1. 研究目的与意义（文献综述包含参考文献）
{title}随着世界人口的增加和工业的快速发展，为减少水资源的消耗，人们往往用循环水作为冷却介质，工业冷却水的用量往往可以占用总用水量的80%以上1。
冷却水在使用时不断循环和浓缩的过程中，水中的矿物质也会不断富集，从而引起无机盐的结垢问题，2垢的危害不仅仅在于会降低传热效率，还会对管道进行腐蚀，影响设备使用性能及寿命。
因此，选择合适的阻垢剂来防止结垢则成为了首选3。
当前主流的阻垢剂分为六种，分别为：天然聚合物阻垢剂、含磷类聚合物阻垢剂、聚羧酸类阻垢分散剂、RO阻垢剂、专用阻垢剂、浓缩阻垢剂。
但目前主流使用的阻垢剂仍然是含膦类聚合物阻垢剂。
4,5阻垢剂在循环系统中的浓度往往会因为水的蒸发、试剂附着在管道表面，以及循环水进行周期性排放而有所变化6。
此外，有机膦类阻垢剂一直以来都是水处理药剂的核心组分，可以通过检测磷含量来进行实现对阻垢剂有效含量的实时检测，但磷易使水体富营养化，引起藻类及其他浮游生物迅速繁殖，进而造成一系列的环境问题7。
对无磷的阻垢剂的有效含量监测问题则出现了困扰，可以考虑利用荧光特性来对阻垢剂的有效含量进行监测。
因此可以尝试从荧光发光单体苝酰亚胺为出发点，向外发散扩散聚合，得到可以通过荧光检测确定浓度的阻垢剂，进而实现在线自动化添加阻垢剂8。
阻垢剂的荧光性质采取苝酰亚胺作为荧光单体，因为苝酰亚胺衍生物数量庞大，而且都含有苝中心环结构。
9苝中心环结构是具有大的π-π共轭电子结构和刚性平面结构，具有最低的单线电子激发态10，因此可以发射比较强的荧光。
尽管苝酰亚胺具有良好的平面结构，分子间大π键的相互作用增大了晶格能，但这也导致部分苝酰亚胺类化合物的溶解性很差。
但可以利用苝酰亚胺良好的修饰性，对苝酰亚胺的基团进行修饰来改善其溶解性，以提高其水溶性，进而提高阻垢性能。
11,12。
阻垢剂的阻垢机理无机垢的形成过程可分为下面 3 个步骤：形成过饱和溶液；生成晶核；晶核成长，形成晶体。
这3个步骤只要其中任意一个过程被破坏就会减慢或抑制结垢的进程。
阻垢剂的功能就是破坏这些过程，阻断晶体的形成和发育，从而防止结垢的发生。
13 阻垢机理主要分为以下三种：(1)螯合增溶作用14:阻垢剂在水中一般会电离成负分子链，和 Ca2 、Mg2 这些垢的阳离子发送络合反应形成水溶性螯合物，与此同时，水中的Ca2 、Mg2 浓度下降，起到阻垢作用。
(2) 晶格畸变作用7,14在结垢晶体生长过程中，是严格按照顺序排列的，正负电荷相遇碰撞结合，并且按一定方向生长。
阻垢剂分散在水中，垢晶体生长的一定位置会被阻垢剂占据，从而破坏了晶格生成，从而起到阻垢作用。
(3) 分散作用14,15对于聚羧酸盐类聚合物阻垢剂,在水溶液中解离生成的阴离子在与CaCO3微晶碰撞,可以产生离子间斥力或者空间阻碍作用，阻止微晶的相互碰撞从而形成大的晶体，使得CaCO3能够稳定存在于水溶液中。
荧光阻垢剂的合成方法为解决苝酰亚胺的水溶性不好16的问题，可以尝试在化合物的酰胺位置引入树枝状的多肽结构来提升水溶性17,18，并且引入的羧基可以与无机盐的阳离子形成络合物，可以提升其阻垢性。
为此可以尝试合成以下三种不同的化合物19（图表 1三种不同的阻垢剂） 图表 1三种不同的阻垢剂初步尝试合成路线如下20： 图表 2化合物1、2的合成路线 图表 3化合物3的合成路线 阻垢剂的性能分析评定阻垢剂的阻垢性能的测试依据中国国家标准(GB/T 16632-2008)，通过静态阻垢法模拟工业循环水中FPASP对阻CaCO_3的性能测试21。
5． CaCO_3、CaSO_4的阻垢性能分析22模拟工业水样的配制： 以CaCl_2、CaSO_4和NaHCO_3固体制备实验水，ρ（Ca^(2 )）= 240mg/L、ρ（HCO_3^-）= 732mg/L（以 CaCO_3计）的水样123，ρ（Ca^(2 )）= 7100mg/L、ρ（SO_4^(2-)）= 6800mg/L 的水样224（以CaSO_4计）；采用EDTA-2Na为标定液体：，采用钙-羧酸作指示剂，滴定终点颜色由荧光绿变为粉色。
应用与展望当前，荧光技术已广泛应用于饮用水水源监测、湖泊富营养化成因分析及废水生物处理性能评价等方面。
而荧光阻垢剂的优势25，不仅仅在于具有良好的阻垢性，更加在于可以利用其自身的荧光实施在线监测。
该方法不仅可以直接测量，还具有高灵敏度、低检测限和良好选择性的优点。
荧光阻垢剂能够实现的监测其含量变化，除了有效阻垢，还能够避免阻垢剂过量带来的环境问题3。
参考文献1 任大军, 庄梦娟, 张淑琴 tryptophan grafted copolymer and its scale‐inhibition performance. Journal of Applied Polymer Science 132 (2015).24 Chen, J., Xu, L., Han, J., Su, M. 核-壳结构的材料，实现了一代、二代、三代三种荧光树状大分子阻垢剂。
使用滴定分析来探究阻垢剂对CaCO_3 、CaSO_4的阻垢性能,从而找出最佳阻垢剂的结构。
3.测阻垢剂的荧光，实现在线检测阻垢剂浓度。
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