论文部分内容阅读
随着经济的快速增长,工业用水量一直在持续增长。为了确保工业用水的综合利用及可持续的发展,工业用水的循环使用显得尤为重要。由于工业用水特殊的使用环境和本身硬度较高,当工业水循环使用时,随着循环的次数增加,不可避免的产生大量的水垢。水垢的产生会导致多种工业生产的不便:水垢会阻塞水管,使排水受阻;降低其传热效率,导致能源消耗增加。而加入阻垢剂是目前切实可行的解决方法。目前常用的工业水阻垢剂大多会对环境产生一定的污染,同时阻垢剂在工业水中的实际作用情况也无法检测。而聚天冬氨酸型阻垢剂及其衍生物,因其高效的阻垢性能、良好的物理化学改性和可生物降解的特性近年来受到关注。在实际使用中,阻垢剂的添加浓度是影响阻垢效果的一个重要因素,需要达到一定的浓度要求才能对水垢起到抑制的作用。阻垢剂浓度过高,也会对其阻垢效率起抑制作用。工业上实际应用时应该实时监测阻垢剂的浓度。本研究合成了阻垢性能较好的荧光型阻垢剂,通过荧光示踪方法对阻垢剂浓度实时监测。1.聚天冬氨酸的制备。本文先用聚琥珀酰亚胺通过不断的改进再形成聚天冬氨酸聚合物。先使用尿素和马来酸酐为基本用料,同时根据其摩尔比1.5:1的比例进行搭配,添入适量的催化剂(HV2SO4:HV3PO4=1:1),凝聚,化合之后,就会产生相应的中间体,其次是对其进行提纯,同时将碱性实行开环处理,就可以得到目标物。2.新型阻垢剂（含萘环型聚天冬氨酸）的制备和对其进行使用效果评价。并且对其进行使用效果评价。将1中的中间物为基本原料,再加入1-磺酸-2-萘胺,就可以通过一定的化学反应,制备出具有荧光性质的去垢剂。并且对其产物进行跟踪,评价其效果。通过荧光分析,其产物在激发波长是346nm发射波长是493nm,在加入浓度（515mg/L）与荧光强度存有的正相关的线性联系。当其添加量为15mg/L,8mg/L,9mg/L时,阻CaCO3、阻CaSO4和阻Ca3（PO4）2垢率最好分别是77.4%、88%和88%。3.新型阻垢剂（氨基酸型聚天冬氨酸）的制备和对其进行使用效果评价。本实验是在碱性比较低的情况下进行的,将牛磺酸与L-苯丙氨酸混合,然后对1的中间产物进行开环处理,从而产生新的阻垢剂—链上有磺酸基和羧基的聚天冬氨酸,该阻垢剂具有荧光效果。Phe-Try-PASP与Phe-PASP在激发波长为320nm,发射波长为456nm,在激发波长为314nm,发射波长为434nm。对其进行荧光跟踪得出:该阻垢剂在加入浓度（210mg/L）与荧光强度存有的正相关的线性联系。采用静态阻垢法,对其改进效果的评价可得:温度为60℃时,当Phe-Try-PASP与Phe-PASP的添加量为6mg/L时两者的阻CaCO3垢率最好分别是93.7%和90.4%;当Phe-Try-PASP与Phe-PASP的添加量分别为2.2mg/L和1.8mg/L时阻CaSO4垢率最好分别是98.5%和84.2%;当Phe-Try-PASP与Phe-PASP的添加量浓度达到9mg/L后,其阻Ca3（PO4）2垢率达到峰值,达到了92%左右和88%左右。4.采用扫描电子显微镜对水垢形貌进行观察,发现在加入水质阻垢剂之后干扰了CaCO3、CaSO4垢晶核的聚集过程,破坏了它们的生长习性。先是水垢规整的晶体的表面发生分解,然后是水垢结构扭曲变形,之后就出现松散的结构,最终阻碍了晶体的累积,使它们很难附着在管道表面。解释了所合成阻垢剂效果较好的原因。