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淀粉基阻垢剂的制备及阻垢性能与阻垢机理研究的任务书
任务书
一、研究背景和意义
随着现代工业化和城市化进程的加速推进，水中碳酸钙、石灰、氯化物、铁锈、污泥等各种无机或有机物质在水处理中难以彻底去除，这些物质长期聚集在管道、设备、器具、容器、储水塔等地方形成的水垢，会给生产和生活带来很大的问题，比如：堵塞水管，降低供水、供热、冷却的效率和设备的使用寿命，加大能源和水资源的消耗，增加维修和更换的成本。同时，水垢本身具有一个比较好的热导性能，影响传热和传质效果，减少传热面积，导致制冷、加热效果降低。因此，开发高效、环保、低成本的阻垢剂具有重要的研究意义和现实意义。
淀粉作为一种天然、无毒、环保、可再生的原料，是制备阻垢剂的理想选择。目前，研究表明，淀粉基阻垢剂具有较好的阻垢效果，不仅可以抑制水垢的形成和聚集，还可以防止水垢的再结晶和再生长，而且具有一定的分散性能，促进水中沉淀物的分散和沉淀速度的加快。因此，深入研究淀粉基阻垢剂的制备、阻垢性能和阻垢机理，对于提高水处理的效率和降低生产成本具有积极的作用和重要的价值。
二、研究内容
本课题拟研究淀粉基阻垢剂的制备及阻垢性能与阻垢机理，主要包括以下内容：
1.淀粉基阻垢剂的制备方法及工艺流程的确定：在掌握淀粉的基本特性和化学结构的基础上，确定合适的淀粉基阻垢剂制备方法和工艺流程，包括淀粉的水解、醚化、纤维素渗透和后处理等。优化制备条件，提高制备效率，降低制备成本，确保制备的淀粉基阻垢剂质量稳定。
2.淀粉基阻垢剂的阻垢性能评价：采用实验室人工制水垢和实际水垢体系，考察淀粉基阻垢剂对水垢的阻垢效果和阻垢时效性的影响，分析淀粉基阻垢剂的阻垢机理，探讨阻垢剂的配方和添加量对阻垢效果的影响，确定最佳阻垢剂的配方和添加量。通过SEM、XRD、FTIR、TG等表征手段，深入、全面地研究淀粉基阻垢剂与水垢的相互作用机理，为阻垢剂的拓展和应用提供理论依据。
3.淀粉基阻垢剂的应用效果验证：通过现场实验和示范项目的验证，评价淀粉基阻垢剂在实际工业生产中的阻垢效果和经济效益。同时，为阻垢剂的商业化和推广应用提供技术支持。
三、研究方法
1.实验室手段：包括化学试验、制备技术实验、表征分析技术、碳酸钙结晶实验、界面测量等。
2.现场实验和示范项目：搜集和建立实际水垢体系和工业生产装置模拟实验，通过对现场水垢阻垢效果的评价，可以更真实、详尽地了解阻垢剂的性能和机制，根据实际工业生产，调整阻垢剂的配方和添加量，以便更好地适应实际的情况。
3.文献调研：对于淀粉及淀粉基材料，阻垢剂的研究成果及应用情况，进行系统的文献调查、分析、综述，为研究工作提供前置知识。
四、研究预期成果
1.确定淀粉基阻垢剂的制备方法和工艺流程，生产出优质、环保、高效、低成本的淀粉基阻垢剂。
2.获得淀粉基阻垢剂的阻垢性能评价数据，并深入了解淀粉基阻垢剂的阻垢机理。
3.在实际应用中，验证淀粉基阻垢剂的阻垢效果和经济效益，有力地推动阻垢剂的拓展和推广。
五、研究方案
本课题拟分为以下几个阶段进行：
第一阶段（2个月）：开展淀粉基阻垢剂的文献调研，确立研究思路，明确研究方法和内容。
第二阶段（6个月）：确定淀粉基阻垢剂的制备方法和工艺流程，进行基础性试验，初步评价阻垢剂的性能和机理。
第三阶段（12个月）：深入研究阻垢剂与水垢的相互作用机理，考察阻垢剂的配方和添加量对阻垢效果的影响及其机理，确定最佳阻垢剂的配方和添加量。
第四阶段（6个月）：对最佳阻垢剂在实际工业水垢体系中进行应用效果验证，评价阻垢效果和经济效益，总结研究成果并撰写论文。
六、研究保障和工作标准
1.研究保障：研究将在实验室和场地条件下进行，需要充足的实验室设备、材料和场地资源保障；同时，研究各个阶段须安排适当的经费预算，确保研究工作顺利开展。
2.工作标准：研究工作应按照标准化、规范化、严谨化的方法进行，始终坚持安全第一、环保优先和可持续发展的原则。在研究过程中，要及时总结研究成果，及时发布研究情况和进展，提出建设性意见和建议，以便更好地推动阻垢剂的研究和应用。