,在蔗糖/L-精氨酸混合体系中合成的晶体主要为碳酸钙的球霰石晶型及少量的方解石型,在单独的蔗糖或L-精氨酸溶液中基本是球霰石晶型.SEM分析表明,蔗糖和L-精氨酸均可诱导形成特殊形貌的碳酸钙.实验结果表明,蔗糖/精...     

Na+, K+, Mg2+∥Cl-, SO2-4-H2O五元体系15 ℃介稳相图研究

得到Na+, K+, Mg2+∥Cl-, SO2-4-H2O五元体系15 ℃时的介稳溶解度数据, 绘制了该体系15 ℃的介稳相图, 共有9个为氯化钠所饱和的结晶区域 氯化钾、硫酸钠、钾钠芒硝、软钾镁矾、白钠镁矾、光卤石、七水硫酸镁、六水硫酸镁和水氯镁石. 所得15 ℃介稳相图和Vant Hoff稳定相图比较有较大区别; 在15 ℃介稳相图中钾镁矾、钾盐镁矾以及五水硫酸镁和四水硫酸镁结晶区域消失, 而软钾镁矾结晶区域显著扩大. 比较作者所作该五元体系15 ℃, 25 ℃及35 ℃介稳相图, 发现软钾镁矾(包括钾镁矾)相区以25 ℃时最大, 35 ℃时最小; 随温度升高, 钾钠芒硝结晶相区依次向KCl相区平行移动, 导致KCl相区缩小, Na2SO4相区扩大; 随温度升高相应点的钠含量和水含量依次减小.     

聚天冬氨酸/对氨基苯甲酰胺接枝物的合成及阻垢性能

以马来酸酐、尿素为原料合成了聚琥珀酰亚胺(PSI),再以对氨基苯甲酰胺为开环介质在碱性条件下对PSI进行开环反应合成了新型绿色阻垢剂聚天冬氨酸/对氨基苯甲酰胺(PASP/4-ABZM).通过FT-IR、SEM等表征手段对接枝共聚物的结构和结垢的形态进行了分析,并采用静态阻垢法考察了PASP/4-ABZM的阻钙垢性能.实验结果表明:当接枝物的浓度为0.5 mg/L时阻CaCO_3垢效率接近100%;当浓度为3 mg/L时阻CaSO_4垢效率接近100%;当浓度为9 mg/L时阻Ca3(PO_4)_2垢效率可达90%.加入接枝共聚物之后,三种垢的形态均发生了明显的变化.     

气相扩散法制备的碳酸钙的形貌控制和机理

采用不同质量比的柠檬酸作为晶型控制剂制备碳酸钙,研究了在气相扩散体系中柠檬酸对所制备的碳酸钙微晶的粒度、形貌的影响.结果表明,随着柠檬酸浓度的增大,碳酸钙在溶液中结晶成为纳米小单晶体的二次聚集体,其晶粒度逐步变小,其形态呈现从疏松结构的球体、密实球体、花生状颗粒、大长径比针状到密集针状球体有规律的转变,晶型从0.24%和0.72%的球霰石到更大浓度的方解石.通过对柠檬酸在溶液中的聚集状态和柠檬酸分子与碳酸钙微晶的相互作用初步解释了柠檬酸对碳酸钙微晶形貌控制作用的机理.     

Na^＋,K^＋,Mg^2＋∥Cl^—,SO4^2——H2O五元体系15℃介稳相图研究

得到Na^ ,K^ ,Mg^2 ∥Cl^-,SO4^2--H2O五元体系15℃时的介稳溶解度数据，绘制了该体系在15℃的介稳相图，共有9个为氯化钠所饱和结晶区域：氯化钾，硫酸钠，钾钠芒硝，软钾镁矾，白钠镁矾，光卤石，七水硫酸镁，六水硫酸镁和水氯镁石。所得15℃介稳相图和Van‘t Hoff稳定相图比较有较大区别；在15℃介稳相图中钾镁矾，钾盐镁矾以及五水硫酸镁和四水硫酸镁结晶区域消失，而软钾镁矾结晶区域显著扩大。比较作者所作该五元体系15℃，25℃及35℃介2稳相图，发现软钾镁矾（包括钾镁矾）相区以25℃时最大，35℃时最小，随温度升高，钾钠芒硝结晶相区依次向KCl相区平行移动，导致KCl相区缩小，Na2SO4相区扩大，随温度升高相应点的钠含量和水含量依次减小。     

Na~+,K~+,Mg~(2+)//Cl~-,SO_4~(2-)-H_2O五元体系15℃介稳相图研究

得到Ｎａ＋,Ｋ＋,Ｍｇ２＋//Ｃｌ－,ＳＯ_４_(２－)－Ｈ２Ｏ五元体系１５℃时的介稳溶解度数据,绘制了该体系１５℃的介稳相图,共有９个为氯化钠所饱和的结晶区域:氯化钾、硫酸钠、钾钠芒硝、软钾镁矾、白钠镁矾、光卤石、七水硫酸镁、六水硫酸镁和水氯镁石．所得１５℃介稳相图和Ｖａｎ'ｔ Ｈｏｆｆ稳定相图比较有较大区别;在１５℃介稳相图中钾镁矾、钾盐镁矾以及五水硫酸镁和四水硫酸镁结晶区域消失,而软钾镁矾结晶区域显著扩大．比较作者所作该五元体系１５℃,２５℃及３５℃介稳相图,发现软钾镁矾(包括钾镁矾)相区以２５℃时最大,３５℃时最小;随温度升高,钾钠芒硝结晶相区依次向ＫＣｌ相区平行移动,导致ＫＣｌ相区缩小,Ｎａ２ＳＯ４相区扩大;随温度升高相应点的钠含量和水含量依次减小．     

混合超分子液晶模板法合成六方介孔相含钛氧化硅

采用混合十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）与不同碳链的脂肪胺（CnNH2n＋3, n=8,10,12,14,16）作模板,在四甲基氢氧化胺为碱源的条件下,合成了具有六方介孔结构的含钛氧化硅Ti MCM 41分子筛材料. XRD和TEM测试表明所合成材料具有高度的长程有序结构,样品的N2吸附/脱附等温线表明,高度有序的Ti MCM 41材料展示了毛细凝聚的陡峭台阶和狭窄的介孔孔径分布.对反应物配比中Ti/Si比、脂肪胺碳链长度n对六方介孔相结构的影响进行了研究,实验发现当Ti/Si< 0.15和n< 16时,均可获得具有六方介孔结构的含钛氧化硅Ti MCM 41;而当Ti/Si≥0.15或n >16时,产物将分别发生从六方向无定形态或从六方向层状介孔相结构的转移,从混合表面活性剂的堆积参数对这种相转移现象进行了分析.     

Na+, K+, Mg2+∥Cl-, SO2-4-H2O五元体系35 ℃介稳相图研究

研究得出（Na+, K+, Mg2+∥Cl-, SO2-4-H2O）五元体系35 ℃时的介稳溶解度数据,绘制了该体系35 ℃的介稳相图,共有9个为氯化钠所饱和的结晶区域：氯化钾、钾芒硝（3K2SO4*Na2SO4）、钾镁矾（K2SO4*MgSO4*4H2O）、钾盐镁矾（KCl*MgSO4*2.75H2O）、光卤石（KCl*MgCl2*6H2O）、白钠镁矾（Na2SO4*MgSO4*4H2O）、硫酸钠、六水硫酸镁（MgSO4*6H2O）和水氯镁石（MgCl2*6H2O）. 所得35 ℃介稳相图与Vant Hoff 25 ℃稳定相图比较有较大区别：软钾镁矾（K2SO4*MgSO4*6H2O）、七水硫酸镁、五水硫酸镁及四水硫酸镁结晶区域消失,钾镁矾和钾盐镁矾结晶区域显著扩大. 所得35 ℃介稳相图与25 ℃介稳相图区别很大：软钾镁矾和七水硫酸镁结晶区域消失,同时出现了钾镁矾和钾盐镁矾的结晶区域. 在该五元体系35 ℃介稳相平衡研究中发现析出的是钾盐镁矾的低水化合物（KCl*MgSO4*2.75H2O）.     

阴离子氨基酸表面活性剂调控碳酸钙的仿生合成

室温下, 在乙醇或乙醇-水混合体系中, 利用氨基酸表面活性剂N-酰基十二烷基肌氨酸钠(Sar)调控合成碳酸钙, 采用SEM, XRD和FTIR等技术表征了反应产物. 在乙醇体系中, 首先形成多面体形状的文石, 然后逐渐转变为圆球状的无定形碳酸钙. 在乙醇-水混合体系中, 合成了花簇状多级结构碳酸钙晶体. 增加N-酰基十二烷基肌氨酸钠的用量有助于形成球霰石结构, 当n(Ca2+)∶n(Sar)=1∶1 时, 得到的花状碳酸钙为球霰石和方解石的混合物, 当n(Ca2+)∶n(Sar)=1∶2 时, 得到纯净的球霰石, 其形貌为大小较均一的单分散的球, 直径约为7 μm; 另外, 当n(Ca2+)∶n(Sar)=1∶1时, 混合溶剂中水和乙醇的体积比由1.5∶1依次增加为7∶3和3∶1时, 碳酸钙晶体的形貌由花状逐渐向球形过渡, 晶体中球霰石和方解石的含量也随之变化, 其中, 当水和醇的体积比为7∶3时, 产物主要为球霰石型晶体.     

纳米碳酸钙/庚二酸复合成核剂对热致相分离法制备聚丙烯微孔膜的影响

以大豆油/邻苯二甲酸二丁酯(DBP)为混合稀释剂,采用热致相分离法(TIPS)制备聚丙烯(PP)微孔膜.研究了纳米碳酸钙成核剂、纳米碳酸钙/庚二酸复合成核剂对PP/大豆油/DBP(30/42/28,质量比)混合体系中PP结晶、熔融性能和PP微孔膜微观结构的影响.结果表明,单一纳米碳酸钙成核剂加入量为PP的0%~4%(质量百分率)时,PP/DBP/大豆油体系中PP熔融曲线上对应的峰值温度(Tpm)降到150.7~151.3℃,而纯PP的熔融峰值温度为165℃;DSC实验结果还显示加入1%~4%纳米碳酸钙和0.5%庚二酸后,导致PP的熔融曲线上出现了熔融双峰,说明纳米碳酸钙/庚二酸复合成核剂与单一成核剂相比有明显地促进β晶生成的作用,宽角X射线衍射(WAXD)实验进一步证实了β晶的存在.单一纳米碳酸钙成核剂对PP微孔膜的球晶结构和微观孔结构影响不大;加入纳米碳酸钙/庚二酸复合成核剂明显影响PP微孔膜的球晶结构和微观孔结构,其中0.5%庚二酸和1%纳米碳酸钙组成的复合成核剂制得的PP微孔膜的球晶结构明显,微孔膜孔径小且分布均匀;进一步增加纳米碳酸钙用量,PP微孔膜生成了许多细小的边界模糊的不规则结晶,微孔膜孔径不规则且尺寸较大,这与此时PP形成β晶结构有关.     

原位沉析法制备碳酸钙/壳聚糖三维复合材料的研究

将含有Ca²⁺的壳聚糖溶液与含有CO^2-₃的碱溶液用离子可渗透膜隔离,根据膜渗透原理,使膜内壳聚糖与碱液原位沉析,生成碳酸钙,得到具有高强度的碳酸钙(CaCO₃)/壳聚糖(CS) 三维复合材料. XRD测试结果表明,生成的碳酸钙以方解石晶型存在. 从SEM可以观察到碳酸钙颗粒尺寸约为5～10 μm,并且颗粒呈有序分布,它们以棒材的纵轴为中心,围绕中心呈环状分布. 对不同碳酸钙含量的复合棒材进行了弯曲性能测试,其弯曲强度随碳酸钙含量的增大先上升后下降. 在碳酸钙质量分数为10％时,弯曲强度达到最大值(约为113 MPa),弯曲模量为2.6 GPa.     

以EDTANa2为矿化剂近中性条件下室温合成介孔二氧化硅

利用EDTANa2作为矿化剂, 在近中性条件下于室温合成了厚壁(约3 nm)蠕虫介孔分子筛. 在反应物配比为n(CTAB):n(TEOS):n(EDTANa2):n(H2O)=(0.05~0.2):(0.1~2):(0.1~0.5):(100~500)范围内都能得到介孔二氧化硅. 以XRD、N2吸附、FTIR、SEM和TEM详细考察了体系配比和温度对介孔二氧化硅结构和形貌的影响, 发现CTAB用量越大, 介孔d值相应增大. 温度对介孔二氧化硅的结构和形貌有很大的影响, 温度在2~15 ℃范围内都能生成孔径分布较规则的介孔, 介孔材料的形貌随温度的升高由空心管变成小颗粒聚集体; 合成的介孔分子筛中的模板剂可以通过乙醇萃取的方式除去. 提出了介孔的生成遵从(S+-E-)0-I0中性模板机理.     

氨水介质中含Ti的MCM-41介孔分子筛的合成

 在氨水介质中采用TiCl3和正硅酸乙酯合成了含Ti量不同的MCM-41介孔分子筛. 该方法可避免使用昂贵的辅助模板剂,也不需要加入醇来调节水解速度,因而合成过程相对简单、易于控制. 采用XRD和N2吸附-脱附等技术对介孔分子筛的结构进行了表征. 结果表明,合成的MCM-41介孔分子筛的六方介孔有序性好,结晶度高. UV-Vis光谱表明,Ti-MCM-41在200～300 nm间出现了四个清晰可辨的吸收峰,说明Ti原子以多种状态存在于介孔分子筛骨架中.