[發明專利]碳量子點的阻垢應用及阻垢劑

有效

• 申請號: 201710571273.5
• 申請日: 2017-07-13
• 公開（公告）號: CN107298435B
• 公開（公告）日: 2019-09-27
• 發明（設計）人: 唐娜;郝建;王小聰;張洪鋒;栗凌云
• 申請（專利權）人: 天津科技大學
• 主分類號: C01B32/15
• 分類號: C01B32/15;C02F5/08;B01D65/08
• 代理公司: 北京辰權知識產權代理有限公司 11619
• 代理人: 佟林松

本發明涉及碳量子點的阻垢應用及阻垢劑，該碳量子點能夠阻止水中金屬離子形成沉淀，從而應用在水處理、設備阻垢、采油阻垢和脫鹽阻垢領域，比如：海水淡化、膜、換熱器、循環冷卻水、管道、鍋爐、采油、煙道氣脫硫、脫鹽、城市用水等。本發明通過實驗表明，本發明的通過單體檸檬酸和氫氧化鈉高溫熱解合成的碳量子點，其阻垢功能強大，遠優于同等濃度的檸檬酸。

技術領域

本發明屬于水處理領域，特別涉及碳量子點的阻垢應用及阻垢劑。

背景技術

工業循環冷卻水處理中往往會生成垢，嚴重影響儀器設備的運行，嚴重時甚至會發生爆炸，造成巨大的經濟損失。

為了防止垢的生成，往往是在里面加入阻垢劑來阻止垢的生成。目前阻垢劑大致可分為磺酸類阻垢劑、含磷類阻垢劑、綠色環保型阻垢劑和羧酸類阻垢劑四種，磺酸類阻垢劑由于其降解性差正逐漸被人們所摒棄，而含磷類阻垢劑雖然具有優良的阻垢性能，但隨著國家對環境保護的日益重視，其使用受到了嚴格的限制，綠色環保型阻垢劑雖然符合當今時代的要求，但其價格昂貴因此應用范圍窄，結合以上所述情況，羧酸類阻垢劑由于其低造價、高性能和高環保性的特色，正在備受人們的關注。另外，隨著社會的發展，量子點由于其特殊的性能優點逐漸在醫藥、電池、傳感等領域得到了巨大的發展，但從未有人將其應用在阻垢方面。

因此，將以上兩個領域的技術相結合以期實現更優的技術效果，此類研究目前仍屬空白。

發明內容

本發明的目的是為解決以上問題，本發明提供碳量子點的阻垢應用及阻垢劑。本發明的技術方案是通過以下實現的。

根據本發明的第一方面提供碳量子點在阻垢領域的應用。

其中，阻垢領域具體包括水處理、設備阻垢、采油阻垢和脫鹽阻垢多個領域。

其中，該碳量子點通過利用檸檬酸和氫氧化鈉通過高溫熱解法制備。

其中，該碳量子點的粒徑位于2～50nm之間。

其中，高溫熱解法具體包括以下步驟：

(1)將單體檸檬酸高溫處理，得到粘稠狀液體；

(2)將粘稠狀液體冷卻至室溫，加入去離子水，形成固液混合體系；

(3)向固液混合體系中加入氫氧化鈉溶液，至固體溶解，形成pH值為6.2～8.1的溶液；

(4)對溶液進行冷凍干燥，形成碳量子點。

其中，步驟(1)包括：高溫處理方式為油浴，油浴的加熱溫度為150～200℃，加熱時間為20～50h。

步驟(2)包括：加入的去離子水與單體檸檬酸的質量比為45～65:55～35。

步驟(3)包括：分多次加入氫氧化鈉溶液中和，加入的氫氧化鈉溶液的濃度為5mol/L。

其中，步驟(1)包括：加熱時間為36～45h。

根據本發明的第二方面提供一種阻垢劑，包含該碳量子點。

根據本發明的第三方面提供該阻垢劑在水處理、設備阻垢、采油阻垢和脫鹽阻垢領域的應用。

其中，該設備為管道、換熱器、反滲透膜、微濾膜、納濾膜、超濾膜中的一種。