[發明專利]凹凸棒土改性制備纖維素陽離子絮凝劑的方法

有效

• 申請號: 201310075390.4
• 申請日: 2013-03-11
• 公開（公告）號: CN103145919A
• 公開（公告）日: 2013-06-12
• 發明（設計）人: 陳新德;張海榮;熊蓮;羅峻;黃超;李穎穎;郭海軍;陳雪芳
• 申請（專利權）人: 中科院廣州能源所盱眙凹土研發中心
• 主分類號: C08F251/02
• 分類號: C08F251/02;C08F220/56;C08F2/44;C08K9/04;C08K3/34;C02F1/56
• 代理公司: 淮安市科翔專利商標事務所 32110
• 代理人: 韓曉斌

技術領域

本發明涉及水相絮凝劑，具體涉及一種凹凸棒土改性制備纖維素陽離子絮凝劑的方法，屬于廢水處理技術領域。

背景技術

絮凝沉降法是一種非常重要的水處理方法，傳統的絮凝劑主要有無機高分子絮凝劑和有機高分子絮凝劑。無機高分子絮凝劑存在用量大，易受環境影響。而有機高分子絮凝劑具有用量小、絮凝能力強等諸多優點，但其缺點在于價格較貴，難降解，廢棄物會對環境造成影響。

天然高分子絮凝劑原料來源豐富，價格低廉，選擇性大，投藥量小，安全無毒，可以完全生物降解，無二次污染，不受pH?值變化影響，因此在眾多絮凝劑中，它的研究開發備受關注。

凹凸棒土作為天然的一維納米材料，具有較大的比表面積和很強的吸附能力，廣泛應用于脫色、干燥、水處理等領域。目前凹凸棒土作為絮凝劑的研究主要集中在凹凸棒土本身及其與聚合氯化鋁、聚合硫酸鐵等無機絮凝劑復合（改性凹凸棒土作為絮凝劑治理藻華的方法，中國發明專利，200910251731.2；用于吸附水相中木質素磺酸鹽的坡縷石黏土復合絮凝劑及其制備，中國發明專利，201210112167.8）。

發明內容

本發明的目的在于：提供一種凹凸棒土改性制備纖維素陽離子絮凝劑的方法，利用聚合反應得到纖維素陽離子絮凝劑，具有吸附脫色和絮凝作用，降解性好，可用于造紙、城市油田污水處理等領域中。

本發明的技術解決方案是：該纖維素陽離子絮凝劑的制備方法包括以下步驟：

（1）將質量份數為1-15?份的凹凸棒土分散于100份的水中，加入質量份數為2-20份的陽離子單體，得到陽離子改性凹凸棒土；

（2）在上述陽離子改性凹凸棒土溶液中加入質量份數為4-40?份的丙烯酰胺、質量份數為20-40份的纖維素和質量份數為0.01-0.7?份的引發劑進行化學反應，得到凹凸棒土改性纖維素陽離子絮凝劑；其中，反應溫度為30-60℃，攪拌速度≥200r/min，反應時間≤?5h。

其中，所述陽離子單體是丙烯酰胺基丙基芐基氯化銨、二甲基二烯丙基氯化銨、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨、丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨、甲基丙烯酰胺基丙基二甲基芐基氯化銨、烷基二甲基芐基氯化銨、環氧丙基三甲基氯化銨中的至少一種。

其中，所述纖維素是細菌纖維素和植物纖維素中的至少一種。

其中，所述引發劑的，所述引發劑是過硫酸銨、過硫酸鉀和硝酸鈰銨中的至少一種。

其中，步驟2中化學反應的反應氣氛是空氣、氮氣、氦氣中的至少一種。

與現有技術相比，本發明具有如下優點：

1）本發明利用陽離子單體對凹凸棒土進行接技改性，將陽離子改性的凹凸棒土用于合成可降解的纖維素基有機無機雜化絮凝劑，實現凹凸棒土－高分子材料分子級別的復合。

2）以可再生的纖維素為原料合成絮凝效果優良的凹凸棒土改性纖維素陽離子絮凝劑，得到的絮凝劑在自然條件下能降解，綠色環保。

3）凹凸棒土納米粒子的引入，將改善傳統的有機絮凝劑抗老化性能較差的缺點，使得到的凹凸棒土改性纖維素陽離子絮凝劑具有良好的耐老化性能。

4）凹凸棒土改性纖維素陽離子絮凝劑可以以聚合原液形式貯存，合成過程中不需干燥環節，無產生性污水，應用過程溶解速度快，無篩余物并可節約生產性用水，呈現清潔生產特征。

具體實施方式

下面結合實施例對本發明作進一步詳細的描述，但本發明的保護范圍并不僅限于此。

實施例1：在250mL?三口燒瓶中，加入100g?水，再加入10g?凹凸棒土和10g二甲基二烯丙基氯化銨，超聲波處理30min，升溫到50℃，然后加入15g?丙烯酰胺和10g纖維素，攪拌均勻后，再加入硝酸鈰銨0.6g?和季戊四醇0.5g，反應4小時，得到凹凸棒土改性纖維素陽離子絮凝劑溶液。溶解速度≤5min，去色度≥?20％，對高嶺土模擬污水濁度去除率為80%，使用時的添加投放量≤?0.05％。

實施例2：?在250mL?三口燒瓶中，加入100g?水，再加入15g?鈉基凹凸棒土和20g二甲基二烯丙基氯化銨，超聲波處理20?min，升溫到60℃，然后加入40g?丙烯酰胺和30g微晶纖維素，攪拌均勻后，再加入0.3g亞硫酸鈉和0.4g過硫酸銨，反應5小時得到凹凸棒土改性纖維素陽離子絮凝劑溶液。溶解速度≤4min，去色度≥25％，對高嶺土模擬污水濁度去除率為85%，使用時的添加投放量≤0.05％。