CN111635524B - 一种环保型荧光示踪阻垢剂及其制备方法 - Google Patents
一种环保型荧光示踪阻垢剂及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111635524B CN111635524B CN202010522004.1A CN202010522004A CN111635524B CN 111635524 B CN111635524 B CN 111635524B CN 202010522004 A CN202010522004 A CN 202010522004A CN 111635524 B CN111635524 B CN 111635524B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- scale inhibitor
- solution
- environment
- polysuccinimide
- tyrosine
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G73/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing nitrogen with or without oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule, not provided for in groups C08G12/00 - C08G71/00
- C08G73/06—Polycondensates having nitrogen-containing heterocyclic rings in the main chain of the macromolecule
- C08G73/10—Polyimides; Polyester-imides; Polyamide-imides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
- C08G73/1092—Polysuccinimides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F5/00—Softening water; Preventing scale; Adding scale preventatives or scale removers to water, e.g. adding sequestering agents
- C02F5/08—Treatment of water with complexing chemicals or other solubilising agents for softening, scale prevention or scale removal, e.g. adding sequestering agents
- C02F5/10—Treatment of water with complexing chemicals or other solubilising agents for softening, scale prevention or scale removal, e.g. adding sequestering agents using organic substances
- C02F5/12—Treatment of water with complexing chemicals or other solubilising agents for softening, scale prevention or scale removal, e.g. adding sequestering agents using organic substances containing nitrogen
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
- C09K11/06—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing organic luminescent materials
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K2211/00—Chemical nature of organic luminescent or tenebrescent compounds
- C09K2211/14—Macromolecular compounds
- C09K2211/1408—Carbocyclic compounds
- C09K2211/1425—Non-condensed systems
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Polyamides (AREA)
Abstract
本发明属于工业循环水处理药剂的研制及开发领域,具体涉及一种环保型荧光示踪阻垢剂及其制备方法,本发明方法得到的阻垢剂可应用于化工、电力、冶金等行业。所述环保型荧光示踪阻垢剂的制备方法是首先以顺丁烯二酸酐、尿素为原料,在酸性环境下加热进行聚合反应生成聚琥珀亚酰胺,然后在碱性环境下将酪氨酸和聚琥珀亚酰胺混合并加热进行水解反应,反应结束后得到环保型荧光示踪阻垢剂。本发明方法中选择绿色环保可降解荧光单体酪氨酸,其大量的存在于生物中,来源广泛,便宜易得,且其结构中含有羧基、氨基等阻垢基团。将其应用于荧光示踪阻垢剂的构建中,在实现荧光示踪功能的同时又保证了阻垢剂的绿色环保性,并且可能会提高材料的阻垢性能。
Description
技术领域
本发明属于工业循环水处理药剂的研制及开发领域,具体涉及一种环保型荧光示踪阻垢剂及其制备方法,本发明方法得到的阻垢剂可应用于化工、电力、冶金等行业。
背景技术
随着工业、经济的快速发展,我国本就短缺的水资源得到了严重的污染与浪费。为了节约水资源,我国大多数工业生产行业,如化工、能源、电力、煤化、环保、电子加工、钢铁、冶金等的冷却水系统均采用循环冷却水系统。然而,无机盐垢沉积(如CaCO3、CaSO4、BaSO4、MgCO3等),微生物滋长等问题严重影响了循环冷却水系统的运行,其不仅会堵塞管道,降低传热效率,而且会增加后期处理难度,影响生产进度,从而造成巨大的经济损失。目前,解决上述问题最经济、有效且广泛的方法就是向水中投加阻垢剂。阻垢剂可以通过螯合成垢离子、改变垢的晶型结构等方式从而从根本上抑制无机盐垢的形成,此方法简单方便,人工成本低,效果明显。目前,市场上常见的阻垢剂主要为有机膦酸盐阻垢剂、羧酸类聚合物阻垢剂、磺酸类聚合物阻垢剂这几种。这些阻垢剂均表现出了良好的阻垢分散效果,但其不易降解,会给水体带来负担,尤其是有机磷酸盐阻垢剂,在一定条件下会分解成正磷酸盐,导致水中菌藻的大量繁殖,引起水华和赤潮现象。此外,随着环境的不断恶化,人们环保意识的不断加强,以及各个国家新的环保政策的日益出台,上述的部分阻垢剂的使用受到了限制,而绿色环保、易降解的阻垢剂成为了日后研究发展的主流方向,引起了广泛关注。
此外,能够快速、准确检测并控制水体中阻垢剂的浓度是非常有意义的。一方面,水体中阻垢剂浓度过低则不能很好地发挥其作用;另一方面,浓度过高又会导致阻垢剂浪费。目前,工业中使用的大多数阻垢剂配方中会添加含有机磷阻垢剂,通过测定磷含量来进一步确定阻垢剂的浓度。但这种方法存有很大的弊端,包括浓度测定不够精确、操作起来费时费力、浓度控制滞后且对微量聚合物和无磷环保型阻垢剂无法进行测量,从而造成阻垢剂不能及时准确投加。荧光示踪技术通过测定荧光值可以快速、灵敏地在线监测阻垢剂的浓度,从而实现自动按需加药,保证阻垢剂在水中发挥最大的作用。目前,国内外一些公司已经采用荧光示踪技术实现了循环冷却水自动加药功能,但其基本上是将荧光染料分子与阻垢剂混合,通过测定染料的荧光值来实现对阻垢剂浓度的检测,这种方法虽然简单,但它明显的缺点是染料分子易与阻垢剂分离,或与其他分子缔合而失去示踪的作用;另一种方法,聚合物标记法则通过一定的合成方法将荧光单体直接连接在阻垢剂分子生成荧光示踪阻垢剂,这种方法完全克服上述方法的不足,可实现真正意义上的示踪。
基于上述背景,合成绿色环保型荧光示踪阻垢剂是十分有必要的。
发明内容
(一)本发明要解决的技术问题
阻垢剂绿色环保化是目前发展的必然趋势,这对可持续发展具有重大的意义,荧光示踪阻垢剂在发挥阻垢性能的同时亦可准确地检测出其浓度,这对工业水平的提高具有极大的推动作用。荧光单体是构建荧光示踪阻垢剂的核心,目前所报道出的荧光示踪阻垢剂中的荧光单体大多为萘、吡啶、吡喃等的衍生物,这些荧光单体原料价格昂贵、制备工艺复杂,且不具有环保性。这不仅增加了荧光示踪阻垢剂的生产成本,难以实现工业化生产,而且不能完全保证阻垢剂的绿色环保性。因此,本发明通过提供一种绿色、环保型荧光示踪阻垢剂来解决上述问题。
(二)本发明的技术方案
本发明的目的在于提供一种环保型荧光示踪阻垢剂及其制备方法,解决上述问题。本发明以绿色、安全、价廉易得的酪氨酸为荧光单体,可直接从自然界中获得,无需进一步修饰,而且酪氨酸自身携带阻垢基团,在发挥荧光性能的同时也可能会提高阻垢剂的阻垢性能。
本发明的实现过程如下:
一种环保型荧光示踪阻垢剂,所述结构式如下:
其中,a和b为聚合度,a和b为整数,a+b=20~85,0.05≤a/(a+b)≤0.2。
上述环保型荧光示踪阻垢剂的制备方法,首先以顺丁烯二酸酐、尿素为原料,在酸性环境下加热进行聚合反应生成聚琥珀亚酰胺,然后在碱性环境下将酪氨酸加入聚琥珀亚酰胺中进行加热水解反应,反应结束后得到环保型荧光示踪阻垢剂。
上述环保型荧光示踪阻垢剂的制备方法,包括如下步骤:
(1)在带有回流装置的三口烧瓶中,加入顺丁烯二酸酐和去离子水,在搅拌条件下,顺丁烯二酸酐加热溶解于去离子水中,得到顺丁烯二酸酐溶液;
(2)在步骤(1)得到的顺丁烯二酸酐溶液中加入尿素,然后加热进行反应;
(3)反应结束后的反应液在加热条件下浓缩,当反应液从无色透明状变成乳白色时,向其中加入混酸溶液,在160~180℃下进行聚合反应,生成的产物经去离子水洗涤后干燥得到中间产物聚琥珀亚酰胺;
(4)将酪氨酸溶于碱性溶液中得到酪氨酸的碱性溶液;
(5)将步骤(3)得到的中间产物聚琥珀亚酰胺和去离子水加入三口烧瓶中,在搅拌条件下形成聚琥珀亚酰胺悬浮液,加热升温至20~40℃时,开始将步骤(4)配制的酪氨酸的碱性溶液加入聚琥珀亚酰胺悬浮液中,并反应2.5~22h,反应结束后冷却至室温得到环保型荧光示踪阻垢剂溶液。
进一步,步骤(1)和步骤(2)中,尿素与顺丁烯二酸酐的质量比为(8~12):(19~20),尿素和去离子水的质量比为(8~12):20。
进一步,步骤(3)中,混酸溶液的配制过程是将体积比为1:1的浓H2SO4与浓H3PO4混合配制成混酸溶液;步骤(1)中的去离子水与步骤(3)中的混酸溶液的体积比为20:(1~2)。
进一步,步骤(4)和步骤(5)中,酪氨酸与聚琥珀亚酰胺的质量比为(0.3~1.5):4,聚琥珀亚酰胺和去离子水的质量比为4:(3~6.5)。
进一步,步骤(4)中,所述碱性溶液为质量百分浓度为20~30%的NaOH溶液或KOH溶液,其中溶质NaOH或KOH与聚琥珀亚酰胺的质量比为(0.8~2.5):4。
进一步,步骤(1)中顺丁烯二酸酐加热溶解时所需的加热温度是60~90℃。
进一步,步骤(2)中,加热温度为60~90℃,反应时间为1~2.5h。
进一步,步骤(3)中,反应液在加热条件下浓缩时的加热温度为140~160℃,聚合反应的时间为30~70min。
(三)本发明的积极效果:
(1)本发明为荧光示踪阻垢剂的发展提供了一种绿色且有效的荧光单体,并且拓宽了荧光示踪阻垢剂的种类。
(2)本发明方法中选择绿色环保可降解荧光单体酪氨酸,其大量的存在于生物中,来源广泛,便宜易得,无需再次加工,这保证了荧光示踪阻垢剂的绿色环保性、降低了生产成本。
(3)本发明所提供的荧光单体酪氨酸,其结构中含有羧基、氨基等阻垢基团,将其应用于荧光示踪阻垢剂的构建中,在实现荧光示踪功能的同时可能会提高药剂的阻垢性能。
附图说明
图1为不同浓度实施例1所制备的环保型荧光示踪阻垢剂的荧光发射光谱图;
图2为实施例1所制备的环保型荧光示踪阻垢剂浓度与其荧光强度的线性关系图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步说明。
(一)制备环保型荧光示踪阻垢剂的实施例
本发明提供的一种环保型荧光示踪阻垢剂及其制备方法的技术方案中,制备方法的合成路线如下:
(1)中间产物聚琥珀亚酰胺的合成路线:
其中,n为聚合度,n=a+b=20~85。
(2)由中间产物聚琥珀亚酰胺合成环保型荧光示踪阻垢剂的合成路线:
a和b为聚合度,a和b为整数,a+b=20~85,0.05≤a/(a+b)≤0.2。
实施例1
(1)将19.6g的顺丁烯二酸酐置于带有回流装置的三口烧瓶中,于60℃下搅拌40min使其充分地溶解于20mL去离子水中。
(2)将8.4g尿素加入到上述溶液,并于60℃中并反应2h。
(3)将步骤(2)得到的反应液倒入烧杯中在150℃下浓缩,当溶液从无色透明状变成乳白色时,向其中加入1.60mL混酸溶液(浓H2SO4与浓H3PO4体积比为1:1)。最后将其于180℃下聚合反应50min,生成膨胀的橙红色脆性产物,将产物用去离子水多次洗涤,干燥后便可得到中间产物聚琥珀亚酰胺(PSI)固体,产率为81.25%。
(4)将0.786g酪氨酸溶解于7.37g质量分数为30%的NaOH溶液中。
(5)称取步骤(3)制备的聚琥珀亚酰胺(PSI)4g和5.4mL水置于三口烧瓶中,磁力搅拌形成聚琥珀亚酰胺悬浮液(PSI悬浮液)。待温度升至40℃时,将步骤(4)所得的酪氨酸的NaOH溶液缓慢地滴加在PSI悬浮液中,滴加时间为30min,滴加完成后反应2.5h。待其自然冷却至室温后,便可得到环保型荧光示踪阻垢剂(简称T-PASP溶液),根据国标测出其固含量为40.08%。
上述制备的环保型荧光示踪阻垢剂具有优良的荧光性能,其激发波长为260nm,设定激发波长狭缝宽10nm,发射波长狭缝宽10nm,扫描速度为1000nm/min,扫描间隔为1nm,配制浓度范围在2~14mg/L(以干基计),测定其荧光发射光谱,结果见图1,并对其荧光强度和浓度进行了线性拟合,结果如图2所示。由图可得,T-PASP的荧光强度随浓度的增加而不断增加,且其两者之间呈优良的线性关系,经计算得到荧光强度y与T-PASP浓度x的线性方程为y=18.96x+8.31,线性相关系数R2为0.999。
实施例2
步骤(1)~(3)的制备方法与实施例1相同。
(4)将0.786g酪氨酸溶解于7.37g质量分数为30%的NaOH溶液中。
(5)称取4gPSI和5.4mL水置于三口烧瓶中,磁力搅拌形成聚琥珀亚酰胺悬浮液(PSI悬浮液)。待温度升至25℃时,将所得的酪氨酸的NaOH溶液缓慢地滴加在PSI悬浮液中,滴加时间为30min,反应22h。待其自然冷却至室温后,便可得到环保型荧光示踪阻垢剂(简称T-PASP溶液),固含量为39.14%。
实施例3
(1)将19.6g的顺丁烯二酸酐置于带有回流装置的三口烧瓶中,于60℃下搅拌40min使其充分地溶解于20mL去离子水中。
(2)将8.4g尿素加入到上述溶液,并于60℃中并反应2h。
(3)将反应液倒入烧杯中在150℃下浓缩,当溶液从无色透明状变成乳白色时,向其中加入1.60mL混酸溶液(浓H2SO4与浓H3PO4体积比为1:1)。最后将其于180℃下聚合反应60min,生成膨胀的橙红色脆性产物,将产物用去离子水多次洗涤,干燥后便可得到中间产物聚琥珀亚酰胺(PSI)固体,产率为81.50%。
(4)将0.786g酪氨酸溶解于7.37g质量分数为30%的NaOH溶液中。
(5)称取4gPSI和5.4mL水置于三口烧瓶中,磁力搅拌形成聚琥珀亚酰胺悬浮液(PSI悬浮液)。待温度升至40℃时,将所得的酪氨酸的NaOH溶液缓慢地滴加在PSI悬浮液中,滴加时间为30min,反应2.5h。待其自然冷却至室温后,便可得到环保型荧光示踪阻垢剂(简称T-PASP溶液),固含量为39.35%。
实施例4
(1)将19.6g的顺丁烯二酸酐置于带有回流装置的三口烧瓶中,于60℃下搅拌40min使其充分地溶解于20mL去离子水中。
(2)将9.6g尿素加入到上述溶液,并于60℃中并反应1h。
(3)将反应液倒入烧杯中在150℃下浓缩,当溶液从无色透明状变成乳白色时,向其中加入1.60mL混酸溶液(浓H2SO4与浓H3PO4体积比为1:1)。最后将其于180℃下聚合反应60min,生成膨胀的橙红色脆性产物,将产物用去离子水多次洗涤,干燥后便可得到中间产物聚琥珀亚酰胺(PSI)固体,产率为78.63%。
(4)将0.786g酪氨酸溶解于7.37g质量分数为30%的NaOH溶液中。
(5)称取4gPSI和5.4mL水置于三口烧瓶中,磁力搅拌形成聚琥珀亚酰胺悬浮液(PSI悬浮液)。待温度升至40℃时,将所得的酪氨酸的NaOH溶液缓慢地滴加在PSI悬浮液中,滴加时间为30min,反应2.5h。待其自然冷却至室温后,便可得到环保型荧光示踪阻垢剂(简称T-PASP溶液),固含量为38.87%。
实施例5
(1)将19.6g的顺丁烯二酸酐置于带有回流装置的三口烧瓶中,于60℃下搅拌40min使其充分地溶解于20mL去离子水中。
(2)将9.6g尿素加入到上述溶液,并于80℃中并反应2h。
(3)将反应液倒入烧杯中在150℃下浓缩,当溶液从无色透明状变成乳白色时,向其中加入1.60mL混酸溶液(浓H2SO4与浓H3PO4体积比为1:1)。最后将其于180℃下聚合反应60min,生成膨胀的橙红色脆性产物,将产物用去离子水多次洗涤,干燥后便可得到中间产物聚琥珀亚酰胺(PSI)固体,产率为80.93%。
(4)将0.786g酪氨酸溶解于5.32g质量分数为30%的NaOH溶液中。
(5)称取4gPSI和5.4mL水置于三口烧瓶中,磁力搅拌形成聚琥珀亚酰胺悬浮液(PSI悬浮液)。待温度升至40℃时,将所得的酪氨酸的NaOH溶液缓慢地滴加在PSI悬浮液中,滴加时间为30min,反应2.5h。待其自然冷却至室温后,便可得到环保型荧光示踪阻垢剂(简称T-PASP溶液),固含量为38.83%。
实施例6
步骤(1)~(3)制备方法与实施例5相同
(4)将1.450g酪氨酸溶解于7.97g质量分数为30%的NaOH溶液中。
(5)称取4gPSI和6.4mL水置于三口烧瓶中,磁力搅拌形成聚琥珀亚酰胺悬浮液(PSI悬浮液)。待温度升至40℃时,将所得的酪氨酸的NaOH溶液缓慢地滴加在PSI悬浮液中,滴加时间为30min,反应2.5h。待其自然冷却至室温后,便可得到环保型荧光示踪阻垢剂(简称T-PASP溶液),固含量为37.84%。
实施例7
(1)将19g的顺丁烯二酸酐置于带有回流装置的三口烧瓶中,于90℃下搅拌35min使其充分地溶解于20mL去离子水中。
(2)将8g尿素加入到上述溶液,并于90℃中并反应1h。
(3)将步骤(2)得到的反应液倒入烧杯中在160℃下浓缩,当溶液从无色透明状变成乳白色时,向其中加入1mL混酸溶液(浓H2SO4与浓H3PO4体积比为1:1)。最后将其于160℃下聚合反应70min,生成膨胀的橙红色脆性产物,将产物用去离子水多次洗涤,干燥后便可得到中间产物聚琥珀亚酰胺(PSI)固体。
(4)将0.3g酪氨酸溶解于4g质量分数为20%的KOH溶液中。
(5)称取步骤(3)制备的聚琥珀亚酰胺(PSI)4g和3mL水置于三口烧瓶中,磁力搅拌形成聚琥珀亚酰胺悬浮液(PSI悬浮液)。待温度升至20℃时,将步骤(4)所得的酪氨酸的KOH溶液缓慢地滴加在PSI悬浮液中,滴加时间为30min,滴加完成后反应15h。待其自然冷却至室温后,便可得到环保型荧光示踪阻垢剂(简称T-PASP溶液)。
实施例8
(1)将20g的顺丁烯二酸酐置于带有回流装置的三口烧瓶中,于80℃下搅拌40min使其充分地溶解于20mL去离子水中。
(2)将12g尿素加入到上述溶液,并于80℃中并反应2.5h。
(3)将步骤(2)得到的反应液倒入烧杯中在140℃下浓缩,当溶液从无色透明状变成乳白色时,向其中加入2mL混酸溶液(浓H2SO4与浓H3PO4体积比为1:1)。最后将其于170℃下聚合反应30min,生成膨胀的橙红色脆性产物,将产物用去离子水多次洗涤,干燥后便可得到中间产物聚琥珀亚酰胺(PSI)固体。
(4)将1.5g酪氨酸溶解于12.5g质量分数为20%的NaOH溶液中。
(5)称取步骤(3)制备的聚琥珀亚酰胺(PSI)4g和6.5mL水置于三口烧瓶中,磁力搅拌形成聚琥珀亚酰胺悬浮液(PSI悬浮液)。待温度升至30℃时,将步骤(4)所得的酪氨酸的NaOH溶液缓慢地滴加在PSI悬浮液中,滴加时间为30min,滴加完成后反应20h。待其自然冷却至室温后,便可得到环保型荧光示踪阻垢剂(简称T-PASP溶液)。
(二)制备非荧光示踪的阻垢剂的对比例
对比例1
本对比例所述非荧光示踪的阻垢剂的制备方法的合成路线如下:
(1)中间产物聚琥珀亚酰胺的合成路线:
其中,n为聚合度,n=20~85。
(2)由中间产物聚琥珀亚酰胺合成非荧光示踪的阻垢剂的合成路线:
其中,n为聚合度,n=20~85。
具体制备过程如下:
(1)将19.6g的顺丁烯二酸酐置于带有回流装置的三口烧瓶中,于60℃下搅拌40min使其充分地溶解于20mL去离子水中。
(2)将8.4g尿素加入到上述溶液,并于60℃中并反应2h。
(3)将反应液倒入烧杯中在150℃下浓缩,当溶液从无色透明状变成乳白色时,向其中加入1.60mL混酸溶液(浓H2SO4与浓H3PO4体积比为1:1)。最后将其于180℃下聚合反应60min,生成膨胀的橙红色脆性产物,将产物用去离子水多次洗涤,干燥后便可得到中间产物聚琥珀亚酰胺(PSI)固体,产率为81.50%。
(4)称取4gPSI和5.4mL水置于三口烧瓶中,磁力搅拌形成聚琥珀亚酰胺悬浮液(PSI悬浮液)。待温度升至40℃时,将5.55g质量分数为30%的NaOH溶液缓慢地滴加在PSI悬浮液中,滴加时间为30min,反应2.5h。待其自然冷却至室温后,便可得到便可得到非荧光示踪的阻垢剂(简称PASP溶液)。
本对比例与实施例3形成对比实验。
(三)性能测试
本发明中使用静态阻垢性能测试方法,具体是根据国标GB/T16632-2008《水处理剂阻垢性能的测定碳酸钙沉积法》对T-PASP的CaCO3和CaSO4阻垢性能进行测试。测试原理是,在含有一定量的HCO3 -和Ca2+或者SO4 2-和Ca2+的水溶液中加入一定量的T-PASP,升高温度促使CaCO3和CaSO4的生成,一段时间达到平衡后采用EDTA滴定法测试溶液中剩余的Ca2+浓度,Ca2+浓度越大,阻垢性能越好。阻垢率计算公式如下:
式中:η—阻垢率,%;
ρ2—测试结束后,加入T-PASP溶液中剩余Ca2+浓度,mg/L;
ρ1—测试结束后,空白溶液中剩余的Ca2+浓度,mg/L;
ρ0—测试前,溶液中Ca2+浓度,mg/L。
(1)实施例1和实施例2的阻垢性能测试
根据静态阻垢性能测试方法,评定实施例1和实施例2所制备的T-PASP阻碳酸钙性能。实验条件为:Ca2+离子浓度为240mg/L,HCO3 -离子浓度为732mg/L溶液pH为9.0,测试温度为80℃,测试时间为10h,阻垢剂浓度为5mg/L,按此方法得到的阻垢率分别为34.03%和24.31%。
(2)实施例3和对比例1的阻垢性能测试
根据静态阻垢性能测试方法,评定实施例3所制备的T-PASP阻碳酸钙性能,并与对比例1制备的非荧光示踪的PASP进行对比。实验条件为:Ca2+离子浓度为240mg/L,HCO3 -离子浓度为732mg/L溶液pH为9.0,测试温度为80℃,测试时间为10h。当阻垢剂浓度为5mg/L,按此方法得到的阻垢率分别为38.89%和35.98%;当阻垢剂浓度为10mg/L,按此方法得到的阻垢率分别为43.97%和38.47%。可见相对于PASP,本发明所制备的荧光示踪阻垢剂T-PASP,不仅实现了荧光示踪性能,还提高了其阻垢性能。
(3)实施例3所制备的T-PASP阻碳酸钙及硫酸钙性能
根据静态阻垢性能测试方法,评定实施例3所制备的T-PASP阻碳酸钙及硫酸钙性能。碳酸钙阻垢实验条件为:Ca2+和HCO3 -离子浓度均为250mg/L(以碳酸钙计)溶液pH为9.0,测试温度为80℃,测试时间为10h。硫酸钙阻垢实验条件为:Ca2+和SO4 2-离子浓度为6800mg/L(以硫酸钙计),溶液pH为7.0,测试温度为80℃,测试时间为10h。测试结果如下表所示。
(4)对比专利(CN102910746A)所合成的荧光示踪阻垢剂与实施例3所制备的T-PASP阻碳酸钙性能
对比专利(CN102910746A)所合成的荧光示踪阻垢剂,在相同测试条件下,对比专利中合成的阻垢剂投加量为6mg/L时,阻垢率为80%,而本专利投加量为5mg/L时,阻垢率已为87.85%。在同等条件下本发明的T-PASP效果更佳。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作出的进一步详细说明,不能认定本发明的具体实施仅限于这些说明。对于本发明所属领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以作出若干简单推演或替换,都应该视为属于本发明的保护范围。
Claims (1)
1.一种环保型荧光示踪阻垢剂的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
(1)在带有回流装置的三口烧瓶中,加入顺丁烯二酸酐和去离子水,在搅拌条件下,顺丁烯二酸酐加热溶解于去离子水中,得到顺丁烯二酸酐溶液;
(2)在步骤(1)得到的顺丁烯二酸酐溶液中加入尿素,然后加热进行反应;
(3)反应结束后的反应液在加热条件下浓缩,当反应液从无色透明状变成乳白色时,向其中加入混酸溶液,在160~180℃下进行聚合反应,生成的产物经去离子水洗涤后干燥得到中间产物聚琥珀亚酰胺;
(4)将酪氨酸溶于碱性溶液中得到酪氨酸的碱性溶液;
(5)将步骤(3)得到的中间产物聚琥珀亚酰胺和去离子水加入三口烧瓶中,在搅拌条件下形成聚琥珀亚酰胺悬浮液,加热升温至20~40℃时,开始将步骤(4)配制的酪氨酸的碱性溶液加入聚琥珀亚酰胺悬浮液中,并反应2.5~22h,反应结束后冷却至室温得到环保型荧光示踪阻垢剂溶液;
所述环保型荧光示踪阻垢剂的结构式如下:
其中,a和b为聚合度,a和b为整数,a+b=20~85,0.05≤a/(a+b)≤0.2;
步骤(1)中,顺丁烯二酸酐加热溶解时所需的加热温度是60~90℃;
步骤(2)中,加热温度为60~90℃,反应时间为1~2.5h;
步骤(1)和步骤(2)中,尿素与顺丁烯二酸酐的质量比为(8~12):(19~20),尿素和去离子水的质量比为(8~12):20;
步骤(3)中,反应液在加热条件下浓缩时的加热温度为140~160℃,聚合反应的时间为30~70min;混酸溶液的配制过程是将体积比为1:1的浓H2SO4与浓H3PO4混合配制成混酸溶液;步骤(1)中的去离子水与步骤(3)中的混酸溶液的体积比为20:(1~2);
步骤(4)中,所述碱性溶液为质量百分浓度为20~30%的NaOH溶液或KOH溶液,其中溶质NaOH或KOH与聚琥珀亚酰胺的质量比为(0.8~2.5):4;
步骤(4)和步骤(5)中,酪氨酸与聚琥珀亚酰胺的质量比为(0.3~1.5):4,聚琥珀亚酰胺和去离子水的质量比为4:(3~6.5)。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202010522004.1A CN111635524B (zh) | 2020-06-10 | 2020-06-10 | 一种环保型荧光示踪阻垢剂及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202010522004.1A CN111635524B (zh) | 2020-06-10 | 2020-06-10 | 一种环保型荧光示踪阻垢剂及其制备方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN111635524A CN111635524A (zh) | 2020-09-08 |
CN111635524B true CN111635524B (zh) | 2023-07-07 |
Family
ID=72326851
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202010522004.1A Active CN111635524B (zh) | 2020-06-10 | 2020-06-10 | 一种环保型荧光示踪阻垢剂及其制备方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN111635524B (zh) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103304815A (zh) * | 2013-06-13 | 2013-09-18 | 扬州大学 | 一种离子液体合成聚天冬氨酸制备方法 |
CN108192099A (zh) * | 2017-12-26 | 2018-06-22 | 河南大学 | 聚天冬氨酸/色胺接枝共聚物及其合成方法 |
WO2020006722A1 (en) * | 2018-07-05 | 2020-01-09 | Hangzhou Dac Biotech Co., Ltd | Cross-linked pyrrolobenzodiazepine dimer (pbd) derivative and its conjugates |
-
2020
- 2020-06-10 CN CN202010522004.1A patent/CN111635524B/zh active Active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103304815A (zh) * | 2013-06-13 | 2013-09-18 | 扬州大学 | 一种离子液体合成聚天冬氨酸制备方法 |
CN108192099A (zh) * | 2017-12-26 | 2018-06-22 | 河南大学 | 聚天冬氨酸/色胺接枝共聚物及其合成方法 |
WO2020006722A1 (en) * | 2018-07-05 | 2020-01-09 | Hangzhou Dac Biotech Co., Ltd | Cross-linked pyrrolobenzodiazepine dimer (pbd) derivative and its conjugates |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
环保型阻垢剂对水垢的抑制及其相互作用模拟;郑丹丹等;《应用化学》;20191130;第36卷(第11期);第1308-1316页 * |
聚天门冬氨酸/盐的合成、改性及应用研究进展;杨晋辉等;《材料导报》;20180630;第32卷(第11期);第1852-1862页 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN111635524A (zh) | 2020-09-08 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN101830571B (zh) | 衣康酸共聚物阻垢剂及其微波合成方法 | |
CN105060512A (zh) | 一种纺织用水处理剂及其制备方法 | |
CN101921365B (zh) | 速溶性阳离子聚丙烯酰胺的制备方法 | |
CN105293661A (zh) | 无氯离子有机膦螯合剂及其制备方法 | |
CN111635524B (zh) | 一种环保型荧光示踪阻垢剂及其制备方法 | |
CN101407352B (zh) | 一种掺杂锌的聚硅铁锌混凝剂及其制备方法 | |
CN102516525B (zh) | 高海拔地区一种无磷缓蚀阻垢剂的制备方法及其应用 | |
CN104150617B (zh) | 无磷阻垢缓蚀剂 | |
CN103242476B (zh) | 一种具有荧光特性的丙烯酸类聚合物的制备方法 | |
CN108706748A (zh) | 工业循环冷却水用阻垢制剂 | |
CN107720984A (zh) | 一种高效阻垢缓蚀型低磷水质稳定剂的制备方法 | |
CN111003823A (zh) | 一种新型高效无磷阻垢缓蚀剂及其制备方法 | |
CN108192099A (zh) | 聚天冬氨酸/色胺接枝共聚物及其合成方法 | |
CN1789297A (zh) | 高分子量两性高分子的制备方法 | |
CN113121025B (zh) | 一种示踪型生物基阻垢剂及制备方法及应用 | |
CN113651436B (zh) | 一种无磷非氮型阻垢分散剂及其制备方法和应用 | |
CN103554330B (zh) | 一种高效环保型螯合分散剂及其制备方法 | |
CN108862642A (zh) | 改性聚天冬氨酸阻垢剂的制备方法 | |
CN103555460A (zh) | 一种活性染料防沾色皂洗剂及其制备方法 | |
CN105174506B (zh) | 一种循环冷却水阻垢剂及其制备方法 | |
CN104556431A (zh) | 一种改性聚天冬氨酸阻垢剂的制备方法 | |
CN113200617A (zh) | 一种可降解的无磷阻垢缓蚀剂及其制备方法 | |
CN109607832A (zh) | 一种聚天冬氨酸阻垢剂及其制备方法 | |
CN117327232B (zh) | 一种无磷非氮型绿色水处理剂及其制备方法和应用 | |
CN108641046A (zh) | 一种新型环保高效型水质稳定剂rg-15的制备 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |