本文關(guān)鍵詞：疏水改性陽離子型聚丙烯酰胺的合成及應(yīng)用

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【摘要】：隨著我國(guó)工業(yè)化和農(nóng)業(yè)化的快速發(fā)展,導(dǎo)致環(huán)境問題越來越嚴(yán)重。為了可持續(xù)發(fā)展,合理有效地處理污水顯得尤為重要。絮凝劑在污水處理方面應(yīng)用很廣泛,是絮凝法處理污水技術(shù)的主要體現(xiàn)。其中疏水改性陽離子型聚丙烯酰胺是丙烯酰胺(AM)單體與具有疏水官能團(tuán)和陽離子官能團(tuán)的單體分子發(fā)生聚合反應(yīng)形成的高分子聚合物,相比傳統(tǒng)絮凝劑,由于其具有特殊的物理化學(xué)性質(zhì),使其在處理石油、生活污水和工業(yè)廢水中更有優(yōu)勢(shì)。國(guó)內(nèi)外研究者對(duì)疏水改性陽離子型聚丙烯酰胺的研究都比較重視。本文以陽離子單體甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨(DMC)、丙烯酰胺(AM)和疏水性單體甲基丙烯酸丁酯(BMA)為反應(yīng)單體,使用過硫酸銨和亞硫酸氫鈉組成的氧化還原體系為引發(fā)劑,添加表面活性劑十六烷基三甲基溴化銨,在水相中聚合成疏水改性陽離子型聚丙烯酰胺P(AM-DMC-BMA)。通過單因素實(shí)驗(yàn)考察了引發(fā)劑用量、疏水單體的投加量、反應(yīng)溫度、單體的總投加量和表面活性劑投加量對(duì)反應(yīng)產(chǎn)物分子量和陽離子度的影響情況,然后通過正交實(shí)驗(yàn),從而確定P(AM-DMC-BMA)的最佳合成工藝條件。通過紅外光譜分析,對(duì)聚合物的結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征。另取反應(yīng)得到的聚合物來處理高嶺土模擬廢水,并用聚丙烯酰胺做對(duì)照,觀察絮凝情況。考察了pH、絮凝時(shí)間、陽離子度、投加量和絮凝劑相對(duì)分子質(zhì)量對(duì)其絮凝效果的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:在單因素實(shí)驗(yàn)中,引發(fā)劑用量對(duì)聚合反應(yīng)影響較大,當(dāng)其為0.6ml時(shí)聚合效果最好;隨著疏水單體和反應(yīng)溫度的增加,反應(yīng)產(chǎn)物的分子量和陽離子度都會(huì)先增大后減小,當(dāng)疏水單體投加量為3g,反應(yīng)溫度為45℃時(shí),二者均達(dá)到最大值;當(dāng)單體總量達(dá)到18g,表面活性劑投加量為1.5g時(shí),聚合反應(yīng)效果最好。在正交實(shí)驗(yàn)中,當(dāng)引發(fā)劑的投加量為0.6mL、疏水單體BMA投加量為3%、反應(yīng)溫度為45℃、單體總的投加量為20%和表面活性劑投加量為3g時(shí)反應(yīng)產(chǎn)物的分子量達(dá)到最大。紅外光譜分析結(jié)果表明,聚合物P(AM-DMC-BMA)中含有三個(gè)單體中的特殊官能團(tuán),是由三者聚合而成的。在絮凝實(shí)驗(yàn)中,實(shí)驗(yàn)合成的P(AM-DMC-BMA)總體絮凝效果要明顯高于PAM,對(duì)聚合物P(AM-DMC-BMA)絮凝效果而言,在中性環(huán)境下絮凝效果最好,隨著絮凝時(shí)間的增加絮凝效果越來越好,并且增大投加量可以增大絮凝效果,而當(dāng)三元聚合物的陽離子度為1.0mmol/g時(shí)絮凝效果最好,隨著絮凝劑的分子量的增加,絮凝效果先變好后變差。另外用自制聚合物對(duì)三種不同模擬廢水處理后的情況表明:絮凝劑對(duì)高嶺土的絮凝效果最好,其次是PVSK陰離子型模擬廢水,對(duì)AgI陽離子型模擬廢水的絮凝效果最差。
【學(xué)位授予單位】：長(zhǎng)安大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：X703;O633.22

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