【正文】 生長(zhǎng)到一定程度晶胚形成微晶粒，即晶核。 本課題在前期工作基礎(chǔ)上研究銅鋅合金和電氣石如何在水中通過(guò)改變水質(zhì)指標(biāo)，實(shí)現(xiàn)協(xié)同作用。 結(jié)果表明 800ml[Ca2+][HCO3]為 500mg/L的溶液經(jīng) 10g銅鋅合金處理后水質(zhì) pH 由 上升至 ，表面張力由未處理的 mN/m降低至處理后 ，電極電位由未處理的 下降至處理后 ；銅鋅合金可通過(guò)形成微小的原電池反應(yīng)使溶出的 Zn2+改變晶體生長(zhǎng)方向，電氣石的電極性可電解水分子 ,降低水分子締合度。 同時(shí) ，生活中坐便器與水長(zhǎng)期接觸也易生水垢，影響沖水效果，產(chǎn)生異味。三方晶系和六方晶系之間有著密切的聯(lián)系，球霰石同時(shí)屬于這兩個(gè)晶系。鰲合劑使離子對(duì)的形成復(fù)雜化 ,它能阻止或分散離子對(duì)的形成。因而，晶核在溶液中形成后，當(dāng)晶粒尺寸尚不大時(shí)，很可能由于水分子撞擊等原因使小晶粒被撞離壁面。由于鋅的標(biāo)準(zhǔn)電極電位（ V）最低，容易發(fā)生氧化還原反應(yīng)失去電子，電子的轉(zhuǎn)移又可形成微電流[]，水作為偶極分子產(chǎn)生誘導(dǎo)極化，使其產(chǎn)生定向排列，導(dǎo)致氫鍵減弱，水分子的締合度降低，相互之間的吸引力 減弱，從而致使表面張力降低。而且，銅鋅合金裝置在水中釋放出的鋅離子能阻止細(xì)菌所需的酶和葉綠素的合成從而減緩了細(xì)菌的生長(zhǎng)，并抑制藻類(lèi)光合作用產(chǎn)生食河北 工業(yè)大學(xué) 20xx 屆 本科畢業(yè)論文 5 物的能力。 KDF 合金去除水中鉛離子的氧化還原反應(yīng)如下： ? ? ? ?ONZnPbCuZnONPbZnCuZn 3 23 2 //// ??? 除此之外， KDF 合金濾料還能將硫化氫從水中有效去除，去除過(guò)程中硫變成不溶于水的硫化銅，其氧化還原反應(yīng)表示如下： HC u SZnCuSHZn 22 //Cu ???? （ 3）減少礦物結(jié)垢和防腐。是一種防止鍋爐結(jié)硬垢、防銹、防藻功能的鍋爐水處理裝置。但是 PTH 水處理器的阻垢率還是無(wú)法達(dá)到令人完全滿(mǎn)意的程度，對(duì)水中原本存在的水垢和 銹的去除也并不完全，因此其性能還有待進(jìn)一步的提高。 圖 水合分子 圖 水合分子附壁示意圖 研究表明電氣石顆粒的電極性影響水體的氧化還原電位 ,調(diào)節(jié)溶液 pH 值趨向中性 [20]。另外，超聲波可以通過(guò)降低水分子締合度，從而減小溶液粘度和表面張力對(duì)水垢產(chǎn)生影響，達(dá)到除垢效果 [25]。上下各取一個(gè)小范圍波動(dòng)作為第 第 3 水平進(jìn)行 4 因素 3 水平的正交實(shí)驗(yàn)，并對(duì)其進(jìn)行極差分析，確定顯著因素。觀察 712內(nèi)熱管結(jié)垢情況，并對(duì)經(jīng)銅鋅合金處理前后水質(zhì) pH，電極電位進(jìn)行檢測(cè)，記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。觀察 19內(nèi)熱管結(jié)垢情況，并對(duì)經(jīng)銅鋅合金與電氣石陶瓷球處理前后以及結(jié)垢前后水 質(zhì) pH，電極電位進(jìn)行檢測(cè)，記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。 lg[Zn2+ ]可以算出電極電位與離子濃度呈線性關(guān)系。但是結(jié)垢后水質(zhì) pH值明顯上升，說(shuō)明結(jié)垢后 CO32 與 Ca2+ 結(jié)合生成碳酸鈣，碳酸鈣消耗部分 H+ 。水垢形貌如圖 所示： 河北 工業(yè)大學(xué) 20xx 屆 本科畢業(yè)論文 16 圖 水垢形貌分析圖 從圖 可以看出，經(jīng)不同時(shí)間銅鋅合金處理后， 處理后可以清楚看見(jiàn)水垢是由多個(gè)堅(jiān)硬規(guī)則的方型八面體堆積形成致密大塊狀晶體。經(jīng)銅鋅合金處理 2 小時(shí)后（圖 ）水垢主要由文石型碳酸鈣（ A 峰）和方解石型碳酸鈣（ C 峰）構(gòu)成。電氣石具有可以發(fā)射414μm 的遠(yuǎn)紅外線，可以減弱水分子氫鍵之間作用力，活化水系統(tǒng)。并且根據(jù)熱力學(xué)觀點(diǎn)，表面張力降低使 Ca2+與 CO32運(yùn)動(dòng)加快，溶液中同樣易形成大量微晶不易形成致密晶體。同時(shí) Zn2+溶出可以改變晶體生長(zhǎng)方向使堅(jiān)硬的方解石型碳酸鈣向松散的針狀柱狀文石型碳酸鈣轉(zhuǎn)化。在此謹(jǐn)向孟老師致以誠(chéng)摯的謝意和崇高的敬意。謝謝大家！ 感謝所有老師師兄師姐們之前的探索對(duì)課題奠定的基礎(chǔ)，感謝實(shí)驗(yàn)過(guò)程中不斷幫助我的師兄師姐們和同學(xué)們，在這里大家請(qǐng)接受我最真摯的感謝！ 。我剛進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室不久，對(duì)很多儀器設(shè)備不是太了解，實(shí)驗(yàn)過(guò)程顯得混亂。 河北 工業(yè)大學(xué) 20xx 屆 本科畢業(yè)論文 22 參考文獻(xiàn) [1] 潘立生 . 油田注汽鍋爐水垢成因 ,危害及處理方法 [J]. 科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào) , 20xx,3031. [2] 林宇鈴 . 工業(yè)鍋爐水垢的形成 , 危害及處理方法 [J]. 裝備制造技術(shù) , 20xx (8): 131133. [3] 李廣兵 , 方健 , 徐敬 , 等 . 水垢成垢誘導(dǎo)期機(jī)理研究 [J]. 同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(bào) , 20xx, 28(5):555559. [4] Elzinga E J， Reeder R J． Xray absorption spectroscopy study of Cu2+and Zn2+ adsorption plexes at the calcite surface: Implications for sitespecific metal incorporation preferences during calcite crystal [J]. Geochimica et Cosmochimica Acta， 20xx， 66（ 22）： 39433954. [5] Cheng L， Sturchio N C， Woicik J C， et al． Highresolution structural study of zinc ion incorporation at the calcite cleavage surface [J]． Surface Science, 1998， 415：976982. [6] 周培國(guó) , 傅大放 . 微電解工藝研究進(jìn)展 [J]. 環(huán)境污染治理技術(shù)與設(shè)備 , 20xx, 8(4) : 1824 . [7] 張貴才 ,葛際江 , 何小娟 , 等 .化學(xué)劑防碳酸鈣垢的機(jī)理研究進(jìn)展 [J]. 西安石油大學(xué)學(xué)報(bào) , 20xx, 20(5): 5962. [8] 陸柱 . 一種新型凈水材料 ——KDF[J]. 上海環(huán)境科學(xué) , 1994, 13(9):3839. [9] Tsukuba. Proceedings of international conference on ecobalancelife cycle assessment for development of materials and technology [J]. Japan, Oct.,1994:2527. [10] Raymond B. Electrochemical scale inhibition[P]. US Patent, 7147768. 20xx. [11] Zeppenfeld K. Prevention of CaCO3 scale formation by trace amounts of copper(II)inparison to zinc(II) [J]. Desalination, 20xx, 252(13):6065. [12] 湯慶國(guó) , 梁金生 , 孟軍平 , 等 . 熱處理對(duì)銅鋅阻垢合金性能的影響 [J]. 材料科學(xué)與工藝 , 20xx, 18(3):382386. 河北 工業(yè)大學(xué) 20xx 屆 本科畢業(yè)論文 23 [13] 梁金生 , 湯慶國(guó) , 丁燕 , 等 . 一種功能合金材料及其制備方法和用途 [P].中國(guó)專(zhuān)利 , . [14]楊蘭 . 銅鋅合 金涂層的制備及其組織研究 [D]. 西安石油大學(xué) , 20xx. [15]楊蘭 , 周勇 . 水處理用銅鋅合金的研究現(xiàn)狀及進(jìn)展 [J]. 熱處理技術(shù)與裝備 , 20xx, 35(1): 3033. [16]謝定陸 , 隋賢棟 , 羅艷歸 . 銅鋅合金的研究現(xiàn)狀及其進(jìn)展 [J]. 材料導(dǎo)報(bào) , 20xx, 1215. [17]謝定陸 . 泡沫狀銅鋅合金濾料的制備及其凈水性能研究 [D]. 華南理工大學(xué) , 20xx. [18] 周軍，竇照英．綠色防垢技 術(shù) [M]．北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 20xx： 237245. [19]張志湘 , 馮安生 . 電氣石的自發(fā)極化效應(yīng)在環(huán)境與健康領(lǐng)域的應(yīng)用 [J]. 中國(guó)非金屬礦工業(yè)導(dǎo)刊 , 20xx (1): 4749. [20]冀志江 , 金宗哲 , 梁金生 , 等 . 電氣石對(duì)水體 pH 值的影響 [J].中國(guó)環(huán)境科學(xué) ,20xx,22(6):515519. [21]展杰 ,王澤巖 , 王朋 ,等 . 天然礦物電氣石對(duì)水分子團(tuán)簇的影響 [J].功能材料 , 20xx,01:159. [22]鐘佳 , 王風(fēng)賀 . 電氣石在水處理方面的應(yīng)用 [J]. 科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào) , 20xx (25): 6263. [23]胡應(yīng)模 , 陳旭波 , 湯明茹 . 電氣石功能復(fù)合材料研究進(jìn)展及前景展望 [J]. 地學(xué)前緣 , 20xx, 5: 034. [24]任致遠(yuǎn) . 試析鍋爐節(jié)能降耗中的水垢處理 [J]. 中國(guó)石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量 , 20xx (5): 7171. [25] 姚成燦，丘泰球，胡松青，等．超聲波對(duì)碳酸鈣積垢過(guò)程的影響 [J]．華南理工大學(xué)學(xué)報(bào)， 20xx， 28（ 5）： 9195． [2