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树状分子在高硅水处理中的应用
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晨源：硅垢不同于一般的无机盐垢。硅垢在工业水系统中很难处理，一般的无机盐垢阻垢剂不能抑制其形成。硅阻垢剂主要通过胺基、氨基、膦酰基、磺酸基、羟基等不同单体搭配，合成高效、多功能药剂。但是膦酰基、磺酸基会对环境造成污染。PAMAM 树状大分子拥有巨大的比表面积和高溶解性，可分散SiO2 或硅酸盐，阻止SiO2 或硅酸盐的进一步凝聚。此外，PAMAM 树状大分子不含膦酰基、磺酸基，是一种绿色、高效的阻垢剂。 Neofotistou 等研究了不同代数PAMAM 树状大分子对SiO2 的阻垢性能。实验结果表明，PAMAM 树状大分子的阻垢性能受其结构、代数及投加量的影响。在pH 值为7 的条件下，40 mg/L G1PAMAM 树状大分子能使初始SiO2 质量浓度为500mg/L 的水溶液在24 h 后保持在384 mg/L。而40mg/L G0.5 PAMAM 树状大分子仅能使溶解性SiO2的浓度保持在183 mg/L。这主要是由于半代树状大分子的端基为—COOH，在水溶液中带负电荷，与带负电荷的SiO2 相互排斥使得半代树状大分子对SiO2 不具有抑制作用。雷金环等用静态法测试了G1 PAMAM 树状大分子在高硅溶液中对胶体硅的阻垢性能，得到了相似的结果。 Demadis 等比较了PAMAM 树状大分子和其它阻垢剂对硅垢的抑制作用，结果发现PAMAM树状大分子对硅垢的抑制性能最好。同时通过X 射线衍射和红外光谱测试发现水溶液中PAMAM 树状大分子的胺基容易质子化使其带正电荷，易与SiO2 相互作用形成不溶于水的SiO2-PAMAM 复合物。消耗有效PAMAM 树状大分子，从而降低PAMAM 树状大分子的阻硅性能。 Mavredaki 等[37]将带有负电荷的羧甲基菊粉（CMI）作为PAMAM 树状大分子阻垢剂的助剂，提高了阻垢性能。40 mg/L G1 PAMAM 树状大分子和20 mg/L CMI 加入初始SiO2质量浓度为500 mg/L的水溶液中，24 h 后可使SiO2 浓度保持在408mg/L。Demadis 等研究发现水溶液中加入一定量的阴离子型聚羧酸酯（如聚丙烯酸、丙烯酸和丙烯酰胺共聚物）一方面中和部分多余的质子化的胺基正电荷；另一方面阻止了SiO2-PAMAM 沉淀物的形成，提高PAMAM 树状大分子的阻垢性能。尹晓爽等[39]研究发现，在静态条件下，PAMAM 树状大分子与聚甲基丙烯酸共存时，对硅垢的抑制效果明显提高。 |
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 硅垢阻垢剂 |
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