一种生物自然降解阻垢分散剂及其制备方法与流程

本发明属于水处理，尤其涉及一种生物自然降解阻垢分散剂及其制备方法。

背景技术：

1、水垢的形成是水资源利用和日常生活及生产中面临的一个重要问题。它不仅可能导致工业资产损失，还可能引发安全风险。目前，使用阻垢剂是控制化学结垢的一种经济有效的技术手段。在水处理技术的发展过程中，阻垢剂经历了三个主要的发展阶段：含磷阻垢剂、共聚物类阻垢剂以及环境友好型阻垢剂。

2、含磷阻垢剂可以进一步细分为无机和有机两大类。无机磷阻垢剂的阻垢效果并不理想，而有机磷阻垢剂则因其优异的除垢性能在水处理行业中得到了广泛的应用。但是，随着环保意识的增强，人们开始意识到磷作为微生物的营养源，其使用受到限制，这不仅影响了水中微生物的繁殖，还可能导致水体富营养化和管道腐蚀问题。共聚物类阻垢剂虽然也展现出了良好的阻垢效果，但研究发现这类阻垢剂难以被微生物降解，长期积累可能会对水体造成污染，对人体健康构成威胁。

3、随着环保意识的进一步提升，开发和应用环境友好型高效阻垢剂已成为水处理技术发展的趋势。聚天冬氨酸(pasp）和聚环氧琥珀酸(pesa）因其无毒、高效和可生物降解的特性而受到青睐。尽管如此，这些产品在高碱度和硬度的水环境中的适应性较差，且其阻垢机制相对单一，这限制了它们在更广泛领域的应用。为了克服这些限制，研究者正在通过开环、共聚、引入新的官能团和改变分子结构等方式，提高这些阻垢剂的针对性和适应性。

4、碳点纳米颗粒作为一种新兴的环境友好型阻垢剂，相较于合成的阻垢剂，展现出了更好的分散性能，预示着其在应用上的广阔前景，但随着使用温度超过一定范围时，阻垢效果急剧下降。

技术实现思路

1、为解决现有技术存在的问题，本发明提供一种生物自然降解阻垢分散剂备方法。

2、本发明通过下述技术方案实现：

3、一种生物自然降解阻垢分散剂，包括碳点和zr-mof；所述碳点由无水柠檬酸和富马酸制备而成；所述zr-mof由h3btb、zrcl4和脂肪酸制备而成。

4、进一步地，所述碳点的制备方法为：

5、步骤s1：将无水柠檬酸和富马酸在180℃下加热24h;

6、步骤s2：待步骤s1的产物自然冷却后加入1m naoh水溶液至完全溶解，溶解后的溶液放置在3.5k截留分子量的透析袋中透析12h，并每4h换一次去离子水，将透析袋中截留下的液体在冷冻干燥中冻干，得到碳点。步骤s1中无水柠檬酸和富马酸的加热温度为175℃~200℃步骤s1中无水柠檬酸和富马酸的摩尔比为1~2:1~2。

7、本发明还提供一种生物自然降解阻垢分散剂的制备方法，包括以下步骤：

8、取h3btb和zrcl4溶解在dmf中，然后加入脂肪酸和h2o，放入封闭容器中，再加入碳点加热，然后自然冷却至室温离心后洗涤沉淀三次，得到生物自然降解阻垢分散剂；

9、所述脂肪酸选自甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、戊酸、辛酸中的一种或多种。

10、本发明的生物自然降解阻垢分散剂可作为水处理剂用于工业循环冷却水中。

11、本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

12、使用无水柠檬酸和富马酸作为碳点的前驱体，这些物质相对环保，易于降解，减少了对环境的影响，碳点与zr-mof的结合可能提供了更高效的阻垢和分散效果，使得在90℃的环境中也具有良好的阻垢性能。

技术特征：

1.一种生物自然降解阻垢分散剂，其特征在于，包括碳点和zr-mof；

2.根据权利要求1所述的生物自然降解阻垢分散剂，其特征在于，所述碳点的制备方法为：

3.根据权利要求2所述的生物自然降解阻垢分散剂，其特征在于，步骤s1中无水柠檬酸和富马酸的加热温度为175℃~200℃。

4.根据权利要求2所述的生物自然降解阻垢分散剂，其特征在于，步骤s1中无水柠檬酸和富马酸的摩尔比为1~2:1~2。

5.一种如权利要求1中所述的生物自然降解阻垢分散剂的制备方法，其特征在于，

6.根据权利要求5中所述的生物自然降解阻垢分散剂的制备方法，其特征在于，所述脂肪酸选自乙酸。

7.根据权利要求5中所述的生物自然降解阻垢分散剂的制备方法，其特征在于，所述加热的温度为110°c~130°c，加热时间为40～55h。

8.根据权利要求5中所述的生物自然降解阻垢分散剂的制备方法，其特征在于，所述h3btb、zrcl4、碳点的质量比为12:10:5。

9.根据权利要求5中所述的生物自然降解阻垢分散剂的制备方法，其特征在于，所述dmf和h2o的体积比为80~120:1。

技术总结本发明属于水处理技术领域，尤其涉及一种生物自然降解阻垢分散剂及其制备方法。包括碳点和Zr‑MOF；所述碳点由无水柠檬酸和富马酸制备而成；Zr‑MOF由H3BTB、ZrCl4和脂肪酸制备而成。使用无水柠檬酸和富马酸作为碳点的前驱体，这些物质相对环保，易于降解，减少了对环境的影响，碳点与Zr‑MOF的结合可能提供了更高效的阻垢和分散效果，使得在90℃的环境中也具有良好的阻垢性能。技术研发人员：陈增义,于芳芳,陈诗琪受保护的技术使用者：成都纳海川科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/10/10