表面活性剂专家
咨询热线:13962920886
污水处理用聚电解质絮凝剂的合成新进展
摘自:日期:2020-03-25 09:44

1  前言

随着工业的发展,水污染的越来越严重,过去常用的污水处理用絮凝剂如:硫酸铝、聚合氯化铝、非离子聚丙烯酰胺等已经不能满足需要。它们虽然具有较好絮凝能力,但沉降速度慢,污泥含水量高,只能在一定pH范围内使用。为此,人们研究、开发和使用分子链上带有电荷的聚合物即。它具有用量少,沉降速度快,污泥含水量低,可处理不同pH的污水,且有一定的杀菌能力等特点。这类聚电解质作为高效的工业污水絮凝剂可分别就髟于石油工业中的钻井、采油污水;纺织业废水;化工、冶金污水;造纸业废液等的处理。本文在前一阶段工作的基础上[12]就聚丙烯酰胺类、聚季铵类和阳离子淀粉类分子链上带有电荷的聚合物聚电解质的合成从原理到合成条件进行了详细讨论。

2  聚丙烯酰胺类的合成

这类聚电解质污水处理用絮凝剂是将聚丙烯酰胺通过化学反应改性,制得分子链上带有电荷的聚丙烯酰胺,可大大的提高聚丙烯酰胺的絮凝性能[3]

2.1  水解聚丙烯酰胺

将聚丙烯酰胺(PAM)配成0.5-20%的水溶液(根据分子量大小而定,分子量大,浓度小),加入1NNaOH水溶液调pH=9-1260-80下搅拌反应1.5h,得部分水解聚丙烯酰胺(HPAM[3]

2.2  阳离子化聚丙烯酰胺

将聚丙烯酰胺(PAM)配成0.5-20%的水溶液,加入36%的甲醛,用NaOH水溶液调pH=9-1240-60下搅拌反应2-4h,然后滴加仲胺,10-30min滴加完毕,恒温3h后冷却至室温,加HClRX搅拌反应1h得阳离子化聚丙烯酰胺(CPAM)。PAM、甲醛、仲胺和HClRX的摩尔比为10.3-0.50.3-0.50.3-0.5。其中仲胺可为二甲胺,二乙胺,二正丁胺,二正辛胺,四烯五胺和二乙醇胺等。RXRCH3CH3CH2XClIBrSO3。对CH3I必须在无光下进行。

值得注意的是:甲醛的用量不能过量。因为过量的甲醛使反应后剩余的甲醛在酸性介质中与PAM交链,严重的可使产物失去流动性。

2.3  季铵化聚丙烯酰胺

将聚丙烯酰胺(PAM)配成0.5-20%的水溶液,加入环氯丙烷,用NaOH水溶液调pH-8-1150-70下搅拌反应3-4h,然后滴加三甲胺,10-30min滴加完毕,在50下搅拌反应3h后冷却至室温,静置12h,用分液漏斗分离未反应的环氧氯丙烷,得季铵化阳离子聚丙烯酰胺。PAM、环氧氯丙烷和三甲胺的摩尔比为10.50.5

2.4  叔胺化聚丙烯酰胺

将聚丙烯酰胺(PAM)配成0.5-20%的水溶液,加入氯乙醇,在ZnCI2存在下,50-80搅拌反应6h,然后用HCIpH小于6,滴加二甲胺,30min滴加完毕,在50下搅拌反应3h后冷却至室温,得叔胺化化聚丙烯酰胺。PAM、氯乙醇和二甲胺的摩尔比为10.2-0.50.2-0.5

3  聚季铵类的合成

这类分子链上带有正电荷的聚电解质产品多是由阳离子单体与丙烯酰胺在氧化-还原引发体系如过硫酸盐-亚硫酸盐引发,单体浓度5-40%,在20-70下水溶液聚合1-6h而制得的共聚物(反应时间与单体浓度有关,单体浓度越高,反应时间越短)。

3.1  二甲基二烯丙基氯化铵和丙烯酰胺聚合

将丙烯酰胺(AM)与二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)在摩尔比为5-11配比下(这个摩尔比值越高,产品分子量高,所含阳离子基团少),配成5-40%的水溶液,加入0.1-2.0%(占单体质量的百分数)的氧化-还原引发剂,在20-50下搅拌反应4h,制得阳离子共聚物[4]

3.2  三甲基烯丙基氯化铵和丙烯酰胺聚合

用占单体总量0.8%的过硫酸酸钾和亚硫酸钠,AM与三甲基氯化铵摩尔比为5-11,配成10-30%的水溶液,在50下搅拌反应5h,制得阳离子共聚物[5]

3.3  N-二甲胺甲基丙烯酰胺盐酸盐(CAM)和二甲基二烯丙基氯化铵矣合

CAMDMDAAC摩尔比为101,过硫酸钾和亚硫酸钠用量各为单体总量的0.6%,单体浓度20%条件下,60下水溶液聚合5h[6]

4  阳离子淀粉类的合成

4.1  淀粉-DMDAAC接枝共聚物的合成

称取定量的淀粉溶于一定量的蒸馏水中,加热至80,溶解后降至室温;放入三口瓶中,在30下通氮气0.5h,搅拌条件下加入定量的DMDAAC纯品,用1N HCLpH值为3,在30min内逐滴加入硫酸高铈溶液,硫酸高铈用量为:5.0×10-4mol/l8h后停止搅拌,恒温密封64h。然后用无水乙醇沉淀、洗涤、离心分离,干燥的粗产品并称重。将干燥后的粗产品用索氏抽提器以丙酮作抽提计抽提18h除去均聚物,在50下烘至重得接枝产品[78]

18h除去均聚物,在50下烘至重得接枝产品[78]。淀粉分子用StOH表示。

4.2  淀粉-丙烯酰胺接枝共聚物的合成

将淀粉溶于一定量的蒸馏水中,加热至80,溶解后降至30,加入丙烯酰胺,搅拌条件下用1N HCLPH值为3-4,在30min内逐滴加入过硫酸胺溶液,6h后停止搅拌,然后加入36%的甲醛,用NaOH水溶液调pH=9-1240-60下搅拌反应2h,然后滴加仲胺,10-30min滴加完毕,恒温3h后冷却至室温,加HClRX搅拌反应1h得淀粉-阳离子化聚丙烯酰胺接枝产品。淀粉分子用StOH表示。

5  结束语

工业污水处理絮凝剂目前的发展主要是分子链上带有电荷的聚合物电解质。而研究和应用较多的是带有电荷的聚丙烯酰胺类聚电解质。

参考文献

[1]马喜平,罗岚,西南石油学院学报,1995171);121-125

[2]马喜平,化学世界,19953611):588-591

[3]马喜平,龚保强,重庆环境科学,1997194):44-46

[4]马喜平等,高分子材料科学与工程,1997135):26-30

[5]马喜平,何睿,钻采工艺,199619378-81

[6]马喜平,胡星琪,油田化学,1995124):364-366

[7]马喜平等,化学世界,1997388):422-424

[8]马喜平等,西南石油学院学报,1998204):75-77

手机:13962920886

电话:0513-88832171

传真:0513-88892296

扫描二维码

友情链接: 脂肪醇聚氧乙烯醚 脂肪酸聚氧乙烯酯 聚醚 消泡剂 分散剂 救援三脚架 烟气挡板门 非金属补偿器 均化库 玻璃棉 拉绳传感器
Copyright © 2014 All Rights Reserved 版权所有:西方人体艺术 技术支持:天正企划
西方人体艺术