阻垢劑影響方解石晶體生長機制的分子動力學研究.pdf

1、通過添加阻垢劑來抑制難溶性鹽類結晶析出的化學法，因其方便、經濟高效的優(yōu)點而廣泛應用于工業(yè)循環(huán)水、海水淡化、鍋爐、地熱資源開發(fā)以及油氣田生產開采等眾多工業(yè)部門，但因涉及擴散、吸脫附、晶體生長以及配位等復雜的物理化學過程，其機理尚未搞清楚。國內外阻垢劑的研發(fā)及性能評定仍依賴于實驗或經驗外推法，易造成時間、人力、物力的浪費，因此迫切需要理論的指導。本文通過計算機模擬的方法，從理論上分析探討了阻垢劑與方解石晶面相互作用的機理，以期為新型阻垢劑的

2、設計與開發(fā)提供理論指導。鑒于目前市場上廣泛使用的聚羧酸類阻垢劑，本文模擬了其與方解石晶面的相互作用。結果表明，聚丙基丙烯酸甲脂(PPA)能有效地阻止Ca<'2+>、CO<,3><'2->在方解石晶面的吸附，從而達到阻垢的效果，且其中部鏈基阻垢效果比端部鏈基阻垢效果好。本文還對不同聚合度(n=1～10)的PPA分子與方解石晶面的相互作用進行了比較，研究表明，PPA分子的阻垢性能隨著聚合度的增加而增大，其中聚合度為8的PPA分子的阻垢性能最

3、佳，當聚合度大于8時PPA分子在反應過程中的形變較大，但阻垢效果有所下降。 金屬離子對碳酸鈣垢晶的成核及生長具有顯著影響。在水溶液中存在的眾多離子中(Mg<'2+>、Ba<'2+>、Mn<'2+>、Sr<'2+>)，以Mg<'2+>對碳酸鈣結晶影響的研究最為廣泛，但采用的都是實驗方法。本文采用分子動力學方法模擬了方解石晶體兩個晶面在相同的條件下(同一晶面上各離子的初始位置相同、模擬的外界條件相同)與Mg<'2+>及Ca<'2+>