專利名稱：一種無(wú)機(jī)-改性殼聚糖復(fù)合型高分子絮凝劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種無(wú)機(jī)-改性殼聚糖復(fù)合型高分子絮凝劑，屬于水處理絮凝技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
國(guó)內(nèi)常用的水處理絮凝劑主要分為無(wú)機(jī)絮凝劑和有機(jī)絮凝劑兩大類。無(wú)機(jī)絮凝劑主要是聚合氯化鋁、聚合氯化鐵為主的絮凝劑，其原理是，通過(guò)混凝固體的碰撞，使其水解產(chǎn)物附聚、架橋絮凝形成可沉降的或可過(guò)濾的絮凝物，以達(dá)到凈化水質(zhì)的目的。但含鐵絮凝劑將鐵離子帶入系統(tǒng)，容易造成設(shè)備的腐蝕，而且處理后水中帶有微量鐵離子，具有一定的色度。含鋁絮凝劑處理相對(duì)要比鐵型絮凝劑處理效果略好，但鋁離子在水中的高殘留會(huì)導(dǎo)致二次污染，尤其是進(jìn)入人體可誘發(fā)老年癡呆，鋁性骨病、貧血癥等。因此無(wú)機(jī)絮凝劑固有缺點(diǎn)將其限制在有限的范圍內(nèi)。為了彌補(bǔ)無(wú)機(jī)絮凝劑的缺陷，有機(jī)高分子絮凝劑被廣泛地應(yīng)用和研究。有機(jī)絮凝劑是指能產(chǎn)生絮凝作用的天然的或人工合成的有機(jī)分子物質(zhì)，其主要為水溶性線型高分子物質(zhì)，比如蛋白質(zhì)或多糖類化合物等，在水中大部分可電離，形成高分子電解質(zhì)。但是，在實(shí)際使用中，有機(jī)絮凝劑存在速溶性差，廢渣含水率高，有一定的殘存毒性，容易受到水中共存離子、PH值及溫度的影響，而且價(jià)格較貴等問(wèn)題。殼聚糖均為天然高分子材料，其具有來(lái)源廣泛，價(jià)格低廉，并且產(chǎn)物完全可被生物降解的特點(diǎn)，可在自然界中形成良性循環(huán)。而殼聚糖存在室溫下溶解度較低、絮凝性能差等不足，所以我們通常都要對(duì)二者進(jìn)行改性后使用。隨著我國(guó)環(huán)境壓力日益巨大，國(guó)家對(duì)工業(yè)污水的排放制定了越來(lái)越嚴(yán)的排放標(biāo)準(zhǔn)，因而急需開(kāi)發(fā)一種具有簡(jiǎn)單易行、見(jiàn)效速度快、成本低等特點(diǎn)的環(huán)境友好絮凝劑。

發(fā)明內(nèi)容
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本發(fā)明的目的在于針對(duì)已有技術(shù)存在的缺陷，提供一種由具有高效、價(jià)廉、環(huán)境友好的無(wú)機(jī)-改性殼聚糖復(fù)合型高分子絮凝劑。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:該無(wú)機(jī)-改性殼聚糖復(fù)合型高分子絮凝劑是殼聚糖、聚丙烯酰胺以及聚合氯化鐵和聚合氯化鋁為原料，以甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨、馬來(lái)酸和硝酸鈰銨為引發(fā)劑，在弱酸性條件下，通過(guò)接枝共聚反應(yīng)合成改性殼聚糖并與聚合氯化鋁及聚合氯化鋁共混成為無(wú)機(jī)-改性高分子絮凝劑。1.一種無(wú)機(jī)-改性殼聚糖復(fù)合型高分子絮凝劑，其特征在于:所述有機(jī)復(fù)合型高分子絮凝劑為淺黃色粘稠狀液體，在20°C時(shí)密度為1.10 1.30g/ml, pH值為5 6 ;無(wú)機(jī)有機(jī)復(fù)合型高分子絮凝劑的原料重量配比如下:改性殼聚糖:I份 2份聚丙烯酰胺:I份 2份聚合氯化鋁:0.2份 0.5份
聚合氯化鐵:0.2份 0.5份引發(fā)劑:0.01份 0.02份調(diào)節(jié)劑:0.02 0.05份水:100份所述殼聚糖為化學(xué)改性脫乙?；鶜ざ嗵牵鋚H值為3 5(水中濃度1% )，脫乙酰度> 85% ；所述聚丙烯酰胺，可以為陽(yáng)離子型聚丙烯酰胺、陰離子型聚丙烯酰胺以及兩性型聚丙烯酰胺，平均分子量為200萬(wàn) 1000萬(wàn)；所述調(diào)節(jié)劑為1%稀鹽酸；在50°C 60°C條件下，向反應(yīng)器中按照質(zhì)量份數(shù)依次添加殼聚糖、聚丙烯酰胺、引發(fā)劑和水，滴加調(diào)節(jié)劑調(diào)節(jié)pH值至5，反應(yīng)2 3小時(shí)，在攪拌條件下，向體系中加入聚合氯化鋁和聚合氯化鐵，充分混合，得到無(wú)機(jī)-改性殼聚糖復(fù)合型高分子絮凝劑。2.項(xiàng)I所述，一種無(wú)機(jī)-改性殼聚糖復(fù)合型高分子絮凝劑的制備方法，其特征在于:所述制備方法的步驟如下:在50°C 60°C條件下，向反應(yīng)器中按照質(zhì)量份數(shù)依次添加殼聚糖、聚丙烯酰胺、硝酸鈰銨、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨、馬來(lái)酸和水，滴加調(diào)節(jié)劑調(diào)節(jié)PH值至5，發(fā)生接枝共聚反應(yīng)2 3小時(shí)，在攪拌條件下，向體系中加入聚合氯化鋁和聚合氯化鐵，充分混合，得到無(wú)機(jī)-改性殼聚糖復(fù)合型高分子絮凝劑。3.項(xiàng)I所述，一種無(wú)機(jī)-改性殼聚糖復(fù)合型高分子絮凝劑的制備方法，其特征在于:殼聚糖為化學(xué)改性脫乙酰基殼多糖，其PH值為3 5(水中濃度1% )，脫乙酰度>85% ； 4.項(xiàng)I所述，一種無(wú)機(jī)-改性殼聚糖復(fù)合型高分子絮凝劑的制備方法，其特征在于:聚丙烯酰胺可以為陽(yáng)離子型聚丙烯酰胺、陰離子型聚丙烯酰胺以及兩性型聚丙烯酰胺，平均分子量為200萬(wàn) 1000萬(wàn)；5.項(xiàng)I所述，一種無(wú)機(jī)-改性殼聚糖復(fù)合型高分子絮凝劑的制備方法，其特征在于:引發(fā)劑為按照質(zhì)量份數(shù)2份硝酸鈰銨、I份過(guò)硫酸銨、I份亞硫酸氫鈉配制而成；6.項(xiàng)I所述，一種無(wú)機(jī)-改性殼聚糖復(fù)合型高分子絮凝劑的制備方法，其特征在于:所述應(yīng)用是所述的絮凝劑應(yīng)用在處理印染廢水、色度高、含有活性基團(tuán)的有機(jī)廢水中；7.項(xiàng)6所述，一種無(wú)機(jī)-改性殼聚糖復(fù)合型高分子絮凝劑的制備方法，其特征在于:所述應(yīng)用中，所述絮凝劑的加入量占整個(gè)處理體系的0.2% 0.5%。針對(duì)不同的使用環(huán)境，選用不同的改性聚丙烯酰胺與殼聚糖改性，并配合不同濃度的無(wú)機(jī)高分子絮凝劑。由于改性后殼聚糖分子鏈上具有大量的羥基和伯氨基，所以改性殼聚糖可以通過(guò)正負(fù)電荷吸引形成聚電解質(zhì)。并且，經(jīng)過(guò)改性后的殼聚糖共聚物具有分子量分布廣，活性基團(tuán)多，結(jié)構(gòu)多樣等特點(diǎn)。而且殼聚糖具有來(lái)源豐富，價(jià)格低廉的特點(diǎn)，最重要的是兩種主要的原料均來(lái)自于天然，安全無(wú)毒。并可以完全生物降解，具有優(yōu)良的環(huán)境友好性。改性殼聚糖共聚物絮凝劑正是符合高效、無(wú)毒、環(huán)保、適用性強(qiáng)等要求，適合復(fù)雜的工業(yè)廢水脫色和沉降。并且，該共聚絮凝劑具有優(yōu)良的環(huán)境友好性，大部分可被生物降解，造成二次污染少，提高了了無(wú)機(jī)絮凝劑的使用效率。經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)，改性無(wú)機(jī)-改性殼聚糖復(fù)合型高分子絮凝劑使普通印染廢水脫色率和除濁率達(dá)到99%以上。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明本實(shí)施例所指“改性殼聚糖”是指脫乙?；瘹ぞ厶?，和聚丙烯酰胺通過(guò)接枝共聚反應(yīng)進(jìn)行改性后，與少量聚合氯化鋁和聚合氯化鐵共混制備而成。實(shí)施例一，以通過(guò)與丙烯酰胺:殼聚糖質(zhì)量比為2: 1，在50°C下，反應(yīng)3h，引發(fā)劑引用量占固體總質(zhì)量的0.02份，制備生成原液。使用時(shí)，將原液稀釋10倍，與同等濃度的常規(guī)絮凝劑對(duì)比，對(duì)IL染料含量為100mg/L的常規(guī)紡織印染廢水脫色達(dá)到90%色度去除度所投加質(zhì)量的情況見(jiàn)表I。
權(quán)利要求
1.一種無(wú)機(jī)-改性殼聚糖復(fù)合型高分子絮凝劑，其特征在于:所述有機(jī)復(fù)合型高分子絮凝劑為淺黃色粘稠狀液體，在20°C時(shí)密度為1.10 1.30g/ml, pH值為5 6 ; 無(wú)機(jī)有機(jī)復(fù)合型高分子絮凝劑的原料重量配比如下: 改性殼聚糖:1份 2份 聚丙烯酰胺:I份 2份 聚合氯化鋁:0.2份 0.5份 聚合氯化鐵:0.2份 0.5份 引發(fā)劑:0.01份 0.02份 調(diào)節(jié)劑:0.02 0.05份 水:100份 所述殼聚糖為化學(xué)改性脫乙?；鶜ざ嗵牵銹H值為3 5(水中濃度1% )，脫乙酰度> 85% ； 所述聚丙烯酰胺，可以為陽(yáng)離子型聚丙烯酰胺、陰離子型聚丙烯酰胺以及兩性型聚丙烯酰胺，平均分子量為200萬(wàn) 1000萬(wàn)； 所述調(diào)節(jié)劑為I%稀鹽酸； 在50°C 60°C條件下，向反應(yīng)器中按照質(zhì)量份數(shù)依次添加殼聚糖、聚丙烯酰胺、引發(fā)劑和水，滴加調(diào)節(jié)劑調(diào)節(jié)pH值至5，反應(yīng)2 3小時(shí)，在攪拌條件下，向體系中加入聚合氯化鋁和聚合氯化鐵，充分混合，得到無(wú)機(jī)-改性殼聚糖復(fù)合型高分子絮凝劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述，一種無(wú)機(jī)-改性殼聚糖復(fù)合型高分子絮凝劑的制備方法，其特征在于:所述制備方法的步驟如下:在50°C 60°C條件下，向反應(yīng)器中按照質(zhì)量份數(shù)依次添加殼聚糖、聚丙烯酰胺、硝酸鈰、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨、馬來(lái)酸和水，滴加調(diào)節(jié)劑調(diào)節(jié)PH值至5，發(fā)生接枝共聚反應(yīng)2 3小時(shí)，在攪拌條件下，向體系中加入聚合氯化鋁和聚合氯化鐵，充分混合， 得到無(wú)機(jī)-改性殼聚糖復(fù)合型高分子絮凝劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述，一種無(wú)機(jī)-改性殼聚糖復(fù)合型高分子絮凝劑的制備方法，其特征在于:殼聚糖為化學(xué)改性脫乙?；鶜ざ嗵?，其PH值為3 5(水中濃度1% )，脫乙酰度>85%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述，一種無(wú)機(jī)-改性殼聚糖復(fù)合型高分子絮凝劑的制備方法，其特征在于:聚丙烯酰胺可以為陽(yáng)離子型聚丙烯酰胺、陰離子型聚丙烯酰胺以及兩性型聚丙烯酰胺，平均分子量為200萬(wàn) 1000萬(wàn)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述，一種無(wú)機(jī)-改性殼聚糖復(fù)合型高分子絮凝劑的制備方法，其特征在于:引發(fā)劑為按照質(zhì)量份數(shù)2份硝酸鈰銨、I份過(guò)硫酸銨、I份亞硫酸氫鈉配制而成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述，一種無(wú)機(jī)-改性殼聚糖復(fù)合型高分子絮凝劑的制備方法，其特征在于:所述應(yīng)用是所述的絮凝劑應(yīng)用在處理印染廢水、色度高、含有活性基團(tuán)的有機(jī)廢水中。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述，一種無(wú)機(jī)-改性殼聚糖復(fù)合型高分子絮凝劑的制備方法，其特征在于:所述應(yīng)用中，所述絮凝劑的加入量占整個(gè)處理體系的0.2% 0.5%。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種無(wú)機(jī)-改性殼聚糖復(fù)合型高分子絮凝劑。一種無(wú)機(jī)-改性殼聚糖復(fù)合型高分子絮凝劑，其特征在于，它是以與聚丙烯酰胺改性的殼聚糖為原料，以甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨、馬來(lái)酸、硝酸鈰銨為引發(fā)劑，在弱酸性條件下，合成改性殼聚糖共聚物，并與聚合氯化鐵和聚合氯化鋁共混制成復(fù)合型高分子絮凝劑。在上述步驟中，改性淀粉與殼聚糖質(zhì)量比為(1-2)∶1，反應(yīng)溫度為50℃～60℃，反應(yīng)時(shí)間為2-3h，引發(fā)劑用量占體系總質(zhì)量的0.02份。采用上述方法制備的無(wú)機(jī)-改性殼聚糖復(fù)合型高分子絮凝劑具有高效、價(jià)廉、環(huán)境二次污染小的特點(diǎn)，針對(duì)不同的污水，與常規(guī)絮凝劑相比，在較少的使用量下，能使廢水脫色率、除濁率達(dá)到99％以上。
文檔編號(hào)C08F222/02GK103121742SQ201210454119
公開(kāi)日2013年5月29日 申請(qǐng)日期2012年11月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月12日
發(fā)明者張廣成 申請(qǐng)人:武漢斯隆電氣有限公司