响应面法优化阳离子絮凝剂制备工艺及其絮凝性能研究

采用接枝聚合法,以水解淀粉为骨架、丙烯酰胺(AM)和丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DAC)为接枝单体、硝酸铈铵为引发剂制备阳离子絮凝剂。以阳离子度为评价指标通过响应面法优化制备工艺,并对阳离子絮凝剂进行性能测试和结构表征。结果表明:在DAC质量分数为4.2%、总单体质量分数为29.6%、引发剂质量分数为0.3%的条件下,絮凝剂的最大阳离子度为29.4%。最优条件下所制备的阳离子絮凝剂能够有效去除废水中的带负电杂质和有机物,其浊度去除率达98.6%,NaHA去除率达93.0%。SEM图像分析结果表明:相对于淀粉而言,阳离子絮凝剂表面积增大且分支数量显著增加。FT-IR光谱表明阳离子单体DAC成功接枝到淀粉骨架上形成共聚物。

阳离子淀粉改性阳离子乳液聚合物及其絮凝性能研究

通过阳离子淀粉对阳离子乳液聚合物功能化改性,研究阳离子淀粉功能改性对阳离子乳液聚合物性能的影响,得到改性阳离子乳液聚合物絮凝剂对再生纸废水和含油污水进行絮凝性能。结果显示,CS投加量为6%,改性阳离子乳液聚合物絮凝剂用量为28 mg/L时,再生纸废水COD去除率达95%,SS去除率达94%;CS改性阳离子乳液聚合物絮凝剂添加量为6 mg/L时,含油污水脱油率为97.78%;并用红外光谱、核磁共振、热重分析和电子显微镜对改性后的阳离子乳液聚合物絮凝剂结构进行了表征,得出阳离子淀粉改性阳离子乳液聚合物性能突出。

淀粉改性阳离子絮凝剂的制备及其絮凝性能研究

以淀粉─丙烯酰胺接枝共聚物为母体．加入阳离子化试剂，合成了阳离子型改性高分子絮凝剂FNQE。以高岭土悬浊液为处理体系，探讨了FNQE的絮凝性能，结果表明FNQE投加量4mg／L时即有理想的絮凝除浊效果，处理水上清液剩余浊度可降至3．ZNTU．其性能明显优于均聚型丙烯酰胺。对城市污水及饮食业污水的絮凝实验表明．投加量6～10mg／L时．FNQE对浊度、色度的去除率均在90％以上，COD去除率也在75％～80％以上。

淀粉基强阳离子两性絮凝剂的合成

淀粉接枝聚丙烯酰胺 (St g PAM)经胺甲基化、磺化和季胺化反应制得强阳离子型两性絮凝剂 ,探讨了反应物配比、反应温度、pH值、反应时间等因素对胺化度、阴离子化度、季铵化度的影响 ,确定了总的反应原料配比 :n(St g PAM)∶n(甲醛 )∶n(二甲胺 )∶n(亚硫酸氢钠 )∶n(环氧氯丙烷 ) =1 0∶1 2∶0 7∶0 4∶0 4 ,磺化最佳工艺条件 :t=6 5℃、pH =12、Time =3 0h ;季铵化最佳工艺条件 :t=5 0℃、pH =11、Time =3 5h ,淀粉基强阳离子两性絮凝剂的胺化度为 5 5 5mmol/g ,阴离子化度为 2 4 4mmol/g ,季铵化度为 2 5 5mmol/g。

淀粉基两性天然高分子改性絮凝剂的合成

以淀粉-丙烯酰胺接枝共聚物为原料,通过Mannich反应和水解反应,合成了同时具有阴、阳离子基团的两性高分子絮凝剂.最佳反应条件为:接枝物、甲醛与二甲胺的摩尔配比为1∶1.1∶1.5,接枝物浓度在2.5%,胺甲基反应温度50℃,反应时间2.5h,阳离子度达50%以上;碳酸钠与氢氧化钠的质量比为1.4∶1,水解剂与接枝物的摩尔配比为1∶1,水解温度为65℃,水解时间3h,阴离子度达23%以上.产物对印染和造纸污水的浊度和化学耗氧量(COD)去除率优于部分水解聚丙烯酰胺(HPAM).

微波法合成新型阳离子淀粉

对微波法合成阳离子淀粉的反应条件进行了优化 ,得到了最佳的反应条件 ;实验结果表明微波干法具有反应效率高、反应时间短等优点。在最优反应条件下采用微波法合成了 4种新型阳离子淀粉———苄基阳离子淀粉、丁基阳离子淀粉、戊基阳离子淀粉和辛基阳离子淀粉 ,通过红外光谱对它们进行了初步结构表征。实验表明 :新型阳离子淀粉与无机絮凝剂复配后具有较好的絮凝及破乳效果 ,其中苄基阳离子淀粉的破乳能力更强、絮凝效果更好 ;新型阳离子淀粉比普通阳离子淀粉有更好的使用效果。

阳离子型改性淀粉絮凝剂的制备及絮凝性能研究

合成了3种具有不同阳离子化度的阳离子型改性淀粉接枝共聚物絮凝剂ZHYC-n(n=15,40,70),当丙烯酰胺与淀粉的质量比大于2.0以后,再提高接枝单体对淀粉的比例,不能明显提高接枝频率,但能提高接枝侧链相对分子质量。考察了这3种絮凝剂的絮凝性能并与市售阳离子型聚丙烯酰胺絮凝剂CPAM进行了对比。结果表明,絮凝剂ZHYC-n具有优良的絮凝脱浊效果,随阳离子化度增加絮凝效果显著增加;絮凝剂ZHYC-70的絮凝效率比CPAM的高约30倍。阳离子型絮凝剂分子链上的阳离子电荷密度不是影响絮凝效果的惟一主要因素;阳离子型改性淀粉接枝共聚物具有的多支链型结构可以明显提高絮凝剂的絮凝效果。

阳离子淀粉-膨润土复合絮凝剂对活性染料的吸附

针对膨润土和阳离子淀粉单独用于处理印染废水时存在脱色率低和固液难分离的问题,采用一步法将阳离子淀粉和膨润土同时投入活性红X-3B的染色废水中,使阳离子淀粉与膨润土相互吸附,形成结构疏松比表面积较大的阳离子淀粉-膨润土复合絮凝剂,同时吸附废水中的染料,对其进行脱色。以阳离子淀粉-膨润土复合絮凝剂对活性红X-3B染料废水的脱色率为考核指标,确定了最佳的应用工艺:阳离子淀粉与膨润土在染料废水中的投加量质量浓度为1.25 g/L,阳离子淀粉与膨润土的质量比为1∶1,印染废水的pH值为7,不添加氯化钠,处理后印染废水的脱色率可达90%以上。在此基础上通过建立等温吸附曲线,确定了阳离子淀粉-膨润土复合絮凝剂的等温吸附线为典型的L型,属于表面配位吸附。

阳离子高分子絮凝剂在细粒煤泥水中的应用

为了有效解决QD选煤厂煤泥水中微细粒含量多、自然沉降,压滤处理困难的问题,采用接枝共聚反应,在淀粉骨架上引入二甲基二烯丙基氯化铵、丙烯酰胺单体制备的阳离子淀粉改性高分子絮凝剂,能使煤泥水中的细泥颗粒形成较大的絮团而快速沉降,固液分离效果好。试验结果表明,选用此接枝物用量5~15g/m3,辅以凝聚剂30~50g/m3进行煤泥水絮凝试验,压滤效果最佳,给煤处理能力达300~350t/h,滤饼水分的质量分数可控制在26%,滤液浓度低于65g/L,压滤时间比原来缩短了2/3,与非离子型PAM相比,具有价廉、无毒、絮凝效果好等特点。

微波干法制备阳离子淀粉絮凝剂及其应用

以 3-氯 - 2 -羟丙基三甲基氯化铵为阳离子醚化剂 ,天然物质淀粉为原料 ,微波干法制得季铵型阳离子淀粉絮凝剂。通过正交试验 ,研究了各种因素对合成的影响 ,确定了最佳反应条件。结果表明 :阳离子醚化剂与淀粉摩尔比 0 35、NaOH与阳离子醚化剂摩尔比 1 2、微波功率 184W、辐射时间 5min时 ,产物相对黏度为 3 18,阳离子取代度为 0 31。

阳离子淀粉絮凝剂合成及处理煤矿井废水性能研究

针对高浊度煤矿井水的特点,以玉米淀粉(St)和丙烯酰胺(AM)为原料,过硫酸铵和亚硫酸氢钠为引发剂,通过共聚反应合成了淀粉/丙烯酰胺接枝共聚物絮凝剂,以2,3-环氧丙基三甲基氯化铵(GTA)为阳离子醚化剂,对淀粉接枝共聚物进行阳离子化。根据正交试验确定了最佳合成工艺条件:接枝共聚反应时间为4 h,St用量为5 g,AM与St质量比为4∶1,引发剂用量为1.4 g,GTA用量为2.6 g,NaOH用量为0.24 g,醚化反应时间为2.5 h,反应温度为70℃。并将阳离子淀粉絮凝剂复配PAC与现有絮凝工艺进行了对比和性能评价,分别对投加量、复配效果以及适合的温度、pH值对絮凝性能参数进行了评价,从而得出阳离子淀粉絮凝剂优化的应用条件。

天然高分子改性阳离子型絮凝剂的开发与应用

天然高分子改性絮凝剂具有无毒、可生物降解、价廉等优点，近年来得到了国内外学者的广泛重视和开发应用。作者对用于废水处理的改性阳离子淀粉衍生物、木质素衍生物、甲壳素衍生物以及兼具絮凝作用的植物胶改性多功能水处理剂的研究进展进行了简要的评述。

变性淀粉在印染废水处理中的应用研究

以阳离子淀粉为絮凝剂,加入PAC(聚合氯化铝),在考虑温度、pH值等因素的影响下,研究其对印染废水的处理效果。本实验以90mg阳离子淀粉配合6mgPAC分别处理50ml印染废水,其脱色率和浊度去除率都可达100%。实验结果表明该絮凝剂配合对印染废水处理效果较理想。

阳离子淀粉絮凝剂St-g-PDMC-GTA的合成及其絮凝性能

针对常用絮凝剂金属离子和有毒有机单体残留等问题,通过淀粉(st)与甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)合成St-g-PDMC,再与3-氯-羟丙基三甲基氯化铵(CTA)醚化反应接枝共聚合成阳离子淀粉絮凝剂St-g-PDMC-GTA。考察了催化剂用量、单体比例、反应温度和反应时间对产物氮含量的影响。结果表明,当m(St-g-PDMC):m(CTA)=1:1.4,催化剂NaOH用量为反应物固含量的8%,反应温度70℃,反应时间4h时,St-g-PDMC-GTA的氮含量最高为4.17%,特性黏度为0.1581 dL·g^-1。采用高岭土悬浊液为模拟污水,对St-g-PDMC、St-g-PDMC-GTA和市售阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)进行絮凝实验,考察了絮凝剂投加量、絮凝体系pH值、絮凝温度和絮凝时间对透光率的影响。结果表明,St-g-PDMC-GTA的适宜投加量为5~8 mg·L^-1,pH为2~8,絮凝时间30 min后模拟液的透光率大于90%。

阳离子淀粉改性絮凝剂的制备及其对油脂废水的絮凝效果

研究了阳离子淀粉与丙烯酰胺接枝共聚反应制备阳离子型絮凝剂的工艺，并以油脂废水为实验对象对絮凝剂的絮凝性能进行了考察。其最佳制备条件：丙烯酰胺与阳离子淀粉的质量比为3：1，高锰酸钾引发剂加入量为丙烯酰胺质量的0．15％，pH2～3，反应温度50qC，反应时间3h。絮凝效果实验中，接枝共聚物絮凝剂的最佳加入量为8mg／L，COD去除率达到45％以上。

高取代度阳离子变性淀粉絮凝剂制备与应用

以马铃薯淀粉为原料,3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵为阳离子醚化剂,采用预干燥干法制备出取代度为0.390 3的高取代度阳离子变性淀粉絮凝剂,并将其与聚合硫酸铁复配使用。通过正交试验优化出最佳絮凝工艺:阳离子淀粉质量分数为0.15%、聚合硫酸铁质量分数为0.15%,废液初始pH值为7.0。经过絮凝处理的马铃薯淀粉生产废液的化学需氧量去除率(COD)为64.31%。

阳离子淀粉对含锰(Ⅶ)废水的絮凝性能研究

以淀粉为原料,3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵为阳离子醚化剂,采用湿法制备阳离子淀粉。考察了pH、絮凝剂用量、絮凝时间和絮凝温度等因素对絮凝效果的影响。阳离子淀粉对含锰(Ⅶ)废水的絮凝工艺条件为:pH 5～6,絮凝剂用量0.4 g,絮凝时间2.0 h,絮凝温度40℃。在上述条件下,阳离子淀粉对含锰(Ⅶ)模拟废水的絮凝率可达90.2%。

阳离子淀粉-丙烯酰胺接枝共聚物絮凝剂的制备及其絮凝性能

研究了阳离子淀粉与丙烯酰胺接枝共聚反应制备阳离子型絮凝剂的工艺,并用硅藻土悬浊液及实际水样对产物的絮凝性能进行了考察。其最佳合成条件:阳离子淀粉与丙烯酰胺的质量比为1∶4,引发剂加入量为丙烯酰胺质量的0.1%,反应温度50℃,反应时间3h。絮凝效果实验中,接枝共聚物絮凝剂的最佳加入量为4m g/L。与阳离子淀粉和阳离子聚丙烯酰胺絮凝剂相比,接枝共聚物絮凝剂对渭河水及造纸网下白水的絮凝效果更好。

高取代度阳离子高直链淀粉的制备及絮凝性能

以高直链玉米淀粉为原料,NaOH为催化剂,2,3-环氧丙基三甲基氯化铵(ETA)为阳离子醚化剂,成功的制备了高取代度阳离子高直链淀粉。分别研究了反应溶剂、反应温度和时间、醚化剂用量、催化剂浓度等因素对产物取代度的影响。实验结果表明,当n(NaOH)/n(ETA)/n(脱水葡萄糖单元AGU)=0.30,反应溶剂为二氧六环和水(V/V=1∶1),n(ETA)/n(AGU)=2,反应温度为60℃,反应时间7h时,制备的阳离子淀粉取代度(DS)可达到1.27。采用FTIR、1 H-NMR和SEM表征了高取代度阳离子高直链淀粉的结构。絮凝实验表明,阳离子高直链淀粉可以作为一种良好的新型絮凝材料。

反相乳液中St-g-AM共聚物的Mannich反应

以甲醛、二甲胺为胺化试剂,通过对反相乳液中制得的淀粉接枝丙烯酰胺共聚物（St-g-AM）进行Mannich反应,得到阳离子化的乳液产品。对合成路线、醛胺缩合反应及Mannich反应的摩尔比、反应温度、反应时间、pH值等因素进行了研究。结果表明,采用先将甲醛与二甲胺进行反应,再与反相乳液中的淀粉接枝丙烯酰胺聚合物反应的路线对反应更为有利。当n（酰胺基）∶n（甲醛）∶n（二甲胺）为1∶1∶1.2,反应温度为40-50℃,介质pH值为5-6,反应时间为3-4 h,胺化度可达到23.5%,产品的特性粘数达到960 mL/g,且产品的稳定性、溶解性都较好。通过Mannich反应制得的淀粉接枝共聚物的胺化产物是具有优良絮凝性能的污水处理用絮凝剂。