熒光示蹤聚天冬氨酸衍生物的制備及其阻垢緩蝕性能
發(fā)布時(shí)間：2022-01-11 08:29
循環(huán)冷卻水系統(tǒng)由于水溫升高、流速變化等因素常常存在結(jié)垢、腐蝕等問題,解決結(jié)垢、腐蝕問題最經(jīng)濟(jì)有效的方法是在水質(zhì)中添加阻垢緩蝕劑。熒光示蹤阻垢緩蝕劑可以實(shí)現(xiàn)藥劑濃度的在線監(jiān)測(cè),發(fā)揮藥劑最佳性能,提高循環(huán)水濃縮倍率,節(jié)約水資源,達(dá)到節(jié)能減排的目的。聚天冬氨酸（PASP）是一種公認(rèn)的綠色水處理劑,但其本身并不具有熒光特性,基于此,本文擬采用含有特定熒光功能基團(tuán)的化合物對(duì)PASP進(jìn)行接枝改性,在保持PASP衍生物優(yōu)異的阻垢緩蝕性能基礎(chǔ)之上,使其同時(shí)具有較好的熒光特性,從而擴(kuò)展PASP衍生物的應(yīng)用范圍。（1）以5-甲氧基色胺、2-氨基-5-（氨基甲基）-1-萘磺酸、3-氨基甲基吡啶為熒光功能基團(tuán),通過氨基開環(huán)的方法制備了聚天冬氨酸/5-甲氧基色胺（PASP/OTAM）、聚天冬氨酸/2-氨基-5-（氨基甲基）-1-萘磺酸（PASP/APS）及聚天冬氨酸/3-氨基甲基吡啶（PASP/3-AMPY）,通過1H NMR及FTIR對(duì)上述產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征。（2）采用靜態(tài)阻垢法和旋轉(zhuǎn)掛片法評(píng)價(jià)了PASP/OTAM、PASP/APS及PASP/3-AMPY接枝物的阻垢緩蝕性能。與PASP單體相比,PASP/...
【文章來源】：河南大學(xué)河南省
【文章頁數(shù)】：113 頁
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【部分圖文】：
循環(huán)冷卻水系統(tǒng)示意圖
第一章緒論3到其臨界濃度時(shí)，水質(zhì)中的金屬離子與無機(jī)鹽陰離子便以沉淀的形式從水溶液中析出，進(jìn)而沉積并吸附在金屬管道內(nèi)壁，造成循環(huán)系統(tǒng)嚴(yán)重的結(jié)垢、腐蝕、細(xì)菌滋生等問題，這將嚴(yán)重影響工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率以及縮短設(shè)備使用壽命[21-25]。為了解決結(jié)垢、腐蝕等問題，目前工業(yè)上普通使用的方法多為物理處理法和化學(xué)處理法。圖1-2冷卻水循環(huán)過程存在的問題Figure1-2Theproblemsincoolingwatercirculationprocess物理處理法主要是采用一些物理方法除去冷卻水在循環(huán)過程中產(chǎn)生的水垢、腐蝕產(chǎn)物等污垢，此類方法具有操作簡單、成本低廉且無二次污染等優(yōu)點(diǎn)，主要包括光化學(xué)法、磁場(chǎng)法、電解法以及超聲波法等[26-27]。物理處理法一般適用于水質(zhì)硬度較低的冷卻水中，而工業(yè)冷卻水經(jīng)過多次循環(huán)利用后，水質(zhì)成分較為復(fù)雜，硬度較高，難以滿足物理處理法使用的基本要求[28-29]�，F(xiàn)今工業(yè)上大多采用化學(xué)處理法，即在循環(huán)水體系中添加特定的水處理劑，以達(dá)到抑制水質(zhì)結(jié)垢、減緩金屬腐蝕的目的。化學(xué)處理法具有操作簡單、技術(shù)成熟、成效顯著等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛地應(yīng)用在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中[30-34]。1.2.1阻垢劑的分類一般而言，化學(xué)阻垢劑作用機(jī)理主要有兩種：一是在水垢晶體形成之前起作用，主要是通過螯合、吸附等作用使得無機(jī)鹽離子在達(dá)到臨界濃度時(shí)依然以離子的形式存在水溶液中；二是在水垢形成過程中起作用，其主要是通過改變水垢晶體結(jié)構(gòu)，使得水垢晶體變得細(xì)小和疏松，能夠較為均勻、穩(wěn)定地分散在水溶液中，從而避免垢晶體沉積在管道表面，造成管道堵塞�；瘜W(xué)阻垢劑發(fā)展歷史較為久遠(yuǎn)，
熒光示蹤聚天冬氨酸衍生物的制備及其阻垢緩蝕性能4國外起始于上世紀(jì)30年代左右，國內(nèi)對(duì)阻垢劑的研究則起始于上世紀(jì)70年代左右,發(fā)展至今，阻垢劑主要可分為天然高分子類阻垢劑和合成高分子類阻垢劑[35-40]。圖1-3阻垢劑發(fā)展歷程Figure1-3Thedevelopmenthistoryofscaleinhibitor1.2.1.1天然高分子類阻垢劑天然高分子類阻垢劑一般是指從自然物質(zhì)中得到的一類水處理劑。這類阻垢劑主要分為兩類：一類是直接從自然物質(zhì)中經(jīng)過簡單的分離、濃縮、提純等方式得到的阻垢劑，此類阻垢劑具有來源廣泛、價(jià)格低廉、易于降解等優(yōu)點(diǎn)，主要包括單寧、殼聚糖、纖維素、淀粉、木質(zhì)素等物質(zhì)[41-42]；另一類是指從天然植物中得到并經(jīng)過化學(xué)改性的阻垢劑，此類阻垢劑可通過引入不同基團(tuán)來提高天然阻垢劑的性能，降低天然阻垢劑的用量，同時(shí)可以豐富天然阻垢劑的種類，使得天然阻垢劑更具有針對(duì)性[43-46]。WANG等[47]研究了煙草水提取物在模擬海水中對(duì)Q235鋼片的阻垢緩蝕性能。研究表明：當(dāng)煙草提取物的濃度為100ppm時(shí)，其對(duì)Q235鋼片的緩蝕率為83.9%，濃度為140ppm時(shí)，其阻垢率為100%。動(dòng)電位極化曲線表明該提取物為混合型水處理劑。ABDEL等[48]將橄欖葉水提取物用于鹽水中碳鋼片的緩蝕劑，使用電化學(xué)阻抗法和動(dòng)電位極化法研究了橄欖葉水提取物的緩蝕性能，極化曲線表明橄欖葉水提取物是一種主要控制陽極反應(yīng)的混合型緩蝕劑。李美明等[49]采用電化學(xué)方法考察了羧甲基纖維素鈉在模擬海水中的阻垢緩蝕性能。結(jié)果表明：羧甲基纖維素鈉在較低的濃度下即具有較好的阻垢性能，同時(shí)實(shí)驗(yàn)表明其在金屬表面的吸附行為符合Langmuir吸附模型。天然高分子類阻垢緩蝕劑在水處理劑發(fā)展的初期起到了至關(guān)重要的作用，但其在實(shí)際使用過程中存在用量大且性質(zhì)不穩(wěn)定、成本高、?
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于水資源合理利用與保護(hù)的可持續(xù)發(fā)展研究[J]. 肖走良. 智能城市. 2020(07)
[2]聚天冬氨酸的生產(chǎn)及其在日用化學(xué)品中的應(yīng)用[J]. 陳雷,吳有庭. 精細(xì)石油化工進(jìn)展. 2019(06)
[3]油水兩相界面處緩蝕劑的作用效果及機(jī)理[J]. 賈巧燕,王貝,王赟,孟凡娟,王清,張雷,姚海元,路民旭,李清平. 工程科學(xué)學(xué)報(bào). 2020(02)
[4]多類型緩蝕劑在H2S/CO2環(huán)境中的腐蝕性能研究[J]. 田宇,蘭旭. 全面腐蝕控制. 2019(11)
[5]聚天冬氨酸與聚丙烯酸等復(fù)合藥劑的協(xié)同性能研究[J]. 呂小改,馮亞莉,姜亞玲,岑世宏,許英. 化學(xué)研究. 2019(04)
[6]低滲油田注水用熒光示蹤劑評(píng)價(jià)及優(yōu)選[J]. 顧菁華,吳益鋒. 清洗世界. 2019(10)
[7]水資源管理與保護(hù)方法探究[J]. 魏斯宇. 黑龍江科學(xué). 2019(20)
[8]淺析我國水資源管理的現(xiàn)狀[J]. 李金蓮. 中國水運(yùn)(下半月). 2019(10)
[9]阻垢劑的研究進(jìn)展[J]. 張曉瑞,蔣彩云,張政,馮長生,王玉萍. 應(yīng)用化工. 2019(12)
[10]力致熒光響應(yīng)聚合物的研究進(jìn)展[J]. 蔣建春,郭源發(fā),沙勇杰,黃起日,馬汝杰,楊文. 化工時(shí)刊. 2019(08)
博士論文
[1]生物堿類化合物熒光性質(zhì)與分子結(jié)構(gòu)的關(guān)系及分析方法研究[D]. 曹津津.河北師范大學(xué) 2019
[2]苯并噻二唑及四苯基乙烯類熒光衍生物的合成與生物應(yīng)用[D]. 汪磊.華南理工大學(xué) 2018
[3]聚天冬氨酸功能材料的研制及其緩蝕阻垢性能研究[D]. 楊玉華.蘭州交通大學(xué) 2016
[4]含熒光基團(tuán)低聚物的合成及在水處理中的應(yīng)用[D]. 雷武.南京理工大學(xué) 2006
碩士論文
[1]天然型緩蝕阻垢劑的制備及其協(xié)同性能研究[D]. 李冬伊.河南大學(xué) 2019
[2]雜環(huán)類緩蝕劑的合成及其緩蝕性能評(píng)價(jià)[D]. 杜森.西安石油大學(xué) 2019
[3]沉淀膜型緩蝕劑的機(jī)理研究[D]. 胡帥.華中科技大學(xué) 2019
[4]改性聚環(huán)氧琥珀酸的合成及阻垢緩蝕性能研究[D]. 李一正.蘭州交通大學(xué) 2019
[5]序列可控功能性聚合物合成及性能研究[D]. 朱思琪.大連理工大學(xué) 2018
[6]聚合物基鎘離子熒光檢測(cè)材料的制備與性能表征[D]. 裴行.深圳大學(xué) 2018
[7]熒光示蹤型水處理劑的合成與性能研究[D]. 李元鎮(zhèn).山東大學(xué) 2018
[8]雜環(huán)與磺酸基改性聚天冬氨酸復(fù)合型阻垢緩蝕劑及其協(xié)同性能研究[D]. 楊星.河南大學(xué) 2018
[9]熒光型聚天冬氨酸類水質(zhì)阻垢劑的研究[D]. 支新.河南大學(xué) 2017
[10]一種聚醚羧酸類熒光示蹤阻垢劑的合成及應(yīng)用[D]. 張奧.東南大學(xué) 2017
本文編號(hào)：3582462
【文章來源】：河南大學(xué)河南省
【文章頁數(shù)】：113 頁
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【部分圖文】：
循環(huán)冷卻水系統(tǒng)示意圖
第一章緒論3到其臨界濃度時(shí)，水質(zhì)中的金屬離子與無機(jī)鹽陰離子便以沉淀的形式從水溶液中析出，進(jìn)而沉積并吸附在金屬管道內(nèi)壁，造成循環(huán)系統(tǒng)嚴(yán)重的結(jié)垢、腐蝕、細(xì)菌滋生等問題，這將嚴(yán)重影響工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率以及縮短設(shè)備使用壽命[21-25]。為了解決結(jié)垢、腐蝕等問題，目前工業(yè)上普通使用的方法多為物理處理法和化學(xué)處理法。圖1-2冷卻水循環(huán)過程存在的問題Figure1-2Theproblemsincoolingwatercirculationprocess物理處理法主要是采用一些物理方法除去冷卻水在循環(huán)過程中產(chǎn)生的水垢、腐蝕產(chǎn)物等污垢，此類方法具有操作簡單、成本低廉且無二次污染等優(yōu)點(diǎn)，主要包括光化學(xué)法、磁場(chǎng)法、電解法以及超聲波法等[26-27]。物理處理法一般適用于水質(zhì)硬度較低的冷卻水中，而工業(yè)冷卻水經(jīng)過多次循環(huán)利用后，水質(zhì)成分較為復(fù)雜，硬度較高，難以滿足物理處理法使用的基本要求[28-29]�，F(xiàn)今工業(yè)上大多采用化學(xué)處理法，即在循環(huán)水體系中添加特定的水處理劑，以達(dá)到抑制水質(zhì)結(jié)垢、減緩金屬腐蝕的目的。化學(xué)處理法具有操作簡單、技術(shù)成熟、成效顯著等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛地應(yīng)用在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中[30-34]。1.2.1阻垢劑的分類一般而言，化學(xué)阻垢劑作用機(jī)理主要有兩種：一是在水垢晶體形成之前起作用，主要是通過螯合、吸附等作用使得無機(jī)鹽離子在達(dá)到臨界濃度時(shí)依然以離子的形式存在水溶液中；二是在水垢形成過程中起作用，其主要是通過改變水垢晶體結(jié)構(gòu)，使得水垢晶體變得細(xì)小和疏松，能夠較為均勻、穩(wěn)定地分散在水溶液中，從而避免垢晶體沉積在管道表面，造成管道堵塞�；瘜W(xué)阻垢劑發(fā)展歷史較為久遠(yuǎn)，
熒光示蹤聚天冬氨酸衍生物的制備及其阻垢緩蝕性能4國外起始于上世紀(jì)30年代左右，國內(nèi)對(duì)阻垢劑的研究則起始于上世紀(jì)70年代左右,發(fā)展至今，阻垢劑主要可分為天然高分子類阻垢劑和合成高分子類阻垢劑[35-40]。圖1-3阻垢劑發(fā)展歷程Figure1-3Thedevelopmenthistoryofscaleinhibitor1.2.1.1天然高分子類阻垢劑天然高分子類阻垢劑一般是指從自然物質(zhì)中得到的一類水處理劑。這類阻垢劑主要分為兩類：一類是直接從自然物質(zhì)中經(jīng)過簡單的分離、濃縮、提純等方式得到的阻垢劑，此類阻垢劑具有來源廣泛、價(jià)格低廉、易于降解等優(yōu)點(diǎn)，主要包括單寧、殼聚糖、纖維素、淀粉、木質(zhì)素等物質(zhì)[41-42]；另一類是指從天然植物中得到并經(jīng)過化學(xué)改性的阻垢劑，此類阻垢劑可通過引入不同基團(tuán)來提高天然阻垢劑的性能，降低天然阻垢劑的用量，同時(shí)可以豐富天然阻垢劑的種類，使得天然阻垢劑更具有針對(duì)性[43-46]。WANG等[47]研究了煙草水提取物在模擬海水中對(duì)Q235鋼片的阻垢緩蝕性能。研究表明：當(dāng)煙草提取物的濃度為100ppm時(shí)，其對(duì)Q235鋼片的緩蝕率為83.9%，濃度為140ppm時(shí)，其阻垢率為100%。動(dòng)電位極化曲線表明該提取物為混合型水處理劑。ABDEL等[48]將橄欖葉水提取物用于鹽水中碳鋼片的緩蝕劑，使用電化學(xué)阻抗法和動(dòng)電位極化法研究了橄欖葉水提取物的緩蝕性能，極化曲線表明橄欖葉水提取物是一種主要控制陽極反應(yīng)的混合型緩蝕劑。李美明等[49]采用電化學(xué)方法考察了羧甲基纖維素鈉在模擬海水中的阻垢緩蝕性能。結(jié)果表明：羧甲基纖維素鈉在較低的濃度下即具有較好的阻垢性能，同時(shí)實(shí)驗(yàn)表明其在金屬表面的吸附行為符合Langmuir吸附模型。天然高分子類阻垢緩蝕劑在水處理劑發(fā)展的初期起到了至關(guān)重要的作用，但其在實(shí)際使用過程中存在用量大且性質(zhì)不穩(wěn)定、成本高、?
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于水資源合理利用與保護(hù)的可持續(xù)發(fā)展研究[J]. 肖走良. 智能城市. 2020(07)
[2]聚天冬氨酸的生產(chǎn)及其在日用化學(xué)品中的應(yīng)用[J]. 陳雷,吳有庭. 精細(xì)石油化工進(jìn)展. 2019(06)
[3]油水兩相界面處緩蝕劑的作用效果及機(jī)理[J]. 賈巧燕,王貝,王赟,孟凡娟,王清,張雷,姚海元,路民旭,李清平. 工程科學(xué)學(xué)報(bào). 2020(02)
[4]多類型緩蝕劑在H2S/CO2環(huán)境中的腐蝕性能研究[J]. 田宇,蘭旭. 全面腐蝕控制. 2019(11)
[5]聚天冬氨酸與聚丙烯酸等復(fù)合藥劑的協(xié)同性能研究[J]. 呂小改,馮亞莉,姜亞玲,岑世宏,許英. 化學(xué)研究. 2019(04)
[6]低滲油田注水用熒光示蹤劑評(píng)價(jià)及優(yōu)選[J]. 顧菁華,吳益鋒. 清洗世界. 2019(10)
[7]水資源管理與保護(hù)方法探究[J]. 魏斯宇. 黑龍江科學(xué). 2019(20)
[8]淺析我國水資源管理的現(xiàn)狀[J]. 李金蓮. 中國水運(yùn)(下半月). 2019(10)
[9]阻垢劑的研究進(jìn)展[J]. 張曉瑞,蔣彩云,張政,馮長生,王玉萍. 應(yīng)用化工. 2019(12)
[10]力致熒光響應(yīng)聚合物的研究進(jìn)展[J]. 蔣建春,郭源發(fā),沙勇杰,黃起日,馬汝杰,楊文. 化工時(shí)刊. 2019(08)
博士論文
[1]生物堿類化合物熒光性質(zhì)與分子結(jié)構(gòu)的關(guān)系及分析方法研究[D]. 曹津津.河北師范大學(xué) 2019
[2]苯并噻二唑及四苯基乙烯類熒光衍生物的合成與生物應(yīng)用[D]. 汪磊.華南理工大學(xué) 2018
[3]聚天冬氨酸功能材料的研制及其緩蝕阻垢性能研究[D]. 楊玉華.蘭州交通大學(xué) 2016
[4]含熒光基團(tuán)低聚物的合成及在水處理中的應(yīng)用[D]. 雷武.南京理工大學(xué) 2006
碩士論文
[1]天然型緩蝕阻垢劑的制備及其協(xié)同性能研究[D]. 李冬伊.河南大學(xué) 2019
[2]雜環(huán)類緩蝕劑的合成及其緩蝕性能評(píng)價(jià)[D]. 杜森.西安石油大學(xué) 2019
[3]沉淀膜型緩蝕劑的機(jī)理研究[D]. 胡帥.華中科技大學(xué) 2019
[4]改性聚環(huán)氧琥珀酸的合成及阻垢緩蝕性能研究[D]. 李一正.蘭州交通大學(xué) 2019
[5]序列可控功能性聚合物合成及性能研究[D]. 朱思琪.大連理工大學(xué) 2018
[6]聚合物基鎘離子熒光檢測(cè)材料的制備與性能表征[D]. 裴行.深圳大學(xué) 2018
[7]熒光示蹤型水處理劑的合成與性能研究[D]. 李元鎮(zhèn).山東大學(xué) 2018
[8]雜環(huán)與磺酸基改性聚天冬氨酸復(fù)合型阻垢緩蝕劑及其協(xié)同性能研究[D]. 楊星.河南大學(xué) 2018
[9]熒光型聚天冬氨酸類水質(zhì)阻垢劑的研究[D]. 支新.河南大學(xué) 2017
[10]一種聚醚羧酸類熒光示蹤阻垢劑的合成及應(yīng)用[D]. 張奧.東南大學(xué) 2017
本文編號(hào)：3582462
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