研究目的
利用一种新型荧光标记阻垢剂研究结垢机理及阻垢作用,通过可视化该阻垢剂在过饱和水溶液中石膏晶体上的附着位置。
研究成果
可视化研究揭示,阻垢剂是通过阻隔非均相杂质而非直接抑制石膏晶体生长位点来发挥作用,这一发现对传统理论提出了挑战。该非传统作用机制涉及阻垢剂在固体颗粒表面的吸附,从而减少成核中心。这种方法在更广泛的阻垢应用及晶体形成研究中展现出良好前景。
研究不足
该研究仅限于石膏晶体及特定条件(环境温度、过饱和溶液)。试剂中固体杂质的存在可能影响结果,且该机制可能不适用于其他垢类或温度条件。荧光标记抑制剂的效力低于未标记的HEDP,这可能会对观察结果产生影响。
1:实验设计与方法选择:
研究通过合成荧光标记的二膦酸盐(HEDP-F),利用荧光显微镜观察石膏晶体形成过程,旨在通过监测抑制剂在晶体上的定位来验证现有阻垢理论。
2:样本选择与数据来源:
采用分析纯化学试剂(CaCl?、Na?SO?)配制0.075 mol·dm?3过饱和石膏溶液并过滤除杂,添加特定浓度(如0.014 mmol·dm?3)的HEDP-F。
3:075 mol·dm?3过饱和石膏溶液并过滤除杂,添加特定浓度(如014 mmol·dm?3)的HEDP-F。 实验仪器与材料清单:
3. 实验仪器与材料清单:仪器包括质谱仪(布鲁克ESI-Q-TOF micrOTOF-Q、maXis impact)、核磁共振仪(布鲁克AVANCE II 300)、分光光度计(瓦里安Cary 5G)、荧光分光光度计(岛津RF-6000)、共聚焦显微镜(卡尔蔡司LSM-710-NLO)、X射线衍射仪(布鲁克D8 Advance)及滤膜(密理博尼龙0.045μm、Whatman Anotop 10 Plus 0.020μm)。试剂包含SOCl?、4-溴-1,8-萘二甲酸酐、三(三甲硅基)亚磷酸酯、甲醇、乙醇、苯、丙酮、氯化钙、氯化镁、硫酸钠及蒸馏水。
4:0)、分光光度计(瓦里安Cary 5G)、荧光分光光度计(岛津RF-6000)、共聚焦显微镜(卡尔蔡司LSM-710-NLO)、X射线衍射仪(布鲁克D8 Advance)及滤膜(密理博尼龙045μm、Whatman Anotop 10 Plus 020μm)。试剂包含SOCl?、4-溴-1,8-萘二甲酸酐、三(三甲硅基)亚磷酸酯、甲醇、乙醇、苯、丙酮、氯化钙、氯化镁、硫酸钠及蒸馏水。 实验流程与操作步骤:
4. 实验流程与操作步骤:通过酰氯形成反应和亚磷酸酯加成合成HEDP-F。将含HEDP-F的过饱和石膏溶液置于25℃培养两天后,采用共聚焦显微镜进行晶体荧光分析。同时设置无抑制剂空白实验及二元CaCl?-HEDP-F体系对照实验。
5:数据分析方法:
通过光谱测定(吸收/荧光)、显微成像、XRD物相鉴定及标准品比对进行分析,测量荧光量子产率,并使用ZEN软件处理图像实现三维重建。
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