Scale-inhibition performance and mechanism of a novel multifunctional starch-based reverse-osmosis antiscalant against calcium sulfate
Year: 2025
Type: article
Abstract: 本文以一种来源广泛、性能优良的天然高分子——淀粉为原材，丙烯酸和甲基丙烯酸缩水甘油酯为共聚单体，采用接枝共聚法研制了一种无磷无氮，且兼具羧基、环氧基等新型绿色多官能团改性淀粉反渗透阻垢剂. 通过静态阻垢以及反渗透(RO)实验分别考察了该阻垢剂对硫酸钙垢体的抑制效果，详细讨论了投加量和共存物等不同因素对其阻垢性能的影响. 在静态阻垢实验中，该阻垢剂在投加量10.0mg/L时，阻垢效率>90%；在RO实验中，180分钟运行中，即使在不同无机盐和有机物等共存条件下，仍保持90%以上的膜通量. 进一步通过多种表征手段，对其阻垢机制进行详细探讨. 引入的羧基及环氧基等含氧功能基团显著增强了阻垢剂与钙离子的螯合作用，增大了石膏结晶诱导时间和表面结晶能；结合其分散和晶格畸变作用，显著提高了阻垢性能并有效改善了其对膜表面结垢的抑制效果. 进一步比较了其与两种商业化阻垢剂在RO系统中对模拟海水的阻垢性能，该阻垢剂在24h运行过程中，仅5.0 mg/L投加量下，表现出优于两种商业化阻垢剂的膜污染抑制效果. 综上，该淀粉阻垢剂是一种高效、绿色、低成本的新型阻垢剂材料，其应具有良好的应用前景.
Source: Scientia Sinica Chimica
Authors: Xiaoyu Shi, Wei Chen, Hu Yang
Institution: Nanjing University
Language: English
Subfield: Water Science and Technology
Field: Environmental Science
Domain: Physical Sciences
Open Access status: bronze
Award: G1286644436
OpenAlex ID: W4410244648