【摘要】：隨著現(xiàn)代科技的日新月異,復(fù)合材料也因自身獨(dú)特的優(yōu)異性能得到了學(xué)者們的青睞,雜化材料是復(fù)合材料中的一種,它是上個(gè)世紀(jì)80年代開始流行的一種性能優(yōu)異的材料。雜化材料中有機(jī)和無(wú)機(jī)組分之間一般可以通過(guò)化學(xué)鍵來(lái)連結(jié),因此界面之間互相作用力很強(qiáng),與物理上的復(fù)合材料相比而言有本質(zhì)上的不同。因此不難預(yù)見,將雜化材料運(yùn)用在絮凝劑會(huì)有廣闊的應(yīng)用前景。論文利用制備雜化材料方法之一的原位聚合法,將丙烯酰胺單體(AM)用自制的聚合氯化鋁鐵(PAFC)溶液充分溶解,以(NH_4)_2S_2O_8-NaHSO_3作為氧化還原引發(fā)體系,首次合成了一種新型雜化產(chǎn)物聚丙烯酰胺-聚合氯化鋁鐵(PAM-PAFC)。論文通過(guò)單因素實(shí)驗(yàn)以及正交設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探討了雜化產(chǎn)物PAM-PAFC在合成過(guò)程中的聚合時(shí)間(h)、聚合溫度(℃)、引發(fā)劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)(%)以及單體質(zhì)量分?jǐn)?shù)(%)對(duì)產(chǎn)物特性黏度(η)的影響,從而得到雜化產(chǎn)物PAM-PAFC的最佳合成條件。通過(guò)電導(dǎo)率分析、FT-IR分析、SEM分析和TGA-DSC分析等手段對(duì)合成的雜化產(chǎn)物PAM-PAFC進(jìn)行結(jié)構(gòu)表征,在此基礎(chǔ)上將雜化產(chǎn)物PAM-PAFC應(yīng)用到高嶺土-腐植酸模擬水樣以及染料溶液中,研究了其混凝性能。論文主要研究?jī)?nèi)容的結(jié)論如下:(1)以雜化產(chǎn)物PAM-PAFC的特性黏度(η)為指標(biāo),合成過(guò)程中的四個(gè)因素對(duì)雜化產(chǎn)物PAM-PAFC的影響從大到小依次為引發(fā)劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)(%)、聚合溫度(℃)、單體質(zhì)量分?jǐn)?shù)(%)和聚合時(shí)間(h)。(2)以雜化產(chǎn)物PAM-PAFC的特性黏度(η)為指標(biāo),其最佳制備條件為:聚合時(shí)間4 h、聚合溫度50℃、引發(fā)劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.5%,單體質(zhì)量分?jǐn)?shù)20%,此時(shí)產(chǎn)物的特性黏度最大為513.78 mL·g~(-1)。(3)電導(dǎo)率分析、FT-IR分析以及TGA-DSC分析都表明雜化產(chǎn)物PAM-PAFC的有機(jī)組分和無(wú)機(jī)組分之間是通過(guò)離子鍵相連接的。SEM分析的結(jié)果顯示雜化產(chǎn)物PAM-PAFC的結(jié)構(gòu)呈明顯的空間網(wǎng)狀。(4)對(duì)高嶺土-腐植酸模擬水樣的混凝效果顯示:在達(dá)到相同剩余濁度的條件下,雜化產(chǎn)物PAM-PAFC的最佳投加量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于無(wú)機(jī)型PAFC和復(fù)配型PAM-PAFC的最佳投加量。雜化產(chǎn)物PAM-PAFC對(duì)水溫的適應(yīng)范圍很廣,在20~50℃條件下都能有比較明顯的混凝效果,最適合的pH范圍為7~9。對(duì)剛果紅和直接耐曬翠蘭GL的混凝效果顯示:在最佳投加量下雜化產(chǎn)物PAM-PAFC對(duì)剛果紅和直接耐曬翠蘭GL的脫色效果均優(yōu)于復(fù)配型PAM-PAFC。雜化產(chǎn)物PAM-PAFC處理剛果紅的最佳pH值在7~8左右,即為中性或弱堿性條件;處理直接耐曬翠蘭GL的最佳pH值在4~5左右,即弱酸性條件�？紤]到廢水處理的實(shí)際情況以及經(jīng)濟(jì)效益,水處理過(guò)程中可以選取室溫,不必另作溫度處理。
【圖文】：

就可以很快得到總勢(shì)能(1) R1 AW =W +W 和(2) R2 AW =W +W 。圖1.1（b）表明，在d=(1-4)δ的時(shí)候，(1)W 處于橫坐標(biāo)軸上部，并在1d=d 時(shí)得到極大值maxW ；當(dāng)中心距 繼續(xù)增

在此過(guò)程中大分子高聚物的長(zhǎng)鏈分子則起到了橋聯(lián)的樞紐作用。吸附橋聯(lián)的作用示意圖如圖1.2。很明顯，在通過(guò)吸附橋聯(lián)慢慢出現(xiàn)礬花的階段中，膠體粒子并不必須要失去穩(wěn)定性，而且粒子之間也不一定要產(chǎn)生碰撞，因此ξ電位也不是主導(dǎo)因素。但對(duì)于高聚物的投加量、機(jī)械或水力攪拌的強(qiáng)度和時(shí)間的要求卻非常嚴(yán)格。例如當(dāng)投加量大于一定數(shù)值時(shí)，則在混凝初期細(xì)小顆粒就包裹于多個(gè)大分子長(zhǎng)鏈中間，使得細(xì)小顆粒不再有多余的部分吸附其它的大分子鏈，最終就會(huì)變成不具有吸附活性的穩(wěn)定顆粒。再比如當(dāng)攪拌強(qiáng)度太劇烈或攪拌太久，那么形成的架橋結(jié)構(gòu)就會(huì)打斷，礬花會(huì)被打破，，最終又會(huì)形成具有穩(wěn)定性的顆粒。圖 1.2 大分子聚合物對(duì)顆粒的吸附橋聯(lián)作用(a)初期吸附，(b)絮凝體形成Fig.1.2Adsorption and bridging effect of macromolecular polymers on particles(a) Initial adsorption, (b) Floc formation④ 網(wǎng)捕卷掃Packham[9]在 1965 年首次報(bào)道了金屬鹽類（常見的有Al鹽、Fe鹽）電解質(zhì)的網(wǎng)捕卷掃作用機(jī)制。即如果投加的Al鹽或Fe鹽等金屬鹽能在一定的條件下迅速產(chǎn)生足量的沉淀（如Al(OH)3、Fe(OH)3、 CaCO3等）時(shí)
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TB33

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2657050