多硼酸盐的分散作用及其对碳酸钙沉淀的影响

殷仁鹏, 陈雪晴, 王榆淞, 裴元生. 多硼酸盐的分散作用及其对碳酸钙沉淀的影响[J]. 环境工程学报, 2017, 11(9): 4993-5000. doi: 10.12030/j.cjee.201609040
引用本文: 殷仁鹏, 陈雪晴, 王榆淞, 裴元生. 多硼酸盐的分散作用及其对碳酸钙沉淀的影响[J]. 环境工程学报, 2017, 11(9): 4993-5000. doi: 10.12030/j.cjee.201609040
YIN Renpeng, CHEN Xueqing, WANG Yusong, PEI Yuansheng. Dispersion effect of polyborate and its influence on calcium carbonate precipitation[J]. Chinese Journal of Environmental Engineering, 2017, 11(9): 4993-5000. doi: 10.12030/j.cjee.201609040
Citation: YIN Renpeng, CHEN Xueqing, WANG Yusong, PEI Yuansheng. Dispersion effect of polyborate and its influence on calcium carbonate precipitation[J]. Chinese Journal of Environmental Engineering, 2017, 11(9): 4993-5000. doi: 10.12030/j.cjee.201609040

多硼酸盐的分散作用及其对碳酸钙沉淀的影响

  • 基金项目:

    国家自然科学基金资助项目(51579009)

  • 中图分类号: X703

Dispersion effect of polyborate and its influence on calcium carbonate precipitation

  • Fund Project:
  • 摘要: 采用静态电导率法,研究了不同温度及硼浓度条件下,硼砂和合成的五水合五硼酸钠(SPP)对碳酸钙临界过饱和度值的影响,并利用多晶X射线衍射仪、扫描电子显微镜和能谱仪对碳酸钙沉淀进行表征。结果表明,硼砂和SPP具有分散作用,硼含量越高,分散作用越好。随着温度升高(20~70℃),硼砂和SPP的分散作用均降低,但SPP更具有耐温性。进一步研究发现,硼砂和SPP能够捕获Ca2+,导致沉淀量减少,同时能够降低碳酸钙结晶度,但是不改变碳酸钙的晶型和成分。SPP的分散作用更明显,导致沉淀中出现球状和盘状结构。这可能是由于SPP溶液中[B5O6(OH)4]-阴离子特殊的三维骨架结构更易捕获Ca2+,阻止沉淀晶粒的生成。研究结果可为高效多硼酸盐分散剂的研发提供依据。
  • 加载中
  • [1] LOOMICS W D, DURST R W. Chemistry and biology of boron[J]. Biofactors, 1992, 3(4):229-239
    [2] TOUBOUL M, PENIN N, NOWOGROCKI G. Borates:A survey of main trends concerning crystal-chemistry, polymorphism and dehydration process of alkaline and pseudo-alkaline borates[J]. Solid State Sciences,2003, 5(10):1327-1342
    [3] CHEN Z G, JIN Z, CHENG H M. Fabrication, characterization and application of boron nitride nanomaterials[J]. Nanotubes and Nanosheets, 2015, 35(8):91-97
    [4] JUN S. Review and prospect of boron resources and boron chemical industry in China[J]. Modern Chemical Industry,2013, 33(5):6-8
    [5] ZHENG Xuejia. Development and application of boron and borate[J]. Inorganic Chemicals Industry,2005, 34(4):1-3
    [6] KISTLER R, HELVACI C. Boron and borates[J]. Industrial Minerals and Rocks, 1994, 12(6):171-186
    [7] BECKER P. Borate materials in nonlinear optics[J]. Advanced Materials, 1998, 10(13):979-992
    [8] ZHU J H, WEI X M, MA S F. Advances in boron resources and their processing[J]. Modern Chemical Industry,2005, 25(6):26-30
    [9] 高世杨,宋彭生,夏树屏,等. 盐湖化学:新类型硼锂盐湖[M]. 北京:科学出版社, 2007
    [10] JIA Y Z, GAO S Y, XIA S P. FT-IR spectroscopy of supersaturated aqueous solutions of magnesium borate[J]. Spectrochimica Acta Part A:Molecular and Biomolecular Spectroscopy,2000, 56(7):1291-1297
    [11] HEMR J D, WEINBERG M C, UHLMANN D R. Lithium borate gel films prepared from aqueous solution[J]. Journal of Materials Science,1998, 33(15):3853-3858
    [12] TSUYUMOTO I, OSHIO T, KATAYAMA K. Preparation of highly concentrated aqueous solution of sodium borate[J]. Inorganic Chemistry Communications,2007, 10(1):20-22
    [13] 周永全, 房艳,房春辉. 硼酸盐溶液结构及研究方法[J]. 盐湖研究, 2010, 18(2):65-72
    [14] 罗艳归,隋贤栋,黄肖容. 水垢防治技术研究进展[J]. 工业水处理, 2012, 32(1):18-20
    [15] 方卫民. 多相反应与沉淀CaCO3的晶型[J]. 化学世界, 2001, 42(7):339-341
    [16] 余嵘, 逯佩宁, 严程, 等. AA/MA/HEMA三元共聚物的阻垢与生物降解性能[J]. 环境工程学报, 2016, 10(10):5549-5554
    [17] 周永全, 房春晖, 房艳. 过饱和五硼酸钠溶液结构[J]. 物理化学学报, 2010, 26(9):2323-2330
    [18] GONG Y, WREN A W, MELLOTT N P. Reintroducing sborgite:Crystallization through exposure of sodium borosilicate glasses to moisture[J]. Materials Letters, 2014, 136:265-270
    [19] LI P, LIU Z H. Standard molar enthalpies of formation for the two polymorphs of Na2B5O8(OH)·2H2O[J]. Journal of Chemical and Engineering Data,2007, 52(5):1811-1813
    [20] DRELA I, FALEWICZ P, KUCZKOWSKA S. New rapid test for evaluation of scale inhibitors[J]. Water Research,1998, 32(10):3188-3191
    [21] ZHANG S S, LI F, HU H Q. Synthesis and characterization of sodium pentaborate pentahydrate[J]. Acta Geologica Sinica, 2014, 88(1):406-407
    [22] MAYA L. Identification of polyborate and fluoropolyborate ions in solution by Raman spectroscopy[J]. Inorganic Chemistry,1976, 15(9):2179-2184
    [23] 高世杨. 卤水和盐的分析方法[M].北京:科学出版社,1988
    [24] LI H X, ADDAI M J, THOMAS J C. The influence of Al(Ⅲ) supersaturation and NaOH concentration on the rate of crystallization of Al(OH)3 precursor particles from sodium aluminate solutions[J].Colloid Interface Science,2005, 286(2):511-519
    [25] 周永全. 硼酸钠水溶液结构及性质[D]. 北京:中国科学院大学, 2010
    [26] 杨阳, 郑化安, 付东升. 有机模板硼酸盐[C6 N2 H18]0.5[B5O6(OH)4]的合成、晶体结构及变温荧光性质[J]. 人工晶体学报, 2014, 43(4):961-966
    [27] 杨子良, 杨四海, 李国宝.[HN(C2H5)3] [B5O6(OH)4]的合成、结构及热学性质[J]. 物理化学学报,2007, 23(3):285-288
    [28] 杨阳. 低温溶剂热条件下无机-有机杂化硼酸盐的合成、结构及性质研究[D]. 大连:大连理工大学, 2011
    [29] 李景宁, 罗志勇, 李颖琴,等. 电导率法研究几种阻垢缓蚀剂的阻垢性能[C].2008中国水处理技术研讨会暨第28届年会论文集. 海口,2008
    [30] 戈海文, 邓天龙, 姚燕,等. 硼酸盐晶体及其溶液结构研究现状[J]. 广东微量元素科学,2011, 18(1):17-23
    [31] LIU Z H, GAO S Y, XIA S P. FT-IR spectroscopic study of phase transformation of chloropinnoite in boric acid solution at 303 K[J]. Spectrochimica Acta Part A:Molecular and Biomolecular Spectroscopy,2003, 59(2):265-270
    [32] GE H W, FANG Y, FANG C H. Density, electrical conductivity, pH and polyborate distribution of LiB(OH)4, Li2B4O5(OH)4, and LiB5O6(OH)4 solutions[J]. Journal of Chemical and Engineering Data, 2014, 59(12):4039-4048
    [33] 方帅. 孔道结构有机硼氧化合物和硫脲配合物的合成、结构及表征[D]. 西安:西安电子科技大学, 2011
    [34] 竹文坤, 罗学刚, 贺攀, 等. 木质素对碳酸钙结晶行为的影响[J]. 林产化学与工业, 2010, 30(6):7-12
    [35] 马媛, 田一梅, 王佳, 等. 再生水回用循环冷却系统药剂HJ-01阻垢机理[J]. 环境工程学报, 2014, 8(6):2311-2316
    [36] 刘展, 刘振法, 张利辉,等. ESA/AMPS共聚物与磁场的协同阻垢作用[J]. 环境工程学报, 2013, 7(10):3979-3984
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出版历程
  • 收稿日期:  2016-12-05
  • 刊出日期:  2017-08-26

多硼酸盐的分散作用及其对碳酸钙沉淀的影响

  • 1. 北京师范大学环境学院, 北京 100875
基金项目:

国家自然科学基金资助项目(51579009)

摘要: 采用静态电导率法,研究了不同温度及硼浓度条件下,硼砂和合成的五水合五硼酸钠(SPP)对碳酸钙临界过饱和度值的影响,并利用多晶X射线衍射仪、扫描电子显微镜和能谱仪对碳酸钙沉淀进行表征。结果表明,硼砂和SPP具有分散作用,硼含量越高,分散作用越好。随着温度升高(20~70℃),硼砂和SPP的分散作用均降低,但SPP更具有耐温性。进一步研究发现,硼砂和SPP能够捕获Ca2+,导致沉淀量减少,同时能够降低碳酸钙结晶度,但是不改变碳酸钙的晶型和成分。SPP的分散作用更明显,导致沉淀中出现球状和盘状结构。这可能是由于SPP溶液中[B5O6(OH)4]-阴离子特殊的三维骨架结构更易捕获Ca2+,阻止沉淀晶粒的生成。研究结果可为高效多硼酸盐分散剂的研发提供依据。

English Abstract

参考文献 (36)

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