循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中緩蝕阻垢劑的緩蝕阻垢機理的量子化學(xué)研究及其應(yīng)用.pdf

1、運用量子化學(xué)計算的密度泛函理論，在B3LYP/6-31G的水平上，系統(tǒng)研究了多氨基多醚基甲叉膦酸PAPEMP在不同聚合度下(n=2、3、5、7)，HEDP、ATMP、DTPMP、PAPEMP、K6HDTMP、EDTMP、BHMT這七種甲叉膦酸緩蝕阻垢劑以及PBTC和綠色緩蝕阻垢劑PESA、PASP分子結(jié)構(gòu)與阻垢性能和緩蝕性能之間的構(gòu)效關(guān)系。結(jié)果表明，甲叉膦酸緩蝕阻垢劑分子中的氮原子和膦羧基團上的氧原子以PESA分子中羧基基團上的氧原子和

2、PASP分子中的羧基基團上的氧原子和氨基基團上的氮原子上的負電荷密度比較大，這使得氮原子和氧原子易與垢晶體中的鈣離子發(fā)生庫侖靜電相互作用，如果氮原子和氧原子間距與方解石晶體生長面上的鈣離子對間距相匹配，將顯著增強阻垢劑分子與特定晶面的Coulomb吸附行為，誘導(dǎo)垢晶體發(fā)生畸變，有效阻止其生長。 本文還利用半經(jīng)驗(PM3)方法對緩蝕阻垢劑分子進行勢能掃描，得出分子能量和二面角改變的關(guān)系，研究了分子柔性、剛性對緩蝕阻垢劑阻垢性能的

3、影響。并且研究了分子結(jié)構(gòu)、電子結(jié)構(gòu)和緩蝕性能的關(guān)系，研究表明，緩蝕效率和分子的最高占據(jù)軌道能量、最低空軌道和最高占據(jù)軌道能量差A(yù)E(ELUMO-EHOMO)有很好的相關(guān)性，可以認為緩蝕劑分子在金屬表面通過親核作用與金屬作用而形成吸附膜，也可以是氮或氧原子提供電子與金屬發(fā)生作用的。最后研發(fā)了以PESA為主劑，以膦羧酸化合物和少量鋅鹽為緩蝕劑的新型綠色水處理劑，它具有可生物降解，含磷量低；緩蝕阻垢性能達到傳統(tǒng)的含磷的堿性水處理劑應(yīng)用于冷卻水