新型綠色水處理藥劑的開發(fā)與應(yīng)用是節(jié)水、節(jié)能及改善水質(zhì)的有效舉措。本書以綠色水處理藥劑的新設(shè)計理念、新合成技術(shù)和新應(yīng)用領(lǐng)域為特色，主要講述了典型綠色阻垢劑聚天冬氨酸、天冬氨酸-谷氨酸共聚物、天冬氨酸-賴氨酸共聚物、天冬氨酸-檸檬酸共聚物、天冬氨酸-蘋果酸共聚物和天冬氨酸-衣康酸共聚物的制備技術(shù)與性能，及聚天冬氨酸和天冬氨酸-谷氨酸共聚物的應(yīng)用技術(shù)。
本書可作為高等院校精細化工、能源化工、高分子材料與工程和環(huán)境工程等相關(guān)專業(yè)師生的教學(xué)或科研參考書，也可供化工、石油、冶金、電力、紡織、市政和環(huán)保等行業(yè)的工廠企業(yè)、專業(yè)公司和研究設(shè)計部門的廣大技術(shù)人員、科研人員、設(shè)計人員、管理人員和經(jīng)銷人員閱讀和參考。
張玉玲，博士，現(xiàn)為華北電力大學(xué)（保定）環(huán)境科學(xué)與工程系副教授。長期從事水處理藥劑的開發(fā)與應(yīng)用技術(shù)研究，在綠色阻垢技術(shù)研究方面，主研了哈爾濱市科技攻關(guān)重大項目和黑龍江省科技攻關(guān)重點項目各1項，主持了國家自然科學(xué)基金2項、河北省自然科學(xué)基金2項、中國博士后基金1項、國家重點實驗室開放基金2項、中央高校基礎(chǔ)業(yè)務(wù)經(jīng)費項目3項及應(yīng)用技術(shù)委托課題多項；成功開發(fā)了5種新型綠色阻垢分散劑、3種合成工藝技術(shù)和多項應(yīng)用技術(shù)，發(fā)表相關(guān)論文60余篇，授權(quán)國家發(fā)明專利5項。
第1章新型綠色阻垢劑1
1.1阻垢劑及分類1
1.2阻垢劑的發(fā)展1
1.3阻垢分散劑2
1.3.1水溶性聚合物2
1.3.2天然高分子化合物3
1.4阻垢緩蝕劑3
1.4.1含磷有機物3
1.4.2改性天然高分子4
1.5新型綠色阻垢分散劑5
1.5.1新型天然化合物及改性天然高分子5
1.5.2新型人工合成的羧酸類聚合物5
第2章綠色阻垢劑性能評價方法7
2.1可生物降解性能評價方法7
2.1.1可生物降解性能評價裝置7
2.1.2可生物降解性能的藥液8
2.1.3可生物降解性能的測定方法8
2.2阻垢性能評價方法9
2.2.1對CaSO4阻垢性能的測定方法9
2.2.2對CaCO3阻垢性能的測定方法10
2.2.3對Ca3（PO4）2阻垢性能的測定方法10
2.2.4對Fe2O3靜態(tài)阻垢性能的測定方法10
2.3緩蝕性能的評價方法10
2.4配伍性的評價方法11
第3章聚天冬氨酸的制備技術(shù)與性能12
3.1聚天冬氨酸的制備方法分類13
3.1.1合成路徑13
3.1.2激發(fā)聚合反應(yīng)的方式15
3.2聚天冬氨酸的熱縮聚合制備技術(shù)16
3.2.1合成方案16
3.2.2反應(yīng)條件對PSI產(chǎn)率的影響20
3.2.3反應(yīng)條件對聚天冬氨酸分子量的影響21
3.2.4聚天冬氨酸的分子量對阻垢效果的影響22
3.2.5聚天冬氨酸的表征23
3.2.6技術(shù)小結(jié)25
3.3聚天冬氨酸的微波輻射合成技術(shù)26
3.3.1微波輻射合成的可行性26
3.3.2聚天冬氨酸微波輻射合成方法26
3.3.3產(chǎn)品表征方法26
3.3.4反應(yīng)體系的初步篩選27
3.3.5馬來酸酐和氨水液相體系的合成條件優(yōu)化30
3.3.6產(chǎn)物的表征31
3.3.7技術(shù)小結(jié)35
3.4聚天冬氨酸的性能36
3.4.1可生物降解性能36
3.4.2阻垢性能39
3.4.3緩蝕性能45
3.4.4配伍性49
3.4.5技術(shù)小結(jié)49
3.5聚天冬氨酸的改性研究進展50
3.5.1化學(xué)改性50
3.5.2物理改性53
第4章天冬氨酸-谷氨酸共聚物的制備技術(shù)與性能54
4.1共聚方案54
4.1.1共聚單體的選擇54
4.1.2共聚單體的理化性質(zhì)55
4.1.3共聚反應(yīng)的可行性55
4.1.4天冬氨酸-谷氨酸共聚物制備方法56
4.1.5天冬氨酸-谷氨酸共聚物表征方法56
4.2天冬氨酸-谷氨酸共聚物熱縮合技術(shù)57
4.2.1Glu/(ASP+Glu)化學(xué)計量數(shù)比的確定57
4.2.2共聚反應(yīng)溫度的確定58
4.2.3共聚反應(yīng)時間的確定58
4.2.4催化劑的選擇59
4.2.5催化劑用量的確定59
4.2.6共聚物結(jié)構(gòu)分析60
4.3天冬氨酸-谷氨酸共聚物微波輻射制備技術(shù)62
4.3.1反應(yīng)體系的確定62
4.3.2溶劑種類的影響63
4.3.3Glu/(ASP+Glu)化學(xué)計量數(shù)比的影響63
4.3.4催化劑種類的影響64
4.3.5溶劑用量的影響64
4.3.6催化劑用量的影響65
4.3.7輻射功率的影響65
4.3.8輻射時間的影響65
4.3.9共聚物的表征66
4.4微波輻射法與傳統(tǒng)加熱法的比較67
4.5合成工藝的確定68
4.5.1共聚物分子量范圍的確定68
4.5.2工藝參數(shù)的確定68
4.6微波輻射合成原理初探69
4.6.1反應(yīng)歷程分析69
4.6.2影響起始反應(yīng)時間的因素71
4.7天冬氨酸-谷氨酸共聚物的可生物降解性72
4.7.1PAG可生物降解性的確定72
4.7.2谷氨酸含量對PAG可生物降解性的影響73
4.7.3PAG分子量對其可生物降解性的影響74
4.8天冬氨酸-谷氨酸共聚物的阻垢性能74
4.8.1PAG抑制CaSO4結(jié)垢的性能74
4.8.2PAG抑制CaCO3結(jié)垢的性能76
4.8.3PAG抑制其他垢型的性能77
4.9天冬氨酸-谷氨酸共聚物的緩蝕性能78
4.9.1PAG對CO2腐蝕的抑制效果78
4.9.2PAG對有氧腐蝕的抑制效果80
4.10天冬氨酸-谷氨酸共聚物的配伍性能81
4.10.1與緩蝕劑的配伍性81
4.10.2與殺菌劑的配伍性82
4.11技術(shù)小結(jié)84
第5章天冬氨酸-賴氨酸共聚物的制備技術(shù)與性能85
5.1共聚方案85
5.1.1可行性分析85
5.1.2單體性質(zhì)86
5.1.3聚合方法86
5.2天冬氨酸-賴氨酸共聚物合成條件87
5.2.1反應(yīng)體系的選擇87
5.2.2PAL合成條件優(yōu)化88
5.3產(chǎn)物的表征91
5.3.1紅外光譜圖分析91
5.3.2核磁共振譜圖92
5.4天冬氨酸-賴氨酸共聚物的可生物降解性93
5.4.1PAL的可生物降解性93
5.4.2PAL可生物降解性與賴氨酸含量的關(guān)系93
5.4.3Cu2+濃度對PAL可生物降解性的影響94
5.4.4PAL、PAA、ATMP及PBTCA可生物降解性比較94
5.5天冬氨酸-賴氨酸共聚物的阻垢性能95
5.5.1PAL及復(fù)配藥劑對CaCO3的阻垢性能95
5.5.2PAL及復(fù)配藥劑對CaSO4的阻垢性能97
5.5.3PAL對Ca3(PO4)2的阻垢性能99
5.5.4PAL對Fe2O3的分散性能103
5.6技術(shù)小結(jié)105
第6章天冬氨酸-檸檬酸共聚物的制備技術(shù)與性能106
6.1共聚反應(yīng)方案106
6.1.1共聚反應(yīng)的可行性分析106
6.1.2天冬氨酸-制備技術(shù)107
6.2產(chǎn)物的表征108
6.2.1紅外光譜圖分析108
6.2.2核磁共振譜圖分析108
6.3天冬氨酸-檸檬酸共聚物的合成條件優(yōu)化110
6.3.1反應(yīng)體系的確定110
6.3.2CA∶ASP化學(xué)計量數(shù)比的影響110
6.3.3微波功率的影響111
6.3.4微波輻射時間的影響112
6.3.5催化劑種類的影響112
6.3.6催化劑的量的影響113
6.3.7有機溶劑種類的影響113
6.3.8有機溶劑的量的影響114
6.4天冬氨酸-檸檬酸共聚物的可生物降解性114
6.4.1PAC的可生物降解性與檸檬酸含量的關(guān)系114
6.4.2PAC的分子量對其生物降解性的影響115
6.4.3Cu2+濃度對PAC可生物降解性的影響116
6.4.4PAC與PASP、ATMP的可生物降解性比較116
6.5天冬氨酸-檸檬酸共聚物的阻垢性能117
6.5.1復(fù)配的單體選擇117
6.5.2PAC及其復(fù)配藥劑對CaSO4的阻垢效果研究117
6.5.3PAC及其復(fù)配藥劑對Ca3(PO4)2的阻垢效果研究121
6.6技術(shù)小結(jié)125
第7章天冬氨酸-蘋果酸共聚物的制備技術(shù)與性能127
7.1改性方案127
7.1.1共聚反應(yīng)的可行性127
7.1.2天冬氨酸-蘋果酸共聚物的制備方法128
7.2產(chǎn)物的表征129
7.2.1紅外光譜圖分析129
7.2.2核磁共振譜圖分析129
7.3PAMA的合成條件優(yōu)化130
7.3.1反應(yīng)體系的確定131
7.3.2加熱方式的確定131
7.3.3ASP/(ASP+MA)化學(xué)計量數(shù)比的影響131
7.3.4催化劑種類的影響131
7.3.5催化劑的量的影響132
7.3.6有機溶劑種類的影響132
7.3.7有機溶劑用量的影響133
7.3.8微波功率的影響133
7.3.9微波時間的影響134
7.4PAMA的可生物降解性135
7.4.1接種菌液的制備135
7.4.2PAMA可生物降解性評價135
7.4.3PAMA與其單體可生物降解性的比較136
7.4.4PAMA可生物降解性與蘋果酸含量的關(guān)系137
7.4.5PAMA分子量對其生物降解性的影響137
7.4.6金屬離子對PAMA可生物降解性能的影響138
7.4.7PAMA與市售水處理劑的可生物降解性的比較138
7.5PAMA的阻垢性能139
7.5.1PAMA在CaCO3過飽和溶液中的絡(luò)合作用139
7.5.2PAMA在CaSO4過飽和溶液中的絡(luò)合性能146
7.6技術(shù)小結(jié)151
第8章天冬氨酸-衣康酸共聚物的制備技術(shù)與性能152
8.1共聚可行性方案152
8.1.1單體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)152
8.1.2天冬氨酸與衣康酸的共聚反應(yīng)歷程153
8.1.3天冬氨酸-衣康酸共聚物的制備方法153
8.2PAI合成條件確定153
8.2.1反應(yīng)體系的確定153
8.2.2PAI合成條件優(yōu)化154
8.3天冬氨酸-衣康酸共聚物的可生物降解性157
8.3.1PAI的可生物降解性157
8.3.2PAI可生物降解性與衣康酸含量的關(guān)系157
8.3.3PAI與HEDP和PBTCA的可生物降解性比較158
8.4技術(shù)小結(jié)158
第9章聚天冬氨酸在循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中的應(yīng)用研究159
9.1循環(huán)冷卻水系統(tǒng)159
9.1.1循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的分類159
9.1.2循環(huán)冷卻水系統(tǒng)內(nèi)的水質(zhì)變化160
9.1.3CaCO3垢的形成161
9.2研究方案161
9.2.1某煉油廠循環(huán)冷卻水的基本情況161
9.2.2結(jié)垢趨勢的判斷162
9.2.3模擬試驗方案163
9.3材料與方法163
9.3.1動態(tài)模擬試驗163
9.3.2復(fù)配藥劑的性能研究167
9.4聚天冬氨酸藥劑復(fù)配的結(jié)果168
9.4.1PASP與(NaPO3)6、ClO2復(fù)配的阻垢效果168
9.4.2PASP與ATMP、ClO2復(fù)配的阻垢效果169
9.4.3PASP與HEDP、ClO2復(fù)配的阻垢效果170
9.4.4復(fù)配藥劑的綜合效能170
9.5聚天冬氨酸復(fù)合藥劑的動態(tài)模擬試驗結(jié)果171
9.5.1阻垢效果172
9.5.2緩蝕效果173
9.5.3殺菌效果174
9.6經(jīng)濟技術(shù)分析175
9.6.1節(jié)水量與濃縮倍數(shù)的關(guān)系175
9.6.2節(jié)水的經(jīng)濟效益176
9.6.3投藥量與經(jīng)濟效益176
9.7技術(shù)小結(jié)176
第10章天冬氨酸-谷氨酸共聚物在油田回注水系統(tǒng)中的應(yīng)用研究178
10.1油田回注水概況178
10.1.1石油開采178
10.1.2油田采出水178
10.1.3回注水來源及方式180
10.2吉林油田某采油廠污水處理概況180
10.2.1采出水處理工藝180
10.2.2回注水的水質(zhì)181
10.3研究方案分析181
10.3.1結(jié)垢影響因素分析181
10.3.2研究方案的可行性182
10.4研究方法182
10.4.1靜態(tài)試驗182
10.4.2動態(tài)試驗183
10.5靜態(tài)試驗研究結(jié)果184
10.6動態(tài)試驗研究結(jié)果185
10.6.1阻垢效果185
10.6.2緩蝕效果189
10.6.3殺菌效果189
10.6.4管道內(nèi)壁形貌變化190
10.7經(jīng)濟技術(shù)分析190
10.7.1兩種配方的技術(shù)分析191
10.7.2兩種配方的經(jīng)濟效益分析191
10.8技術(shù)小結(jié)192
參考文獻193
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