含香豆素类基团的荧光示踪水处理剂的制备及其性能研究

摘要

近来，聚合物作为水处理剂在工业上得到广泛应用，这给水处理剂的监测提供了契机。将荧光示踪技术引入到水处理中，实现药剂监测自动化，一直以来是行业内研究的热点。
　　 本文合成了三种季铵盐:二甲基-（4-（7-甲氧基香豆素））-甲基-（2-甲基-丙烯酰胺基）-丙基-溴化铵(DMMPAB)、二甲基-（4-（7-甲氧基香豆素））-甲基-（丙烯酰氧基）-乙基-溴化铵(DMMEAB)、二甲基-（4-（7-乙酰氧基香豆素））-甲基-(2-甲基-丙烯酰胺基)-丙基-溴化铵(DMAPAB)，并对合成的三种季铵盐进行了红外、核磁及质谱分析。通过单因素实验研究了反应物配比、溶剂极性、反应温度、反应时间以及是否添加阻聚剂对目标产物产率的影响，从而得到最佳合成条件。
　　 另外，利用热重仪分析了三种季铵盐的热稳定性。通过电化学测试、挂片实验及扫描电子显微镜对三种季铵盐的缓蚀性能分别进行了研究，在1mol/LHCl溶液中，合成季铵盐的药剂浓度达到0.5mmol/L时，其对Q235碳钢就有很高的缓蚀效率。并且利用荧光分光光度计对三种季铵盐的荧光性能进行了研究，合成的季铵盐在较低浓度的水溶液中就有较高的荧光强度，且与浓度的线性相关系数达到0.99。
　　 本文将合成的三种季铵盐荧光单体与丙烯酸钠(AAS)进行共聚，合成得到三种水溶性共聚物:DMMPAB-AAS、DMMEAB-AAS及DMAPAB-AAS。测定了合成的三种低聚物的固含量及粘均分子量，并对其进行了红外表征。从反应物配比、引发剂用量、反应温度、分子量调节剂用量和反应时间五个方面研究了其对目标低聚物极限粘数的影响，从而筛选出最佳粘均分子量范围内的反应条件。
　　 通过电化学测试、挂片实验及扫描电子显微镜对三种低聚物的缓蚀性能分别进行了研究，证明了三种低聚物对Q235碳钢有较好的缓蚀性。并且利用荧光分光光度计对三种合成的低聚物的荧光性能进行了研究，三种低聚物在较低浓度的水溶液中，就有较高的荧光强度，且与浓度有较好的线性关系。最后通过阻垢实验对三种低聚物的阻垢性能进行了研究，三种低聚物有较好的阻碳酸钙垢性能。
　　 最后本文还研究了合成低聚物与竹叶缓释剂的复配效果，得出合成低聚物与小琴丝竹叶提取物有较好的协同效应。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 有机缓蚀剂

1．1．1 有机缓蚀剂作用原理

1．1．2 聚合物缓蚀剂

1．1．3 有机缓蚀剂复配研究

1．1．4 有机缓蚀剂性能测试

1．2 标记聚合物

1．2．1 标记聚合物的应用

1．2．2 传统的聚合物监测技术的局限性

1．2．3 荧光标记聚合物的发展

1．2．4 荧光标记聚合物的应用(絮凝剂)

1．3 本论文研究内容

2 含香豆素类基团的季铵盐盐酸酸洗缓蚀剂的合成与性能研究

2．1 概述

2．2 主要原料与仪器

2．3 合成实验

2．3．1 合成路线

2．3．2 合成步骤

2．3．3 合成机理推断

2．4 产物鉴定及表征

2．4．1 DMMPAB的结构表征

2．4．2 DMMEAB的结构表征

2．4．3 DMAPAB的结构表征

2．5 合成最佳条件确定

2．5．1 反应物摩尔比的选择

2．5．2 反应溶剂的选择

2．5．3 反应温度的选择

2．5．4 反应时间

2．5．5 是否加阻聚剂

2．5．6 最佳工艺的选择

2．6 季铵盐单体性能研究

2．6．1 性能研究

2．6．2 讨论与分析

2．7 本章小结

3 荧光标记水溶性低聚物缓蚀阻垢剂的合成与性能研究

3．1 概述

3．2 主要原料与仪器

3．3 合成实验

3．3．1 合成路线

3．3．2 实验步骤

3．3．3 合成机理推断

3．4 产品基本物理特性及表征

3．4．1 分析检测

3．4．2 结果讨论与分析

3．5 最佳合成条件确定

3．5．1 反应物配比对极限粘数的影响

3．5．2 引发剂量对极限粘数的影响

3．5．3 温度对极限粘数的影响

3．5．4 分子量调节剂的用量对极限粘数的影响

3．5．5 反应时间对极限粘数的影响

3．5．6 最佳工艺条件的选择

3．6 性能研究

3．6．1 性能测试实验

3．6．2 结果及分析

3．7 本章小结

4 香豆素类荧光标记水溶性低聚物与植物缓蚀剂(竹叶提取物)的复配研究

4．1 概述

4．2 实验部分

4．2．1 主要原料与仪器

4．2．2 植物缓蚀剂提取

4．2．3 缓蚀实验

4．3 小结

5 结论与展望

5．1 本论文研究结论

5．2 展望

致谢

参考文献

附录