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溶液状态监测装置与TLVM相结合实时研究水垢与HEDP相互作用过程: 2004年; 在研究水垢成垢及生长的过程中,溶液状态监测装置和TLVM(时间延迟显微镜)作为两种独立的测量方法已被普遍采用。在实际研究中,人们仅单纯地采用其中一种手段来推测溶液的结晶状态,往往无法得到正确的结论。本文首次结合这两种实验手段,建立了溶液状态监测和TLVM相结合的装置。并利用这套装置实时监测了Ca(OH)2-H2O-CO2系统中溶液状态变化和界面生长的全过程,以及投加HEDP阻垢剂后对其产生的影响。这套装置的建立使得我们可以同时从溶液和晶体两方面实时研究水垢的生长情况。; 杨坚韩非李杰; 关键词：水垢碳酸钙阻垢剂控制器水质监测

阻垢剂HEDP和PBTCA阻垢机理探讨被引量：37: 2004年; 碳酸钙晶体有3种晶相方解石、球霰石、文石.阻垢剂HEDP(羟基乙叉二膦酸)和PBTCA(2膦酸基丁烷1,2,4三羧酸)对碳酸钙晶体不同晶相的作用效果不同.实验结果表明,HEDP对方解石有很好的抑制作用,而对球霰石和文石则没有明显抑制效果.PBTCA对方解石和球霰石都有很好的抑制作用,对文石作用效果不明显.基于量子化学半经验方法,计算了HEDP和PBTCA的几何构型和分子中各原子所带电荷;由几何匹配理论说明HEDP可以抑制方解石的生长;PBTCA既能抑制方解石的生长,也能抑制球霰石的生长.; 曹英霞杨坚李杰; 关键词：羟基乙叉二膦酸方解石文石

基于分子模拟方法的HEDP阻垢机理研究被引量：10: 2006年; 运用分子模拟的计算方法,模拟了羟基亚乙基二膦酸(HEDP)分子在方解石{104}面上扭折点处的吸附,以及方解石{104}面上扭折点附近碳酸钙分子的沉积过程.计算结果清楚地表明,HEDP分子的膦酸基团中的负电基团与方解石晶体扭折点处的Ca2+发生了强烈的静电作用,使HEDP分子牢固地吸附在扭折点上,从而抑制了碳酸钙分子的沉积,并阻断了扭折点处碳酸钙分子的快速生长.分子模拟计算证实HEDP的阻垢效果来自扭折点的吸附.; 李杰林紫嫣; 关键词：阻垢剂方解石分子力学

1-羟基乙叉-1,1-二膦酸抑制方解石螺旋生长的分子模拟研究被引量：5: 2006年; 为研究阻垢剂的阻垢机理,我们利用HyperChem分子模拟软件,对1-羟基乙叉-1,1-二膦酸(1-hydroxy ethylidene-1．1- diphosphonic acid)HEDP抑制方解石的螺旋生长,进行了计算机分子模拟。首先,根据方解石晶体生长形貌,通过分子模拟软件生成有螺旋位错的方解石{104}面,同时基于半经验分子轨道理论,对离解后的HEDP结构优化以获得其部分电荷分布。进而用分子力学计算HEDP在{104}面螺旋位错扭折点的吸附能,及该处吸附HEDP后,Ca2+和CO32-分别沿法线向它趋近时吸附能的变化。得到结果是,在趋近扭折点过程中,HEDP与{104}面的吸附作用越来越强烈。之后,在Ca2+、CO32-趋近螺旋位错台阶时都遇到很高的势垒。计算结果表明,HEDP牢牢吸附在扭折点上,并且吸附后的HEDP阻碍了Ca2+、CO32-的沉积, 从而抑制在扭折点周围碳酸钙分子的快速生长。; 李森生徐敬李杰; 关键词：方解石螺旋位错分子模拟

CaCO_3软垢的成因被引量：3: 2007年; 依据实验观察和理论计算分析,研究了添加化学阻垢剂使水垢软化的物理机理.实验研究表明:方解石晶粒聚集时形成坚实的硬垢,球霰石聚集时形成松软的软垢;根据球霰石聚集形成的垢体结构,首次提出了球霰石间的聚集是软垢形成的主要机制.实验观察表明:添加阻垢剂有效地抑制了方解石晶核的生成几率,从而提升了球霰石在析出物中所占的比例,因而促成了水垢的软化.分子模拟研究和结构分析揭示,阻垢剂只能有效地抑制具有层状生长机制的晶面,即F平面的生长,而不能有效地抑止K晶面的生长,这为阻垢剂促成球霰石生成几率提高提供了理论根据.; 李杰朱广敏徐敬; 关键词：方解石

用分子模拟方法研究羟基乙叉二膦酸(HEDP)在方解石表面的吸附行为被引量：17: 2006年; 建立了基于分子力学计算方法的分子模拟手段,用于研究羟基乙叉二膦酸(HEDP)在方解石{104}表面的吸附特性.分子模拟三维吸附图像显示,HEDP中的膦酸基团中的氧原子具有强烈的负电性,能与晶体表面的阳离子产生强烈的静电吸引作用,形成“立体匹配”吸附结构.计算结果显示,HEDP在方解石面上、台阶和扭折点位置的平均吸附能依次约为-5.2eV,-7.0eV和-23.5eV,表明HEDP强烈地吸附到扭折点位置上,从而影响和抑制台阶的生长.; 徐敬; 关键词：分子模拟方解石阻垢剂

CO_2释放对碳酸钙过饱和溶液析晶过程的影响被引量：12: 2004年; 建立了碳酸钙过饱和溶液析晶动力学过程的双参数测量系统 ,该系统可监测碳酸钙析晶速率 ,同时能实时计算CO2 释放速率 ,以用于定量研究溶液中CO2 气体向大气释放对碳酸钙过饱和溶液自发沉淀过程的影响 .研究结果表明 ,碳酸钙析晶过程不是一个孤立过程 ,而是伴随有CO2 气体向大气释放的过程 .这 2个过程彼此影响 :CO2气体的释放使溶液 pH上升 ,从而促使CaCO3 析出 ;而CaCO3 的析出改变了溶液中总碳浓度和总钙浓度的比值 ,从而改变了CO2 的析出速率 .实验获得的可重复的定量数据证实CO2 释放和CaCO3 析晶是不可分割的统一过程 .; 徐敬李杰; 关键词：碳酸钙析晶动力学

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国家自然科学基金(20177015)