[發(fā)明專利]一種殼聚糖改性除藻絮凝劑的制備方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201810142029.1
• 申請日: 2018-02-11
• 公開（公告）號: CN108314759A
• 公開（公告）日: 2018-07-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 章黎敏;孫永軍;朱四琛;朱輝;湯佳偉;劉鑒雯;陳傲文;印煜濤;時(shí)凱迪;劉迪;唐林輝;崔葉萌;徐洋;張義威;林洋;姜瑜;朱政穩(wěn)
• 申請（專利權(quán)）人: 南京工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: C08F251/00
• 分類號: C08F251/00;C08F220/56;C08F226/02;C08F2/48;C08B37/08;C02F1/56;C02F101/20;C02F101/10
• 代理公司: 重慶博凱知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 50212
• 代理人: 張先蕓

本發(fā)明公開了一種殼聚糖改性除藻絮凝劑的制備方法，先制備馬來酰化殼聚糖，再與丙烯酰胺單體和二甲基二烯丙基氯化銨混合，并溶于水，然后將混合溶液于氮?dú)獗Ｗo(hù)下，加入光引發(fā)劑，通過紫外光照射引發(fā)聚合反應(yīng)，靜置熟化后得到所述的除藻絮凝劑。本發(fā)明制得的殼聚糖改性除藻絮凝劑，不僅提高了殼聚糖絮凝性能，還改善了殼聚糖的溶解性能，黏度系數(shù)更高，可以廣泛用于含藻的景觀水、河流水和湖泊水的除藻處理。本發(fā)明的方法，操作簡單、合成時(shí)間短，所用主要原料為來源豐富的天然高分子產(chǎn)品，是一種經(jīng)濟(jì)的獲得高品質(zhì)的除藻絮凝劑的制備方法。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域，具體涉及一種殼聚糖改性除藻絮凝劑的制備方法。

背景技術(shù)

目前水環(huán)境已被嚴(yán)重污染，局部地區(qū)藍(lán)藻水華赤潮頻繁爆發(fā)，不但會引起水體DO急劇下降、水質(zhì)腐敗，而且藻細(xì)胞衰亡或破裂釋放出的微囊藻毒素也對人體健康構(gòu)成了嚴(yán)重威脅。因此，控制和去除水體中的藻類對水環(huán)境的改善及飲水安全具有重大意義。

殼聚糖是一種天然高分子，其前體甲殼素廣泛存在于蝦蟹等甲殼動物及昆蟲、藻類中，是世界上僅次于纖維素的第二大類天然高分子化合物。殼聚糖是由葡糖胺和N一乙酞基葡糖胺組成的堿性多糖，是由甲殼素經(jīng)濃堿水解脫乙酞基后生成的產(chǎn)物，具有生物相溶性、生物可降解性、吸附性和無毒性等良好性質(zhì)，是一種應(yīng)用前景極為廣闊的高分子化合物。

單純使用殼聚糖除藻效果良好，但是投加量大，如Ravi Divakaran等利用殼聚糖處理3種藻混合的水，需投加殼聚糖15 mg/L，在藻水濁度為30 NTU時(shí)，可以達(dá)到90%以上去除率。改性后的殼聚糖投加量大幅度下降，HuaZou等將殼聚糖溶解于稀鹽酸溶液，用海泡石、石英及石母等改性，對銅綠微囊藻水進(jìn)行處理試驗(yàn)，在殼聚糖投加量為1mg/L、pH為6.7時(shí)，2h的濁度去除率在90%以上，改性后的殼聚糖除藻效果明顯優(yōu)于單加殼聚糖。

由于殼聚糖存在電荷密度小、分子量較低、架橋能力差等缺點(diǎn)，同時(shí)，殼聚糖也只能溶于酸性水溶液，這限制了它的廣泛使用。通過等離子體技術(shù)，對殼聚糖進(jìn)行化學(xué)改性，引入新的水溶性基團(tuán)，接枝聚合制備新型殼聚糖基絮凝劑，可改善其溶解和絮凝性能。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，本發(fā)明的目的是提供一種殼聚糖改性除藻絮凝劑的制備方法，以改善殼聚糖的絮凝性能和溶解性能。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種殼聚糖改性除藻絮凝劑的制備方法，包括如下步驟：

（1）將殼聚糖溶于酸溶液中，再將所述酸溶液與馬來酸酐水溶液混合，將混合溶液攪拌均勻后，置于恒溫水浴搖床中，震蕩反應(yīng)2~12h，其中，殼聚糖與馬來酸酐的摩爾比為1:0.04~25；

（2）將步驟（1）中得到的馬來酰化殼聚糖與丙烯酰胺、二甲基二烯丙基氯化銨混合，配制成總單體質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25~30%的單體水溶液，其中總單體為馬來酰化殼聚糖、丙烯酰胺和二甲基二烯丙基氯化銨，馬來酰化殼聚糖、丙烯酰胺、二甲基二烯丙基氯化銨三者的質(zhì)量比為1:1~4:0.5~1.5；

（3）將單體水溶液于氮?dú)獗Ｗo(hù)下，加入光引發(fā)劑，并通過紫外光照射引發(fā)聚合反應(yīng)，反應(yīng)完成后靜置熟化，即得到所述的除藻絮凝劑，所述光引發(fā)劑為總單體質(zhì)量的0.01~3%。

在上述步驟（1）中，所用的酸溶液可為有機(jī)酸或無機(jī)酸，有機(jī)酸包括甲酸、乙酸、乙二酸、乳酸、檸檬酸、丙烯酸、醋酸或草酸，無機(jī)酸包括稀鹽酸或稀硝酸，酸溶液的pH可為0.5~5，殼聚糖與酸溶液的質(zhì)量體積比可為1~25g：20~120mL。馬來酸酐水溶液中水的體積只需適量，保證馬來酸酐完全溶解即可。

在上述步驟（2）中，殼聚糖太多會導(dǎo)致聚合物產(chǎn)物溶解性和分子量降低，丙烯酰胺過多易導(dǎo)致聚合產(chǎn)物交聯(lián)從而降低溶解性，二甲基二烯丙基氯化有利于提高電中和性能，但二甲基二烯丙基氯化銨價(jià)格較高，而且用量太多會影響單體之間的交聯(lián)，使產(chǎn)物分子量降低。