[發(fā)明專利]陽離子改性交聯(lián)瓜爾膠及其制備方法和應用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610311785.3
• 申請日: 2016-05-12
• 公開（公告）號: CN105837702B
• 公開（公告）日: 2018-03-09
• 發(fā)明（設計）人: 張丹;余光華;鄭君紅;龍柱
• 申請（專利權）人: 江南大學
• 主分類號: C08B37/00
• 分類號: C08B37/00;C02F1/54;C02F11/14
• 代理公司: 南京利豐知識產權代理事務所(特殊普通合伙)32256
• 代理人: 王鋒

技術領域

本發(fā)明涉及一種瓜爾膠及其制備方法和應用，特別涉及一種陽離子改性交聯(lián)瓜爾膠及其制備方法和應用。

背景技術

隨著現(xiàn)代工業(yè)的快速發(fā)展及人們生活質量的不斷提高，用水量迅猛增加。水資源與水環(huán)境之間的矛盾也越來越突出，為保證水資源的可持續(xù)利用，解決水環(huán)境污染問題已迫在眉睫。絮凝作為廢水處理的任意一種重要方法，因其經濟、簡便的特點得到了廣泛的應用。當前，國內外應用比較廣的絮凝劑主要分為無機鹽類絮凝劑和有機高分子絮凝劑兩大類。

無機鹽類絮凝劑即金屬鹽類絮凝劑，主要包括鋁鹽類和鐵鹽類，廣泛用于飲用水、工業(yè)用水的凈化處理以及地下水、廢水淤泥的脫水處理等。該類絮凝劑對水中懸浮顆粒以及溶解性有機物質都具有較好的去除效果。但是該類絮凝劑也存在一定的弊端，由于鐵鹽類絮凝劑在水溶液中有較強的腐蝕性，在廢水處理中會腐蝕設備，而鋁鹽類絮凝劑在處理廢水時會在水中留有較高的殘留量，導致水體二次污染。一旦進入人體后，便會通過蓄積參與生物化學反應，置換人體必需的營養(yǎng)元素和微量元素，使之流失或沉積，干擾破壞人體各部位的生理功能，導致疾病的發(fā)生。

與無機類絮凝劑相比較，有機高分子類絮凝劑具有品種多樣，用量少，絮凝速度快、受共存鹽類、pH值及溫度影響小、生成污泥量少、容易處理等優(yōu)點，因而有著廣闊的應用前景。

發(fā)明內容

本發(fā)明的主要目的在于提供一種陽離子改性交聯(lián)瓜爾膠及其制備方法和應用，以克服現(xiàn)有技術的不足。

為實現(xiàn)前述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術方案包括：

本發(fā)明實施例提供了一種陽離子改性交聯(lián)瓜爾膠的制備方法，包括如下步驟：

（1）將1重量份的瓜爾膠和2-5重量份的溶劑混合并加入0.2-3重量份的堿性催化劑進行堿化，堿化時間為15-100分鐘；

（2）在保護氣氛中，向步驟（1）所獲得的混合反應體系內加入0.1-0.8重量份的陽離子醚化劑及0.01-0.5重量份的交聯(lián)劑進行反應，反應時間為2-10個小時，反應溫度為40-100℃，反應結束后，收集粗產物并干燥處理；

（3）將步驟（2）獲得的經干燥處理的產物中加入0.01-0.1重量份的稀土增效劑及0.01-1重量份的晶核形成劑，混合均勻后獲得所述陽離子改性交聯(lián)瓜爾膠。

較為優(yōu)選的，所述溶劑包括甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇、石油醚或丙酮中的任意一種或兩種以上的組合，但不限于此。

較為優(yōu)選的，所述堿性催化劑包括二乙醇胺、乙醇胺、三乙醇胺、二乙烯三胺和氫氧化鈉中的任意一種或兩種以上的組合。

較為優(yōu)選的，所述堿性催化劑溶液的濃度為20-30wt％。

較為優(yōu)選的，所述陽離子醚化劑包括2,3-環(huán)氧丙基三甲基氯化銨、3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨、甲基丙烯酸二甲胺基乙酯一氯甲烷季胺、甲基丙烯酸二甲胺基乙酯氯化芐季銨或丙烯酸二甲胺基乙酯一氯甲烷季胺中的任意一種或兩種以上的組合。

較為優(yōu)選的，所述交聯(lián)劑包括二乙烯基苯、二異氰酸酯、二甲基丙烯酸乙二醇酯、N,N-亞甲基雙丙烯酰胺、2,5-二甲基-2,5-二叔丁基過氧化己烷、正硅酸乙酯、正硅酸甲酯、三甲氧基硅烷中的任意一種或兩種以上的組合。

較為優(yōu)選的，所述稀土增效劑包括三氯化鑭、四氯化鈰、氯化釹、氧化鐠、氧化釤中的任意一種或兩種以上的混合物；所述晶核形成劑選自納米二氧化鈦、納米二氧化硅、納米氧化鋁、納米氧化鋅、納米碳酸鈣、納米氧化鋯中的任意一種或兩種以上的組合。

本發(fā)明實施例提供了由所述方法制備的陽離子改性交聯(lián)瓜爾膠，其中陽離子的取代度為20-25％。

本發(fā)明實施例還提供了所述陽離子改性交聯(lián)瓜爾膠于制備污水絮凝劑或泥餅脫水劑中的用途。

進一步的，所述陽離子改性交聯(lián)瓜爾膠作為絮凝劑時，在污水中的有效用量為1 mg/L～10 mg/L。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的優(yōu)點包括：該陽離子改性交聯(lián)瓜爾膠可用于污水處理的絮凝劑和泥餅脫水劑，其絮凝效果相對于常規(guī)的絮凝劑有大幅的提高，能使污水的濁度降低到0.02以下。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實施例3中陽離子改性交聯(lián)瓜爾膠的¹H NMR譜圖；

圖2是本發(fā)明作為的絮凝劑加入量和水樣濁度的關系。

圖3是國內某制藥企業(yè)生物發(fā)酵廢水處理前后的對比圖。

具體實施方式