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。     

含荧光基团的AA-HPA共聚物的合成及性能研究

以4-溴-1,8-萘二甲酸酐和甲胺为起始原料,合成得到一种新的荧光单体4-(N′-甲基-1-哌嗪基)-N-甲基-1,8-萘二甲酰亚胺烯丙基氯季铵盐(FM)。通过红外光谱、核磁共振及质谱对FM进行了表征。将FM与丙烯酸(AA)和丙烯酸羟丙酯(HPA)共聚制备了含荧光基团的AA-HPA共聚物(FM-AA-HPA)。对该共聚物的荧光性能和阻垢性能进行了系统研究。结果表明:FM-AA-HPA的激发波长和发射波长分别为399 nm和531 nm;激发光谱和发射光谱呈较好的对称关系;共聚物的荧光强度与其质量浓度呈良好的线性关系,线性相关系数(R)为0.997 8,检测下限为0.95 mg.L-1。采用静态法,当加药量为20 mg.L-1时对磷酸钙的阻垢率达到85.4%;加药量为15 mg.L-1时对碳酸钙的阻垢率为70.9%;加药量为15 mg.L-1时对硫酸钙的阻垢率为86.5%;具有较好的稳定锌离子的能力。通过扫描电镜观察发现FM-AA-HPA对CaCO3垢有明显的晶格畸变能力。     

氨基膦酸化合物缓蚀性能的量子化学研究

运用量子化学密度泛函(DFT)中B3LYP方法,在6-31G*基组水平上,对6种氨基膦酸化合物的缓蚀性能和分子结构进行研究,讨论了量子化学计算结果和缓蚀性能的关系,结果表明:分子的轨道能量和化合物中苯环的亲电Fukui指数和缓蚀性能有很好的相关性,说明氨基膦酸的缓蚀性能主要与苯环的得电子能力有关,此类化合物的缓蚀性能主要因为苯环和金属之间形成反馈π键。     

甲氧基萘类荧光单体的合成及其光谱研究

以4-溴-1,8-萘二甲酸酐为原料,合成了2种水溶性甲氧基萘类荧光单体,测定了它们的激发光谱和发射光谱.运用密度泛函(DFT)及含时密度泛函(TDDFT)方法预测的荧光发射光谱与实验结果符合得较好.     

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。     

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。     

硬脂酸盐生产中三废的综合治理

针对中、小规模生产三脂酸盐的废水的特点，该文提出了一个操作简单、适应能力强、设备投资少的工艺注程。该流程包括投加氧化剂二氧化氯（或漂白粉）氧化法去除COD；投加石灰浆调pH值法去除废水中的有害重金属离子Pb^2 、Cd^2 和Zn^2 ；通入烟道废气中和去投加絮凝剂混凝沉淀法去除废水中的悬浮物并降低废水的含固量等处理步骤，同时实现了废水的全面处理和烟道气的除尘、脱硫净化。运行结果表明，其处理效果良好。对大、中型硬脂酸盐生产厂的三废治理，该工艺亦具有一定的实际参考价值。     

基于冷冻熔炼的液-液萃取/气相色谱法测定啤酒中的N-二甲基亚硝胺

建立了一种新型的冷冻熔炼液-液萃取法直接提取啤酒中的N-二甲基亚硝胺（N-nitrosodimethylamine,NDMA）,萃取液经GC-FID分析,双柱法定性,外标法定量。优化的前处理条件为：以二氯甲烷为萃取溶剂,啤酒样品和萃取溶剂的体积比为9：1,-19 ℃下冷冻16 h。结果表明：NDMA在5~200 mg/L范围内具有良好的线性关系（r²=0.9996）;在5、10和20 mg/L 3个加标水平下的回收率分别为84.94%、83.24%、85.14%,平行7次测定的相对标准偏差（RSD）分别为3.06%、3.19%、2.63%。与常规液-液萃取方法（需要经过蒸馏、萃取、旋蒸、氮吹4个步骤）相比,本方法稳定、可靠,且操作简单,有机溶剂消耗量少。     

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。