工业水处理中的铜材料点击组装保护技术研究
发布时间：2022-08-23 13:27
添加缓蚀剂是工业水处理技术中最常用且经济有效的方法之一。添加三氮唑类缓蚀剂已成为水处理系统中对铜设备进行防护的传统手段。然而,随着环保要求的不断提高,工业缓蚀剂正朝着绿色、无毒、环境友好等方向发展。传统的三氮唑类缓蚀剂应用方法存在缓蚀剂用量大、对环境不友好等缺点。同时,新开发的绿色缓蚀剂大多价格昂贵、缓蚀效率不高,离实际应用还有一定距离。因此,开发和寻求三氮唑类缓蚀剂的绿色应用技术和工艺是亟待解决的问题。自组装技术相比传统添加缓蚀剂的方法具有用量少、成膜稳定致密、高效环保等优势。Cu（I）催化的叠氮与炔烃之间的点击化学反应（CuAAC反应）是一种绿色环保的有机合成手段,可以在常温下简单高效合成三氮唑及其衍生物。点击化学与自组装技术相结合,为开发用量少、经济效益高、环境友好的工业缓蚀剂应用技术提供了新的可能。本文以对甲苯磺酰叠氮（TA）和丙炔酸（PA）为反应组分,利用自组装技术和TA与PA之间的点击化学反应在Cu及其氧化态（Cu2O/CuO）基底上制备三氮唑缓蚀膜。采用电化学测量、表面分析法、抗菌测试及理论计算方法对点击组装膜在模拟海水及循环冷却水介质中的缓蚀性能及...
【文章页数】：174 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 工业水处理缓蚀剂
1.2 铜缓蚀剂
1.2.1 铜特效缓蚀剂
1.2.2 绿色铜缓蚀剂
1.3 多功能缓蚀剂
1.4 缓蚀自组装技术
1.4.1 自组装技术简介
1.4.2 缓蚀自组装技术
1.4.3 铜缓蚀组装技术
1.4.4 缓蚀组装技术的影响因素及存在问题
1.5 点击化学
1.5.1 点击化学简介
1.5.2 CuAAC点击化学的发展
1.5.3 点击化学的意义
1.6 点击组装
1.6.1 可控组装
1.6.2 点击组装的特点及应用
1.7 论文选题意义、研究内容及技术路线
1.7.1 论文选题意义及创新点
1.7.2 论文研究内容
1.7.3 论文技术路线
参考文献
第2章 实验材料、仪器及测试方法
2.1 实验材料、试剂及仪器
2.1.1 实验材料
2.1.2 实验试剂
2.1.3 实验设备仪器
2.2 实验测试方法
2.2.1 电化学测试
2.2.2 抗菌测试
2.2.3 扫描电子显微镜及能谱分析
2.2.4 X射线衍射分析
2.2.5 原子力显微镜
2.2.6 傅里叶红外光谱分析
2.2.7 接触角测试
2.2.8 X射线光电子能谱
2.2.9 量子化学计算及分子动力学模拟
第3章 点击合成缓蚀剂的自组装膜对铜在模拟海水及模拟工业冷却水中的缓蚀性能研究
3.1 前言
3.2 实验部分
3.2.1 实验材料和药品
3.2.2 三氮唑(TTC)的点击合成
3.2.3 铜表面TTC自组装膜(SAMs)的制备
3.2.4 表征与测试方法
3.2.5 量子化学计算
3.3 结果与讨论
3.3.1 合成TTC分子的红外光谱表征
3.3.2 组装的铜表面表征
3.3.3 TTC组装膜对铜在模拟海水中的缓蚀性能研究
3.3.4 TTC组装膜对铜在模拟冷却水中的缓蚀性能研究
3.3.5 机理分析
3.4 本章总结
参考文献
第4章 原位点击组装成膜条件的确定及其对铜在模拟海水中的缓蚀性能研究
4.1 前言
4.2 实验部分
4.2.1 实验材料和药品
4.2.2 点击组装膜的制备
4.2.3 表征与测试方法
4.2.4 分子动力学模拟(MD)
4.3 结果与讨论
4.3.1 点击组装膜的表征
4.3.2 点击组装浓度对组装膜缓蚀性能的影响
4.3.3 点击组装时间对组装膜缓蚀性能的影响
4.3.4 表面分析及表征
4.3.5 PA及TA在铜表面的成膜机理
4.4 本章总结
参考文献
第5章 不同铜表面态上原位点击组装膜对铜在模拟海水中的缓蚀性能对比研究
5.1 前言
5.2 实验部分
5.2.1 实验材料和药品
5.2.2 不同铜基底(表面)的制备
5.2.3 表征与测试方法
5.2.4 分子动力学模拟(MD)
5.3 结果与讨论
5.3.1 不同铜表面的制备与表征
5.3.2 不同铜表面的缓蚀性能研究
5.3.3 理论计算
5.3.4 成膜机理分析
5.4 本章总结
参考文献
第6章 原位点击组装膜对铜在模拟工业冷却水中的缓蚀性能和荧光特性研究
6.1 前言
6.2 实验部分
6.2.1 实验材料和药品
6.2.2 点击组装膜的制备
6.2.3 表征与测试方法
6.3 结果与讨论
6.3.1 点击组装膜的制备与表征
6.3.2 点击组装膜的荧光性能及表征
6.3.3 点击组装膜的耐蚀性能研究
6.3.4 点击组装膜随腐蚀时间变化的荧光性质表征
6.3.5 荧光强度与缓蚀性能之间的相关性分析
6.3.6 机理分析
6.4 本章总结
参考文献
第7章 原位点击组装膜的综合性能及其在电厂循环冷却水中的缓蚀抗菌性能研究
7.1 前言
7.2 实验部分
7.2.1 实验材料和药品
7.2.2 不同铜基底的制备及表征
7.2.3 点击组装膜的制备及表征
7.2.4 表征与测试方法
7.3 结果与讨论
7.3.1 不同铜样品表面润湿性研究
7.3.2 不同铜样品抗菌性能研究
7.3.3 不同铜样品对大肠杆菌的抗菌性能研究
7.3.4 抗菌机理分析
7.3.5 点击组装膜对铜在电厂循环冷却水中的缓蚀抗菌综合性能研究
7.4 本章总结
参考文献
第8章 结论与展望
8.1 结论
8.2 展望
攻读博士学位期间所获得的科研成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]石墨烯基防腐涂层研究进展[J]. 崔明君,任思明,王永刚,蒲吉斌,赵海超,王立平. 表面技术. 2019(06)
[2]柔性表面织构化在海洋装备减阻与防污上的应用[J]. 秦立果,杨浩,董光能,张雅利. 表面技术. 2019(06)
[3]基于点击化学的蛋白酶修饰及其应用[J]. 邵奕文,王强,余圆圆,王平,袁久刚,范雪荣. 生物学杂志. 2019(03)
[4]新型苯并三氮唑功能化离子液体的缓蚀与摩擦学行为研究[J]. 李毅,张松伟,丁奇,胡丽天. 摩擦学学报. 2019(03)
[5]铜表面三唑硫酮衍生物的自组装及其抗盐酸腐蚀的电化学性能[J]. 刘琴,刘广义,牛晓雪,曲肖彦. 中国有色金属学报. 2019(05)
[6]壳管式换热器铜管缝隙腐蚀失效分析[J]. 施清清,眭敏,甘立荣,黄树燕,杨明辉,谢标志. 制冷技术. 2019(02)
[7]点击化学反应及其在材料保护领域的应用[J]. 施成,高立新,张大全. 表面技术. 2018(10)
[8]天然高分子在金属缓蚀保护的应用进展[J]. 卢勇,孙翠洁. 塑料助剂. 2018(05)
[9]高分子聚合物在抗菌、防污涂料方面的应用[J]. 王萍. 化工设计通讯. 2018(09)
[10]聚天冬氨酸/糠胺复合型阻垢缓蚀剂的性能研究[J]. 杨星,张攀,张盼盼,蔡永红,许英. 化学研究. 2018(05)
硕士论文
[1]无氧铜在北方地区生活用水中腐蚀行为的研究[D]. 程淼.深圳大学 2017
[2]铜表面三唑类缓蚀膜的点击组装及缓蚀性能研究[D]. 于印哲.上海电力学院 2017
[3]咪唑啉胍盐类多功能缓蚀剂的合成及其性能研究[D]. 郭晓辉.河北工业大学 2017
[4]工业循环冷却水系统安全与节能设计对策[D]. 王锋.西安建筑科技大学 2015
[5]自组装膜对铜的缓蚀性能及其机理的研究[D]. 刘培慧.上海电力学院 2012
[6]氨基酸类铜缓蚀剂复配增效及其机理研究[D]. 谢彬.上海电力学院 2011
[7]氨基酸类铜缓蚀剂荧光自组装的研究[D]. 李瑾.上海电力学院 2010
本文编号：3677846
【文章页数】：174 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 工业水处理缓蚀剂
1.2 铜缓蚀剂
1.2.1 铜特效缓蚀剂
1.2.2 绿色铜缓蚀剂
1.3 多功能缓蚀剂
1.4 缓蚀自组装技术
1.4.1 自组装技术简介
1.4.2 缓蚀自组装技术
1.4.3 铜缓蚀组装技术
1.4.4 缓蚀组装技术的影响因素及存在问题
1.5 点击化学
1.5.1 点击化学简介
1.5.2 CuAAC点击化学的发展
1.5.3 点击化学的意义
1.6 点击组装
1.6.1 可控组装
1.6.2 点击组装的特点及应用
1.7 论文选题意义、研究内容及技术路线
1.7.1 论文选题意义及创新点
1.7.2 论文研究内容
1.7.3 论文技术路线
参考文献
第2章 实验材料、仪器及测试方法
2.1 实验材料、试剂及仪器
2.1.1 实验材料
2.1.2 实验试剂
2.1.3 实验设备仪器
2.2 实验测试方法
2.2.1 电化学测试
2.2.2 抗菌测试
2.2.3 扫描电子显微镜及能谱分析
2.2.4 X射线衍射分析
2.2.5 原子力显微镜
2.2.6 傅里叶红外光谱分析
2.2.7 接触角测试
2.2.8 X射线光电子能谱
2.2.9 量子化学计算及分子动力学模拟
第3章 点击合成缓蚀剂的自组装膜对铜在模拟海水及模拟工业冷却水中的缓蚀性能研究
3.1 前言
3.2 实验部分
3.2.1 实验材料和药品
3.2.2 三氮唑(TTC)的点击合成
3.2.3 铜表面TTC自组装膜(SAMs)的制备
3.2.4 表征与测试方法
3.2.5 量子化学计算
3.3 结果与讨论
3.3.1 合成TTC分子的红外光谱表征
3.3.2 组装的铜表面表征
3.3.3 TTC组装膜对铜在模拟海水中的缓蚀性能研究
3.3.4 TTC组装膜对铜在模拟冷却水中的缓蚀性能研究
3.3.5 机理分析
3.4 本章总结
参考文献
第4章 原位点击组装成膜条件的确定及其对铜在模拟海水中的缓蚀性能研究
4.1 前言
4.2 实验部分
4.2.1 实验材料和药品
4.2.2 点击组装膜的制备
4.2.3 表征与测试方法
4.2.4 分子动力学模拟(MD)
4.3 结果与讨论
4.3.1 点击组装膜的表征
4.3.2 点击组装浓度对组装膜缓蚀性能的影响
4.3.3 点击组装时间对组装膜缓蚀性能的影响
4.3.4 表面分析及表征
4.3.5 PA及TA在铜表面的成膜机理
4.4 本章总结
参考文献
第5章 不同铜表面态上原位点击组装膜对铜在模拟海水中的缓蚀性能对比研究
5.1 前言
5.2 实验部分
5.2.1 实验材料和药品
5.2.2 不同铜基底(表面)的制备
5.2.3 表征与测试方法
5.2.4 分子动力学模拟(MD)
5.3 结果与讨论
5.3.1 不同铜表面的制备与表征
5.3.2 不同铜表面的缓蚀性能研究
5.3.3 理论计算
5.3.4 成膜机理分析
5.4 本章总结
参考文献
第6章 原位点击组装膜对铜在模拟工业冷却水中的缓蚀性能和荧光特性研究
6.1 前言
6.2 实验部分
6.2.1 实验材料和药品
6.2.2 点击组装膜的制备
6.2.3 表征与测试方法
6.3 结果与讨论
6.3.1 点击组装膜的制备与表征
6.3.2 点击组装膜的荧光性能及表征
6.3.3 点击组装膜的耐蚀性能研究
6.3.4 点击组装膜随腐蚀时间变化的荧光性质表征
6.3.5 荧光强度与缓蚀性能之间的相关性分析
6.3.6 机理分析
6.4 本章总结
参考文献
第7章 原位点击组装膜的综合性能及其在电厂循环冷却水中的缓蚀抗菌性能研究
7.1 前言
7.2 实验部分
7.2.1 实验材料和药品
7.2.2 不同铜基底的制备及表征
7.2.3 点击组装膜的制备及表征
7.2.4 表征与测试方法
7.3 结果与讨论
7.3.1 不同铜样品表面润湿性研究
7.3.2 不同铜样品抗菌性能研究
7.3.3 不同铜样品对大肠杆菌的抗菌性能研究
7.3.4 抗菌机理分析
7.3.5 点击组装膜对铜在电厂循环冷却水中的缓蚀抗菌综合性能研究
7.4 本章总结
参考文献
第8章 结论与展望
8.1 结论
8.2 展望
攻读博士学位期间所获得的科研成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]石墨烯基防腐涂层研究进展[J]. 崔明君,任思明,王永刚,蒲吉斌,赵海超,王立平. 表面技术. 2019(06)
[2]柔性表面织构化在海洋装备减阻与防污上的应用[J]. 秦立果,杨浩,董光能,张雅利. 表面技术. 2019(06)
[3]基于点击化学的蛋白酶修饰及其应用[J]. 邵奕文,王强,余圆圆,王平,袁久刚,范雪荣. 生物学杂志. 2019(03)
[4]新型苯并三氮唑功能化离子液体的缓蚀与摩擦学行为研究[J]. 李毅,张松伟,丁奇,胡丽天. 摩擦学学报. 2019(03)
[5]铜表面三唑硫酮衍生物的自组装及其抗盐酸腐蚀的电化学性能[J]. 刘琴,刘广义,牛晓雪,曲肖彦. 中国有色金属学报. 2019(05)
[6]壳管式换热器铜管缝隙腐蚀失效分析[J]. 施清清,眭敏,甘立荣,黄树燕,杨明辉,谢标志. 制冷技术. 2019(02)
[7]点击化学反应及其在材料保护领域的应用[J]. 施成,高立新,张大全. 表面技术. 2018(10)
[8]天然高分子在金属缓蚀保护的应用进展[J]. 卢勇,孙翠洁. 塑料助剂. 2018(05)
[9]高分子聚合物在抗菌、防污涂料方面的应用[J]. 王萍. 化工设计通讯. 2018(09)
[10]聚天冬氨酸/糠胺复合型阻垢缓蚀剂的性能研究[J]. 杨星,张攀,张盼盼,蔡永红,许英. 化学研究. 2018(05)
硕士论文
[1]无氧铜在北方地区生活用水中腐蚀行为的研究[D]. 程淼.深圳大学 2017
[2]铜表面三唑类缓蚀膜的点击组装及缓蚀性能研究[D]. 于印哲.上海电力学院 2017
[3]咪唑啉胍盐类多功能缓蚀剂的合成及其性能研究[D]. 郭晓辉.河北工业大学 2017
[4]工业循环冷却水系统安全与节能设计对策[D]. 王锋.西安建筑科技大学 2015
[5]自组装膜对铜的缓蚀性能及其机理的研究[D]. 刘培慧.上海电力学院 2012
[6]氨基酸类铜缓蚀剂复配增效及其机理研究[D]. 谢彬.上海电力学院 2011
[7]氨基酸类铜缓蚀剂荧光自组装的研究[D]. 李瑾.上海电力学院 2010
本文编号：3677846
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