風化煤腐植酸阻垢緩蝕劑的改性方法對比

胥文敬， 惠璠， 魏志剛， 郭雅妮， 宗秀雨， 于翔

（1.陜西省現代建筑設計研究院， 西安 710048； 2.西安工程大學 環境與化學工程學院， 西安 710048）

風化煤因熱值低常被廢棄， 但風化煤中腐植酸（HA）含量最高可達50% 以上， 使風化煤這種廢棄資源具有變廢為寶的價值［1］。 HA 含有多種官能團的存在， 它具有離子交換、 絡合、 吸附、 分散等性能， 表現出一定的阻垢、 緩蝕的性質［2-3］， 可用于工業循環冷卻水的處理。 積極開發HA 水處理劑可實現廢棄風化煤資源化利用， 降低水處理劑成本［4］。 目前， 水處理劑逐漸從單一功能發展為多功能［5-6］， HA 在實際應用中亦需改善其局限性。 因此， 探索有效的HA 改性方法， 提高其阻垢、 緩蝕、 滅藻性能， 對推動綠色環保水處理劑的發展具有實際意義［7］。

本研究通過對前期獲得的HA 進行季銨化改性和磺化改性， 考察季銨化改性腐植酸（QHA）和磺化改性腐植酸（SHA）阻垢緩蝕性能的影響因素， 采用掃描電子顯微鏡（SEM）和X－射線衍射分析（XRD）對CaCO3垢樣表面特性及內部結構進行表征， 對比QHA 和SHA 的阻垢、 緩蝕和滅藻性能， 為實際應用提供參考。

1 材料與方法

1.1 試劑與儀器

主要試劑： NaOH， HCl， HNO3， 丙烯酸（AA），馬來酸（MA）， 乙二胺四乙酸二鈉（EDTA）， CaCl2，甲醛溶液（CH2O）， NaHCO3， 過硫酸銨（APS）， 過硫酸鉀（KPS）， NaCl， MgSO4·7H2O， CaCl2·2H2O。所用試劑均為分析純。

主要儀器： SHA－C 型恒溫水浴振蕩器， 智能電熱恒溫鼓風干燥箱， DF－101S 型集熱式恒溫加熱磁力攪拌器， RCC－Ⅰ型旋轉掛片腐蝕試驗儀，Quanta－450－FEG 型SEM， Dmax－Rapid ⅡXRD 儀。

1.2 試驗材料

1.2.1 HA 的制備

采用前期研究的堿溶酸析－硝酸氧解法從陜西黃陵風化煤中提取腐植酸［8-9］， 備用。

1.2.2 QHA 的制備

適量HA 和濃氨水加入裝有回流裝置的三口燒瓶， 磁力攪拌電熱器攪拌并緩慢加熱， 蒸干水分后升溫至150 ℃反應0.5 h 使產物失水， 得到紫黑色閃亮的腐植酸酰胺顆粒。……