1. 研究目的与意义
随着工业生产的规模化和人口的急剧增加，水资源严重匮乏。由于冷却水用量占工业用水的60-70%，所以合理节约冷却水尤为重要。节约冷却水的主要方法是提高冷却水的循环利用率，加大冷却水的浓缩倍数，但这又会给冷却水系统带来了严重的腐蚀和结垢等问题，同时也对水处理药剂提出了更高的要求，以保证循环冷却水系统在高硬度、高碱度、高氯离子或高浓度有机污染物等条件下的正常运行。本产品在调研国内外水处理剂生产最新动向后，经大量反复实验室和现场试验，采用复配法技术研发木质素型工业水处理剂。
水处理中多种药剂的使用，使生产流程复杂，成本增加，甚至多种药剂的投加所引起的化学作用使药效反而降低，故研制兼具絮凝、阻垢、杀菌等多种功能的水处理剂，很有必要。
改性天然水处理剂因具有原料来源丰富、无毒、价格便宜，且分子结构多样化等特点，使其研究与应用越来越引起人们的重视。木素是自然界中广泛存在的一种可再生资源，工业水处理中，木素及其衍生物的研究与应用已经很多，它们一般作为絮凝剂、阻垢剂、缓蚀剂、分散剂等。
木质素应用研究的重要方向是将其改性成为多功能水处理剂。首先，木素本身含有的各种功能基团为改性奠定了理论基础。羧基是絮凝功能团；对高价金属离子具有鳌合作用的羰基、酚羟基、醇羟基是阻垢功能团；羟基、酚醚结构吸附在金属表面形成保护膜，阻隔介质与金属的接触，具有缓蚀、防锈效果。絮凝、缓蚀、阻垢这三个过程相互促进，紧密联系。其次，木质素是一种高分子混合物，分子量分布分散，分子量为几百的可用作阻垢剂，几万或上百万的高分子量部分可用作絮凝剂。
2. 国内外研究现状分析
国内：经济的迅速发展带来用水量的急剧上升，水污染随之严重。为了节约水资源、减少水污染并延长设备使用寿命必须有效处理工业废水。因此，水处理剂市场得到快速发展，水处理剂性能也在不断提高。水处理剂（俗称水质稳定剂）是用于工业废水、城市生活污水处理的一大类精细化工产品，包括阻垢剂、分散剂、缓蚀剂、絮凝剂、清洗剂和消泡剂等，在化工、冶金、化纤、制药、造纸、发电、石油开采等工业部门广泛应用。
80％以上的工业用水是冷却水，将直流冷却水变为循环冷却水，重复利用，是节约用水的一个重要措施。目前，约52%～58%的水处理剂以磷系为主，钼系、硅系、钨系各占20％、5％～8%、5%，其他占5%～10%。其类型主要是机膦酸类、聚丙烯酸类、共聚物阻垢剂，由于它们高度非生物降解或者使水体富营养化，故均属于环境不可接受污染物。
我国造纸工业主要是碱法草浆造纸, 其剩余物碱木质素化学反应活性低, 难以直接改性利用。因此, 应根据我国工业木质素来源特点, 一方面采用多种手段提高碱木质素化学反应活性; 另一方面在提高碱木质素反应活性基础上, 利用碱木质素上具有丰富的酚羟基、醇羟基、羧基、羰基等多种官能团的特点, 发挥其自身优势, 研制木质素系多功能水处理剂, 提高其性价比, 增强其与合成产品的竞争力。
3. 研究的基本内容与计划
一种木质素磺酸钠复配型缓蚀阻垢剂，由木质素磺酸钠（SL）、氯化锌（ZnCl2）、苯并三唑（BTA）、有机磷，乙醇和水组成。通过改变药剂投加量、主原料配比、反应温度、反应时间来测定其性能。其性能包括缓蚀性能，阻碳酸钙性能，阻磷酸钙性能，分散氧化铁性能。
4. 研究创新点
本课题着重于木质素水处理剂的合成。对木钠性能表征的定量分析是难点，木素作为一个复杂的大分子，虽然对其结构研究有一段历史了，但其性能表征测定的分析方法精确性往往不高，分析测定报道更少。
本文创新点有四：第一，加入循环水系统后能有效地起到缓蚀、阻垢和抑制藻类生长的效果，对工业冷却水系统起到了良好的保护作用；第二，整个生产过程无废水、废气和废渣排放，符合环保要求；第三，水处理工艺简单、用药量少、效果好、成本低；第四，本发明产品生产工艺属清洁、环境友好工艺，具有很好的经济效益和社会效益。
