羧酸共聚物与方解石晶体相互作用的MD模拟

用分子动力学方法, 模拟计算了丙烯酸-丙烯酸甲酯共聚物(AA-MAE)、丙烯酸-丙烯酸羟丙酯共聚物(AA-HPA)、丙烯酸-马来酸共聚物(AA-MA)及水解马来酸酐(HPMA)四种聚羧酸类阻垢剂与方解石晶体(110)晶面的相互作用. 结果表明, 聚羧酸与(110)晶面结合能的大小排序为AA-MA＞HPMA＞AA-HPA＞AA-MAE; 对体系各种相互作用以及径向分布函数的分析表明, 结合能主要由库仑作用(包括离子键)提供, 并含少量氢键成分. 与方解石晶面结合的聚合物发生扭曲变形, 但形变能远小于相应的非键作用能. 聚合物中不同位置羧基的动力学行为差别很大, 链端羧基的运动翻转比链中部羧基剧烈得多, 故后者与晶面的结合比前者更牢固而具有更强的阻垢能力.     

水溶性聚合物与方解石晶体相互作用的MD模拟

用分子动力学(MD)方法, 模拟计算了三种水溶性聚合物阻垢剂[聚丙烯酸(PAA)、聚甲基丙烯酸(PMAA)、丙烯酸-丙烯酸甲酯共聚物(AA-MA)]与方解石晶体的作用. 结果表明, 聚合物与方解石两晶面结合能的大小均为PAA ＞ AA-MA ＞ PMAA, 聚合物与(1 0)面的相互作用远比与(104)面的作用强. 对体系各种相互作用以及对关联函数g(r)的分析表明, 结合能主要由库仑作用决定. 与方解石晶面结合的聚合物发生扭曲变形, (1 0)面上的形变能约为(104)面上的2倍, 但均远小于相应的非键作用能. 聚合物中不同位置羧基的动力学行为差别很大, 链端羧基的运动翻转比链中部羧基剧烈得多, 后者与方解石晶体的结合比前者牢固而能更有效地抑制垢晶体生长.     

1,8-萘酰亚胺荧光单体的合成及光谱的量子化学研究

以4-溴-1,8-萘二甲酸酐和N-甲基哌嗪为原料,合成了3种水溶性1,8-萘酰亚胺荧光单体,并以红外光谱、氢核磁共振谱、质谱及元素分析对产物进行了表征,测定了它们的激发光谱和发射光谱.运用PM3方法对这3种化合物的基态和激发态进行了几何构型全优化.结构分析表明:基态下,3种荧光单体的环均处于同一平面,且体系为较大的共轭...     

聚环氧琥珀酸钠的合成及阻垢性能

聚环氧琥珀酸钠是一种无磷无氮和生物降解性好的兼有阻垢缓蚀双重功能的水处理药剂^[1,2],90年代初美国就开发了这种药剂^[2,4]日本及其它国家也相继开始对聚环氧琥珀酸钠及其衍生物进行了研究^[5],在我国,熊蓉春等^[6]也在这方面进行了初步研究,他们以马来酸酐 为原料一步法合成聚环氧琥珀酸钠,实际操作 中马来酸的环化过程反应较剧烈,使得反应条件很难控制,重复,因此不能准确确定影响产品质量的主要因素,本将环氧琥珀酸钠以Ca(OH)2为引发剂进行聚合,对反应中影响聚环氧琥珀酸钠阻垢性能的因素如引发剂用量,加入次数和反应时间进行了考察,得到了最佳反应条件。     

羧酸聚合物对磷酸钙的阻垢作用和机理

采用静态阻垢法评定了膦酰基羧酸聚合物(POCA)、聚丙烯酸(PAA)、丙烯酸-丙烯酸羟丙酯共聚物(T-225)、水解聚马来酸酐(HPMA)等四种羧酸类聚合物阻垢剂对磷酸钙的阻垢性能, 发现在加药量为25 mg/L时几种聚合物对磷酸钙垢的阻垢率分别为100%, 94.6%, 36.2%和30.2%. 采用分子动力学(MD)方法, 模拟计算了四种聚合物与磷酸钙晶体的(110)晶面的相互作用结合能、非键作用能等参数. 结果表明: 聚羧酸与(110)晶面结合能以及非键作用能的大小排序为POCA＞T-225＞HPMA＞PAA, 结合能以及非键作用能越大, 说明聚合物与垢晶体的结合越紧密, 抑制性能越好; 因此它们对磷酸钙阻垢能力大小排序为POCA＞T-225＞HPMA＞PAA. 该理论计算与实验室静态阻垢评定结论一致. 通过对超分子对关联函数的分析, 发现POCA和T-225聚合物中羰基O原子与晶面上Ca^2＋之间形成了较弱的离子键, 但强度远比非键作用小, 非键作用主要由库仑作用和范德华作用力提供, 且库仑作用的贡献更大. 据此合成了马来酸酐-苯乙烯磺酸钠-丙烯酸羟丙酯(MA-SS-HPA)以及苯乙烯磺酸钠-丙烯酸羟丙酯-亚磷酸(MA-SS-H₃PO₃)共聚物, 加药量为18 mg/L时对磷酸钙垢的阻垢率分别为94.2%和100%, 性能优于POCA.     

一种新型罗丹明类荧光分子探针及其对Fe(Ⅲ)的选择性识别

以罗丹明B、乙二胺和乙二醛为反应原料,合成了一种新型的荧光增强型识别Fe3+的分子探针(fluorescent probe,FP)。用核磁和质谱对其分子结构进行了表征,并通过荧光光谱研究了FP对Al3+、Pb2+、Cu2+、Cd2+、Mn2+、Hg2+、Mg2+、Ca2+、K+、Na+等不同金属离子的识别性能。研究结果表明:在纯甲醇溶剂中,探针FP对Fe3+的识别具有较好的选择性,且基本不受其他金属离子的干扰;通过Job's曲线可知,探针FP与Fe3+的络合比为1∶3;Fe3+浓度在4×10-4~5×10-3mol/L范围内时,探针FP的荧光强度与Fe3+浓度具有良好的线性关系,线性相关系数为0.995 3。     

几种羧酸聚合物阻垢剂阻垢作用的匹配模型

实验室采用静态阻垢法评定了水解聚马来酸酐(HPMA)、聚丙烯酸(PAA)、丙烯酸-丙烯酸羟丙酯共聚物(T-225)、丙烯酸-2-丙烯酰胺基-2-甲基丙基磺酸共聚物(AA-AMPS)以及膦酰基羧酸调聚物(POCA)对碳酸钙和硫酸钙的阻垢性能,发现对碳酸钙的阻垢作用依次为HPMA>PAA,T-225>POCA,AA-AMPS。对于CaSO4的阻垢,POCA和AA-AMPS在低浓度时就表现出良好的抑制作用,性能最好,其次是T-225,当加药量大于10mg/L后HPMA的性能与T-225相当,PAA的性能相对稍差。通过半经验PM3方法计算了这几种聚合物的构型及相关参数,发现聚合物中某些功能基团的空间距离与垢晶面阳离子间距相匹配,与垢晶面阳离子间距相匹配的功能基团数目的不同,显示出阻垢性能的差异。理论计算结果与实验结果一致。     

电导法评定阻垢剂的阻垢性能

介绍了一种评价阻垢剂阻垢性能的新方法。这种方法基于溶液电导率的测定原理，是通过在加入阻垢剂和不加阻垢剂的特定水环境下测定各种成垢化合物的过饱和度来实现。此法能对各种阻垢剂的阻垢性能进行良好的区分。通过与评定阻垢剂性能的国家标准——鼓泡法的比较，证明此法简便、快捷、重现性好，可信度高。     

水溶性聚合物与硬石膏晶体相互作用的分子动力学模拟

用分子动力学(MD)方法, 模拟计算了6种水溶性聚合物阻垢剂{聚丙烯酸(PAA)、聚甲基丙烯酸(PMAA)、丙烯酸-丙烯酸甲酯共聚物[P(AA-co-MAE)]、丙烯酸-丙烯酸羟丙酯共聚物[P(AA-co-HPA)]、聚马来酸(HPMA)、丙烯酸-马来酸共聚物[P(AA-co-MA)]}与硬石膏晶体的相互作用. 结果发现, 聚合物与硬石膏晶体结合能的大小排序为P(AA-co-MA)＞HPMA＞P(AA-co-HPA)＞P(AA-co-MAE)＞PMAA＞PAA, 同种聚合物阻垢剂对硬石膏两晶面生长的抑制能力相差不大. 对体系各种相互作用以及对关联函数g(r)的分析表明, 体系结合能主要由库仑作用提供. 与硬石膏晶体结合的聚合物发生明显形变, 但形变能远小于体系的非键作用能. 聚合物中不同位置羧基的动力学行为差别很大, 链端羧基的运动翻转比链中部羧基剧烈得多, 因后者与硬石膏晶体的结合比前者牢固而能更有效地抑制垢晶体生长.