3-(吗啉基甲基)-苯并噻唑-2-硫酮的合成与缓蚀性能

目的研究3-(吗啉基甲基)-苯并噻唑-2-硫酮(MLMBT)的缓蚀性能。方法在微波辐照下用2-巯基苯并噻唑、甲醛和吗啡啉合成了MLMBT,采用失重法和动电位极化曲线测试了其缓蚀性能,利用分子动力学模拟方法探讨了其在Fe表面的吸附作用。结果该缓蚀剂能有效抑制N80钢CO2腐蚀,属于混合型缓蚀剂。在90℃和其加量为0.5 g/L时,能使腐蚀速率从0.3691 g/(m2·h)降低到0.1048 g/(m2·h)。其分子中最高占据轨道(HOMO)的电荷主要分布在分子中的N,S原子上,而其最低空轨道(LUMO)的电荷则主要分布在巯基苯并噻唑环上,当其在N80钢表面发生吸附时,分子中的巯基苯并噻唑环和吗啉基处于同一平面而同时平行吸附。结论分子动力学模拟结果从微观角度验证了MLMBT具有良好缓蚀性能,与失重法和电化学测试结果一致。     

桐油水解制备咪唑啉缓蚀剂及其量子化学研究

目的 开发原料价廉易得、能实际应用的缓蚀剂。方法 以桐油为原料,水解后得到桐油酸,然后与二乙烯三胺经过酰胺化和环化反应,生成桐油咪唑啉缓蚀剂。在模拟现场环境的条件下对所合成的桐油咪唑啉缓蚀剂进行电化学测试和高温高压性能评价。利用量子化学计算对桐油咪唑啉缓蚀剂的分子动力学进行模拟,探讨其在Fe表面的吸附作用。结果 红外光谱显示,桐油水解后可生成桐油酸,最终合成物为桐油咪唑啉。电化学测试表明,随着桐油咪唑啉缓蚀剂添加量的增大,20#测试钢片的自腐蚀电位逐渐提高,腐蚀电流降低。高温高压模拟实验显示,加入油酸咪唑啉后,腐蚀速率明显降低,由0.3181 mm/a降到了0.0392 mm/a。量子化学计算表明,桐油咪唑啉分子中的咪唑啉环会平行吸附于铁表面,形成一层缓蚀剂膜。结论 价廉易得的桐油经水解后可得桐油酸,再与二乙烯三胺经过酰胺化和环化反应最终合成了桐油咪唑啉缓蚀剂。该缓蚀剂添加量越大,对20#钢片的缓蚀效果越好,呈现出了较好的缓蚀效果,其分子结构中的咪唑环能平行吸附于铁表面,属于抑制阳极型缓蚀剂。     

生物法改性纤维素纳米纤维制备高效CO2缓蚀剂

目的 以绿色天然材料为原料,制备高效CO2缓蚀剂.方法 以植物乳杆菌为改性工具,采用生物法对纤维素纳米纤维进行改性,制备功能化的纳米材料.采用红外光谱对产物结构进行表征,使用失重测试和电化学测试相结合对碳钢在饱和CO2盐溶液中的缓蚀性能进行评价.结果 功能化的纤维素纳米纤维对碳钢的腐蚀具有明显的抑制作用.失重测试证实,当添加浓度达到10?4时,缓蚀效率可达到88.6％.极化曲线测试表明,改性后纳米缓蚀剂的作用机制属于混合抑制型,对阴极电荷的传递过程和阳极溶解过程均产生抑制作用,且纳米粒子在高过电位下会发生脱附.不同时间的电化学阻抗谱测试表明,纳米缓蚀剂的缓蚀作用在溶液中达到稳定的时间约8 h,明显长于传统的缓蚀剂.结论 功能化的纤维素纳米纤维是一种缓蚀性能优异的新型纳米缓蚀剂,它独特的组成结构使其能在金属表面吸附成膜.这种特殊的改性方法为缓蚀剂的绿色安全生产提供了新的思路.     

剩余污泥中活性成分提取及其酸洗缓蚀行为研究

文章采用失重法,考察了从剩余污泥中提取的活性成分对A3碳钢在10%盐酸中的缓蚀作用,然后通过热力学研究了缓蚀剂的吸附行为,研究结果表明,污泥水解时37%盐酸加入量8 mL、水解时间18 h、水解温度(99±0.5)℃可有效地提取污泥中的活性成分,失重法结果表明缓蚀剂的加入可有效抑制钢铁在HCl中的腐蚀,在(30±0.5)℃下缓蚀率可达到88%以上,随着温度升高,缓蚀性能下降。该缓蚀剂在A3碳钢表面的吸附符合校正的Langmuir吸附模型,吸附过程为放热、熵增的自发过程。     

丁二酰亚胺基修饰的吸附树脂对苯胺的吸附热力学性能

有效去除废水中苯胺及其衍生物是重要的环境问题. 由氯甲基聚苯乙烯树脂与丁二酰亚胺反应,合成大孔交联聚(对乙烯基苄基丁二酰亚胺)树脂(简称丁二酰亚胺树脂),测定了丁二酰亚胺树脂对正庚烷溶液中苯胺的吸附性能. 结果表明:丁二酰亚胺树脂对正庚烷溶液中苯胺的吸附量大于原料树脂. 吸附等温线符合Freundlich等温吸附方程,相关系数大于0.99. 利用热力学函数计算了等量吸附焓变、吸附自由能变和吸附熵变. 树脂对正庚烷中苯胺的等量吸附焓变在20～30 kJ/mol,推测吸附过程为氢键吸附;同时,通过比较树脂对正庚烷溶液中苯胺和N,N-二甲基苯胺的吸附性能的差别,进一步论证了丁二酰亚胺树脂对正庚烷中苯胺的吸附是基于氢键作用的机理.      

酚类化合物在矿化垃圾中的吸附性能与结构相关性研究

采用静态吸附方法,对8种酚类化合物在矿化垃圾中的吸附行为进行了研究,并用Langmuir和Fieundlish等温吸附方程对其进行了拟合.研究结果表明,8种代酚的吸附能力大小顺序为3-甲基酚＞4-甲氧基酚＞4-氯酚＞2,4-二氯酚＞3-硝基酚＞4-硝基酚＞2-氯酚＞苯酚.对8种酚类化合物Langmuir和Frendlich等温吸附方程常数和18个量子化学参数采用PLS进行逐步回归分析,得到了以Frendlich方程参数lnκ为因变量的数学模型.该模型表明,有机酚在矿化垃圾中的吸附性能主要与有机酚分子的疏水性和极性有关.而且该模型得到的预测值与实测值接近,说明利用PLS进行回归处理得到的模型较为合理、能有效地预测有机酚类化合物在矿化垃圾中的吸附行为.     

电增强活性炭纤维吸附有机污染物的动力学研究

研究了在电极化条件下,几种具有代表性污染物质在活性炭纤维上的电吸附动力学特性.结果表明,各种污染物的电吸附动力学比较好地符合Lagergren一级吸附动力学,其平衡吸附量在电极化下的增加量各不相同.在400mV的极化电位下,苯酚钠的吸附量从开路时的0.008 3mmol·g^-1增加到0.18 mmol·g^-1,增加了17倍;而对硝基苯酚的吸附量从开路时的2.93mmol·g^-1降到2.65 mmol·g^-1.在-400mV的极化电位下,苯胺的吸附量从开路时的3.60 mmol·g^-1增加到3.88 mmol·g^-1;而十二烷基苯磺酸钠的吸附量从开路时的2.20 mmol·g^-1降到1.59 mmol·g^-1.说明不同取代基的苯衍生物,电吸附改变量不相同,供电子基团的单取代苯,正极化都能明显增强其吸附量;但是吸电子基团的单取代,正负极化对吸附量的影响都很小;供体-共轭桥键-受体型结构的苯衍生物,正负极化都使其吸附减弱但吸附速率加快.静电作用在离子型污染物的电吸附中表现明显.     

二氧化碳驱油工艺中油酸咪唑啉对碳钢的缓蚀行为研究

目的 研究CO2驱油工艺中咪唑啉缓蚀剂对油套管P110钢腐蚀的缓蚀机制与规律。方法 模拟长庆油田CO2驱工艺环境为实验条件,采用失重挂片、电化学测试、微观表征等手段,研究油酸咪唑啉缓蚀剂对P110碳钢的腐蚀抑制行为。结果 P110钢的腐蚀速度随着CO2分压的升高而增大,但是增大幅度不明显。当CO2分压为2、6 MPa时,油酸咪唑啉对P110钢腐蚀具有显著的抑制效果,缓蚀效率均超过98%,试片表面基本完整;当CO2分压升高到8 MPa时,油酸咪唑啉的缓蚀性能明显下降,缓蚀效率仅为64.33%,试片表面存在明显的腐蚀特征。结论 CO2分压升高到8 MPa时,P110钢表面携带过剩的正电荷,不利于油酸咪唑啉缓蚀剂的吸附。     

天然海水中碳钢缓蚀剂吸附和阳极脱附行为的研究

以锌盐、葡萄糖酸盐为主要缓蚀成分复配的适用于天然海水中碳钢的高效缓蚀剂,采用极化曲线、循环伏安曲线和交流阻抗谱图分析了该缓蚀剂的阳极脱附行为.结果表明,碳钢在海水中的零电荷电位约为-0.6 V;缓蚀剂的吸附电位区间为-0.5～-0.8 V,缓蚀剂在该区间内存在特性吸附.当阳极极化电位超过-0.45 V时,极化电流迅速增大,缓蚀剂因发生大量脱附而失去对阳极过程的控制.     

生物质基纳米HZO杂化材料的研制及其除磷特性

采用3-氯-2-羟丙基三甲基氯化胺(CTA)对生物质秸秆进行胺基化改性获得St-N',通过正交试验确定其最佳合成条件为Na OH质量分数30%、CTA体积100 m L、反应温度80℃、反应时间3h.通过原位沉积法将纳米水合氧化锆(HZO)固载于St-N'内部,制备得到生物质基纳米HZO杂化材料St-N'-Zr.SEM、TEM、XRD与BET等技术表明纳米HZO已成功负载于StN'内部,以无定形为主,分布均匀,粒径为50~100 nm.批次吸附实验结果表明,St-N'-Zr吸附磷酸根符合Langmuir吸附等温模型,最大吸附量为33.90 mg·g-1;最佳吸附pH为1.8~6.0,可用于酸性水体除磷;强竞争离子体系中,磷去除率始终高于初始吸附量的70%,性能明显优于商用阴离子交换树脂D-201,吸附选择性良好.经10次吸附-解吸循环,再生性能良好,表明在水体磷污染深度治理领域具有一定应用潜力.     

胺基修饰的大孔树脂吸附黄连素的研究

为了提高大孔吸附树脂对黄连素的吸附能力,根据黄连素结构特点,对具有苯乙烯骨架的H109树脂进行了胺基修饰.考察了胺基修饰后的特征基团、孔径和比表面积的变化,并测试了经胺基修饰后树脂对黄连素的吸附效果,确定了最佳吸附温度和初始pH.同时,对吸附过程进行吸附动力学和热力学的拟合与分析.红外扫描结果表明:胺基修饰成功,吸附过程中树脂上的胺基与黄连素分子中的醚基形成了氢键;胺基修饰后的HX树脂的孔径和比表面积有所增大,比吸附量比胺基修饰前增加7.9mg·g-1.HX树脂对黄连素的最佳吸附条件为30℃、初始pH值8.吸附过程可以采用伪二级动力学模型和Freundlich吸附等温线进行描述.     

Adsorption of herbicide triclopyr on homoionic clays

ＡｄｓｏｒｐｔｉｏｎｏｆｈｅｒｂｉｃｉｄｅｔｒｉｃｌｏｐｙｒｏｎｈｏｍｏｉｏｎｉｃｃｌａｙｓＬｉｕＷｅｉｐｉｎｇ（ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＣｈｅｍｉｓｔｒｙ，ＺｈｅｊｉａｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｈａｎｇｚｈｏｕ３１００２７，Ｃｈｉｎａ）ＡｌｂａＰｕ...     

湿地土壤对硝基苯的吸附-解吸作用

应用平衡法研究硝基苯在湿地土壤中的吸附-解吸特性.结果表明,湿地土壤对硝基苯具有较强的吸附能力,其吸附行为可以用Linear和Freundlich型吸附等温式描述,不同类型湿地土壤对硝基苯的吸附和解吸能力有所不同.将吸附常数Kf与湿地土壤的理化性质进行相关性分析表明,土壤有机质含量与硝基苯吸附系数显著相关(r=0.888,P<0.01,n=7),其中泥炭沼泽土表层有机质含量最高,其吸附系数也最大(86.44 mg·kg-1).硝基苯在湿地土壤中的吸附自由能变化量为10.68～13.45 kJ·mol-1,表明其吸附以物理吸附为主.不同类型湿地土壤对硝基苯的解吸能力也有一定的差别,其中草甸白浆土的解吸率最大(41.87%),泥炭沼泽土表层解吸率最小(11.79%).     

活性污泥对四环素的吸附性能研究

通过批量平衡法研究了四环素在活性污泥上的吸附行为.结果表明,污泥混合液浓度和四环素初始浓度对吸附平衡时间、污泥吸附量和污泥吸附率均有较大影响.伪二级反应动力学模型较伪一级反应动力学模型更符合本吸附实验.在10、25℃条件下,四环素在活性污泥上的吸附行为较符合Langmuir模型,最大吸附量分别是31.14、70.95 mg.g-1;在40℃下,符合Henry模型.应用D-R模型判定吸附类型,10℃(平均吸附能为9.13 kJ.mol-1)下,化学吸附占主导;40℃(平均吸附能为7.07 kJ.mol-1)下,物理吸附占主导.温度升高,污泥对四环素的吸附能力增大.离子交换是四环素在活性污泥上吸附的一种机制.四环素的初始浓度为5、10、20 mg.L-1,钠离子浓度由0 mol.L-1增加到0.1 mol.L-1时,吸附量分别下降15.32%、15.00%、20.12%.当pH在5～10之间时,pH为6的条件下污泥对四环素的吸附量最大.     

壳聚糖吸附印染废水中结晶紫效果的研究

研究了壳聚糖对染料结晶紫的吸附条件,探讨了壳聚糖添加量、结晶紫溶液初始浓度、温度等因素对壳聚糖吸附性能的影响。结果表明,随着壳聚糖添加量的增加,其对结晶紫的吸附能力也增强;吸附量随结晶紫初始质量浓度的增加而增大,溶液中结晶紫的去除率随其初始浓度的增加也呈缓慢增加趋势;随着吸附温度从30℃升高到50℃,壳聚糖对结晶紫溶液的平衡吸附量有所减少。壳聚糖对结晶紫的吸附动力学符合Lagergren方程二级吸附模型和Elovich方程,吸附过程的表观活化能（Ea）为7．24kJ／mol。     

基于吸附质-分子探针的新型交联壳聚糖的吸附特性

研究了CCTS对低浓度游离酸的吸附特性,基于吸附质-分子探针电位法,考察了吸附剂活性中心数目、游离酸种类和温度对吸附行为的影响。结果表明,在30℃时,CCTS吸附游离酸的过程,遵循单分子层机理进行吸附。吸附剂―吸附质相互作用能U制约表观吸附速率常数K,K、U大小分别为2.519×10-2,4.084×10-2,9.398×10-2L/min和7.264,7.420,7.926 kJ/mol,两者存在线性相关性,呈逐渐增大趋势。K、U大小随着活性中心数目G的增加而增大。CCTS吸附游离酸为吸热过程,吸附表观活化能Ea为33.98 kJ/mol。3种类型游离酸K、U的大小顺序为:HClO4>HNO3>H2SO4,吸附分维数Dw分别为1.384、1.567、1.911,Dw值越大,导致表观吸附速率常数降低。     

壳聚糖和FeS改性生物炭吸附四环素:吸附机制与位能分布

实验以市政污泥为生物质炭原料,并以硫化亚铁和壳聚糖对其改性,制得一种新型环保的吸附材料（SB-FeS）.以四环素（TC）为目标污染物,通过批次实验、大量表征分析、数学模型分析对SB-FeS吸附TC的机制进行了详述.实验结果表明,SB-FeS对TC的最大吸附量为183.01 mg·g^-1;SB-FeS对TC的吸附为物理吸附和化学吸附共同作用.SB-FeS对TC的吸附机制主要为静电吸引、孔隙填充、螯合、离子交换、硅酸盐键结合和氢键结合.此外,位点能量分布的研究表明,TC会优先占据高能吸附位点,随后逐渐占据低能位点;且溶液温度升高,SB-FeS表面会愈发不均匀.实验证明SB-FeS对TC吸附是有效的,并且对于吸附机理的探讨可以为后续研究提供帮助.     

消除烟道气中二氧化硫的活性炭催化剂——SO_2在催化剂上动态吸附研究

本文考察了流动态体系中,烟气主要组分(O_2和水蒸汽)的含量对SO_2在活性炭上吸附量的影响;研究了SO_2吸附动力学。结果表明,在一定空速和吸附温度下,烟气中O_2和水蒸汽含量分别为5％和8％(Ⅴ％)左右时,SO_2吸附量为最大。SO_2在活性炭上吸附动力学曲线很好地遵循Elovich方程;SO_2吸附活化能E_(?)~0为21.939×10~3J/mol以及Elovich参数,进而得出吸附活化能E_6,与吸附温度的关系。     

基于位点能量分布理论对苯酚和双酚A在沉积物中的竞争吸附研究

河流水体和沉积物中酚类EDCs因其广泛存在和危害持久受到广泛关注,为研究自然条件下河流沉积物上多种酚类EDCs共存的吸附行为,本文以苯酚(phenol)和双酚A(bisphenol A,BPA)为目标污染物,灞河表层沉积物为吸附剂,通过静态吸附实验研究二者在单溶质和双溶质体系下的吸附等温特性,在此基础上,采用位点能量分布理论分析污染物之间的竞争吸附机理.结果表明,相同浓度(1～50 mg·L~(-1))条件下,单溶质体系的苯酚吸附位点主要集中于高能量位;双酚A吸附位点主要分布于低能量区.双溶质体系下,相同浓度的两种物质位点分布函数均随着位点能量的增大而呈指数降低,苯酚下降趋势较为平缓,吸附位点分布更均匀.两种体系相比较,双溶质体系下苯酚平均位点能量和位点能量非均质性分别降低0.867%和3.473%,吸附位点数量降低1.230%;双酚A平均位点能量和位点能量非均质分别增大了6.074%和14.992%,吸附位点数量增大6.389%.即双溶质体系下,二者之间存在一定的竞争吸附,双酚A处于竞争优势.     

Fe2O3@SCe多相芬顿催化剂的制备及其降解放热性能

为研究多相Fenton体系降解有机污水过程的放热规律,为污水处理的能源化利用提供技术支撑,本文以半焦（SCe）为载体,制备了Fe₂O₃@SCe新型复合材料,并对复合材料进行了BET、FTIR、XRD、SEM表征,研究了Fe₂O₃@SCe/H₂O₂多相Fenton体系处理邻苯二胺（OPD）模拟废水的降解性能和放热规律.结果表明,Fe₂O₃均匀负载于SCe颗粒表面,Fe₂O₃@SCe复合材料保留了改性SCe的多孔形态和强吸附性,在3.1~8.9的pH值范围内均表现出较高的催化活性;Fe₂O₃@SCe/H₂O₂多相Fenton体系在去离子水中自身分解和在邻苯二胺模拟废水的降解反应都释放了大量的热量,在[OPD]= 0.04mol/L;pH=7.8;T₀=30℃;[H₂O₂]=0.25mol/L;[Fe₂O₃@Sce]=533g/L;t=180min反应条件下的溶液温度升高数值为7.1℃,降解率为88.2%; H₂O₂的投加浓度是影响反应放热量的主要因素.