【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种环保、高效的反渗透阻垢剂及其制备方法与应用，属于阻垢剂的制备领域。
技术介绍
1、随着工业的快速发展和环保要求的提高，反渗透在工业给水处理、海水和苦咸水淡化、废水深度处理回用等方面得到越来越广阔的应用。利用反渗透的分离特性可以有效地除去水中的溶解盐、胶体、有机物和细菌等杂质。随着反渗透技术在各行业水处理工艺的大量推广应用，反渗透系统在运行中暴露出反渗透膜容易被污染以及反渗透膜容易结垢的问题。
2、反渗透阻垢剂是专门用于反渗透系统及纳滤和超滤系统的阻垢剂，可防止膜面结垢，能提高产水量和产水质量，降低运行费用。目前，国内反渗透阻垢剂大多使用聚磷酸盐、有机磷酸、膦羧酸作为反渗透膜阻垢剂，阻垢剂的组分含磷元素，其会进入水体从而产生磷元素的富集，未经处理排放会引起水体富营养化，造成菌藻的大量繁殖。此外，阻垢剂滋生的细菌也会造成反渗透膜的二次污染并造成膜元件污堵。
3、无磷聚羧酸类阻垢剂(如聚丙烯酸及丙烯酸共聚物)的出现成为水处理技术的一个重大突破。专利cn116969610a采用2-溴噻唑-4-甲酸乙酯与苯并三氮唑发生缩合反应制得的苯并三氮唑衍生物与丙烯酸/磺酸类二元共聚物、羟基亚乙基二膦酸、稳定剂、聚磷酸盐、锌盐混合获得混合缓蚀阻垢剂，该缓蚀阻垢剂具有良好的缓蚀性能、阻垢性能及分散氧化铁性能。专利cn116768379a通过将接枝改性杂链聚合物、羧乙基-季铵两性壳聚糖、脂肪醇聚氧乙烯醚、马来酸酐-丙烯酸-甲基烯丙基聚氧乙烯醚共聚物、聚环氧琥珀酸和去离子水复配，得到一种耐高温防腐蚀阻垢剂。但以上阻
4、聚天冬氨酸具有无毒性和良好的生物可降解性，是一种引起广泛关注、具有代表性的绿色阻垢剂，其分子结构中含有的羧基具有良好的螯合能力和分散能力，但聚天冬氨酸仅含有羧基一种官能团，综合阻垢性能较差，极大地限制了其在阻垢剂领域的使用性。
5、本专利技术通过合成一种改性聚天冬氨酸，并将其运用于阻垢剂中，开发出一种环保、高效、缓蚀的反渗透阻垢剂。
技术实现思路
1、针对现有技术中存在的不足，本专利技术提供了一种环保、高效的反渗透阻垢剂及其制备方法。本专利技术的反渗透阻垢剂制备工艺简单，无需进行繁琐的生产加工，能大大节省生产时间和生产成本，该反渗透阻垢剂可避免使用含磷阻垢剂带来的水体富营养化造成的二次污染，并且具有较好的缓蚀效果和阻垢效果。
2、为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
3、本专利技术第一方面提供了一种环保、高效的反渗透阻垢剂，按照重量份计，包括以下原料：改性聚天冬氨酸20-30份、聚环氧琥珀酸10-20份、聚乙二醇8-15份、柠檬酸钠5-10份、纯水10-40份。
4、本专利技术提供的反渗透阻垢剂所用的原料均为易生物降解的物质，制备出的阻垢剂绿色环保且阻垢效果较好。通过改性聚天冬氨酸复配聚环氧琥珀酸和柠檬酸钠，能够克服彼此存在的缺点，使阻垢剂对caso4和ca3(po4)2的阻垢效果更好；同时在较高的钙硬度、碱度条件下使用仍能保持较高的阻垢分散性。聚乙二醇的添加可以将改性聚天冬氨酸、聚环氧琥珀酸和柠檬酸钠分散在溶剂中，使制备出的阻垢剂体系更加均匀，有利于提高阻垢效果。
5、所述改性聚天冬氨酸的合成路线为：
6、
7、改性聚天冬氨酸的分子量为7000-23450da。
8、本专利技术通过将邻氨基酚磺酸上的磺酸基、羟基、氨基引入到聚琥珀酰亚胺上，改变分子的极性和空间结构，合成了具有多种螯合基团的改性聚天冬氨酸，其可以通过多种螯合官能团与盐离子形成稳定、易溶解的螯合物，从而高效的阻止沉淀的形成，克服了普通聚天冬氨酸综合阻垢效果差、结构不稳定的问题。
9、所述改性聚天冬氨酸的制备步骤如下：
10、步骤(1)：取聚琥珀酰亚胺和去离子水混合，缓慢向其中滴加邻氨基酚磺酸-氢氧化钠溶液，水浴加热，直至溶液变成红棕色澄清透明的溶液，反应停止，调节溶液的ph，得到混合液；
11、步骤(2)：将步骤(1)得到的混合液缓慢滴加进无水乙醇中，搅拌，过滤，用无水乙醇洗涤沉淀物，真空干燥，得到改性聚天冬氨酸。
12、优选地，所述步骤(1)中聚琥珀酰亚胺与去离子水的质量比为1:(3.5-4.5)。
13、进一步优选地，所述步骤(1)中聚琥珀酰亚胺与去离子水的质量比为1:4。
14、优选地，所述步骤(1)中邻氨基酚磺酸-氢氧化钠溶液的邻氨基酚磺酸、氢氧化钠、去离子水的质量比为(2.5-3):1:(4.5-5)。
15、进一步优选地，所述步骤(1)中邻氨基酚磺酸-氢氧化钠溶液的邻氨基酚磺酸、氢氧化钠、去离子水的质量比为2.5:1:5。
16、优选地，所述步骤(1)中所用聚琥珀酰亚胺与邻氨基酚磺酸的质量比为1:(2-2.5)。
17、进一步优选地，所述步骤(1)中所用聚琥珀酰亚胺与邻氨基酚磺酸的质量比为1:2。
18、申请人发现在制备改性天冬氨酸的过程中通过严格控制原料的质量比可以使合成的改性聚天冬氨酸阻垢效果更好，这可能是因为适量的邻氨基酚磺酸与聚琥珀酰亚胺能够在保证改性聚天冬氨酸高产率的同时，避免合成分子量过大的改性聚天冬氨酸而使得其阻垢效率降低的问题。
19、氢氧化钠的添加是为了使反应在碱性条件下进行，适宜的碱性环境可以使改性聚天冬氨酸的产率较高，但若氢氧化钠的使用量超出限定范围，碱性过高或过低，会导致改性聚天冬氨酸的合成反应较难进行，使其阻垢作用减弱。
20、同时也要严格控制改性聚天冬氨酸合成过程中的去离子水含量，这可以使体系的流动性较好、聚合速度较快，保证改性聚天冬氨酸的高产率，避免体系粘稠物发生固化，阻碍改性聚天冬氨酸的聚合。
21、优选地，所述步骤(1)中水浴温度为55-65℃，水浴时长为6-7h。
22、进一步优选地，所述步骤(1)中水浴温度为60℃，水浴时长为6h。
23、申请人发现控制水浴温度可以使制备出的改性聚天冬氨酸阻垢效果更好，原因在于温度会影响反应物的活性，在合适的温度下，反应物的活性较高，改性聚天冬氨酸的合成率较高，其分子中含有的磺酸基、羟基、氨基、羧基等基团增多，会与盐离子螯合形成稳定、易溶解的螯合物，阻垢性能较好，此外，控制水浴温度可以避免温度过高时导致改性聚天冬氨酸链的断裂，造成阻垢效率的下降。同时也要严格控制水浴时长，防止副反应的发生，避免水浴时间较短时反应进行得不完全合成的改性聚天冬氨酸较少，降低其阻垢效果。
24、优选地，所述步骤(1)中调节溶液的ph为6.8-7.2。
25、本本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种环保、高效的反渗透阻垢剂，其特征在于，按照重量份计，包括以下原料：改性聚天冬氨酸20-30份、聚环氧琥珀酸10-20份、聚乙二醇8-15份、柠檬酸钠5-10份、纯水10-40份。
2.根据权利要求1所述的环保、高效的反渗透阻垢剂，其特征在于，所述改性聚天冬氨酸的结构为：
3.根据权利要求1所述的环保、高效的反渗透阻垢剂，其特征在于，所述改性聚天冬氨酸的制备步骤如下：
4.根据权利要求3所述的环保、高效的反渗透阻垢剂，其特征在于，所述步骤（1）中聚琥珀酰亚胺与去离子水的质量比为1:（3.5-4.5）。
5.根据权利要求3所述的环保、高效的反渗透阻垢剂，其特征在于，所述步骤（1）中邻氨基酚磺酸-氢氧化钠溶液中的邻氨基酚磺酸、氢氧化钠、去离子水的质量比为（2.5-3）:1:（4.5-5）。
6.根据权利要求3所述的环保、高效的反渗透阻垢剂，其特征在于，所述步骤（1）中聚琥珀酰亚胺与邻氨基酚磺酸的质量比为1:（2-2.5）。
7.根据权利要求3所述的环保、高效的反渗透阻垢剂，其特征在于，所述步骤（1）中水浴温
8.根据权利要求3所述的环保、高效的反渗透阻垢剂，其特征在于，所述步骤（1）中调节溶液的pH为6.8-7.2。
9.一种根据权利要求1-8任一项所述的环保、高效的反渗透阻垢剂的制备方法，其特征在于，制备步骤如下：
10.一种根据权利要求1-9任一项所述的制备方法得到的环保、高效的反渗透阻垢剂在水处理领域的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种环保、高效的反渗透阻垢剂，其特征在于，按照重量份计，包括以下原料：改性聚天冬氨酸20-30份、聚环氧琥珀酸10-20份、聚乙二醇8-15份、柠檬酸钠5-10份、纯水10-40份。
2.根据权利要求1所述的环保、高效的反渗透阻垢剂，其特征在于，所述改性聚天冬氨酸的结构为：
3.根据权利要求1所述的环保、高效的反渗透阻垢剂，其特征在于，所述改性聚天冬氨酸的制备步骤如下：
4.根据权利要求3所述的环保、高效的反渗透阻垢剂，其特征在于，所述步骤（1）中聚琥珀酰亚胺与去离子水的质量比为1:（3.5-4.5）。
5.根据权利要求3所述的环保、高效的反渗透阻垢剂，其特征在于，所述步骤（1）中邻氨基酚磺酸-氢氧化钠溶液中的邻氨基酚磺酸、氢氧化钠...
【专利技术属性】
技术研发人员：张涛，区佩娴，
申请(专利权)人：广东时代中科环境科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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