羧甲基壳聚糖阻垢缓蚀性能研究

作者：宋荻; 余伟; 杨琥^*

来源：中国科学:化学 , 2021, 51(05): 566-580.

• 羧甲基壳聚糖
• 阻垢
• 缓蚀
• 羧甲基取代度
• 阻垢缓蚀机制

本文以两种不同分子量的壳聚糖为原材制备了一系列不同分子量不同羧甲基取代度的羧甲基壳聚糖(CMCS),通过静态阻垢法、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、失重法、极化曲线法、电化学阻抗法等技术详细考察了CMCS内部结构因素(分子量、羧甲基取代度等)与外部环境因素(药剂投加量、温度等)对碳酸钙的阻垢以及对碳钢的缓蚀性能影响.结果表明CMCS具有较好的缓蚀阻垢效果. CMCS的阻垢与缓蚀性能均随着羧甲基取代度的增加而增强;在相似羧甲基取代度条件下,分子量低的壳聚糖制得的CMCS的阻垢及缓蚀效果更佳. SEM和XRD结果分析表明, CMCS作为阻垢剂对CaCO3的阻垢作用是晶格畸变、螯合作用和分散增容作用等多种效应共同作用的结果.在CMCS缓蚀机制研究中,失重法及电化学法结果大体一致, CMCS是一种混合型缓蚀剂,能同时抑制阴极和阳极反应;抑制机理主要是CMCS上羟基、氨基及羧基等活性功能基团上孤对电子易与Fe外层空轨道有效配位形成单分子层保护膜,从而隔绝腐蚀介质达到对碳钢缓蚀的目的.综上, CMCS具有较好的阻垢缓蚀效果,其作为一种绿色环保的水处理剂材料,具有广阔的应用前景.

• 单位
  污染控制与资源化研究国家重点实验室; 南京大学