聚天冬氨酸修饰硫量子点：兼具高效阻垢、抗菌与荧光示踪功能的水处理新材料

为解决工业高温水系统中矿物结垢和微生物污染难题，南京工业大学团队通过聚天冬氨酸(PASP)修饰硫量子点(SQDs)，成功开发出多功能水处理剂PASP-SQDs。该材料对CaCO3和CaSO4的阻垢率分别达90%和98%，抗菌效率超99%，兼具荧光示踪功能，为智能水处理提供新策略。

　　

在高温工业水系统中，矿物结垢和微生物污染如同"隐形杀手"，每年造成巨额经济损失。其中碳酸钙(CaCO₃)因其致密的晶体结构和强粘附性成为最难处理的"顽固污垢"，而传统磷系阻垢剂又面临环保限制。面对这一困境，南京工业大学的研究团队独辟蹊径，将生物可降解的聚天冬氨酸(PASP)与新兴的硫量子点(SQDs)结合，创造出集三重功能于一身的"纳米卫士"PASP-SQDs，相关成果发表在《Desalination》上。

研究采用X射线光电子能谱(XPS)、高分辨透射电镜(HRTEM)等技术表征材料特性，通过静态阻垢实验评估性能，结合X射线衍射(XRD)、分子动力学模拟等手段揭示作用机制。结果显示，这种直径仅3-4纳米的球形颗粒表面富含活性位点，其阻垢性能远超单独PASP：25 mg/L剂量下对CaCO₃阻垢率达90%，0.6 mg/L即可抑制98%的CaSO₄沉积，180 mg/L时抗菌效率>99%。更巧妙的是，其荧光特性实现了药剂投加的精准监控。

【Main reagents】部分显示实验选用国产试剂，包括山东优索化工的PASP和上海凌峰化学的升华硫粉。【Characterization of the PASP-SQDs】通过TEM证实材料呈单分散球形，HRTEM观察到0.20 nm晶格条纹，Zeta电位测试揭示表面电荷特性。【Conclusion】指出PASP-SQDs通过SQDs的高表面活性与PASP的螯合分散能力协同增效，分子模拟证实其可强力阻断钙离子结晶路径。

这项研究的意义在于：首次实现阻垢-抗菌-监测三功能一体化，突破传统药剂对CaCO₃抑制效率低的瓶颈；提出的"荧光示踪"概念推动水处理向智能化发展；全环保材料设计响应绿色化学理念。正如通讯作者Yan Zhang团队强调的，该工作为开发下一代多功能水处理剂奠定了理论和实践基础，尤其适用于电力、石化等高温工业系统的水质管理。