淡水资源作为生产生活的必需品,被使用于各行各业之中。在运输水的管线中经常会出现结垢问题。而结垢主要是由于水中的成垢离子过饱和所引起的沉淀,而且水垢会不断的在原有基础上沉积,使垢层越来越厚,减小管道截面,使泵的负荷增大。严重时会导致管线的垢下腐蚀,引起管线泄漏,浪费水资源,让生活以及工业生产上出现安全隐患。同时水垢产生后,处理成本十分昂贵。目前较为普遍且经济的阻垢方法就是向水中添加阻垢剂。然而,许多磷基阻垢剂会作为营养物质参与富营养化过程。由于这一环境问题,绿色阻垢剂的开发成为目前的研究热点。本文以绿色化学为指导思想,通过高温热解聚合柠檬酸合成了表面富含羧基的碳量子点（CACQDs）。参考国标GB/T16632-2008和SY/T5673-93对合成的CACQDs阻垢剂进行阻垢率测试,并通过阻垢率来优化合成条件。透射电子显微镜（TEM）表征表明合成的CACQDs为粒径在3-5nm之间的球形结构。傅里叶红外光谱（FTIR）表征结果确定了碳量子点的表面含有羧基官能团。通过紫外吸收光谱（UV-Vis）确定了其分子结构中含有不相共轭双键。使用荧光分光光度计确定了阻垢剂浓度与荧光强度成正相关。在不同水体条件下对CACQDs阻碳酸钙和硫酸钙的阻垢率进行评价。同时对比了聚天冬氨酸和CACQDs在长时间高温水体中的阻垢效果。最后使用扫描电子显微镜（SEM）和X射线衍射（XRD）研究碳酸钙垢和硫酸钙垢的晶格与形貌,探讨CACQDs碳量子点的阻垢机理。实验结果表明,CACQDs在75 mg/L的投加量下对碳酸钙的阻垢率为96%,在50mg/L投加量下阻硫酸钙垢的阻垢率为95%。CACQDs在长时间维持高温的水体中的阻垢效果要优于聚天冬氨酸。CACQDs对碳酸钙垢形成的抑制过程主要为螯合和分散作用,对于硫酸钙垢形成的抑制过程螯合、分散和晶格畸变作用。为了提高CACQDs的阻垢性能,以L-天冬氨酸与无水柠檬酸为合成原料,采用一锅热熔缩聚法合成了L-CACQDs碳量子点阻垢剂。通过测定不同合成时间、合成温度和原料配比L-CACQDs的阻垢率来优化合成条件。TEM表明L-CACQDs为粒径在3-4nm之间。FTIR表征手段确定碳量子点的表面含有大量的羧基,结构中含有酰胺基和酯基。通过紫外吸收光谱确定了其分子结构中含有不相共轭双键。使用荧光分光光度计确定了阻垢剂浓度与荧光强度成正相关。对不同水体条件下L-CACQDs阻碳酸钙和硫酸钙的阻垢率进行评价。同时对比了聚天冬氨酸和L-CACQDs在长时间高温水体中的阻垢效果。最后使用SEM和XRD研究碳酸钙垢和硫酸钙垢的晶格和形貌,探讨了L-CACQDs的阻垢机理。实验结果表明,改性后的L-CACQDs阻垢效果优于CACQDs,L-CACQDs在20 mg/L的投加量下对碳酸钙的阻垢率为98%,在3 mg/L投加量下阻硫酸钙垢的阻垢率为99%。L-CACQDs在长时间维持高温的水体中的阻垢效果要优于聚天冬氨酸。与CACQDs类似,L-CACQDs对碳酸钙垢形成的抑制过程依然为螯合和分散作用,对于硫酸钙垢形成的抑制过程为螯合、分散和晶格畸变作用。