1。5。4 双电层作用机理

双电层作用机理[19]认为对有机膦酸盐类阻垢剂的作用是由于阻垢剂在生长晶核 附近的扩散边界层内富集,  形成双电层并阻碍垢离子或分子簇在金属表面凝结。

1。5。5 凝聚与分散作用

这种机理主要是用静电作用的原理来除垢的。在水中加入聚梭酸类阻垢剂,阻垢 剂解离生成的阴离子在与沉淀中阳离子发生碰撞，在这过程中会发生物理、化学吸附 并在沉淀表面生成双电层[20]。很多个带有同一极性的晶体吸附在阻垢剂上,因为是同 一个电极,他们之间存在斥力，无法结合在一起生成大晶体。当这些晶体遇到其它阻 垢剂的离子时,因为两者是异性电极,在引力的作用下转移到对方那儿。这样晶粒之间就会随着阻垢剂离子的分散而均匀分散。减少了 CO3与水溶液中 Ca2+相互结合,大大减少溶液中的 CaCO3 晶体的晶核数,使得 CaCO3 无法形成沉淀。

1。5。6 再生一自解脱膜假说

聚丙烯酸类阻垢剂能在冷却水阻垢过程中与金属表面能形成一层薄膜。在这层薄 膜上阻垢剂与水中盐类晶粒吸附并且在重力作用下沉淀。随着吸附不断进行，膜的厚 度也不断加厚，当这种膜增加到一定值时,会在金属面上破裂并脱离，同时把生成的 沉淀也一起脱离，去除了水垢。在阻垢剂发生作用这一过程中，薄膜的不断形成、增 厚，最后破裂带走沉淀,使垢层生长受到抑制。

1。6 分子动力学方法文献综述

分子动力学方法(MD)是研究晶体生长过程的一个非常有效的方法[21]。该方法是 以概率论和数理统计为理论基础，它的基本思想是，被研究的系统被认为是作为一个 整体，其中包括大量的相互作用的粒子，并且每个粒子都遵循经典的牛顿运动定律。 通过直接对系统中的多个分子运动方程的直接进行数值求解，得到了这些分子的运动 轨迹，并用统计方法计算了系统的宏观特性。

分子动力学不仅可以得到原子的运动轨迹，而且可以实时观测到各个阶段的分子 结构。更值得一提的是，在模拟过程中可以很容易地观察到在实际实验中无法观察到 的许多微观细节。因为这种效果，分子动力学在物理，化学，材料等很多领域研究中 扮演着相当重要的角色。

分子动力学计算模拟有两种假设[22]：(1) 所有的粒子的运动规律都遵循牛顿力 学；(2) 粒子之间的相互作用是可以相互叠加的。虽然这两条假设和实际的物理客观 规律有些违背，最重要的是忽略了量子效应和多体作用，但这种近似计算已经属于除 理论研究和实验手段之外的第三种科学研究手段，被广泛应用。

1。7 本论文研究内容

虽然冷却水阻垢被广泛关注，但所研究的内容大多处于实验阶段，对于阻垢剂阻 垢机理的研究相对较少，而本论文所选择的分子动力学模拟能够帮助我们了解冷却水 成垢以及组垢的机理，为实验提供理论依据。来,自.优;尔:论[文|网www.youerw.com +QQ752018766-

(1)本文主要选取循环冷却水系统中容易生成的两种水垢进行研究：硫酸钙[23]（CaSO4）和羟基磷灰石[24]（HAP）。

(2)选取目前循环冷却水系统中常用的三种有机磷系阻垢剂：氨基亚甲基膦酸 (AMP)，氨基三亚甲基膦酸(NTMP)，乙二胺四亚甲基膦酸(EDTMP)。分别于硫酸钙 (CaSO4)和羟基磷灰石(HAP)的各个主要的生长晶面进行模拟，比较不同阻垢剂对不同 晶体的不同晶面的阻垢的效果。

(3)本文采用分子动力学模拟的方法进行研究，运用 MS 软件进行模拟运算，建立 分子模型，比较结果。