论文开题报告--环氧琥珀酸聚合物的合成及应用.doc

沈阳工业大学本科生毕业设计（论文）开题报告毕业设计（论文）题目： 环氧琥珀酸聚合物的合成及其应用 学 院： 石油化工学院 专业班级： _化学工程与工艺 学生姓名： 刘越盟 指导教师： 傅承碧 开题时间： 年 月 日环氧琥珀酸聚合物的合成及其应用1 研究方向聚环氧琥珀酸是一种降解性能良好的绿色阻垢剂，其特点兼具了缓蚀与阻垢，其阻垢活性较高,由于聚环氧琥珀酸的优良性能,并且符合绿色水处理剂发展方向,因此开发其具有重要的现实意义。通过原料以马来酸酐, 复合物为催化剂以钨酸钠为主, 氧化剂为双氧水,引发剂为NaOH的工艺，合成出环氧琥珀酸，然后用Ca (OH) 2 作为引发剂,聚合成聚环氧琥珀酸,通过正交实验确定了环氧琥珀酸和聚环氧琥珀酸的最佳合成工艺条件。2 研究项目的科学依据及意义2.1水资源的处理发展及现状2.1.1水资源的现状工业的发展和人民生活水平的不断提高，对于水的用量不断增加，目前全世界缺水的国家多达100多个，缺水这一问题已经成为限制经济发展的一个重要因素。联合国特此声明：“水资源危机将会成为石油危机后的另一个危机。”因此对于水资源的处理和水资源的节约使用成为当今社会一项刻不容缓的问题。尤其对于缺水的我国来说，对于水资源的更好处理和合理利用更是一项当务之急1。 目前中国面临着严重的水污染，而水污染加剧了水资源的减少，水资源的污染渠道有两点：一是工业污染的水未经处理排放。二是农用化学物质的使用。故使得河流污染情势严峻，其发展趋势令人担忧，从全国情况看，污染正从支流向千流延伸，从城市向农村蔓延从地表向地下渗透，从区域向流域扩散2。中国是一个干旱缺水严重的国家。淡水资源总量为28000亿立方米，占全球水资源的6，仅次于巴西、俄罗斯和加拿大，居世界第四位，但人均只有2200立方米，仅为世界平均水平的14、美国的15，在世界上名列121位，是全球13个人均水资源最贫乏的国家之一。 扣除难以利用的洪水泾流和散布在偏远地区的地下水资源后，中国现实可利用的淡水资源量则更少，仅为11000亿立方米左右，人均可利用水资源量约为900立方米，并且其分布极不均衡。到20世纪末，全国600多座城市中，已有400多个城市存在供水不足问题，其中比较严重的缺水城市达110个，全国城市缺水总量为60亿立方米。 据监测，目前全国多数城市地下水受到一定程度的点状和面状污染，且有逐年加重的趋势。日趋严重的水污染不仅降低了水体的使用功能，进一步加剧了水资源短缺的矛盾，对中国正在实施的可持续发展战略带来了严重影响，而且还严重威胁到城市居民的饮水安全和人民群众的健康。 我国属于缺水国之列，人均淡水资源仅为世界人均量的14，居世界第109位。中国已被列入全世界人均水资源13个贫水国家之一。而且分布不均，大量淡水资源集中在南方，北方淡水资源只有南方水资源的14。据统计，全国600多个城市中有一半以上城市不同程度缺水，沿海城市也不例外，甚至更为严重。目前我国城市供水以地表水或地下水为主，或者两种水源混合使用，有些城市因地下水过度开采，造成地下水位下降，有的城市形成了几百平方公里的大漏斗，使海水倒灌数十公里。由于工业废水的肆意排放，导致80以上的地表水、地下水被污染。2.1.2水资源处理剂的及发展所谓的水处理剂就是在工业冷却水中，为控制腐蚀、结垢和微生物粘泥等而添加的化学药剂，也可以称为水质稳定剂或者水处理化学品，水处理的对象有很多，其中包含冷却水、空调水、锅炉水、排水、城市供水、工业废水及采油等各类用水。依其功能水处理化学品又可分为清垢分散剂、脱色剂、杀菌剂、凝集剂、缓蚀剂、清洗剂、污泥脱水剂等。 水污染严重的地区一般多为工业水平发达或人口较多地区。中国拥有大量的咕噜，其数量多达50万台，其中很大一部分的锅炉存在问题，其中水处理不当而引起的结垢，会造成巨大损失，有资料显示，炉管垢厚l衄，能源多消耗4左右，而因水处理能力的好坏直接影响着能源的配比。水处理剂的应用技术是工业水处理的基础，工业用水的处理包括冷却水、空调水、油田注水、锅炉水及工艺水的处理，这些当中冷却用水的比例最大。高效的开发使用水处理剂，是实现能源的再利用，能源的充分利用的关键，故水处理剂的开发及其使用得到了全球的关注与重视。在国外循环冷却水处理技术发展起来，是在是20世纪30年代初期。当时的工业水平不是很发达，故对水处理剂的要求不高，所以在其初期和中期添加的药剂一般都是简单的无机化合物3，如硫酸、石灰、盐酸等。然而当时单纯的使用这些使处理水时受到了一定的限制，故后来慢慢形成了复合物 。例如:淀粉、丹宁、木质素这些水处理剂都在很早以前就开始使用。自从六十年代开始，由于石化工业的迅猛发展，对水处理剂的要求也进一步提高，从而进一步促进了水处理技术的进步，逐步发展了新型有机缓蚀剂、有机杀菌剂和有机阻垢剂等。总的来说，越来越多简单处理面小的无机处理剂被处理面广泛的复杂有机处理剂所取代。传统的有机水处理剂主要有：有机磷酸、聚羧酸及其盐类，这些排放后不易生物降解，长期的使用会积累起来，引起起水体的富营养化。在重视绿色化学的今天，掀起了一场“绿色革命”，为了全面可持续发展，产品的绿色化成为了一项十分重要的任务，而阻垢剂则是当前的一项重要课题之一4。2.2 绿色化学和绿色水处理剂 在1992年的里约热内卢的联合国嚣境与发展大会首次提出了“绿色科技”的概念，其中并指出，环境科学家们的任务不再仅仅局限于环境污染及治理而是有效的控制环境污染，和对其的修复和从源头控制。美国总统克林顿在1995年3月16日宣布设立“总统绿色化学挑战奖”，提出了“绿色化学”这一概念5。所谓的绿色化学，就是用化学方法从源头过程控制对人体及环境的污染，从而实现人的健康发展和环境的可持续发张。 “绿色水处理剂”这一概念概念，是人们在鉴于绿色化学和水处理剂的使用现状的基础上所提出来的6，这一概念一提出就引起了全世界化学家们的热切关注。“绿色水处理剂”顾名思义，就是指制造其使用的是绿色原料，处理过后的废液残渣也可做降解处理。所以绿色水处理剂在全球范围内得到了迫切的需要，无磷的水处理剂更是得到了更为需要的研发，所谓的绿色水处理剂可分为以下几种：含磷的水溶性聚合物、烷基环氧羧酸盐、天然高分子水处理剂、合成型高分子水处理剂。美国the Proctor&Gamble Company开发的聚环氧琥珀酸是一种有机无磷绿色水处理剂7。国内近几年来对其也进行了更为多的研究8,9。聚环氧琥珀酸的结构式为： 2.3几种经典的阻垢机理2.4阻垢剂的发展及其历程25聚环氧琥珀酸的应用2.7本文的工作及其意义 3 实验安排 第1-4周：查阅文献资料,完成开题报告及翻译；第5周：做出实验方案，准备实验药品及仪器；第6周：试验装置的安装与调试，试验工作开始；第7-9周：进行实验；第10周：数据处理总结，补做偏差大或缺漏的实验部分；第11-13周：进行产品的检测，各种性质的研究；第14周：考察对产品产率及品质的影响；第15周：原料质量的测定；第16周：数据整理，撰写论文；第17周：修改论文，准备答辩事宜。 参考文献1严瑞喧水处理剂应用手册北京：化学工业出版社M，2001 2傅湘纪 昌明.中国水资源现状与可持续发张初探J.国土开发与整治，1998，8（2)：33 3周本省工业水处理技术M北京：化学工业出版社，20004高书峰. 绿色阻垢剂聚环氧琥珀酸的合成及阻垢机理研究D.四川：四川大学，20065张冰如。李风亭，李辉绿色生物可降解水质稳定剂聚环氧琥珀酸的国内外发展现状C全国水处理技术研讨会论文集，20056徐晓东绿色水处理剂的研究及应用进展工业水处理，2001，18(3)：47497Gregory JMcGiffneyMethod of Controlling Scale Forma