[發明專利]一種陽離子改性淀粉絮凝劑及其制備方法

在審

• 申請號: 201910164593.8
• 申請日: 2019-03-05
• 公開（公告）號: CN109851019A
• 公開（公告）日: 2019-06-07
• 發明（設計）人: 李海花;孫麗景;李娜;張利輝;劉振法
• 申請（專利權）人: 河北桑沃特水處理有限責任公司
• 主分類號: C02F1/56
• 分類號: C02F1/56
• 代理公司: 石家莊新世紀專利商標事務所有限公司 13100
• 代理人: 張曉佩

本發明涉及一種陽離子改性淀粉絮凝劑，所述陽離子改性淀粉絮凝劑為陽離子改性淀粉絮凝劑ESt?g?PDMC，淀粉骨架上連上醚化劑GTA和單體DMC。本發明還涉及一種陽離子改性淀粉絮凝劑的制備方法，先以3?氯?2?羥丙基氯化銨（CTA）為原料，合成陽離子醚化劑2,3環氧丙基三甲基氯化銨（GTA）。以乙醇和水為反應液，NaOH為催化劑，合成醚化陽離子淀粉ESt。再以此醚化淀粉為原料，繼續與乙烯類單體進行接枝共聚反應，進一步提高產物的取代度和絮凝性能。

技術領域

本發明屬于污水處理用絮凝劑技術領域，特別涉及一種陽離子改性淀粉絮凝劑及其制備方法。

背景技術

絮凝技術普遍應用于廢水處理過程中，絮凝效果的好壞往往決定了后續流程的運行狀況、最終出水水質和費用。選擇何種絮凝劑，對于提高出水水質、降低制水成本有著重要的作用。目前，無機高分子和合成有機高分子絮凝劑在污水處理中一直發揮著重要的作用。但是傳統的無機高分子絮凝劑（聚合硫酸鐵、聚合氯化鋁）用藥量大，受環境影響大，且后續引發的二次污染也制約其發展。合成有機高分子絮凝劑，例如強陽離子化聚丙烯酰胺（CPAM）、聚乙烯吡啶，雖然具有用量小，絮凝能力強，產生浮渣少，效率高等優點，但是很難降解，部分還具有毒副作用，廢渣含水率高，產生污泥體積龐大，價格相對較貴。

在天然水體中，大部分膠體和懸浮顆粒帶有負電荷，陽離子型絮凝劑可以對其產生電中和和壓縮雙電層作用，使懸浮顆粒失穩快速沉降而產生絮凝效果，因此，陽離子型絮凝劑是目前研究的熱點。淀粉鏈段上帶有大量羥基，具有較強的反應活性，可以通過醚化、氧化、酯化以及接枝共聚等方法進行化學改性，制備非離子型、陽離子型、陰離子型和兩性淀粉絮凝劑。而且淀粉本身或中間產物對人體無毒，原料來源豐富，價格便宜，所以此類絮凝劑的研制很受青睞。

劉暢等用高直鏈玉米淀粉為原料，NaOH為催化劑，2,3環氧丙基三甲基氯化銨（GTA）為陽離子醚化劑，制備了高取代度陽離子高直鏈淀粉。反應溶劑使用二氧六環和水，反應溫度60℃，反應時間7h。取代度可達1.27，用于0.7%的膨潤土溶液時，透光率可達90%以上。馬亞峰等以玉米淀粉和丙烯酰胺（AM）為原料，過硫酸銨和亞硫酸氫鈉為引發劑，先合成了淀粉/AM接枝共聚物絮凝劑，然后以GTA為陽離子醚化劑，對淀粉接枝共聚物進行了陽離子化。該絮凝劑對煤礦井廢水水樣的除濁率可達95.6%。

發明內容

本發明的目的在于提供一種陽離子改性淀粉絮凝劑（ESt-g-PDMC），淀粉來源廣泛，價格低廉，無毒無污染，陽離子改性淀粉可生物降解，價格低于市售聚丙烯酰胺類高分子絮凝劑；本發明的另一個目的在于提供陽離子改性淀粉絮凝劑的制備方法，該方法將淀粉與醚化劑的醚化反應和淀粉與乙烯類單體的接枝反應結合起來，合成的陽離子淀粉具有接枝率高、絮凝性能好、可生物降解的優點。

為實現上述發明目的，本發明采取如下技術方案：

一種陽離子改性淀粉絮凝劑，所述陽離子改性淀粉絮凝劑為陽離子改性淀粉絮凝劑ESt-g-PDMC，淀粉骨架上連上醚化劑GTA和單體DMC。

一種陽離子改性淀粉絮凝劑的制備方法，包括如下步驟：

（1）在裝有溫度計、冷凝管、攪拌器和滴液漏斗的四口燒瓶中，加入30-50mL乙醇和去離子水，乙醇和去離子水的體積比為2:1-1:1；

（2）加入10g玉米淀粉，加熱到65-80℃，滴加醚化劑GTA0.05-0.07mol；

（3）滴加完醚化劑后，再滴加催化劑NaOH溶液15-20mL，30-40min內滴加完畢；

（4）恒溫反應3-5h；

（5）反應體系用冰乙酸調節pH值到7，將反應溫度降低至40-60℃；

（6）向體系中通N₂ 0.5h，排除體系中的氧氣；