聚天冬氨酸工业水处理剂的研制及其性能研究开题报告

全文总字数：3647字

1. 研究目的与意义

随着水资源短缺矛盾的日益突出以及人们环保意识的不断增强，绿色高效水处理剂的开发利用日益成为人们研究的热点。聚天冬氨酸是一种可完全生物降解的绿色水处理剂，具有无毒、可完全生物降解的特性。聚天冬氨酸的使用具有良好的经济效益、社会效益。本课题研究对于节约用水，保护环境等方面具有深远的影响。本课题研究对于优化我国水处理剂的品种，推动水处理剂产业的可持续发展具有现实意义。对于聚天冬氨酸的合成及其阻垢缓蚀性能的研究，必将对我国水处理剂的发展产生深远的影响。

2. 国内外研究现状分析

一、聚天冬氨酸的合成研究现状

聚天冬氨酸的合成按照其所用原料的不同进行分类，可以大体上分为两种。一种是以天冬氨酸单体为原料，通过合成中间产物聚琥珀酰亚胺（psi），然后在碱性条件下水解得到聚天冬氨酸（pasp）；另一种是以马来酸（酐）及其衍生物为原料，同样合成中间体聚琥珀酰亚胺，然后在碱性条件下水解得到聚天冬氨酸。从上述两种方法可以看出，人们对于聚天冬氨酸的合成研究主要集中在聚琥珀酰亚胺的合成上。不同的合成路线以及不同的合成条件会对聚天冬氨酸的分子量及其分子结构产生影响，从而影响聚天冬氨酸的性能。

（1）以天冬氨酸单体为原料

3. 研究的基本内容与计划

聚天冬氨酸是一种无毒、可完全生物降解的环保型水处理剂。

一、研究内容：1、聚天冬氨酸的合成：以马来酸、尿素为原料，合成了中间产物聚琥珀酰亚胺，然后将其水解得到聚天冬氨酸。研究了反应物摩尔比、反应温度、反应时间、水解氢氧化钠用量、水解温度及水解时间等因素对于聚天冬氨酸产率的影响，并对各步反应的工艺条件进行了优化。2、不同因素对聚天冬氨酸阻垢性能影响：研究阻垢剂浓度、钙离子浓度、恒温温度及恒温时间等因素对聚天冬氨酸及其与聚丙烯酸、水解聚马来酸酐复配使用时阻垢性能的影响。3、不同因素对聚天冬氨酸缓蚀性能影响：研究缓蚀剂浓度、pH值、恒温温度及恒温时间等因素对聚天冬氨酸及其与硫酸锌、钨酸钠复配使用时缓蚀性能的影响。

二、研究计划：1、2016年1月-2月 文献调研,撰写文献综述；2、2016年3月-5月 完成实验室工作；3、2016年6月撰写论文、答辩。

4. 研究创新点

聚天冬氨酸因其具有无毒、可完全生物降解等特性，所以受到了国内外的广泛关注。本文对聚天冬氨酸的合成及其阻垢缓蚀性能进行了一定程度的研究。由于时间关系，还有大量的研究工作需要进行。例如：合成聚天冬氨酸的工艺较为复杂，今后应考虑开发简单的合成工艺路线。试验过程中，使用了磷酸作为催化剂，有可能导致污染，今后应考虑使用环保高效的催化剂代替磷酸。聚天冬氨酸的分子量对其阻垢缓蚀性能具有较大的影响，以后应在该方面进行深入的研究。本课题所涉及的阻垢缓蚀实验均是静态实验，与实际情况有一定的差异。以后应考虑进行动态模拟试验，以便获得与实际情况更加相符合的结果。