磁场-碳纳米管协同作用循环冷却水除垢防腐蚀吸附机理研究

Based on a comprehensive solution for scaling, corrosion, heavy metals, organic pollution problem of circulating cooling water in iron and steel industry to occur during the operation process, use circulating cooling water as the object of study and physical-chemical method magnetic field-carbon nanotubes synergy, intends to conduct scale removal or control scale, prevent corrosion, heavy metal ions and organic adsorption research, and magnetic field use alone circulating cooling water to descaling, corrosion test, magnetic field-carbon nanotubes synergy efficiently adsorb heavy metals, organic test. Clarify magntic field mechanism of descaling and scale suppression, provide quantitative relationship between each water quality index,magnetic field working conditions, and nanometer material doping. Magnetic field-carbon nanotubes synergy lay the foundation for industrial application of circulating water.

基于全面解决钢铁工业循环冷却水运行过程中出现结垢腐蚀﹑重金属﹑有机物污染的问题，以钢铁工业循环冷却水为研究对象，采用物理化学法磁场-碳纳米管协同作用的方法，拟进行磁场-碳纳米管协同作用对循环水进行除垢抑垢﹑防腐蚀，重金属离子﹑有机物的吸附研究。进行磁场单独作用循环冷却水除垢抑垢﹑防腐蚀试验，磁场-碳纳米管协同作用高效除垢抑垢﹑吸附重金属﹑有机物的试验。阐明磁场除垢抑垢机理，提供磁场-碳纳米管协同作用各项水质指标和磁场工作条件﹑纳米材料的掺杂量等之间定量函数关系。为磁场-碳纳米管协同作用循环水的工业应用奠定理论基础。

以钢铁工业循环冷却水运行过程中出现结垢﹑重金属﹑有机物污染的问题，采用物理化学法磁场-碳纳米管协同作用的方法，进行磁场-碳纳米管协同作用对循环水进行除垢抑垢，重金属离子﹑有机物的吸附研究。结果表明：磁处理器的最佳工作条件：当磁场强度是0.5T、离子浓度900mg/L、温度303K、时间54h、水速0.17m/s时，磁场抑垢防腐蚀效果最佳；并且合成出一系列的纳米复合材料，包括磁性碳纳米管复合材料、氨基和硫醇基修饰的磁性碳纳米管复合材料、氨基和硫醇基修饰的石墨烯/碳纳米管复合材料。例如氨基和硫醇基修饰磁场多壁碳纳米管复合材料对铅锌苯酚的吸附量分布高达195.81, 169.89 和38.97 mg/g；MWCNTs可以抑制MC3T3-E1（前成骨细胞）, CHO（仓鼠卵巢细胞）和A549（肺癌细胞）的增殖能力和细胞活力，并且随着MWCNTs剂量的增加，上述细胞的增殖能力和细胞活力逐渐减弱；随着MWCNTs剂量的增加，MC3T3-E1（前成骨细胞）, CHO（仓鼠卵巢细胞）和A549（肺癌细胞）的死亡率逐渐增加；磁场-碳纳米管协同作用循环冷却水实验时，促进铅离子吸附，抑制苯酚吸附，抑制垢的生成。而这些结果为工业应用奠定了理论基础。