水处理剂——配方·制备·应用

第1章水处理剂概述1

1.1水处理剂相关概念1

1.2水处理剂的品种1

1.2.1絮凝剂1

1.2.2阻垢剂7

1.2.3缓蚀剂11

1.2.4吸附剂18

1.2.5杀生剂31

1.2.6清洗剂33

1.3水处理剂的研究现状及发展动态36

1.3.1水处理剂分子设计及结构与性能的相关性研究37

1.3.2新型合成水处理剂的开发状况37

1.3.3多功能水处理剂的研究状况38

1.3.4绿色水处理剂的研究状况39

1.3.5几种重要水处理剂的发展动向39

参考文献48

第2章絮凝剂51

2.1引言51

2.2铝盐絮凝剂51

2.2.1硫酸铝絮凝剂52

2.2.2结晶氯化铝及其复合絮凝剂55

2.3铁盐絮凝剂68

2.3.1聚合硫酸铁絮凝剂68

2.3.2纳米聚合硫酸铁絮凝剂69

2.3.3聚合氯化硫酸铁絮凝剂69

2.3.4聚合硫酸铁/聚硅酸絮凝剂70

2.3.5聚二甲基二烯丙基氯化铵/聚合硫酸铁复合絮凝剂71

2.3.6氯化铁絮凝剂71

2.3.7聚硅酸氯化铁絮凝剂72

2.3.8复合型聚合氯化铁絮凝剂73

2.4有机絮凝剂74

2.4.1聚丙烯酰胺74

2.4.2聚丙烯酰胺改性絮凝剂76

2.4.3聚丙烯酰胺复合絮凝剂76

2.4.4聚丙烯酰胺絮凝剂变性处理77

2.4.5聚丙烯酰胺杂化絮凝剂78

2.4.6聚二甲基二烯丙基氯化铵78

2.4.7聚二甲基二烯丙基氯化铵与聚合硫酸铁复合絮凝剂79

2.4.8单宁80

参考文献83

第3章阻垢剂85

3.1引言85

3.2天然聚合物阻垢剂86

3.2.1葡萄糖酸钠86

3.2.2单宁87

3.2.3膦羧酸改性淀粉88

3.2.4腐殖酸钠88

3.3无机含磷聚合物阻垢剂89

3.3.1三聚磷酸钠89

3.3.2六聚偏磷酸钠90

3.4膦酸盐和膦酸酯阻垢剂91

3.4.1膦酸盐阻垢剂91

3.4.2膦酸酯阻垢剂94

3.4.3膦酰基四元共聚物阻垢剂95

3.5有机水溶性聚合物阻垢剂96

3.5.1羧酸类均聚物阻垢剂96

3.5.2羧酸类共聚物阻垢剂98

3.5.3磺酸类聚合物阻垢剂102

3.6新型绿色环保型阻垢剂105

3.6.1聚天冬氨酸阻垢剂105

3.6.2聚环氧琥珀酸阻垢剂109

3.6.3改性聚环氧琥珀酸111

3.6.4环氧琥珀酸/环氧丙醇二元共聚物111

参考文献112

第4章缓蚀剂113

4.1引言113

4.2无机缓蚀剂114

4.2.1铬酸盐114

4.2.2亚硝酸钠115

4.2.3硝酸钠116

4.2.4四硼酸钠116

4.2.5磷酸盐117

4.2.6硅酸盐118

4.2.7钼酸盐120

4.2.8钨酸盐121

4.2.9锌盐122

4.3有机缓蚀剂123

4.3.1膦系缓蚀阻垢剂123

4.3.2有机胺类128

4.3.3芳香族唑类131

4.3.4羧酸盐类133

4.3.5天然高分子及其改性化合物134

4.4酸洗缓蚀剂136

4.4.1无机化合物136

4.4.2胺类138

4.4.3硫脲及其衍生物140

4.4.4吡啶及其衍生物141

4.4.5咪唑啉类143

4.4.6炔醇类144

4.4.7甲醛145

4.4.8明胶146

参考文献147

第5章杀菌除藻剂148

5.1引言148

5.2氯系杀菌除藻剂149

5.2.1液氯149

5.2.2次氯酸盐150

5.2.3亚氯酸钠153

5.2.4二氧化氯154

5.3高锰酸钾157

5.4高铁酸钾159

5.5过氧化物164

5.5.1过氧化氢164

5.5.2过氧乙酸165

参考文献165

第6章吸附剂168

6.1引言168

6.2碳吸附剂168

6.2.1活性炭168

6.2.2改性活性炭175

6.2.3碳分子筛178

6.2.4碳纳米管179

6.3天然矿物182

6.3.1硅藻土182

6.3.2膨润土185

6.3.3高岭土196

6.4沸石分子筛198

6.5活性氧化铝199

6.6吸附树脂200

6.7甲壳素类吸附剂202

参考文献204

第7章清洗剂208

7.1引言208

7.2酸性清洗剂208

7.2.1无机酸209

7.2.2有机酸213

7.3碱性清洗剂216

7.3.1氢氧化钠216

7.3.2碳酸钠217

7.3.3磷酸钠及聚合磷酸盐217

7.3.4硅酸钠218

7.4螯合清洗剂218

7.4.1乙二胺四乙酸218

7.4.2次氮基三乙酸219

7.5聚合物清洗剂219

7.6清洗剂助剂220

7.6.1溴酸钾铜垢清洗剂220

7.6.2氨中和剂220

7.6.3二氯亚锡还原剂221

7.6.4三氯乙烯有机脱脂剂221

7.6.5消泡剂222

7.6.6湿润剂223

参考文献225

本书从实际应用角度出发，重点介绍了各种水处理剂，如絮凝剂、阻垢剂、缓蚀剂、杀菌除藻剂、吸附剂和清洗剂的配方组成、制备方法以及应用。不但对传统水处理剂的制备方法及应用进行系统介绍，而且增加了近年来出现的新型水处理剂。

本书可作为广大环境、化学、化工工作者从事水处理工作的重要参考书，亦可作为相关专业学生的教材或教学参考书。

《水处理剂:配方·制备·应用》：实用精细化学品丛书

随着科学技术的发展和人民生活水平的提高，精细化学品已深入到科学研究、工农业生产和衣食住行的各个领域，引起了全社会的普遍关注。为了满足社会对精细化学品的需求，近年来，广大高等院校、科研院所和生产企业研发生产了适合各种需求的精细化学品，同时在加速精细化学品研发、生产和推广的同时，出版了大量有关精细化学品的书籍，但大都集中在一般性的概论、定义、分类、原理和配方手册方面，将典型配方、配方设计、制备工艺融为一体的精细化学品书籍相对较少，为此，在化学工业出版社路金辉编辑的提议下，本人组织哈尔滨工业大学、北京航空航天大学、哈尔滨工程大学、哈尔滨理工大学、齐齐哈尔大学、甘肃农业大学等高校的部分教授和博士，于2003年编写出版了《新型功能材料设计与制备工艺》、《催化剂设计与制备工艺》、《新型化学建材设计与制备工艺》、《化妆品配方设计与制备工艺》、《洗涤剂配方设计、制备工艺与配方实例》、《胶黏剂合成、配方设计与配方实例》、《涂料配方设计与制备工艺》、《食品添加剂制备与应用技术》、《饲料添加剂预混料配方设计与加工工艺》一套9册的《精细化学品配方设计与制备工艺丛书》。其中多册再版，得到了广大读者的肯定。同时亦收到一些反馈意见。路金辉编辑结合反馈意见，建议我们本着科学、准确、实用和读者急需的原则重新编写本系列丛书。此与本人负责的大学化学与应用化学系列课程国家优秀教学团队之专业课程建设以及高校之“教学、科研、为社会服务”三大使命相吻合。经团队认真讨论，并与化学工业出版社路编辑沟通决定，以典型配方、制备方法、具体应用、最新进展为基本框架，围绕食品添加剂、陶瓷添加剂、电镀添加剂、水处理助剂、工业清洗剂、家用洗涤剂、印染助剂、建材助剂、涂料、化妆品、胶黏剂、功能新材料12个领域重新编写了这套精细化学品系列丛书。

本系列丛书的编写本着为教学、科研、开发、生产和为社会企业服务的原则，注重突出保证基本、考虑发展、面向未来、反映最新科研成果、突出时代特色之特点。以配方、制备工艺和具体应用为主线，适当介绍基本概念、制备方法和发展趋势，并将科学性、实用性、先进性和新颖性融为一体。内容以必须和够用为度，表述注重深入浅出、简明扼要、突出重点，便于多个层次的读者阅读、领会和掌握。为使丛书的编写能够统一思想、统一要求、统一风格，并减少不必要的重复，特成立丛书编审委员会。编审委员会由丛书总编、各分册主编、主审和主要参编者组成。

本套丛书可作为广大精细化学品研发、生产人员的重要参考书和工具书，亦可作为本科和专科院校应用化学专业和化学工程与工艺专业（精细化工方向）学生的选修课教材和教学参考书。

考虑到丛书各册的篇幅和内容的均衡性，对内容较多的精细化学品门类，只介绍了最主要的配方品种和制备工艺。在编写过程中参考了许多图书、文献和其他相关资料，均作为参考文献列于各册之后，在此谨向参考文献的作者表示衷心的感谢。另外，虽然本丛书的编写大纲和章节内容分布均由编委会讨论决定，但其具体内容还主要靠各分册主编把关，读者若有疑问，请直接与各分册主编或相应内容的作者联系。

另外，为体现先进性，书中除部分传统配方和工艺外，大多为2005年后的配方与工艺。同时为严格执行我国著作权法，总主编一再强调禁止抄袭，标明来源，并对各分册内容的科学性、合理性、准确性以及体例和文字进行了审核，但由于丛书内容较多，无法一一核实来源，故本着文责自负的原则，特别指出，若出现版权问题，均由各分册主编负责。

尽管丛书编委会对编写大纲几经讨论，力求做到内容安排合理、配方数据可靠、图表体例规范、文字表述通顺，但限于编者水平，不足之处一定难免，恳请读者原谅。

强亮生

2010年9月

第1章 水处理剂概述1

1.1 水处理剂相关概念1

1.2 水处理剂的品种1

1.2.1 絮凝剂1

1.2.2 阻垢剂7

1.2.3 缓蚀剂11

1.2.4 吸附剂18

1.2.5 杀生剂31

1.2.6 清洗剂33

1.3 水处理剂的研究现状及发展动态36

1.3.1 水处理剂分子设计及结构与性能的相关性研究37

1.3.2 新型合成水处理剂的开发状况37

1.3.3 多功能水处理剂的研究状况38

1.3.4 绿色水处理剂的研究状况39

1.3.5 几种重要水处理剂的发展动向39

参考文献48

第2章 絮凝剂51

2.1 引言51

2.2 铝盐絮凝剂51

2.2.1 硫酸铝絮凝剂52

2.2.2 结晶氯化铝及其复合絮凝剂55

2.3 铁盐絮凝剂68

2.3.1 聚合硫酸铁絮凝剂68

2.3.2 纳米聚合硫酸铁絮凝剂69

2.3.3 聚合氯化硫酸铁絮凝剂69

2.3.4 聚合硫酸铁/聚硅酸絮凝剂70

2.3.5 聚二甲基二烯丙基氯化铵/聚合硫酸铁复合絮凝剂71

2.3.6 氯化铁絮凝剂71

2.3.7 聚硅酸氯化铁絮凝剂72

2.3.8 复合型聚合氯化铁絮凝剂73

2.4 有机絮凝剂74

2.4.1 聚丙烯酰胺74

2.4.2 聚丙烯酰胺改性絮凝剂76

2.4.3 聚丙烯酰胺复合絮凝剂76

2.4.4 聚丙烯酰胺絮凝剂变性处理77

2.4.5 聚丙烯酰胺杂化絮凝剂78

2.4.6 聚二甲基二烯丙基氯化铵78

2.4.7 聚二甲基二烯丙基氯化铵与聚合硫酸铁复合絮凝剂79

2.4.8 单宁80

参考文献83

第3章 阻垢剂85

3.1 引言85

3.2 天然聚合物阻垢剂86

3.2.1 葡萄糖酸钠86

3.2.2 单宁87

3.2.3 膦羧酸改性淀粉88

3.2.4 腐殖酸钠88

3.3 无机含磷聚合物阻垢剂89

3.3.1 三聚磷酸钠89

3.3.2 六聚偏磷酸钠90

3.4 膦酸盐和膦酸酯阻垢剂91

3.4.1 膦酸盐阻垢剂91

3.4.2 膦酸酯阻垢剂94

3.4.3 膦酰基四元共聚物阻垢剂95

3.5 有机水溶性聚合物阻垢剂96

3.5.1 羧酸类均聚物阻垢剂96

3.5.2 羧酸类共聚物阻垢剂98

3.5.3 磺酸类聚合物阻垢剂102

3.6 新型绿色环保型阻垢剂105

3.6.1 聚天冬氨酸阻垢剂105

3.6.2 聚环氧琥珀酸阻垢剂109

3.6.3 改性聚环氧琥珀酸111

3.6.4 环氧琥珀酸/环氧丙醇二元共聚物111

参考文献112

第4章 缓蚀剂113

4.1 引言113

4.2 无机缓蚀剂114

4.2.1 铬酸盐114

4.2.2 亚硝酸钠115

4.2.3 硝酸钠116

4.2.4 四硼酸钠116

4.2.5 磷酸盐117

4.2.6 硅酸盐118

4.2.7 钼酸盐120

4.2.8 钨酸盐121

4.2.9 锌盐122

4.3 有机缓蚀剂123

4.3.1 膦系缓蚀阻垢剂123

4.3.2 有机胺类128

4.3.3 芳香族唑类131

4.3.4 羧酸盐类133

4.3.5 天然高分子及其改性化合物134

4.4 酸洗缓蚀剂136

4.4.1 无机化合物136

4.4.2 胺类138

4.4.3 硫脲及其衍生物140

4.4.4 吡啶及其衍生物141

4.4.5 咪唑啉类143

4.4.6 炔醇类144

4.4.7 甲醛145

4.4.8 明胶146

参考文献147

第5章 杀菌除藻剂148

5.1 引言148

5.2 氯系杀菌除藻剂149

5.2.1 液氯149

5.2.2 次氯酸盐150

5.2.3 亚氯酸钠153

5.2.4 二氧化氯154

5.3 高锰酸钾157

5.4 高铁酸钾159

5.5 过氧化物164

5.5.1 过氧化氢164

5.5.2 过氧乙酸165

参考文献165

第6章 吸附剂168

6.1 引言168

6.2 碳吸附剂168

6.2.1 活性炭168

6.2.2 改性活性炭175

6.2.3 碳分子筛178

6.2.4 碳纳米管179

6.3 天然矿物182

6.3.1 硅藻土182

6.3.2 膨润土185

6.3.3 高岭土196

6.4 沸石分子筛198

6.5 活性氧化铝199

6.6 吸附树脂200

6.7 甲壳素类吸附剂202

参考文献204

第7章 清洗剂208

7.1 引言208

7.2 酸性清洗剂208

7.2.1 无机酸209

7.2.2 有机酸213

7.3 碱性清洗剂216

7.3.1 氢氧化钠216

7.3.2 碳酸钠217

7.3.3 磷酸钠及聚合磷酸盐217

7.3.4 硅酸钠218

7.4 螯合清洗剂218

7.4.1 乙二胺四乙酸218

7.4.2 次氮基三乙酸219

7.5 聚合物清洗剂219

7.6 清洗剂助剂220

7.6.1 溴酸钾铜垢清洗剂220

7.6.2 氨中和剂220

7.6.3 二氯亚锡还原剂221

7.6.4 三氯乙烯有机脱脂剂221

7.6.5 消泡剂222

7.6.6 湿润剂223

参考文献225