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一种以岩藻多糖羧酸酯为稳定剂的碳化氮量子点阻垢剂及其制备方法
申请号	CN202410167028.8	申请日	2024-02-06	公开(公告)号	CN117800507A	公开(公告)日	2024-04-02
申请人	生态环境部南京环境科学研究所;			发明人	张可桂; 葛峰; 朱新胜; 张明珠; 张小燕; 云晶晶;
摘要	本发明公开了一种以岩藻多糖羧酸酯为稳定剂的碳化氮量子点阻垢剂及其制备方法，所述碳化氮量子点阻垢剂以氨基酸聚合物为碳源和氮源，多糖羧酸酯为稳定剂，通过热分解反应制备得到。以氨基酸聚合物为碳源和氮源，以多糖羧酸酯为稳定剂，制备具有阻垢性能和生物降解性质的碳化氮量子点，不仅可以高效抑制冷却循环水系统中硫酸钙水垢的形成，还可以在水环境中自然降解，能够替代目前使用的不符合环保要求的有机膦酸和聚丙烯酸类人工合成阻垢剂，工业化应用前景巨大。
权利要求	1.一种以岩藻多糖羧酸酯为稳定剂的碳化氮量子点阻垢剂，其特征在于：所述碳化氮量子点阻垢剂以氨基酸聚合物为碳源和氮源，多糖羧酸酯为稳定剂，通过热分解反应制备得到。 2.如权利要求1所述的碳化氮量子点阻垢剂，其特征在于：所述氨基酸聚合物为天冬氨酸通过聚合反应得到；多糖羧酸酯为天然产物多糖大分子溶于咪唑啉离子液体中与氨基酸小分子通过酯化反应得到。 3.如权利要求2所述的碳化氮量子点阻垢剂，其特征在于：所述天然产物多糖大分子包括岩藻多糖或其他水溶性多糖；氨基酸小分子包括双羧基氨基酸中的天冬氨酸、谷氨酸其中的一种；咪唑啉离子液体包括六氟磷酸咪唑啉、甲基磺酸咪唑啉、丝氨酸咪唑啉其中的一种。 4.如权利要求1所述的碳化氮量子点阻垢剂，其特征在于：所述热分解反应温度为80～ 95℃，时间为12～36h。 5.如权利要求3所述的碳化氮量子点阻垢剂，其特征在于：所述岩藻多糖与双羧基氨基酸的质量比为3:1～1:1。 6.如权利要求1～5中任一项所述的碳化氮量子点阻垢剂的制备方法，其特征在于：包括，将岩藻多糖溶解于咪唑啉离子液体中，得到第一溶液；将双羧基氨基酸加入第一溶液中，以分子筛ZSM‑5作为催化剂，在反应釜中发生酯化反应后，离心，乙醇洗涤，离心分离后冷冻干燥得到岩藻多糖羧酸酯稳定剂；将聚天冬氨酸高温煅烧，得到碳化氮量子点原料；将碳化氮量子点原料和岩藻多糖羧酸酯稳定剂溶解于碱性水溶液中，配置成质量浓度为7～14wt％的反应溶液，获得第二溶液；将氧气通入第二溶液中，搅拌加热，热分解反应后离心，提纯后冷冻干燥得到碳化氮量子点阻垢剂。 7.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于：所述将双羧基氨基酸加入第一溶液中，第一溶液中岩藻多糖的质量分数为3％～10％。 8.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于：所述将碳化氮量子点原料和岩藻多糖羧酸酯稳定剂溶解于碱性水溶液，其中，碳化氮量子点原料与岩藻多糖羧酸酯稳定剂的质量比为3:1～1:1，碱性水溶液包括氢氧化钠，碳酸钠，碳酸氢钠其中的一种，pH为7.2～8.2。 9.如权利要求1所述的碳化氮量子点阻垢剂在缓解水垢沉积中的应用。 10.如权利要求9所述的应用，其特征在于：包括，先配制氯化钙和硫酸钠的混合溶液，再加入制备的0.1～2.5mg以岩藻多糖羧酸酯为稳定剂的绿色碳化氮量子点阻垢剂配制阻 2+ 垢剂测试溶液；结束后用EDTA滴定溶液中剩余Ca 浓度，通过加入阻垢剂前后钙离子浓度变化情况计算碳化氮量子点对硫酸钙的阻垢效率，其中，阻垢剂测试溶液浓度为1～25mg/L，测试温度为30～60℃，恒温24h。
说明书全文	一种以岩藻多糖羧酸酯为稳定剂的碳化氮量子点阻垢剂及其制备方法技术领域 [0001] 本发明属于先进材料领域，具体涉及到一种以岩藻多糖羧酸酯为稳定剂的阻垢剂及其制备方法。背景技术 [0002] 为了节省水资源和节约成本，循环冷却水系统被广泛应用于各个行业，然而该系统中存在较为严重的水垢沉积问题，其主要表现于吸附在管道或者设备表面的水垢会阻碍传热、降低水流量或者阻塞膜过滤器等。研究表明加入阻垢剂能够有效缓解水垢的沉积。目前，工业上通常采用低毒有机膦酸类和聚丙烯酸类等阻垢剂，其对生态环境具有一定危害，会导致水体富营养化和微塑料污染，亟需开发绿色高效、可生物降解的阻垢剂进行替代。发明内容 [0003] 本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。 [0004] 鉴于上述和/或现有技术中存在的问题，提出了本发明。 [0005] 因此，本发明的目的是，克服现有技术中的不足，提供一种以岩藻多糖羧酸酯为稳定剂的碳化氮量子点阻垢剂。 [0006] 作为本发明所述制备方法的一种优选方案，其中：所述碳化氮量子点阻垢剂以氨基酸聚合物为碳源和氮源，多糖羧酸酯为稳定剂，通过热分解反应制备得到。 [0007] 作为本发明所述制备方法的一种优选方案，其中：所述氨基酸聚合物为天冬氨酸通过聚合反应得到；多糖羧酸酯为天然产物多糖大分子溶于咪唑啉离子液体中与氨基酸小分子通过酯化反应得到。 [0008] 作为本发明所述制备方法的一种优选方案，其中：所述天然产物多糖大分子包括岩藻多糖或其他水溶性多糖；氨基酸小分子包括双羧基氨基酸中的天冬氨酸、谷氨酸其中的一种；咪唑啉离子液体包括六氟磷酸咪唑啉、甲基磺酸咪唑啉、丝氨酸咪唑啉其中的一种。 [0009] 作为本发明所述制备方法的一种优选方案，其中：所述热分解反应温度为80～95℃，时间为12～36h。 [0010] 作为本发明所述制备方法的一种优选方案，其中：所述岩藻多糖与双羧基氨基酸的质量比为3:1～1:1。 [0011] 本发明的再一个目的是，克服现有技术中的不足，提供一种以岩藻多糖羧酸酯为稳定剂的碳化氮量子点阻垢剂的制备方法。 [0012] 作为本发明所述制备方法的一种优选方案，其中：将岩藻多糖溶解于咪唑啉离子液体中，得到第一溶液； [0013] 将双羧基氨基酸加入第一溶液中，以分子筛ZSM‑5作为催化剂，在反应釜中发生酯化反应后，离心，乙醇洗涤，离心分离后冷冻干燥得到岩藻多糖羧酸酯稳定剂； [0014] 将聚天冬氨酸高温煅烧，得到碳化氮量子点原料； [0015] 将碳化氮量子点原料和岩藻多糖羧酸酯稳定剂溶解于碱性水溶液中，配置成质量浓度为7～14wt％的反应溶液，获得第二溶液； [0016] 将氧气通入第二溶液中，搅拌加热，热分解反应后离心，提纯后冷冻干燥得到碳化氮量子点阻垢剂。 [0017] 作为本发明所述制备方法的一种优选方案，其中：所述将双羧基氨基酸加入第一溶液中，第一溶液中岩藻多糖的质量分数为3％～10％。 [0018] 作为本发明所述制备方法的一种优选方案，其中：所述将碳化氮量子点原料和岩藻多糖羧酸酯稳定剂溶解于碱性水溶液，其中，碳化氮量子点原料与岩藻多糖羧酸酯稳定剂的质量比为3:1～1:1，碱性水溶液包括氢氧化钠，碳酸钠，碳酸氢钠其中的一种，pH为7.2～8.2。 [0019] 本发明的另一个目的是，克服现有技术中的不足，提供一种以岩藻多糖羧酸酯为稳定剂的碳化氮量子点阻垢剂在缓解水垢沉积中的应用。 [0020] 作为本发明所述制备方法的一种优选方案，其中：包括，先配制氯化钙和硫酸钠的混合溶液，再加入制备的0.1～2.5mg以岩藻多糖羧酸酯为稳定剂的绿色碳化氮量子点阻垢2+ 剂配制阻垢剂测试溶液；结束后用EDTA滴定溶液中剩余Ca 浓度，通过加入阻垢剂前后钙离子浓度变化情况计算碳化氮量子点对硫酸钙的阻垢效率。 [0021] 作为本发明所述制备方法的一种优选方案，其中：所述应用中阻垢剂测试溶液浓度为1～25mg/L，测试温度为30～60℃，恒温24h。 [0022] 本发明有益效果： [0023] (1)本发明以氨基酸聚合物为碳源和氮源，以多糖羧酸酯为稳定剂，制备具有阻垢性能和生物降解性质的碳化氮量子点，不仅可以高效抑制冷却循环水系统中硫酸钙水垢的形成，还可以在水环境中自然降解，能够替代目前使用的不符合环保要求的有机膦酸和聚丙烯酸类人工合成阻垢剂，工业化应用前景巨大。 [0024] (2)本发明以绿色化合物聚天冬氨酸为原料通过热解反应获得碳源和氮源，以氨基酸改性的多糖大分子为钝化剂和稳定剂，通过简单的热分解反应制备羧基功能化的碳化氮量子点。本实施实例得到的碳化氮量子点绿色环保，具有稳定的荧光性，良好的水溶性以及高效的阻垢性能和生物降解性能。 [0025] (3)本发明拟以天然产物多糖大分子和氨基酸小分子为原料，通过简单合成方法制备碳化氮量子点绿色阻垢剂。附图说明 [0026] 为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中： [0027] 图1为本发明实施例1中羧基功能化碳化氮量子点微观形貌。 [0028] 图2为本发明实施例1中羧基功能化碳化氮量子点荧光强度。 [0029] 图3为本发明实施例1羧基功能化碳化氮量子点在水环境中降解率。 [0030] 图4为本发明实施例9碳化氮量子点在不同温度下硫酸钙阻垢率与投加浓度关系图。 [0031] 图5为本发明对比例1聚乙二醇硫量子点在不同温度下硫酸钙阻垢率与投加浓度关系图。 [0032] 图6为本发明对比例2柠檬酸碳量子点在不同温度下硫酸钙阻垢率与投加浓度关系图。 [0033] 图7为本发明实施例1加入羧基功能化碳化氮量子点前后硫酸钙垢微观形貌变化图具体实施方式 [0034] 为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书实施例对本发明的具体实施方式做详细的说明。 [0035] 在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。 [0036] 其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。 [0037] 以下实施例无特殊说明，均为市售产品。其中，岩藻多糖等聚合物分子量应控制在1000‑10000g/mol之间，购自上海阿拉丁生化科技股份有限公司；六氟磷酸咪唑啉购自山东西亚化学有限公司；甲基磺酸咪唑啉购自武汉斯麦克生物科技有限公司；丝氨酸咪唑啉购自湖北玖丰隆化工有限公司；聚天冬氨酸、天冬氨酸、谷氨酸、氯化钙、硫酸钠、EDTA等常规试剂均购自上海阿拉丁生化科技股份有限公司。 [0038] 实施例1 [0039] 本发明提供的一种以岩藻多糖羧酸酯为稳定剂的绿色碳化氮量子点阻垢剂的制备方法： [0040] (1)取3g岩藻多糖加入到80mL六氟磷酸咪唑啉中，充分搅拌溶解，然后加入1g天冬氨酸和0.5g ZSM‑5催化剂，混合搅拌均匀后转移至聚四氟乙烯反应釜，90℃酯化反应24h，离心后取沉淀物，无水乙醇洗涤，过滤后冷冻干燥得到岩藻多糖羧酸酯稳定剂。 [0041] (2)取10g聚天冬氨酸放入坩埚中，转移到马弗炉中550℃煅烧12h，得到碳化氮量子点原料。取5g碳化氮量子点原料和3g岩藻多糖羧酸酯稳定剂加入到100mLpH＝8.0的碳酸钠水溶液中，充分搅拌溶解，持续通入氧气，回流搅拌，90℃下热分解反应24h，反应后离心取下层沉淀，再用300Da透析膜提纯，冷冻干燥得到得到以岩藻多糖羧酸酯为稳定剂的绿色碳化氮量子点阻垢剂。 [0042] 由图1～3可知，图1为制备的碳化氮量子点扫描电镜图。根据上述方法制备的碳化氮量子点均匀分散，形貌规整，呈现球状微纳结构，平均直径约3‑8nm。图2为制备的碳化氮量子点溶液荧光强度图谱。由于碳化氮量子点特殊的微纳结构，其水溶液具有荧光特点。由图2可知，上述方法制备的碳化氮量子点水溶液的特征荧光波长在523nm左右，且在稀溶液中荧光强度与量子点浓度呈正比。随着碳化氮量子点浓度从0.2mg/L增加到1.2mg/L，其荧光强度不断增大。图3为碳化氮量子点生物降解率随时间关系图。配制100mL碳化氮量子点稀溶液，浓度为1mg/L，在室温下分别敞口放置10d，20d,30d,40d,50d和60d。由于碳化氮量子点良好的生物降解性，其会被微生物分解吸收并失去荧光性。由图2可知，稀溶液中碳化氮量子点浓度与荧光强度成正比。因此可通过荧光强度变化得到碳化氮量子点降解后浓度，从而计算降解率。从图3可知，碳化氮量子点在水环境中60d可降解90％，具有良好的生物降解性能。 [0043] 实施例2 [0044] 与实施例1不同之处在于步骤(1)中咪唑啉离子液体为甲基磺酸咪唑啉。 [0045] 实施例3 [0046] 与实施例1不同之处在于步骤(1)中咪唑啉离子液体为丝氨酸咪唑啉。 [0047] 实施例4 [0048] 与实施例1不同之处在于步骤(1)中双羧基氨基酸为谷氨酸，且质量为3g。 [0049] 实施例5 [0050] 与实施例1不同之处在于步骤(2)中碱性水溶液为氢氧化钠。 [0051] 实施例6 [0052] 与实施例1不同之处在于步骤(2)中碱性水溶液为碳酸氢钠。 [0053] 实施例7 [0054] 与实施例1不同之处在于步骤(2)中碳化氮量子点原料和岩藻多糖羧酸酯稳定剂质量比为3:1。 [0055] 实施例8 [0056] 与实施例1不同之处在于步骤(2)中碳化氮量子点原料和岩藻多糖羧酸酯稳定剂质量比为1:1。 [0057] 表1实施例1～8制备的稳定剂与阻垢剂产率 [0058] [0059] [0060] 实施例9 [0061] 本实施例1所提供的绿色碳化氮量子点阻垢剂的应用： [0062] (1)首先配制100mL氯化钙和硫酸钠的混合溶液(氯化钙333mg，硫酸钠385mg)，其2+ 2‑ 中Ca 浓度1200mg/L，SO4 浓度2600mg/L，pH为6.5，再加入实施例1制备的0.1mg、0.5mg、 1mg、1.5mg、2mg和2.5mg以岩藻多糖羧酸酯为稳定剂的绿色碳化氮量子点阻垢剂配制浓度 1、5、10、15、20、25mg/L的阻垢剂测试溶液。测试溶液在30、40、50、60℃时恒温24h。 [0063] (2)结束后用EDTA滴定溶液中剩余Ca2+浓度，通过加入阻垢剂前后钙离子浓度变化情况计算碳化氮量子点对硫酸钙的阻垢效率。 [0064] 其中，阻垢率的计算公式如式(1)所示： [0065] [0066] 式(1)中，C0为溶液中Ca2+初始浓度； [0067] C2和C1为未加入阻垢剂和加入阻垢剂溶液中Ca2+浓度。 [0068] 从图4可知，随着碳化氮量子点阻垢剂浓度由1mg/L增加到25mg/L，其对硫酸钙的2+ 阻垢率也不断增大，最高达98％。这是由于更多的量子点与水溶游离Ca 结合，使其不能与 2‑ SO4 反应形成硫酸钙沉淀，减少垢的生成。此外，由图4可知随着温度从30℃增加到60℃，量 2+ 2‑ 子点的阻垢效率不断降低，归因于升温加速了Ca 和SO4 的反应过程且使硫酸钙溶度积降低，水垢更容易析出。 [0069] 对比例1 [0070] 与实施例9不同之处在于步骤(1)中加入聚乙二醇硫量子点配制浓度为1、5、10、15、20、25mg/L的阻垢剂溶液。测试溶液在30、40、50、60℃时恒温24h。结束后用EDTA滴定溶 2+ 液中剩余Ca 浓度，通过加入阻垢剂前后钙离子浓度变化情况计算聚乙二醇硫量子点对硫酸钙的阻垢效率。 [0071] 从图5可知，随着聚乙二醇硫量子点阻垢剂浓度由1mg/L增加到25mg/L，其对硫酸2+ 钙的阻垢率也不断增大，最高达81％。这是由于更多的量子点与水溶游离Ca 结合，使其不 2‑ 能与SO4 反应形成硫酸钙沉淀，减少垢的生成。此外，由图4可知随着温度从30℃增加到60 2+ 2‑ ℃，量子点的阻垢效率不断降低，归因于升温加速了Ca 和SO4 的反应过程且使硫酸钙溶度积降低，水垢更容易析出。 [0072] 对比例2 [0073] 与实施例9不同之处在于步骤(1)中加入柠檬酸碳量子点配制浓度为25mg/L的阻2+ 垢剂溶液。测试溶液在30℃时恒温24h。结束后用EDTA滴定溶液中剩余Ca 浓度，通过加入阻垢剂前后钙离子浓度变化情况计算柠檬酸碳量子点对硫酸钙的阻垢效率。 [0074] 从图6可知，随着柠檬酸碳量子点阻垢剂浓度由1mg/L增加到25mg/L，其对硫酸钙2+ 的阻垢率也不断增大，最高达92％。这是由于更多的量子点与水溶游离Ca 结合，使其不能 2‑ 与SO4 反应形成硫酸钙沉淀，减少垢的生成。此外，由图4可知随着温度从30℃增加到60℃， 2+ 2‑ 量子点的阻垢效率不断降低，归因于升温加速了Ca 和SO4 的反应过程且使硫酸钙溶度积降低，水垢更容易析出。 [0075] 对比例3 [0076] 与实施例1不同之处在于步骤(1)中不添加ZSM‑5催化剂。 [0077] 对比例4 [0078] 与实施例1不同之处在于步骤(2)中碳化氮量子点原料和岩藻多糖羧酸酯稳定剂质量比为4:1。 [0079] 对比例5 [0080] 与实施例1不同之处在于步骤(1)中岩藻多糖与氨基酸的质量比为4:1。 [0081] 对比例6 [0082] 与实施例1不同之处在于步骤(1)中不添加岩藻多糖。 [0083] 对比例7 [0084] 与实施例1不同之处在于步骤(1)中不添加双羧基氨基酸。 [0085] 表2对比例3～7制备的稳定剂与阻垢剂的产率 [0086] 岩藻多糖羧酸酯稳定剂绿色碳化氮量子点阻垢剂对比例3 40％ 92％对比例4 90％ 80％对比例5 85％ 92％对比例6 9％ 92％对比例7 35％ 76％ [0087] 对比例8 [0088] 与实施例9不同之处在于步骤(1)中阻垢剂溶液为30mg/L。 [0089] 计算得到30mg/L阻垢率为89％。 [0090] 对比例9 [0091] 与实施例9不同之处在于步骤(1)中测试溶液温度为20℃。 [0092] 计算得到1、5、10、15、20、25mg/L阻垢率分别为32％、41％、54％、63％、78％和82％。 [0093] 对比例10 [0094] 与实施例9不同之处在于步骤(1)中测试溶液温度为70℃。 [0095] 计算得到1、5、10、15、20、25mg/L阻垢率分别为16％、22％、27％、29％、32％和33％。 [0096] 对比例11 [0097] 与实施例1不同之处在于步骤(2)中不添加碳化氮量子点原料。 [0098] 图7为不加入阻垢剂(a)和加入阻垢剂(b)条件下硫酸钙垢微观形貌。由图(a)可知，正常情况下硫酸钙垢呈现规则的立方体结构，晶体致密光滑，结构稳定。加入阻垢剂后，由图(b)可知，硫酸钙晶体结构发生明显变化，形貌不一，表面粗糙不平，结构疏松不稳定。这是由于碳化钙量子点吸附在硫酸钙晶体表面，与钙离子结合后沉积，影响了硫酸钙晶体的正常生长，致使其晶格畸变，晶体难以长大析出形成水垢。 [0099] 对比例12 [0100] CN 101792504 B改性聚天冬氨酸阻垢剂的制备及其应用方法 [0101] (1)往容器内加入29‑30g马来酸酐和55‑65mL去离子水搅拌，升温至80‑90℃后滴加质量分数为25％的氨水45mL，氨水滴加完毕后得到无色溶液，在75‑85℃下，搅拌2小时，使悬浮物完全溶解，得到澄清均相溶液； [0102] (2)将步骤(1)制得的均相溶液在90℃下减压蒸馏，得到白色晶体和少量粘稠液体的混合物，往混合物中加40‑45mL去离子水后再次加热至晶体溶解为液体，将该液体在冰浴中冷却，经冷却有晶体析出，抽滤得到白色片状晶体马来酰亚胺； [0103] (3)将步骤(2)制得的白色片状晶体马来酰亚胺加20‑30ml去离子水溶解，放在甲基硅油油浴发生缩合反应得到棕色固体，即为聚琥珀酰亚胺；B.改性聚天冬氨酸的制备将步骤③制得的聚琥珀酰亚胺质量的1/2装入三口瓶中，按照1g/5mL体积加入N，N二甲基甲酰胺溶剂，在溶剂中加入1g硫脲，常温下用磁力搅拌器搅拌1.5小时，得到血红色透明溶液，在血红色透明溶液中加入3mol/L的氢氧化钠溶液，在50℃的恒温水浴中水解1小时，最后将溶液滴入已加入3‑4倍体积的乙醇的烧杯中，并在磁力搅拌的情况下使之沉淀，得红棕色粘稠状物，倒去上层清液，在红外干燥灯下干燥，最终得到淡黄色终产物改性聚天冬氨酸阻垢剂，研细密闭保存备用。 [0104] 对比例13 [0105] CN201010108127.7一种用于阻垢剂的聚天冬氨酸合成物 [0106] 顺丁烯二酸酐(马来酸酐)、含氨类物质和水1∶1～1.5∶1.2～2.0的质量比，在常压以及50℃‑80℃温度下，经过1‑2小时反应，合成马来酸铵马来酸铵在160℃‑200℃温度下，常压聚合反应生成聚琥珀酰亚胺；聚琥珀酰亚胺在pH10～12，以及25℃‑50℃温度下水解生成聚天冬氨酸盐。 [0107] 对比例12与13直接以聚天冬氨酸作为阻垢剂的活性成分，而本方案中双羧基氨基酸天冬氨酸是多糖羧基化功能分子，聚天冬氨酸作为量子点的碳源和氮源，不是直接作为阻垢剂使用；且本发明利用多糖做硫量子点、碳量子点较多，较少做碳化氮量子点。制备的碳化氮量子点是以多糖大分子作为稳定剂，其是一种纳米级的功能材料，与聚天冬氨酸等传统阻垢剂是完全不同的物质。 [0108] 根据本方案制备的碳化氮量子点呈现规则球状微纳结构，平均直径约3‑8nm，其稀溶液的特征荧光波长在523nm左右，且荧光强度与量子点浓度呈正比。碳化氮量子点在水环境中60d最多可降解90％，具有良好的生物降解性能。根据静态阻垢测试结果可知，30℃下，碳化氮量子点浓度为25mg/L时，对硫酸钙的阻垢率高达98％，远大于聚乙二醇硫量子点阻垢剂和柠檬酸碳量子点阻垢剂。综上，本方案制备的绿色碳化氮量子点以天然产物为原料，合成过程清洁环保，其具有稳定的荧光性和生物降解性能，在较宽温度范围内对硫酸钙有高效的阻垢性能。 [0109] 应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的范围当中。