壳聚糖三元接枝共聚物的制备及其絮凝性能研究

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近年来,将壳聚糖(Cts)进行化学改性,使之成为高效、价廉、无毒、可生物降解的改性产品,已成为目前的一大研究热点。其中,接枝共聚是最常见的化学改性方法之一。本文研究了壳聚糖与丙烯酰胺(AM)和二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)的接枝共聚实验,并讨论了接枝共聚物的絮凝性能。   本文的主要工作如下:   1.考察了硝酸铈铵、过硫酸铵、过氧化氢.硫酸亚铁三种引发剂对Cts与AM和DMDAAC接枝共聚反应的影响,结果表明过硫酸铵的引发效果最好。试验了以过硫酸铵为引发剂时,反应温度、过硫酸铵浓度、Cts与单体质量比及反应时间对接枝共聚反应的影响,结果表明:反应温度50℃,过硫酸铵浓度6mmol·L-1,Cts:AM:DMDAAC为1:3:2(m/m/v),反应时间3h为最佳接枝反应条件。该条件下接枝共聚物的接枝率、阳离子度、特性粘度分别达287.5%、26.7%、2035mL·g-1。   2.采用FT-IR红外光谱仪、X-射线衍射仪、扫描电镜和热重分析仪对纯化后的接枝共聚进行了结构表征,测试结果显示AM、DMDAAC已与Cts发生了接枝共聚反应。   3.以淤泥悬浮液为试验对象,研究了不同工艺条件下合成的接枝共聚物的絮凝性能,以及与聚合氯化铝(PAC)复配使用的的絮凝性能。实验结果表明:特性粘度和阳离子度越大的产品絮凝效果越好;接枝共聚与PAC复配后的絮凝性能比单独使用接枝共聚物或PAC效果更好。   4.用接枝共聚物对生活废水和选矿废水进行了絮凝性能实验,并将其与PAM、CTS、PAC进行对比试验。结果显示处理生活废水的最佳实验条件为:废水pH值为6,接枝共聚物的投加量为5mg·L-1,搅拌速度为200rad·min-1,静置时间为16min,该条件下的除浊率可达91.8%,接枝共聚物的絮凝效果优于PAM、CTS、PAC。而处理选矿废水的最佳絮凝条件为:废水pH值为7,接枝共聚物的投加量为10mg·L-1,搅拌速度为250rad·min-1,静置时间为6min,该条件下的除浊率可达93.4%,PAM的絮凝效果优于接枝共聚物、CTS和PAC。
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