高效可生物降解阻垢缓蚀剂的制备及其性能研究

摘要

在现代工业生产中，冷却循环水占有很大的消耗比重，对冷却水进行处理成为节约用水必不可少的措施。一些具有高效阻垢缓蚀性能的药剂在冷却水处理行业得到大量应用，目前我国正在被使用的阻垢缓蚀剂多数是含磷或对环境有害的，使用后带来一系列环境问题，如水体富营养化、水生生物基因突变等。鉴于此，各国对含磷有毒的水处理剂的使用限制越来越严格，在此背景下，“绿色、高效”成为水处理剂行业的发展方向。聚天冬氨酸类水处理剂由于绿色、可生物降解且具有高效阻碳酸钙、硫酸钙垢性能成为水处理剂行业的研究热点，然而其阻磷酸钙、缓蚀性能及杀菌降藻等性能并不突出，限制了其应用范围。本文旨在对聚天冬氨酸进行改性以提高其综合性能，使其应用得到拓展。具体内容如下:
　　1.利用马来酸酐和氨热缩聚制备了聚天冬氨酸（PASP）前期产物聚琥珀酰亚胺(PSI)，优化了合成工艺，在碱性条件下水解制备了聚天冬氨酸，分别用对羟基苯乙胺、腺嘌呤、3,5-二氨基苯甲酸与PSI反应得到三种聚天冬氨酸改性接枝物，并对其结构进行了表征。
　　2.用静态阻垢法考察了聚天冬氨酸/对羟基苯乙胺、聚天冬氨酸/腺嘌/和聚天冬氨酸/3,5-二氨基苯甲酸的阻碳酸钙、硫酸钙及磷酸钙垢性能。其中腺嘌呤和3,5-二氨基苯甲酸的接入较大程度地提高了聚天冬氨酸的阻磷酸钙垢性能，用量分别为16 mg/L和18 mg/L时聚天冬氨酸/腺嘌呤和聚天冬氨酸/3,5-二氨基苯甲酸的阻磷酸钙垢效率可以分别达到66％和75%。
　　3.用旋转挂片失重法考察了三种改性物对碳钢的缓蚀性能。聚天冬氨酸/对羟基苯乙胺及聚天冬氨酸/腺嘌呤的缓蚀性能有明显提高，在用量为28 mg/L时可分别达到39%和34%。用电化学方法进一步研究了聚天冬氨酸/腺嘌呤的缓蚀性能，极化曲线测试结果表明聚天冬氨酸/腺嘌呤是一种混合型缓蚀剂，交流阻抗谱测试结果表明在加入聚天冬氨酸/腺嘌呤后，能够有效地吸附在碳钢表面形成保护膜，阻隔碳钢与腐蚀介质的有效接触，从而减缓腐蚀的发生。
　　4.利用好氧生物降解的方法考察了聚天冬氨酸及以上三种改性物的生物降解性能。几种物质均表现出较好的可生化性，其降解性能从高到低依次为聚天冬氨酸/3,5-二氨基苯甲酸、聚天冬氨酸/腺嘌呤、聚天冬氨酸、聚天冬氨酸/对羟基苯乙胺，在28天内的生物降解率分别为81%、71%、65%、56%。

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第一章 绪论

1 冷却水系统与冷却水处理技术

2 阻垢缓蚀剂的研究现状与进展

3 聚天冬氨酸型水处理剂研究现状与进展

4 选题依据和研究内容

参考文献

第二章 聚天冬氨酸/对羟基苯乙胺的合成及性能

1 实验部分

2 结果与讨论

3 本章小结

参考文献

第三章 聚天冬氨酸/腺嘌呤接枝物的合成及性能研究

1 实验部分

2.结果与分析

3 本章小结

参考文献

第四章 聚天冬氨酸/3,5-二氨基苯甲酸的合成及性能研究

1 实验部分

2 结果与讨论

3 本章小结

参考文献

第五章 合成产物生物降解性能研究

1 实验部分

2 结果与讨论

第六章 结论

致谢

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