木质素磺酸盐接枝共聚制絮凝剂的研究

论文摘要

絮凝法是水处理技术的重要方法之一,絮凝法的首要问题是制备性能优良、价格合理、具有广谱效果的絮凝剂。木质素磺酸盐是造纸行业的主要污染物之一,传统的亚硫酸盐法造纸废水中大约有50%的污染物为木质素磺酸盐。近年来,由于能源危机、环境保护和可持续发展的要求,以生物质为基材的高分子絮凝剂的开发与应用备受人们关注。本文以木质素磺酸盐作为原料,通过接枝共聚物改性使其成为一种通用性较好的絮凝剂。以木质素磺酸盐为基材,丙烯酰胺为共聚单体,合成了一种木质素磺酸盐型絮凝剂(LA)。对木质素磺酸盐与丙烯酰胺的共聚条件进行了研究,并以此改性木质素磺酸盐对垃圾渗滤液进行絮凝处理。结果表明,以LA与聚FeCl3复合使用,对垃圾渗滤液进行絮凝处理,效果较好,COD去除率可达74%,此复合絮凝剂具有较好的耐温性。以木质素磺酸盐、丙烯酰胺(AM)、二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)为原料,通过接枝共聚,制得木质素磺酸盐两性絮凝剂(LDA),得到了最佳合成工艺条件：反应温度50℃,共聚时间6h,固含量20%,引发剂浓度0.1%,单体与木质素磺酸盐质量比4：1,丙烯酰胺与二甲基二烯丙基氯化铵质量比是2：1。产品LDA的特性粘数为635.2m1/g,接枝效率为99.2%,阳离子度为26.8%。利用红外光谱仪,核磁共振仪和扫描电镜对其结构进行了表征。对四种污水进行絮凝处理,COD去除率均达到76%以上,处理后污水达到相关排放标准,说明LDA有较好的通用性,同时产品具有良好的耐温、耐盐、耐酸性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 前言
• 第一章 文献综述
• 1.1 木质素
• 1.2 木质素磺酸盐
• 1.3 木质素磺酸盐的应用
• 1.3.1 在胶黏剂方面的应用
• 1.3.1.1 改性木质素-酚醛树脂胶粘剂
• 1.3.1.2 改性木质素-脲醛树脂胶粘剂
• 1.3.1.3 改性木质素-聚氨酯（LPU）胶粘剂
• 1.3.2 木质素磺酸盐在农业方面的应用
• 1.3.3 改性木质素在防沙固沙方面的应用
• 1.3.4 改性木质素在采油方面的应用
• 1.3.5 木质素作为高分子材料添加剂
• 1.4 木质素磺酸盐絮凝剂的研究进展
• 1.4.1 天然高分子絮凝剂
• 1.4.2 改性木质素磺酸盐絮凝剂
• 第二章 木质素磺酸盐丙烯酰胺共聚物（LA）的合成及应用
• 2.1 引言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 实验药品、试剂及原料
• 2.2.2 主要实验设备
• 2.2.3 木质素磺酸盐-丙烯酰胺接枝共聚物的合成
• 2.2.4 产品性质测定
• 2.2.4.1 产品纯化
• 2.2.4.2 接枝效率
• 2.2.4.3 产率
• 2.2.4.4 接枝率
• 2.2.5 产品结构表征
• 2.2.5.1 红外光谱（R）表征
• 2.2.6 污水絮凝方法及COD测定
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 接枝共聚反应条件研究
• 2.3.1.1 原料浓度对接枝共聚反应的影响
• 2.3.1.2 温度对接枝共聚反应的影响
• 2.3.1.3 单体与木质素磺酸盐质量比例接枝共聚反应的影响
• 2.3.1.4 共聚时间对接枝共聚反应的影响
• 2.3.2 改性木质素磺酸盐絮凝剂的红外光谱分析
• 2.3.3 改性木质素磺酸盐对垃圾渗滤液的处理
• 2.3.3.1 絮凝剂的影响
• 3添加量的影响'>2.3.3.2 聚合FeCl₃添加量的影响
• 2.3.3.3 改性木质素磺酸盐用量的影响
• 2.3.3.4 温度的影响
• 2.4 小结
• 第三章 木质素磺酸盐两性高分子的合成
• 3.1 引言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 实验药品、试剂及原料
• 3.2.2 主要实验设备
• 3.2.3 LDA的合成
• 3.2.4 产品的纯化
• 3.2.5 产品性质测定
• 3.2.5.1 固含量
• 3.2.5.2 接枝效率
• 3.2.5.3 阳离子化度
• 3.2.5.4 特性粘数[η]的测定
• 3.2.5.5 污水COD测定
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 LDA合成条件确定
• 3.3.1.1 固含量对接枝共聚反应的影响
• 3.3.1.2 温度对接枝共聚反应的影响
• 3.3.1.3 引发剂浓度对接枝共聚反应的影响
• 3.3.1.4 单体与木质素磺酸盐质量比对接枝共聚反应的影响
• 3.3.1.5 共聚时间对接枝共聚反应的影响
• 3.3.2 LDA的结构表征
• 3.3.3 产品稳定性测试
• 3.3.4 LDA应用性能测试
• 3.4 小结
• 第四章 结论
• 参考文献
• 致谢