论文题目: 淀粉改性絮凝剂的制备及性能研究
论文类型: 硕士论文
论文专业: 化学工程
作者: 史俊杰
导师: 孙承林
关键词: 接枝共聚,淀粉,丙烯酰胺,高锰酸钾,絮凝剂,自由基
文献来源: 中国科学院研究生院（大连化学物理研究所）
发表年度: 2005
论文摘要: 淀粉丙烯酰胺接枝共聚物（SPAM）兼有天然高分子和合成高分子的双重性能。它以淀粉半刚性主链为骨架,与柔性的聚丙烯酰胺支链紧密结合,形成庞大、刚柔相济的网状大分子,可作为絮凝剂使用。对SPAM进一步改性得到的离子化产物具有更强大的功能,对某些特定废水的絮凝效果较好。本论文采用廉价、高效的KMnO4/H2SO4为引发剂制备SPAM。系统考察了酸浓度、高锰酸钾浓度、丙烯酰胺浓度、温度、溶剂用量及加料方式等条件对接枝反应的影响。最佳工艺条件为:KMnO4:0.45mmol/L,H2SO4:0.8mmol/L,温度:60℃,加料方式:淀粉→单体→酸→引发剂。解释了采用少量引发剂合成具有较高接枝率、接枝效率及更高分子量SPAM的原因。采用IR、TGA对SPAM进行表征,证实了SPAM是淀粉与丙烯酰胺的接枝共聚物,具有比聚丙烯酰胺（PAM）更好的热稳定性。对非离子SPAM进一步改性得到阳离子产品CSPAM和阴离子产品ASPAM。并考察了SPAM、CSPAM和ASPAM对高岭土、含油废水、生活污水及活性污泥的絮凝性能。结果表明,CSPAM对以上絮凝对象表现出优于SPAM、ASPAM和市售PAM的优良性能。
论文目录:
摘 要
Abstract
第一章 文献综述
1.1 淀粉的结构与性质
1.1.1 淀粉的结构
1.1.2 淀粉的性质
1.1.2.1 淀粉的主要物理性质
1.1.2.2 淀粉的主要化学性质
1.2 淀粉接枝共聚物概述
1.2.1 淀粉接枝共聚物的合成
1.2.1.1 化学引发法
1.2.1.2 辐射引发法
1.2.2 淀粉接枝共聚物在工业上的应用
1.2.2.1 用作水处理剂
1.2.2.2 用作超强吸水剂
1.2.2.3 在造纸工业中的应用
1.2.2.4 在石油工业中的应用
1.2.2.5 其他方面的应用
1.3 淀粉接枝聚丙烯酰胺类絮凝剂的研究进展
1.3.1 聚丙烯酰胺类絮凝剂的研究进展
1.3.2 淀粉接枝丙烯酰胺类絮凝剂的研究进展
1.4 存在问题及研究方向
1.5 课题意义及选题目的
1.6 工作思路图
1.7 本论文的创新点
参考文献
第二章 淀粉丙烯酰胺接枝共聚物的合成及表征
2.1 实验部分
2.1.1 实验试剂
2.1.2 实验仪器
2.1.3 淀粉丙烯酰胺接枝共聚物的制备
2.1.3.1 接枝共聚物的合成
2.1.3.2 接枝共聚物的分离与纯化
2.1.3.3 淀粉丙烯酰胺接枝共聚物的制备流程图
2.1.3.4 制备及纯化过程中需要注意的问题
2.1.4 淀粉丙烯酰胺接枝共聚物的分析方法
2.1.4.1 接枝率的测定
2.1.4.2 接枝效率的计算
2.1.4.3 分子量的测定
2.1.5 淀粉丙烯酰胺接枝共聚物的表征
2.1.5.1 红外光谱分析（IR）
2.1.5.2 热重分析(TGA)
2.2 实验思路
2.3 结果与讨论
2.3.1 酸浓度对接枝反应的影响
2.3.2 高锰酸钾浓度对接枝反应的影响
2.3.3 单体浓度对接枝反应的影响
2.3.4 温度对接枝反应的影响
2.3.5 溶剂用量对接枝反应的影响
2.3.6 加料方式对接枝反应的影响
2.3.6.1 加料次序对接枝反应的影响
2.3.6.2 加料速度对接枝反应的影响
2.3.7 引发剂浓度对分子量及接枝率的影响
2.3.8 高锰酸钾与酸的最优配比
2.3.9 接枝物的IR 表征结果
2.3.10 接枝物的TGA 表征结果
参考文献
第三章 淀粉接枝丙烯酰胺类絮凝剂的絮凝性能评价
3.1 高分子絮凝剂的絮凝机理
3.1.1 架桥絮凝机理
3.1.2 电中和机理
3.1.3 高分子絮凝剂与水中溶解性物质发生反应的机理
3.2 实验部分
3.2.1 淀粉丙烯酰胺接枝共聚物的离子化改性
3.2.1.1 阳离子淀粉丙烯酰胺接枝物(CSPAM)的制备
3.2.1.2 强阴离子淀粉丙烯酰胺接枝物(ASPAM)的制备
3.2.2 样品准备
3.2.2.1 絮凝剂样品
3.2.2.2 水样及污泥
3.2.3 水质指标测定
3.2.4 絮凝实验方法
3.3 结果与讨论
3.3.1 对高岭土的絮凝性能
3.3.1.1 高岭土的自沉能力实验
3.3.1.2 淀粉丙烯酰胺接枝共聚物对高岭土的絮凝实验
3.3.1.3 SPAM、CSPAM、Olig 和Chit 对高岭土的絮凝比较
3.3.2 对含油废水的絮凝性能
3.3.2.1 含油废水的特征及常规处理方法
3.3.2.2 絮凝剂用量对透光率的影响
3.3.2.3 絮凝剂用量对COD 去除率的影响
3.3.2.4 破乳剂对含油废水的絮凝性能的影响
3.3.2.5 小结
3.3.3 对活性污泥的脱水性能
3.3.3.1 絮凝剂用量对污泥沉降速度的影响
3.3.3.2 絮凝剂用量对悬浮物及透光率的影响
3.3.3.3 小结
3.3.4 对生活污水的絮凝性能
3.3.4.1 单独使用PAC 对生活污水的絮凝性能
3.3.4.2 PAC 与有机絮凝剂复合对生活污水的絮凝性能
3.3.4.3 小结
3.3.5 总结
参考文献
第四章 总结
4.1 结论
4.2 后续工作展望
作者简介及发表文章
致谢
发布时间: 2007-03-13
参考文献
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