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含荧光基团低聚物的合成及在水处理中的应用
中文名称: 含荧光基团低聚物的合成及在水处理中的应用
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论文编号: 3121677收藏本论文】【我的收藏】【我要投稿
英文名称: 无英文名称
学位类型: 博士毕业论文
作者: 涉及隐私,隐去***  作者本人请参看权力声明>>
导师: 涉及隐私,隐去***
毕业学校: 涉及隐私,隐去***
专业: 应用化学
毕业年份: 涉及隐私,隐去***
关键字: 水处理剂 荧光 聚合物 阻垢 性能评定 阻垢机理 低聚物
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论文简介:合成得到两种荧光单体4-甲氧基-N-(2-N’,N’-二甲基氨基乙基)萘二甲酰亚胺烯丙基氯化铵(FM)和4-甲氧基-N-(3-二甲氨基丙基)萘二甲酰亚胺烯丙基氯的季铵盐(4-MNDMA2PN-AQ),并采用红外光谱、核磁共振、质谱及元素分析等方法对其结构进行了表征。通过对合成工艺进行优化,得到最佳工艺条件。 将上述荧光单体分别与马来酸酐(MA)、丙烯酸(AA)、丙烯酰胺(AM)共聚,得到了含荧光基团的马丙共聚物(FM-MA-AA),丙烯酸-丙烯酰胺共聚物(4-MNDMAPN-AQ-AM-AA)和聚丙烯酰胺共聚物(F-PAM),研究了聚合规律,得到了合成的最佳条件。 研究了FM-MA-AA-4-MNDMAPN-AQ-AM-AA、F-PAM的荧光光谱。结果表明:含荧光基团的共聚物的激发波长与发射波长基本与荧光单体相同。对药剂的荧光性能进行评价,探讨了溶液的pH值、常用杀菌剂次氯酸钠、1227浓度的改变、光照等因素对荧光强度的影响。实验结果表明:pH值在5~8之间的改变对FM-MA-AA荧光强度变化不大;在pH=7~10的环境中4-MNDMAPN-AQ-AM-AA的荧光强度较稳定;与常用阻垢缓蚀剂复配使用时,对其荧光强度的影响较小;随着光照时间的延长,聚合物水溶液的荧光强度逐渐衰减,其耐光照性能较差;氧化剂、紫外线照射使该物质的荧光强度减弱;在浓度为1mg·L<'-1>~10mg·L<'-1>范围内,4-MNDMAPN-AQ-AM-AA荧光强度与浓度呈良好的线性关系,检测下限为0.5mg·L<'-1>;FM-MA-AA荧光强度与浓度呈良好的线性关系,检测下限为0.64mg·L<'-1>。 通过鼓泡法、碳酸盐沉积法、硬垢法和pH位移法等对目标产物的阻垢性能进行了评定,并将其与常规阻垢剂HEDP、PBTCA、HPMA、PAA进行比较。对聚环氧琥珀酸(PESA)、聚天冬氨酸(PASP)、多氨基多醚基甲叉膦酸(PAPEMP)的合成条件和性能进行了探讨。通过对投加PESA、PEPAMP情况下的CaCO<,3>垢样的XRD、SEM、粒径分布等分析,发现PESA、PEPAMP对碳酸钙垢既具有较强的分散作用又具有明显的晶格畸变能力。这几种药剂均具有广泛、高效的阻垢能力和良好的综合特性。 本文针对循环冷却水中垢的析出过程,提出了一个比较全面的热力学成垢模型,该模型能够定性或半定量地预测在给定条件下垢的组成和平衡成垢量,计算结果与文献及本人的实验结果符合得很好。运用密度泛函(DFT)及含时密度泛函(TDDFT)方法对两种荧光单体的荧光发射光谱进行了探讨。运用量子化学和分子动力学初步探究了丙烯酸类水处理剂阻垢作用的微观机理。用分子动力学(MD)方法,模拟计算了AA-MAE-AA-HPA及AA-MA三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从AA-MA>AA-HPA>AA-MAE。
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