水泥基控释微珠(HEDP-CRBs)在水系统中的矿物垢控制释放性能研究

本文推荐：本研究创新性地采用水泥基质合成负载1-羟基乙叉二膦酸(HEDP)的控释微珠(CRBs)，通过静态批次和动态柱实验系统评估其释放性能。QCM-D和浊度测试证实CRBs能有效抑制BaSO4结垢，揭示粒径增大和温度降低可延长HEDP释放周期，为水输送系统提供可持续的长期控垢解决方案。

　　

Highlight

本研究亮点在于开发了以水泥为基质、负载HEDP的控释微珠(CRBs)，通过多尺度实验揭示了其抑制BaSO₄结垢的机制与优化策略。

Morphology and Structure Composition

含HEDP的CRBs孔隙率为0.28(1 cm)和0.24(0.4 cm)。SEM-EDX和XPS分析显示（图1），CRBs表面凹凸不平，具有典型水泥硬化特征。值得注意的是，0.4 cm直径CRBs因表面裂纹更明显而与1 cm样品存在差异——这可能是固化过程中水分快速蒸发导致的应力开裂现象。

Conclusions

创新性采用水泥基质合成的HEDP-CRBs展现出双阶段释放特性：初期爆发式释放和后期缓释。大粒径CRBs因更高载药量和更小比表面积表现出更持久的释放曲线，而温度升高会加速HEDP释放动力学。动态实验证实流速增加会使释放峰滞后，但Ca²⁺和HCO₃^?等离子对释放行为无显著干扰。该研究为工业水系统长期控垢提供了经济高效的解决方案。