荧光示踪聚天冬氨酸衍生物的制备及其阻垢缓蚀性能
发布时间：2022-01-11 08:29
循环冷却水系统由于水温升高、流速变化等因素常常存在结垢、腐蚀等问题,解决结垢、腐蚀问题最经济有效的方法是在水质中添加阻垢缓蚀剂。荧光示踪阻垢缓蚀剂可以实现药剂浓度的在线监测,发挥药剂最佳性能,提高循环水浓缩倍率,节约水资源,达到节能减排的目的。聚天冬氨酸（PASP）是一种公认的绿色水处理剂,但其本身并不具有荧光特性,基于此,本文拟采用含有特定荧光功能基团的化合物对PASP进行接枝改性,在保持PASP衍生物优异的阻垢缓蚀性能基础之上,使其同时具有较好的荧光特性,从而扩展PASP衍生物的应用范围。（1）以5-甲氧基色胺、2-氨基-5-（氨基甲基）-1-萘磺酸、3-氨基甲基吡啶为荧光功能基团,通过氨基开环的方法制备了聚天冬氨酸/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）,通过1H NMR及FTIR对上述产物的结构进行了表征。（2）采用静态阻垢法和旋转挂片法评价了PASP/OTAM、PASP/APS及PASP/3-AMPY接枝物的阻垢缓蚀性能。与PASP单体相比,PASP/...
【文章来源】：河南大学河南省
【文章页数】：113 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
循环冷却水系统示意图
第一章绪论3到其临界浓度时，水质中的金属离子与无机盐阴离子便以沉淀的形式从水溶液中析出，进而沉积并吸附在金属管道内壁，造成循环系统严重的结垢、腐蚀、细菌滋生等问题，这将严重影响工农业生产效率以及缩短设备使用寿命[21-25]。为了解决结垢、腐蚀等问题，目前工业上普通使用的方法多为物理处理法和化学处理法。图1-2冷却水循环过程存在的问题Figure1-2Theproblemsincoolingwatercirculationprocess物理处理法主要是采用一些物理方法除去冷却水在循环过程中产生的水垢、腐蚀产物等污垢，此类方法具有操作简单、成本低廉且无二次污染等优点，主要包括光化学法、磁场法、电解法以及超声波法等[26-27]。物理处理法一般适用于水质硬度较低的冷却水中，而工业冷却水经过多次循环利用后，水质成分较为复杂，硬度较高，难以满足物理处理法使用的基本要求[28-29]。现今工业上大多采用化学处理法，即在循环水体系中添加特定的水处理剂，以达到抑制水质结垢、减缓金属腐蚀的目的。化学处理法具有操作简单、技术成熟、成效显著等优点，被广泛地应用在工农业生产中[30-34]。1.2.1阻垢剂的分类一般而言，化学阻垢剂作用机理主要有两种：一是在水垢晶体形成之前起作用，主要是通过螯合、吸附等作用使得无机盐离子在达到临界浓度时依然以离子的形式存在水溶液中；二是在水垢形成过程中起作用，其主要是通过改变水垢晶体结构，使得水垢晶体变得细小和疏松，能够较为均匀、稳定地分散在水溶液中，从而避免垢晶体沉积在管道表面，造成管道堵塞。化学阻垢剂发展历史较为久远，
荧光示踪聚天冬氨酸衍生物的制备及其阻垢缓蚀性能4国外起始于上世纪30年代左右，国内对阻垢剂的研究则起始于上世纪70年代左右,发展至今，阻垢剂主要可分为天然高分子类阻垢剂和合成高分子类阻垢剂[35-40]。图1-3阻垢剂发展历程Figure1-3Thedevelopmenthistoryofscaleinhibitor1.2.1.1天然高分子类阻垢剂天然高分子类阻垢剂一般是指从自然物质中得到的一类水处理剂。这类阻垢剂主要分为两类：一类是直接从自然物质中经过简单的分离、浓缩、提纯等方式得到的阻垢剂，此类阻垢剂具有来源广泛、价格低廉、易于降解等优点，主要包括单宁、壳聚糖、纤维素、淀粉、木质素等物质[41-42]；另一类是指从天然植物中得到并经过化学改性的阻垢剂，此类阻垢剂可通过引入不同基团来提高天然阻垢剂的性能，降低天然阻垢剂的用量，同时可以丰富天然阻垢剂的种类，使得天然阻垢剂更具有针对性[43-46]。WANG等[47]研究了烟草水提取物在模拟海水中对Q235钢片的阻垢缓蚀性能。研究表明：当烟草提取物的浓度为100ppm时，其对Q235钢片的缓蚀率为83.9%，浓度为140ppm时，其阻垢率为100%。动电位极化曲线表明该提取物为混合型水处理剂。ABDEL等[48]将橄榄叶水提取物用于盐水中碳钢片的缓蚀剂，使用电化学阻抗法和动电位极化法研究了橄榄叶水提取物的缓蚀性能，极化曲线表明橄榄叶水提取物是一种主要控制阳极反应的混合型缓蚀剂。李美明等[49]采用电化学方法考察了羧甲基纤维素钠在模拟海水中的阻垢缓蚀性能。结果表明：羧甲基纤维素钠在较低的浓度下即具有较好的阻垢性能，同时实验表明其在金属表面的吸附行为符合Langmuir吸附模型。天然高分子类阻垢缓蚀剂在水处理剂发展的初期起到了至关重要的作用，但其在实际使用过程中存在用量大且性质不稳定、成本高、?
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于水资源合理利用与保护的可持续发展研究[J]. 肖走良. 智能城市. 2020(07)
[2]聚天冬氨酸的生产及其在日用化学品中的应用[J]. 陈雷,吴有庭. 精细石油化工进展. 2019(06)
[3]油水两相界面处缓蚀剂的作用效果及机理[J]. 贾巧燕,王贝,王赟,孟凡娟,王清,张雷,姚海元,路民旭,李清平. 工程科学学报. 2020(02)
[4]多类型缓蚀剂在H2S/CO2环境中的腐蚀性能研究[J]. 田宇,兰旭. 全面腐蚀控制. 2019(11)
[5]聚天冬氨酸与聚丙烯酸等复合药剂的协同性能研究[J]. 吕小改,冯亚莉,姜亚玲,岑世宏,许英. 化学研究. 2019(04)
[6]低渗油田注水用荧光示踪剂评价及优选[J]. 顾菁华,吴益锋. 清洗世界. 2019(10)
[7]水资源管理与保护方法探究[J]. 魏斯宇. 黑龙江科学. 2019(20)
[8]浅析我国水资源管理的现状[J]. 李金莲. 中国水运(下半月). 2019(10)
[9]阻垢剂的研究进展[J]. 张晓瑞,蒋彩云,张政,冯长生,王玉萍. 应用化工. 2019(12)
[10]力致荧光响应聚合物的研究进展[J]. 蒋建春,郭源发,沙勇杰,黄起日,马汝杰,杨文. 化工时刊. 2019(08)
博士论文
[1]生物碱类化合物荧光性质与分子结构的关系及分析方法研究[D]. 曹津津.河北师范大学 2019
[2]苯并噻二唑及四苯基乙烯类荧光衍生物的合成与生物应用[D]. 汪磊.华南理工大学 2018
[3]聚天冬氨酸功能材料的研制及其缓蚀阻垢性能研究[D]. 杨玉华.兰州交通大学 2016
[4]含荧光基团低聚物的合成及在水处理中的应用[D]. 雷武.南京理工大学 2006
硕士论文
[1]天然型缓蚀阻垢剂的制备及其协同性能研究[D]. 李冬伊.河南大学 2019
[2]杂环类缓蚀剂的合成及其缓蚀性能评价[D]. 杜森.西安石油大学 2019
[3]沉淀膜型缓蚀剂的机理研究[D]. 胡帅.华中科技大学 2019
[4]改性聚环氧琥珀酸的合成及阻垢缓蚀性能研究[D]. 李一正.兰州交通大学 2019
[5]序列可控功能性聚合物合成及性能研究[D]. 朱思琪.大连理工大学 2018
[6]聚合物基镉离子荧光检测材料的制备与性能表征[D]. 裴行.深圳大学 2018
[7]荧光示踪型水处理剂的合成与性能研究[D]. 李元镇.山东大学 2018
[8]杂环与磺酸基改性聚天冬氨酸复合型阻垢缓蚀剂及其协同性能研究[D]. 杨星.河南大学 2018
[9]荧光型聚天冬氨酸类水质阻垢剂的研究[D]. 支新.河南大学 2017
[10]一种聚醚羧酸类荧光示踪阻垢剂的合成及应用[D]. 张奥.东南大学 2017
本文编号：3582462
【文章来源】：河南大学河南省
【文章页数】：113 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
循环冷却水系统示意图
第一章绪论3到其临界浓度时，水质中的金属离子与无机盐阴离子便以沉淀的形式从水溶液中析出，进而沉积并吸附在金属管道内壁，造成循环系统严重的结垢、腐蚀、细菌滋生等问题，这将严重影响工农业生产效率以及缩短设备使用寿命[21-25]。为了解决结垢、腐蚀等问题，目前工业上普通使用的方法多为物理处理法和化学处理法。图1-2冷却水循环过程存在的问题Figure1-2Theproblemsincoolingwatercirculationprocess物理处理法主要是采用一些物理方法除去冷却水在循环过程中产生的水垢、腐蚀产物等污垢，此类方法具有操作简单、成本低廉且无二次污染等优点，主要包括光化学法、磁场法、电解法以及超声波法等[26-27]。物理处理法一般适用于水质硬度较低的冷却水中，而工业冷却水经过多次循环利用后，水质成分较为复杂，硬度较高，难以满足物理处理法使用的基本要求[28-29]。现今工业上大多采用化学处理法，即在循环水体系中添加特定的水处理剂，以达到抑制水质结垢、减缓金属腐蚀的目的。化学处理法具有操作简单、技术成熟、成效显著等优点，被广泛地应用在工农业生产中[30-34]。1.2.1阻垢剂的分类一般而言，化学阻垢剂作用机理主要有两种：一是在水垢晶体形成之前起作用，主要是通过螯合、吸附等作用使得无机盐离子在达到临界浓度时依然以离子的形式存在水溶液中；二是在水垢形成过程中起作用，其主要是通过改变水垢晶体结构，使得水垢晶体变得细小和疏松，能够较为均匀、稳定地分散在水溶液中，从而避免垢晶体沉积在管道表面，造成管道堵塞。化学阻垢剂发展历史较为久远，
荧光示踪聚天冬氨酸衍生物的制备及其阻垢缓蚀性能4国外起始于上世纪30年代左右，国内对阻垢剂的研究则起始于上世纪70年代左右,发展至今，阻垢剂主要可分为天然高分子类阻垢剂和合成高分子类阻垢剂[35-40]。图1-3阻垢剂发展历程Figure1-3Thedevelopmenthistoryofscaleinhibitor1.2.1.1天然高分子类阻垢剂天然高分子类阻垢剂一般是指从自然物质中得到的一类水处理剂。这类阻垢剂主要分为两类：一类是直接从自然物质中经过简单的分离、浓缩、提纯等方式得到的阻垢剂，此类阻垢剂具有来源广泛、价格低廉、易于降解等优点，主要包括单宁、壳聚糖、纤维素、淀粉、木质素等物质[41-42]；另一类是指从天然植物中得到并经过化学改性的阻垢剂，此类阻垢剂可通过引入不同基团来提高天然阻垢剂的性能，降低天然阻垢剂的用量，同时可以丰富天然阻垢剂的种类，使得天然阻垢剂更具有针对性[43-46]。WANG等[47]研究了烟草水提取物在模拟海水中对Q235钢片的阻垢缓蚀性能。研究表明：当烟草提取物的浓度为100ppm时，其对Q235钢片的缓蚀率为83.9%，浓度为140ppm时，其阻垢率为100%。动电位极化曲线表明该提取物为混合型水处理剂。ABDEL等[48]将橄榄叶水提取物用于盐水中碳钢片的缓蚀剂，使用电化学阻抗法和动电位极化法研究了橄榄叶水提取物的缓蚀性能，极化曲线表明橄榄叶水提取物是一种主要控制阳极反应的混合型缓蚀剂。李美明等[49]采用电化学方法考察了羧甲基纤维素钠在模拟海水中的阻垢缓蚀性能。结果表明：羧甲基纤维素钠在较低的浓度下即具有较好的阻垢性能，同时实验表明其在金属表面的吸附行为符合Langmuir吸附模型。天然高分子类阻垢缓蚀剂在水处理剂发展的初期起到了至关重要的作用，但其在实际使用过程中存在用量大且性质不稳定、成本高、?
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于水资源合理利用与保护的可持续发展研究[J]. 肖走良. 智能城市. 2020(07)
[2]聚天冬氨酸的生产及其在日用化学品中的应用[J]. 陈雷,吴有庭. 精细石油化工进展. 2019(06)
[3]油水两相界面处缓蚀剂的作用效果及机理[J]. 贾巧燕,王贝,王赟,孟凡娟,王清,张雷,姚海元,路民旭,李清平. 工程科学学报. 2020(02)
[4]多类型缓蚀剂在H2S/CO2环境中的腐蚀性能研究[J]. 田宇,兰旭. 全面腐蚀控制. 2019(11)
[5]聚天冬氨酸与聚丙烯酸等复合药剂的协同性能研究[J]. 吕小改,冯亚莉,姜亚玲,岑世宏,许英. 化学研究. 2019(04)
[6]低渗油田注水用荧光示踪剂评价及优选[J]. 顾菁华,吴益锋. 清洗世界. 2019(10)
[7]水资源管理与保护方法探究[J]. 魏斯宇. 黑龙江科学. 2019(20)
[8]浅析我国水资源管理的现状[J]. 李金莲. 中国水运(下半月). 2019(10)
[9]阻垢剂的研究进展[J]. 张晓瑞,蒋彩云,张政,冯长生,王玉萍. 应用化工. 2019(12)
[10]力致荧光响应聚合物的研究进展[J]. 蒋建春,郭源发,沙勇杰,黄起日,马汝杰,杨文. 化工时刊. 2019(08)
博士论文
[1]生物碱类化合物荧光性质与分子结构的关系及分析方法研究[D]. 曹津津.河北师范大学 2019
[2]苯并噻二唑及四苯基乙烯类荧光衍生物的合成与生物应用[D]. 汪磊.华南理工大学 2018
[3]聚天冬氨酸功能材料的研制及其缓蚀阻垢性能研究[D]. 杨玉华.兰州交通大学 2016
[4]含荧光基团低聚物的合成及在水处理中的应用[D]. 雷武.南京理工大学 2006
硕士论文
[1]天然型缓蚀阻垢剂的制备及其协同性能研究[D]. 李冬伊.河南大学 2019
[2]杂环类缓蚀剂的合成及其缓蚀性能评价[D]. 杜森.西安石油大学 2019
[3]沉淀膜型缓蚀剂的机理研究[D]. 胡帅.华中科技大学 2019
[4]改性聚环氧琥珀酸的合成及阻垢缓蚀性能研究[D]. 李一正.兰州交通大学 2019
[5]序列可控功能性聚合物合成及性能研究[D]. 朱思琪.大连理工大学 2018
[6]聚合物基镉离子荧光检测材料的制备与性能表征[D]. 裴行.深圳大学 2018
[7]荧光示踪型水处理剂的合成与性能研究[D]. 李元镇.山东大学 2018
[8]杂环与磺酸基改性聚天冬氨酸复合型阻垢缓蚀剂及其协同性能研究[D]. 杨星.河南大学 2018
[9]荧光型聚天冬氨酸类水质阻垢剂的研究[D]. 支新.河南大学 2017
[10]一种聚醚羧酸类荧光示踪阻垢剂的合成及应用[D]. 张奥.东南大学 2017
本文编号：3582462
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