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基本信息

项目名称:
聚天门冬氨酸绿色阻垢剂的合成研究
小类:
能源化工
简介:
聚天门冬氨酸为天然绿色无毒多功能的新型阻垢剂,其反应物易得且反应完全。反应过程中不需要催化剂,反应时间短,反应条件易于控制,可快速生成中间体水解成最终产物。聚天门冬氨酸耐高温,热稳定性好,阻垢效率优于聚马来酸酐,具有很好的市场应用价值。
详细介绍:
聚天门冬氨酸(PASP)是一种可降解的生物高分子材料,其用途很广,被人们誉为“绿色”产品,热稳定性好、无毒、不破坏生态环境,用于冷却水、锅炉用水的处理非常理想,是开发的热点和方向。目前国内对它的合成方法一直在做研究,但是效果不明显。本研究用顺丁烯二酸酐和碳酸铵为原料生成中间体(PSI)并水解得聚天门冬氨酸,是一种合成新型阻垢剂的方法。探索聚天门冬氨酸的合成及其阻垢性能。 合成原理为:碳酸铵可以与顺丁烯二酸酐发生加成反应进行固氮,再升高温度发生聚合反应生成具有很多重复单元的中间体PSI,PSI碱性水解可得到PASP的盐溶液,调节pH可得到PASP。合成方法为:在250mL的烧杯中加入一定量研磨后的顺丁烯二酸酐与碳酸铵的混合物,通过改变反应温度,得到中间产物PSI。PSI研磨后于 250mL烧杯中碱性水解得聚天门冬氨酸盐,调节pH的可得终产物。 PASP高阻垢率条件: n(顺丁烯二酸酐):n(碳酸铵)=1:1.2,在65℃时反应1.5h,升温至178℃反应1h,生成中间体PSI, 75℃下以浓度为2.0mol/L的NaOH溶液水解生成聚天门冬氨钠盐,调节pH得到阻垢剂聚天门冬氨酸。在循环冷却水水质及水处理剂标准应用下,垢剂加量为2.0mg/L时,阻垢率达到98.80%。 得出结论:以顺丁烯二酸酐和碳酸铵为原料合成绿色高效阻垢剂聚天门冬氨酸。所得PASP水处理药剂具有如下优点:(1)为天然绿色无毒多功能的新型阻垢剂。(2)反应物易得且反应完全。(3)不需要催化剂,反应条件易于控制,反应时间短,可快速生成中间体水解成最终产物。(4)可耐高温,热稳定性好,阻垢率优于聚马来酸酐,具有很好的市场应用价值。

作品图片

  • 聚天门冬氨酸绿色阻垢剂的合成研究
  • 聚天门冬氨酸绿色阻垢剂的合成研究
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作品专业信息

撰写目的和基本思路

研究合成一种绿色、高效新型阻垢剂,从而能有效的处理工业废水,以达到保护环境的目的。

科学性、先进性及独特之处

以大量实验为基础,合成的聚天门冬氨酸绿色阻垢剂,在工业废水处理方面非常高效,易降解,不污染环境,是开发的热点和方向。

应用价值和现实意义

原料易得,设备简单,生产方便,阻垢效果好,环保,可大量应用于工业废水的处理。

学术论文摘要

以顺丁烯二酸酐和碳酸铵为原料合成聚天门冬氨酸绿色阻垢剂。采用低温固氮聚合生成中间体聚琥珀亚氨酸(PSI),PSI碱性水解生成聚天门冬氨酸(PASP)阻垢剂。研究了反应物配比,反应温度,反应时间,阻垢剂的加量对产率和阻垢效果的影响。最佳合成工艺是:n(顺丁烯二酸酐):n(碳酸铵)=1:1.2,在65℃时反应1.5h,升温至178℃反应1h,生成中间体PSI, 75℃下以浓度为2.0mol/L的NaOH溶液水解生成聚天门冬氨钠盐,用盐酸调节pH生成阻垢剂聚天门冬氨酸。阻垢剂加量为2.0mg/L时,阻垢率达到98.80%。以廉价原料合成绿色高效阻垢剂聚天门冬氨酸具有加量小,效率高的优点,具有很好市场前景。

获奖情况

鉴定结果

参考文献

[1] 王平,刘朝辉,侯文龙.聚天门冬氨酸在电厂循环水中的应用[J]电力环保,2008,24(2):34-35. [2] 王晶,王绍民.聚天门冬氨酸的发展与应用前景[J].化学与黏合.2010,32(4):41-43. [3] 祁飞,尚平,杨永.绿色聚合物聚天门冬氨酸的研究进展[J]河北化工.2010,33(8):14-16. [4] 崔运启,张二琴,张普玉.水处理用阻垢剂的绿色化学研究进展[J].天中学刊2009,24(2):19-22. [5] 刘喜晶.聚天门冬氨酸的合成性能的研究[J].硕士论文.长春工业大学学报.2007,(2). [6] 国家技术监督局.GB/T 10535-1997.水处理剂聚马来酸酐[S].北京:中国标准出版社,1987. [7] 张洪利,梅超群,刘志强,等.水解聚马来酸酐的绿色合成研究[J].工业水处理,2008,28(5):63-65.。

同类课题研究水平概述

当前学者普遍认同聚天门冬氨酸在阻垢方面具有很好的效果,但是其合成方法,一直都在探索中。
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