新型水稳剂ABEDP的合成及其性能的应用研究

论文摘要

根据分子结构优化理论设计并合成了一种新型的有机膦羧酸-1-氨基-2-（苯并三氮唑基）乙撑基-1,1-二膦酸（英文简称ABEDP）。它综合了有机膦酸和苯并三氮唑的共同特点,保持了有机膦酸和苯并三氮唑两种水处理剂的分子结构特征,同时比目前使用的有机膦酸的含磷量大大减少,生物降解性能得到了改善,可代替目前使用的低分子有机膦酸类药剂。可广泛应用在电厂、化工、纺织等行业的循环冷却水系统中,同时也可以作为工业化学清洗药剂使用。研究以苯并三氮唑、氯乙腈及亚磷酸为原料,经取代、加成反应制得了1-氨基-2（苯并三氮唑基）乙撑基-1,1-二磷酸（ABEDP）产品,并通过红外光谱、元素分析等手段确定了产物结构与组成。采用鼓泡法测定了合成药剂的阻垢性能,探讨了ABEDP浓度、溶液pH值、钙离子浓度、阻垢温度、阻垢时间等因素对阻垢性能的影响。实验结果表明：在[Ca2+]为240mg/L、反应时间6h、pH值为7的水溶液条件下,增加ABEDP量,阻垢效果显著提高；药剂ABEDP的阻垢效果在酸性条件下明显优于碱性条件；通过正交实验,综合考虑实际应用和成本核算,筛选出针对工业循环冷却水的最佳处理条件：药剂浓度10mg/L,阻垢温度45℃,pH为7,Ca2+浓度为240mg/L,阻垢时间6h,此条件下的阻垢率达到63.58%。采用旋转挂片失重法分别考察了ABEDP对A3碳钢和黄铜的缓蚀作用,实验结果表明：在配制的模拟水质中,ABEDP在60mg/L的药剂用量时,对A3碳钢的缓蚀率达到54.38%。以120mg/L的ABEDP预膜24h后,改为10mg/L运行48小时,对A3碳钢的缓蚀率达到80.24%；黄铜的缓蚀率达到97.38%。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• Contents
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 循环冷却水处理的方法和意义
• 1.3 有机膦系水稳剂的研究进展
• 1.3.1 有机膦系水稳剂的发展
• 1.3.2 有机膦系水稳剂的合成
• 1.4 研究目标、研究内容及研究思路
• 1.4.1 研究目标
• 1.4.2 研究内容
• 1.4.3 研究思路
• 1.5 论文创新点
• 第二章 循环冷却水的腐蚀和结垢及其控制原理
• 2.1 冷却水中金属的腐蚀与控制
• 2.1.1 金属腐蚀的机理
• 2.1.2 金属腐蚀的类型及影响因素
• 2.1.3 缓蚀剂的作用机理
• 2.1.4 影响缓蚀效果的因素
• 2.2 冷却水中的结垢与阻垢
• 2.2.1 结垢原理
• 2.2.2 影响结垢的主要因素
• 2.2.3 冷却水系统的防垢的原理与方法
• 第三章 水稳剂ABEDP的合成及表征
• 3.1 实验药品、试剂及实验仪器
• 3.1.1 实验药品与试剂
• 3.1.2 实验仪器
• 3.2 ABEDP合成实验
• 3.2.1 合成原理
• 3.2.2 ABEDP红外光谱测定
• 3.2.3 ABEDP元素分析测定结果
• 第四章 ABEDP的阻垢性能试验
• 4.1 阻垢性能的测定方法
• 4.1.1 阻垢率的测定及计算
• 4.1.2 实验装置
• 4.2 阻垢性能实验结果
• 4.2.1 ABEDP投加量对阻垢性能的影响
• 4.2.2 pH值对阻垢性能的影响
• 2+]对阻垢率的影响'>4.2.3 [Ca²⁺]对阻垢率的影响
• 4.2.4 反应时间对阻垢率的影响
• 4.2.5 反应温度对阻垢率的影响
• 4.2.6 正交实验
• 第五章 ABEDP的缓蚀性能实验
• 5.1 缓蚀性能的测定方法-旋转挂片法
• 5.1.1 缓蚀率的测定及计算
• 5.1.2 实验装置
• 5.1.3 实验药品及实验条件
• 5.2 ABEDP的缓蚀性能实验
• 3碳钢的缓蚀实验'>5.2.1 ABEDP对A₃碳钢的缓蚀实验
• 5.2.2 ABEDP对铜片的缓蚀效果实验
• 第六章 ABEDP阻垢缓蚀机理探讨
• 6.1 ABEDP的阻垢机理
• 6.1.1 晶格畸变理论
• 6.1.2 络合增溶作用
• 6.2 ABEDP对金属的缓蚀机理
• 结论
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的论文
• 致谢