超声波改性阳离子聚丙烯酰胺对煤泥水絮凝沉降及脱水性能的影响

絮凝沉降和过滤脱水是煤泥水处理的常见方法。絮凝效果直接影响煤泥的脱水效果。提出了一种利用超声改性的阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)强化煤泥水絮凝脱水过程的新技术。用流变仪研究了超声预处理不同时间的CPAM溶液的特性。通过沉降试验以及浊度测试分析了超声改性絮凝剂对煤泥水沉降的影响。使用聚焦光束反射率测量系统与颗粒观测系统观察不同改性CPAM处理煤泥水时的絮体特性。建立了絮体特性与煤泥水过滤过程所形成的滤饼特性的联系。实验结果表明,经过40 s超声处理的CPAM作用于煤泥水后,煤泥絮凝效果最好,上清液浊度最低,为180 NTU。在该条件下,煤泥的过滤速度最快,与未经超声处理的情况相比,过滤时间减少25 s。此外,在此条件下获得的滤饼水分含量也最低,为29%。因为经过40 s的超声处理后,部分CPAM分子链被超声产生的强烈的机械以及化学作用随机切断,这些被切断的CPAM分子链将煤泥颗粒逐渐聚集成微小絮体,而未被切断的CPAM分子链进一步将这些小絮体连接在一起。煤泥颗粒在聚合物内部通过多组分聚合物的复杂体系得以紧密结合。随着絮体的沉降,形成了更加致密的结构和沉积床。这些致密的絮体构建的沉积层具有较低的过滤阻力,从而有助于提高过滤速度,同时也导致过滤结束后的滤饼具有更低的水分含量。

超高分子量阳离子型聚丙烯酰胺合成及其絮凝性能研究

聚丙烯酰胺(PAM)的絮凝性能与其分子量成正相关,而阳离子型聚丙烯酰胺(CPAM)在处理含带电悬浮颗粒的污水过程中显著优于聚丙烯酰胺。然而,传统共聚法难以合成超高分子量的阳离子型聚丙烯酰胺,从而限制了其絮凝性能。本项工作以超高分子量聚丙烯酰胺为基板,通过季铵化反应,直接获得了超高分子量的阳离子型聚丙烯酰胺絮凝剂。通过进一步系统探究季铵化反应条件,优化了产物的阳离子度,其絮凝性能也得到极大提高。

超支化阳离子型聚丙烯酰胺絮凝剂的研制及应用

以N,N-亚甲基双丙烯酰胺(BisAM)为交联剂,以丙烯酰胺(AM)和丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DAC)为主要原料,采用溶液聚合法合成具有超支化结构的阳离子型聚丙烯酰胺絮凝剂。通过优化实验条件,确定了反应温度(55℃)、交联剂BisAM、链转移剂BCPA的最佳用量以及AM与DAC的最佳摩尔比(17∶3),获得了阳离子度为24.8%的超支化结构的絮凝剂JR-211。用JR-211处理埕海3-2-8井的废弃钻井液,其加量为250 mg/L时,钻井液脱水率达到61.6%,污泥沉淀含水率低至35.5%,干基回收率高达98.7%。

阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)和聚合氯化铝(PAC)絮凝埃洛石的试验研究

提纯富集后的微细粒埃洛石脱水困难,为考察添加絮凝剂对埃洛石絮凝沉降的影响,以聚丙烯酰胺(CPAM)为阳离子有机高分子絮凝剂、聚合氯化铝(PAC)为无机高分子絮凝剂,比较这2种不同类型的絮凝剂对埃洛石的絮凝效果。结果表明:以CPAM为絮凝剂时,在CPAM用量为7 mg/L、搅拌转速为500 r/min、搅拌时间为2min、沉降时间为10 min时,絮凝效果最好,上清液浊度为15.64 NTU;以PAC为絮凝剂时,在PAC用量为20 mg/L、搅拌转速为500 r/min、搅拌时间为3 min、沉降时间为40 min时,絮凝效果最好,上清液浊度为55.01 NTU。Zeta电位测试结果表明:在试验pH范围内,埃洛石表面电位均为负值;添加PAC后,埃洛石表面Zeta电位负值小幅提高;添加CPAM后,pH<4.1时,埃洛石表面电位由负转正,pH>5.5后,埃洛石表面Zeta电位较未添加CPAM时负值小幅提高。与PAC相比,CPAM絮凝沉降埃洛石所需药剂用量少,沉降速度快,沉降效率高,受pH影响小,CPAM发生絮凝作用时产生的絮团体积大;埃洛石外管壁上硅氧四面体层带负电,与CPAM中带正电荷的—N+(CH_3)_3基团发生静电吸引,降低了埃洛石表面的Zeta电位绝对值,压缩了表面的双电层,并且CPAM分子可以同时连接多个埃洛石纳米管,发生架桥作用,形成的链条缠绕成网,对溶液中的埃洛石微粒进行网捕卷扫,从而形成比PAC发生絮凝作用时更大的絮团沉淀。

阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)制备研究进展

阳离子聚丙烯酰胺是水处理中广泛应用的重要絮凝剂之一,该类絮凝剂的常用制备方法包括水溶液聚合法、模板聚合法、分散聚合法、离子改性法、反相(微)乳液聚合法、紫外光引发聚合法等.通过分析各种方法特点得出该类絮凝剂目前存在产品电荷密度过于分散的问题,从而影响其絮凝效率.因此采用紫外光引发模板聚合法制备出高效、低毒、廉价的阳离子聚丙烯酰胺产品将是今后重要的研究方向.

反相乳液聚合法制备阳离子聚丙烯酰胺乳液及其应用

以丙烯酰胺(AM)、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)为功能性单体,在氧化-还原引发体系下,通过反相乳液聚合方法,成功制备了乳液型阳离子聚丙烯酰胺。对比了自制乳液样品(CPAMZ1)、CPAMZ1与无机絮凝剂聚铝(PAC)复配乳液样品和市售成熟乳液产品(ASC1010)在市政污泥废水处理中的应用效果。研究结果表明,CPAMZ1处理污泥的效率高于ASC1010,以透光率为指标,前者絮凝效果增强了20.58%;对比CPAMZ1样品,CPAMZ1/PAC复配液(CP/PAC)的絮凝效果增强了13.64%。在污泥废水处理中,乳液型絮凝剂适合与无机絮凝剂进行配合使用。

分散型阳离子聚丙烯酰胺的合成与应用

以丙烯酰胺(AM)和季铵盐型阳离子单体为反应单体,在(NH4)2SO4水溶液中,用分散聚合法合成了固含量高、黏度低、稳定性好、溶解速度快的分散型阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)乳液。对分散剂、阳离子单体、引发剂种类进行了选择,探讨了降低聚合过程中表观黏度的措施,并对产物进行红外光谱(FT-IR)、激光粒度仪分析。结果表明,合成CPAM的适宜方案为:以聚甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(PDMC)为分散剂、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)为阳离子单体、偶氮二异丁基脒二盐酸盐(V50)为引发剂,加入少量的Na2SO4和(NH4)2SO4降低表观黏度。将制得的CPAM用作文化用纸抄造过程中的助留助滤剂,在适宜CPAM用量、CPAM与浆料的接触时间、搅拌速度等工艺参数下,浆料的填料留着率从未添加CPAM时的23.4%提高到73.7%,打浆度从39°SR降低至25°SR。

阳离子聚丙烯酰胺对漂白麦草浆的助留助滤作用

将水溶液共聚法合成的阳离子聚丙烯酰胺 (CPAM)用于漂白麦草浆的助留助滤实验 ,探讨了浆料pH值、温度、打浆度等因素对其助留助滤效果的影响 ,并与进口CPAM进行了对比。实验结果表明 ,自行研制的CPAM能显著提高浆料中填料的留着率并改善浆料的滤水性能。

阳离子聚丙烯酰胺水包水乳液的分散聚合及其应用

以丙烯酰胺(AM)和丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DAC)为共聚单体,采用分散聚合法在无机盐水溶液中制备了性能稳定的阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)水包水乳液。研究了单体配比、引发剂用量、聚合浓度、分散剂用量等因素对聚合反应的影响。动态滤水实验表明,自制CPAM对漂白苇浆具有良好的助留助滤作用。

阳离子型聚丙烯酰胺投加量对絮体性状特征的影响

应用激光粒度仪、影像分析及沉降分析技术研究了阳离子型聚丙烯酰胺(PAM)对混凝过程絮体的粒度、强度及分形维数等微观特性及絮体沉降速率的影响.结果表明,絮体的粒度、强度及分形维数等微观特性与阳离子型PAM的投加量有关,存在一个PAM的最佳投加剂量.在此最佳投加剂量下,系统内絮体的粒度与强度最大、分形维数最小、絮体沉降速率最大.

阳离子聚丙烯酰胺P(AM-DMC)的合成与表征

以丙烯酰胺(AM)和甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)为单体,通过水溶液聚合法合成了P(AM-DMC)。研究了不同引发体系对聚合反应的影响,探讨了络合剂、助溶剂及表面活性剂的种类和质量分数对产物特性黏数和溶解性的影响。得到的较佳工艺条件是:在氧化还原剂[(NH4)2S2O8,CH3NaO3S.2H2O]和偶氮类化合物组成的复合引发体系作用下(氧化还原剂总质量分数0.0150%,偶氮类化合物质量分数0.0125%),EDTA.2Na质量分数0.0002%,尿素质量分数0.005%,表面活性剂B质量分数0.05%,在上述条件下,所得产物的特性黏数为10.7 dL/g,溶解时间100 min。用红外光谱技术对聚合物的结构进行了表征。

疏水缔合阳离子型聚丙烯酰胺絮凝剂的制备及其对含油废水的除油效果

采用水溶液自由基胶束聚合法,以丙烯酰胺(AM)、二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)、丙烯酸丁酯(BA)为原料,合成了疏水缔合阳离子型聚丙烯酰胺(P(AM-DMDAAC-BA))絮凝剂。采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、核磁共振氢谱(1HNMR)对P(AM-DMDAAC-BA)絮凝剂的结构进行了表征,考察了P(AM-DMDAAC-BA)絮凝剂中阳离子单体(DMDAAC)含量和疏水单体(BA)含量、特性黏数、投加量对含油废水除油效果的影响,并与其他有机絮凝剂的除油效果进行了比较。FTIR和1HNMR表征结果显示,AM,DMDAAC,BA3种单体已参与聚合;在x(DMDAAC)=20.0%～50.0%、x(BA)为2.0%左右、特性黏数为500～700mL/g时,P(AM-DMDAAC-BA)絮凝剂对含油废水具有较好的除油效果;当x(DMDAAC)=24.3%、x(BA)=2.0%、特性黏数为636mL/g、投加量为50mg/L时,除油率可达93.4%;与其他有机高分子絮凝剂相比,P(AM-DMDAAC-BA)絮凝剂具有优异的除油效果。

阳离子聚丙烯酰胺“水包水乳液”的制备及在油田污水处理中的应用

前言中综述了阳离子聚丙烯酰胺CPAM“水包水乳液”的概念、用途、制法及相对于粉状和凝胶状产品的优点。简介了由丙烯酰胺、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、稳定剂、引发剂在水溶液中制备质量分数0.20的CPAM“水包水乳液”的方法。3个实验室合成样阳离子度22.83%-28.01%,分子量分布很宽,在1.0 mol/L NaCl中30℃特性黏度[η]184.5-232.8 mL/g;小试样阳离子度26.98%,[η]=254.7 mg/L。在偏光显微镜下可见数百纳米至2μm的粒子。黏度30 mPa.s的实验室样和1600 mPa.s的小试样用蒸馏水稀释至质量分数0.16-0.08时形成凝胶,稀释至质量分数≤0.053后形成流动性好的水溶液。用所合成的“水包水乳液”处理胜利辛一联含油426.5 mg/L、矿化度51347 mg/L的含铁污水,去浊率随加量增大而增大,同时加入100 mg/L的PAC可使最大去浊率由70%增至97%;CPAM分子量和阳离子度越高,则絮凝效果越好;加入100 mg/L的PAC和0.5 mg/L的CPAM使污水含油降低95.4%-97.1%。在辛一联污水站,在污水中加入100 mg/L的PAC和〈10 mg/L的CPAM,絮体生成快且上浮,下层水较清。图7表3参15。

分散聚合法制备阳离子聚丙烯酰胺水包水乳液

以硫酸铵水溶液为分散介质,采用分散聚合法制备了阳离子聚丙烯酰胺水包水乳液;研究了硫酸铵用量、反应温度、搅拌速度和反应时间对聚合反应的影响,并对聚合产物的结构进行了表征。

阴离子型聚丙烯酰胺与阳离子表面活性剂的相互作用

采用自由基水溶液共聚法制备了带有负电荷的水溶性聚丙烯酰胺,研究了水溶液中聚合物与阳离子表面活性剂的相互作用及所导致的水溶性、黏度和流变学性质的变化,为进一步研究驱油提供了理论基础.

阳离子聚丙烯酰胺的反相乳液聚合

以丙烯酰胺(AM)和丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DAC)为单体,Span80-Tween80为复合乳化剂,液体石蜡为连续相,通过反相乳液聚合法制备阳离子型高分子聚丙烯酰胺。研究了油水体积比对聚合物特性粘度的影响,乳化剂用量对聚合物特性粘度的影响,单体用量对聚合物特性粘度的影响,阳离子度对聚合物特性粘度的影响及引发剂用量对聚合物特性粘度的影响。结果表明:在油水体积比为1∶1.6、乳化剂用量为30%、单体用量为30%、阳离子度为60%即n(AM)∶n(DAC)为2∶3,引发剂用量为0.15%的条件下,得到的聚合产物粘度较大且具有良好的稳定性和溶解性。对产物进行了红外结构表征,并研究了产物的污泥脱水性能,获满意结果。

三元共聚阳离子型聚丙烯酰胺的合成及应用

以丙烯酰胺(AM)、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)及二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)为原料,水溶性偶氮化合物为引发剂,采用水溶液聚合法合成了三元共聚阳离子型聚丙烯酰胺絮凝剂。考察了阳离子单体配比、单体质量分数、反应时间、引发剂用量及反应温度对聚合物相对分子质量的影响。结果表明,该三元共聚物的相对分子质量可达5.0×106,且水溶性好;对煤泥水具有良好的絮凝效果。

紫外光引发阳离子聚丙烯酰胺的红外光谱研究

以丙烯酰胺(AM)、丙烯酰氧基乙基三甲基氯化铵(DAC)、丙烯酸丁酯(BA)为单体,采用紫外光引发聚合制备阳离子聚丙烯酰胺P(AM-DAC-BA)。采用紫外光谱和红外光谱研究其结构特征;分析AM,DAC,BA,P(AM-DAC-BA)的红外光谱中的典型红外振动频率的归属。通过与单体红外光谱比较得出:由于聚合产物的对称性增加,聚合产物红外光谱更加简单。P(AM-DAC-BA)的特性粘度随着光强、BA含量、光引发剂浓度、光照时间的增加而增加。选取AM,DAC,BA中的—CONH2,—COOCH2(CO),—COOCH2—(C—O—C),—CH2—N+(CH3)3基团吸收峰为特征吸收峰,随着光强、BA含量的增加,特征峰面积增加;随着光引发剂浓度增加特征峰面积却呈现减少趋势;随着光照时间增加,峰面积是先减小后增加。但不同P(AM-DAC-BA)在红外光谱上对应的特征吸收峰的峰型类似,特征峰位置基本一致。

阳离子聚丙烯酰胺改性膨润土对靛蓝的吸附性能

采用CPAM(阳离子聚丙烯酰胺)改性膨润土作为吸附材料,对靛蓝进行吸附研究,考察膨润土投加量、溶液的pH、反应温度、吸附时间及溶液初始ρ(靛蓝)对吸附效果的影响,并对膨润土的性能进行了表征.结果表明,CPAM改性膨润土对靛蓝的去除率随着投加量的增加迅速增加,最佳投加量为3 g/L,达到吸附平衡所需时间为40 min.当溶液pH为4.0～10.0时,CPAM改性膨润土均能保持较大吸附量,并且pH的变化对吸附量影响较小;当溶液pH大于10.0时,吸附量明显降低.CPAM改性膨润土对靛蓝的吸附动力学符合拟一级动力学方程,热力学符合Langmuir和Freundlich方程,回归系数均达0.99以上;pH为6.0时,最大吸附量为5 287.0 mg/g,是未改性膨润土吸附量的21.4倍,吸附性能比未改性膨润土有显著提高.通过比表面积的测定及红外光谱和透射电子显微镜分析发现,CPAM与钠基膨润土土层中的阳离子发生离子交换反应,CPAM改性膨润土疏水性增强,层间结构发生变化,同时外比表面积增大,对有机染料的吸附作用增加,说明改性后的膨润土在结构和性能上明显优于未改性膨润土.

新型阳离子聚丙烯酰胺微粒的研究Ⅰ.合成与表征

选择Span80 Tween80复合乳化剂 ,K2 S2 O8-Na2 SO3 氧化还原引发剂 ,进行丙烯酰氧基乙基三甲基氯化铵(ADQUAT)、丙烯酰胺 (AM)、N ,N′-亚甲基双丙烯酰胺三元反相微乳液共聚。研究了AM、ADQUAT、乳化剂及引发剂用量、搅拌速率和聚合温度对单体转化率及产物透光率的影响 ,表征了产物的粒径大小及其分布。