水资源紧缺，水处理剂的发展和研究方向

随着水资源的日益紧张、环保要求的不断提高，工业冷却水处理将面临越来越严峻的挑战。提高水的重复利用、高浓缩倍率运行、低磷甚至无磷可生物降解的水处理药剂、膜法水处理等技术的开发和应用，将成为今后一段时期内水处理技术发展的重点。       水处理化学品是一大类精细化学品，作为水工业制造业和高新技术产业方面的主要产品，在冷却水中占有重要的地位，被广泛应用于工业循环冷却水、锅炉水、饮用水、工业给排水、油田水处理等方面，以达到节约用水、合理用水及解决水污染之目的。其中，最常用的缓蚀阻垢剂是有机膦酸盐和水溶性聚合物，性能、环境、安全和价格等四个因素是决定其应用的主要因素。有机膦酸盐以良好的热稳定性和化学稳定性、优良的抑制晶体生长等性能而成为水处理复合药剂的中坚；水溶性聚合物以良好的分散性能、对有机膦酸钙的稳定作用而成为近年来特别活跃的研究方向。
      1.1水溶性聚合物
          随着人类环境意识的不断加强，环境友好、可生物降解的高效绿色阻垢缓蚀剂成为研究开发的重点，美国Donlar公司于20世纪90年代初期开发出的聚天冬氨酸（PASP＝polyasparticacid）以及Michael.J.B等人20世纪90年代初发明的聚环氧琥珀酸（PESA=PolyeproxysuecinicAcid）均属此类
  
      聚天冬氨酸分子中不含磷，可生物降解，具有良好的阻垢分散性能，同时已被证明在油井中有良好的缓蚀性能，Donlar公司也因此获得1996年度“美国总统绿色化学奖”。比较不同的生产工艺、不同相对分子质量的聚天冬氨酸的阻垢性能可知，PASP对CaCO3、CaSO4、BaSO4抑制作用最佳的相对分子质量范围分别为2000～5000、1000～4000、3000～4000。相近相对分子质量的聚天冬氨酸比聚丙烯酸具有更好的阻垢性能，且原料易得，制造过程清洁无害，因而在海水淡化、纯水制备、冷却水处理等方面有着良好的应用前景。20世纪90年代初，日本花王公司和美国Betz实验室先后开发了聚环氧琥珀酸(PESA)，它是一种缓蚀、阻垢双功能药剂，在聚合物中缓蚀性能是比较突出的。因分子中含有多醚基和羧基，对于垢和管壁的吸附性都好，因而可提供很好的缓蚀和阻垢性能，在相同条件下，其阻垢率要比聚丙烯酸和聚马来酸高的多，且毒性小，生物降解性能好，可为环境所接受。PESA在400～800的相对分子质量范围内具有最佳的阻垢性能，其对碳酸钙的抑制性能优于HEDP和聚丙烯酸，而对硫酸钡的抑制作用明显要高于六偏磷酸盐。
      1.2有机膦酸类阻垢剂
      1.2.1甲叉膦酸型化合物
          得到的化合物具有优异的缓蚀和阻垢性能。杨璋等也合成了亚氨基二甲叉膦酸(IDPA)，并用俄歇电子能谱(AES)分析了碳钢表面膜的组分发现IDPA能抑制碳酸钙垢的析出，是一种有效的阻垢剂；同时它在中性和偏碱性水中能抑制碳钢腐蚀，是一种以阴极抑制为主的缓蚀剂。DavidAWilson对含氮杂环化合物的膦酸甲基化合物进行了研究，得出它们比含相同膦酸甲基的烷基膦酸盐有更好的阻垢能力。
          1.2.2同碳膦酸型化合物
            同碳膦酸型化合物中的羟基乙叉二膦酸（HEDP）也是开发较早并用于水处理中的药剂之一。此类化合物中C-P键较N-C-P键更耐氧化，因而其抗氧化性能要比甲叉膦酸型化合物好。同样能与水中的Ca2+、Mg2+、Zn2+、Fe2+等金属离子形成多元环螯合物，因此除对碳酸钙外，还对水合氧化铁和磷酸钙等水垢有较好的抑制效果，对水中的碳钢有较好的缓蚀作用。在HEDP制备的基础上，各国对1-氨基乙叉-1，1-二膦酸(AEDP)的合成工艺也进行了大量的研究，均证明其缓蚀阻垢性能比HEDP强。20世纪80年代美国Betz公司开发了羟基丙叉二膦酸(HPDP)，发现HPDP虽然在分子结构上只比HEDP增加了一个碳原子，但对Ca2+的抑制能力则大大超过HEDP，并能有效地防止冷却水中产生的碳酸钙、磷酸钙和硫酸钙垢，在pH值为9时，可允许冷却水中Ca2+浓度达到或超过400mg·L-1(以Ca2+计)。
      1.2.3膦羧酸型化合物
          2-膦酸丁烷-1，2，4-三羧酸(PBTCA)的分子中有三个羧基和一个膦酸基团，具有较强的螯合金属离子的能力，显示出较强的缓蚀和阻垢能力。华东化工学院在实验室、南京化工学院在工业化方面对其合成和应用进行了系统研究，表明PBTCA能耐酸、碱和氧化剂作用，在pH值大于14时仍不发生水解，热稳定性好，在高硬、高碱、高温时的阻垢性能优于HEDP、ATMP，是一种阴极型缓蚀剂。美国Ciba-Geigy公司开发的羟基膦酸乙酸(HPA)，优于钼系、磷系及锌系配方，被认为是对黑色金属的最有效的有机缓蚀剂。
         1.2.4含磺酸基的有机膦酸盐
          实验表明，最好的稳定剂应具有强酸与弱酸两种功能基团，其中的强酸功能团有助于溶解，而弱酸基团对活性部分有更强的吸附能力(抑制结晶产生)。从酸性强弱角度分析，磺酸基的酸性较羧酸强。因此，开发在一个分子中含有膦酸基、磺酸基、羧基等多官能团的有机化合物已成为近几年来人们注目的方向。武进精细化工厂等单位开发的磺氨基二甲叉膦酸(SAPDP)，其阻垢性能优于ATMP和HEDP。RobertPKreh[16]开发了一种缓蚀阻垢剂，分子式如图1-2所示：该药剂易溶于水，可适用于pH值为接近10、硬度高达1000mg·L-1的高pH、高硬度的水中。

谢谢楼主啊！

泗水社区就是牛逼，不错

我帮你 喝喝  

只有一条路不能选择——那就是放弃的路；只有一条路不能拒绝——那就是成长的路。  

拿分走人呵呵，楼下继续！

说的真有道理啊！

楼上的稍等啦