[發明專利]一種綠色三元阻垢緩蝕劑的制備方法及應用

在審

• 申請號: 202210150619.5
• 申請日: 2022-02-18
• 公開（公告）號: CN114436412A
• 公開（公告）日: 2022-05-06
• 發明（設計）人: 李潔;晉銀佳;劉鵬程
• 申請（專利權）人: 自然資源部第二海洋研究所;浙江夢溪環保科技有限公司
• 主分類號: C02F5/12
• 分類號: C02F5/12
• 代理公司: 杭州天欣專利事務所(普通合伙) 33209
• 代理人: 張狄峰

1.一種綠色三元阻垢緩蝕劑的制備方法，其特征是，以過氧化氫水解氧化的殼聚糖、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸和L-胱氨酸為單體原料，形成三元復合阻垢緩蝕劑，三種單體的質量比為10:3:2；制備方法如下：

采用30%的過氧化氫對殼聚糖進行水解氧化，并用FeSO₄溶液的亞鐵離子Fe²⁺作為催化劑，使殼聚糖在pH為3.5-4條件下發生Fenton氧化反應；Fenton氧化反應體系中H₂O₂與Fe²⁺的摩爾比為10:1，殼聚糖與H₂O₂的質量比為10:9；水解氧化處理的殼聚糖與2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸和L-胱氨酸的復配反應在pH為4.5-5.5之間、反應溫度在95℃條件下進行5個小時；反應生成的目標三元阻垢緩蝕劑在60℃的鼓風干燥箱中加熱烘干12個小時完成干燥及穩定化處理。

2.根據權利要求1所述的綠色三元阻垢緩蝕劑的制備方法，其特征是，包括以下步驟：

（1）稱取10.0g殼聚糖，機械攪拌作用下分散懸浮在盛有300mL去離子水的三口瓶中，在水浴鍋中加熱到45-50℃，持續30分鐘；

（2）用量筒量取30mL 30%濃度的過氧化氫溶液，加入殼聚糖與去離子水的混合物中，在45-50℃下持續攪拌3分鐘；

（3）配制10mol/L的鹽酸溶液，用滴管吸取配制的鹽酸溶液并逐滴加入殼聚糖與去離子水的混合物中，用pH計測量混合物的pH值，直至混合物的pH值降低至3.5-4之間；

（4）配制2.5mol/L的FeSO₄溶液，用量筒量取10mL FeSO₄溶液在攪拌下加入殼聚糖與去離子水的混合物中，在45-50℃下持續攪拌反應3個小時；

（5）配制10mol/L的NaOH溶液，用滴管吸取配制的NaOH溶液并逐滴加入混合物中，用pH計測量混合物的pH值，直至混合物的pH值升高至9.5-10之間；

（6）加熱及攪拌狀態下，混合物持續反應30分鐘；

（7）停止攪拌，將盛有混合物的三口瓶從水浴鍋中取出，冷卻至室溫；

（8）將混合物中的上清液倒出，用滴管吸取配制的鹽酸溶液并逐滴加入上清液，直至上清液的pH至6-7；

（9）稱取3.0g 2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸加入到上述上清液中，攪拌5分鐘；

（10）稱取2.0g L-胱氨酸加入到上述上清液中，攪拌5分鐘；

（11）用滴管吸取配制的NaOH溶液并逐滴加入混合物中，用pH計測量混合物的pH值，直至混合物的pH值升高至4.5-5.5之間；

（12）將水浴鍋溫度設置為95℃，加熱及攪拌狀態下，上述混合物反應5個小時；

（13）停止攪拌，將盛有混合物的三口瓶從水浴鍋中取出，冷卻至室溫；

（14）將混合物從三口瓶轉移到燒杯中，置于60℃的鼓風干燥箱中加熱烘干處理12個小時即得到目標三元阻垢緩蝕劑。

3.一種如權利要求1或2所述的綠色三元阻垢緩蝕劑的制備方法中三元阻垢緩蝕劑的應用，其特征是，三元阻垢緩蝕劑根據循環水系統的水質情況和補水水質情況進行投加，直接投加粉末藥劑或將粉末藥劑配制成水溶液然后投加至循環水中；維持循環水中阻垢緩蝕劑的濃度在5-20mg/L，根據循環水系統的保有水量計算循環水系統的阻垢緩蝕劑的總投加量；

三元阻垢緩蝕劑與火電廠、鋼鐵廠循環水中的鈣離子絡合并吸附在碳酸鈣、硫酸鈣晶體表面，使碳酸鈣晶體畸變為松散結構并隨水流去除，從而消除、抑制碳酸鈣和硫酸鈣垢的形成，并能夠耐受高達5000mg/L以上的氯離子的腐蝕；此外，三元阻垢緩蝕劑中含有的殼聚糖具有一定的抗菌作用，能減少和抑制微生物的滋生。