环保型阻垢剂对水垢的抑制及其相互作用模拟

作者：郑丹丹; 张颖^*

来源：应用化学, 2019, 36(11): 1308-1316.

• 酪氨酸/聚天冬氨酸共聚物
• 阻垢
• 晶型
• 分散
• 分子动力学模拟

为解决聚天冬氨酸(PASP)在高钙离子质量浓度下阻垢效果不佳及分散氧化铁效果差的问题,通过对中间体聚琥珀酰亚胺(PSI)开环改性将酪氨酸(Tyr)接枝到PASP的侧链,合成了具有羧基、氨基、酰胺基、酚羟基等多种功能性官能团的环保型阻垢剂——酪氨酸/聚天冬氨酸共聚物(Tyr-PASP)。静态阻垢实验表明Tyr-PASP对水垢的抑制能力明显优于PASP。当n(Tyr)∶n(PSI)=1∶1时,Tyr-PASP对Ca CO3表现出最佳的抑制效果,且质量浓度为4 mg/L时阻垢效率达到了100%,在5 mg/L时,对Ca SO4的抑制效率也达到100%。添加Tyr-PASP后,水垢晶形从稳定的方解石和文石变成了不稳定的球霰石,形貌也变得松散。分子动力学模拟表明,Tyr-PASP和方解石之间的相互作用是放热的,并且远高于传统的吸附能,静电力在Tyr/PASP和方解石之间的结合中起主要作用。此外,Tyr-PASP对氧化铁的分散效果显著提高。

• 单位
  河北工业大学