利用一種新的陽離子單體3-丙烯酰氧基-2-羥丙基三甲基氯化銨（AHPTAC）與丙烯酰胺（AM）和2-丙烯酰氨基-2-甲基丙磺酸（AMPS）通過水溶液聚合得到一種三元兩性共聚物絮凝劑P（AM-AHPTAC-AMPS）（PAAA）,將PAAA與聚合氯化鋁鐵（PAFC）復(fù)配用于處理兩種壓裂廢水,并比較評價其與陽離子聚丙烯酰胺（CPAM）的絮凝性能。結(jié)果表明:合成PAAA的最適宜條件為AM、AHPTAC和AMPS的物質(zhì)的量之比為1∶3∶2、單體總用量占反應(yīng)體系的質(zhì)量比為20%、復(fù)合引發(fā)劑VA-044與（NH₄）₂S₂O₈-NaHSO₃質(zhì)量比為1∶1、復(fù)合引發(fā)劑用量占反應(yīng)體系的質(zhì)量比為0.2%、反應(yīng)溫度為55℃;PAAA/PAFC復(fù)合絮凝劑具有較好的絮凝性能,對勝利孤島壓裂廢水及涪陵頁巖氣壓裂廢水的COD_Cr去除率分別為55.5%和82.7%;對水溶性有機污染物質(zhì)含量高的廢水去除效果更優(yōu),COD_Cr去除率比CPAM/PAFC提高26%。 

【文章來源】：中國石油大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2020,44(02)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

制備PAAA的反應(yīng)式

根據(jù)實驗室前期研究結(jié)果[12],固定n(AM)/n(AHPTAC)的配比,改變AMPS的用量,實驗結(jié)果見圖2。由圖2可以看出,在AM與AHPTAC物質(zhì)的量之比不變的前提下,AMPS的用量有一個最佳值。這是由于PAAA是兩性高分子聚合物,在同一分子鏈上既有磺酸基(—SO3H),又有季銨基(R3N+—),只有當(dāng)這兩種基團比例適中時,才能更好地發(fā)揮電性中和、吸附架橋作用,以及分子間的“纏繞”包裹作用[15],因此最適宜物質(zhì)的量之比為1∶3∶2。

單體AM、AHPTAC和AMPS的反應(yīng)物質(zhì)的量之比為1∶3∶2,單體總用量占反應(yīng)體系的質(zhì)量比為20%,復(fù)合引發(fā)劑用量占反應(yīng)體系的質(zhì)量比為0.2%,反應(yīng)溫度為55 ℃,反應(yīng)4 h。以壓裂廢水的CODCr去除率為指標(biāo),考察復(fù)合引發(fā)劑(VA-044與(NH4)2S2O8-NaHSO3)質(zhì)量比對絮凝性能的影響,其中,(NH4)2S2O8與NaHSO3質(zhì)量比為1∶1。實驗結(jié)果見圖3所示。由圖3可知,單獨使用偶氮類引發(fā)劑VA-044或氧化還原引發(fā)體系(NH4)2S2O8-NaHSO3,所得產(chǎn)物對壓裂廢水絮凝處理的效果都較差。因為(NH4)2S2O8-NaHSO3引發(fā)劑是通過電子轉(zhuǎn)移反應(yīng),產(chǎn)生自由基而引發(fā)聚合,從而提高引發(fā)和聚合速率,但在聚合后期,自由基濃度急劇降低,鏈終止反應(yīng)速度也顯著加快,產(chǎn)物的相對分子質(zhì)量達不到,絮凝效果較差;而VA-044引發(fā)劑分解速率較低,在水中10 h半衰期分解溫度為44 ℃,且只形成一種自由基,對產(chǎn)物不發(fā)生鏈轉(zhuǎn)移,因而將VA-044與(NH4)2S2O8-NaHSO3復(fù)配使用,反應(yīng)起始首先由分解溫度較低的氧化還原引發(fā)體系(NH4)2S2O8-NaHSO3產(chǎn)生自由基引發(fā)聚合,隨著反應(yīng)進行,VA-044引發(fā)劑緩慢的、平穩(wěn)的分解,維持體系中有適度的自由基濃度,有利于自由基鏈反應(yīng)平穩(wěn)進行,使產(chǎn)物相對分子質(zhì)量進一步提高。偶氮類引發(fā)劑VA-044和氧化還原引發(fā)體系(NH4)2S2O8-NaHSO3復(fù)配比例在1∶1時,產(chǎn)物的相對分子質(zhì)量適中,絮凝效果較好。

【參考文獻】：
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本文編號：3575352