本文關(guān)鍵詞：熒光型聚天冬氨酸的制備及其阻垢性能研究

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【摘要】：改革開放后,工業(yè)用水量隨著經(jīng)濟的飛速發(fā)展呈現(xiàn)快速增長的趨勢。對工業(yè)冷卻水進行循環(huán)利用,提高工業(yè)用水的重復(fù)利用率,節(jié)約有限的水資源,是我國保持水資源可持續(xù)發(fā)展的重要組成部分。循環(huán)冷卻水系統(tǒng)存在硬度大、堿度高的特點,所以加熱過程中會有垢的生成。結(jié)垢會導(dǎo)致一系列的問題,如減少冷卻水系統(tǒng)的傳熱效率和阻塞管道等。在循環(huán)冷卻水體系中加入阻垢劑是解決實際應(yīng)用過程中結(jié)垢的主要技術(shù)手段。綠色環(huán)保理念的提出,使具有無毒、阻垢效率高、易生物降解等特點的聚天冬氨酸型阻垢劑在學(xué)術(shù)界和工業(yè)界受到越來越多的關(guān)注。阻垢劑在實際應(yīng)用過程中,都需要投加到一定的濃度才能夠?qū)o機難溶物起到抑制作用。濃度過低,阻垢效果不理想;濃度過高,對晶垢的阻率也不會隨之而提高,甚至阻垢率可能下降,從而造成藥劑的浪費。如何在生產(chǎn)實際中控制阻垢劑的水體濃度是一個急需解決的問題。本研究旨在用熒光分子對聚天冬氨酸的中間體進行開環(huán)改性,提高阻垢性能的同時,使其具有熒光性能來滿足在線監(jiān)測的需要,大大提高了實際應(yīng)用價值。具體內(nèi)容如下:1.聚琥珀酰亞胺(PSI中間體)和聚天冬氨酸化合物的制備。以馬來酸酐和尿素為原料,摩爾比為1:1.2,添加定量的催化劑(42SOHV:43POHV=1:1),縮聚50min,合成中間體。后對產(chǎn)物純化、堿性開環(huán)得到其對應(yīng)氨基酸——天冬氨酸聚合物。利用紅外、核磁共振儀對所得產(chǎn)物進行結(jié)構(gòu)分析,確定了目標(biāo)產(chǎn)物的合成。2.含萘環(huán)聚天冬氨酸的制備及性能評價。以上述合成的中間體PSI和α-萘胺為原料合成了含萘環(huán)的熒光型阻垢劑。熒光分析確認了該熒光物質(zhì)在激發(fā)波長為366nm、發(fā)射波長為422nm時,熒光強度與常規(guī)添加濃度(6~14mg/L)存在正比的線性關(guān)系。當(dāng)其添加量為14mg/L時,對CaCO_3垢阻率為86%,同時阻垢劑對Ca SO_4阻率為81%。3.吲哚型聚天冬氨酸(PASP-Try-SEA)的制備及性能評價。在弱堿性條件下,利用色氨酸和�；撬嵬瑫r對PSI開環(huán)接枝,得到含有磺酸基和吲哚基的熒光型聚天冬氨酸。結(jié)果顯示,PASP-Try-SEA的水溶液濃度與其光致發(fā)光強度存在正比線性關(guān)系,同時靜態(tài)阻垢法測試得到,在60℃條件下,添加量為9mg/L時,阻CaCO_3垢率達78%;添加量在20mg/L時,對Ca SO_4垢阻率高達97%。通過掃描電鏡觀察在該阻垢劑添加前后的CaCO_3和Ca SO_4晶垢的形貌變化,發(fā)現(xiàn)晶格變扭曲、結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)疏松狀。
【關(guān)鍵詞】：熒光型聚天冬氨酸 1-萘胺 色氨酸 阻垢性能
【學(xué)位授予單位】：河南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TQ085.4
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-30
• 1.1 循環(huán)冷卻水簡介10-11
• 1.2 阻垢劑11-16
• 1.2.1 天然類阻垢劑11-13
• 1.2.2 磷系聚合物阻垢劑13
• 1.2.3 共聚物阻垢劑13-15
• 1.2.4 綠色新型阻垢劑15-16
• 1.2.5 其他新型綠色阻垢劑16
• 1.3 聚天冬氨酸阻垢劑的化學(xué)改性16-20
• 1.3.1 開環(huán)改性引入羥基18
• 1.3.2 開環(huán)改性引入磺酸基18-19
• 1.3.3 開環(huán)改性引入膦酰基19
• 1.3.4 同時引入多種阻垢基團19
• 1.3.5 開環(huán)改性引入各種氨基酸19
• 1.3.6 開環(huán)改性引入含氮類物質(zhì)19-20
• 1.4 阻垢機理20-21
• 1.4.1 阻垢劑的功能基團20
• 1.4.2 功能基團的作用機理20-21
• 1.5 熒光示蹤型水處理劑21-23
• 1.5.1 熒光機理21-22
• 1.5.2 熒光型水處理劑的應(yīng)用22-23
• 1.6 課題的提出23-25
• 1.6.1 聚琥珀酰亞胺的合成24
• 1.6.2 熒光型聚天冬氨酸阻垢劑的合成24
• 1.6.3 熒光及阻垢性能評測24-25
• 參考文獻25-30
• 第二章 PSI和PASP的合成及表征30-37
• 2.1 實驗部分30-32
• 2.1.1 實驗試劑及主要儀器30-31
• 2.1.2 PSI及PASP的合成31-32
• 2.2 樣品表征32-35
• 2.2.1 PSI的紅外、核磁分析32-34
• 2.2.2 PASP的紅外及熱分析34-35
• 2.3 本章小結(jié)35-36
• 參考文獻36-37
• 第三章 含萘環(huán)聚天冬氨酸的制備及其阻垢性能研究37-49
• 3.1 實驗部分37-39
• 3.1.1 實驗試劑和主要儀器37-38
• 3.1.2 FPASP的合成38-39
• 3.2 樣品表征39-41
• 3.2.1 紅外分析39-40
• 3.2.2 ~1H NMR分析40-41
• 3.3 性能測試41-43
• 3.3.1 熒光性能測試41
• 3.3.2 阻CaCO_3和CaSO_4垢的性能測試41-42
• 3.3.3 阻Ca_3(PO_4)_2垢的性能測試42-43
• 3.4 結(jié)果與討論43-47
• 3.4.1 不同濃度下的FPASP水溶液的熒光性能分析43-44
• 3.4.2 不同濃度下阻CaCO_3垢性能測試44-45
• 3.4.3 不同濃度下阻CaSO_4垢性能測試45-46
• 3.4.4 不同濃度下阻Ca_3(PO_4)_2垢性能測試46-47
• 3.5 本章小結(jié)47-48
• 參考文獻48-49
• 第四章 吲哚型聚天冬氨酸的制備及其阻垢性能研究49-60
• 4.1 實驗部分50-51
• 4.1.1 實驗試劑和主要儀器50-51
• 4.1.2 PASP-SEA-Try的合成51
• 4.2 PASP-SEA-Try的結(jié)構(gòu)鑒定51-53
• 4.2.1 紅外分析51-52
• 4.2.2 紫外分析52-53
• 4.2.3 ~1H NMR分析53
• 4.3 結(jié)果與討論53-58
• 4.3.1 PASP-SEA-Try與PASP的熱穩(wěn)定性比較53-54
• 4.3.2 不同濃度下的FPASP水溶液的熒光分析54-55
• 4.3.3 不同濃度下阻CaCO_3垢性能測試55-56
• 4.3.4 不同濃度下阻CaSO_4垢性能測試56-57
• 4.3.5 不同濃度下阻Ca_3(PO_4)_2垢性能測試57
• 4.3.6 添加該阻垢劑前后，，CaCO_3和CaSO_4晶體電鏡掃描照片對比57-58
• 4.4 本章小結(jié)58-59
• 參考文獻59-60
• 第五章 總結(jié)60-61
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文61-62
• 致謝62-63

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