CN105217765A - 一种复合高分子絮凝剂及其制备方法 - Google Patents

一种复合高分子絮凝剂及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN105217765A
CN105217765A CN201510614689.1A CN201510614689A CN105217765A CN 105217765 A CN105217765 A CN 105217765A CN 201510614689 A CN201510614689 A CN 201510614689A CN 105217765 A CN105217765 A CN 105217765A
Authority
CN
China
Prior art keywords
dextran
chitosan
cation
cation dextran
dissolved
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201510614689.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105217765B (zh
Inventor
张其清
游力军
宋立岛
王傲
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fuzhou University
Original Assignee
Fuzhou University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fuzhou University filed Critical Fuzhou University
Priority to CN201510614689.1A priority Critical patent/CN105217765B/zh
Publication of CN105217765A publication Critical patent/CN105217765A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105217765B publication Critical patent/CN105217765B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Separation Of Suspended Particles By Flocculating Agents (AREA)

Abstract

本发明公开了一种复合高分子絮凝剂及其制备方法，属于复合材料技术领域。首先以3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵为醚化剂将葡聚糖阳离子化，然后采用交联共混法，将阳离子葡聚糖与壳聚糖进行交联共混反应，制得壳聚糖-阳离子葡聚糖复合高分子絮凝剂。本发明的絮凝剂对高岭土模拟废水和实际废水具有高效的絮凝效果，并且具有广泛的pH适用性，在污水处理领域具有良好的应用前景。

Description

一种复合高分子絮凝剂及其制备方法
技术领域
本发明属于复合材料技术领域，具体涉及一种复合高分子絮凝剂及其制备方法。
背景技术
随着现代工业的飞速发展，工业废水、矿山废水、家庭生活废水的大量排放以及农业上对农药、化肥的盲目使用，引起了水体的严重污染，严重影响了人们的健康和正常生活。所以污水处理问题日益成为一个亟需解决的问题。其中作为水处理的第一步对污水的絮凝显得尤为重要，絮凝具有除去水中的有机物，降低污水的浊度和色度，减少水中重金属和放射性物质等功能。虽然当前市面上有很多絮凝剂，并且也不乏絮凝效果很好的絮凝剂，比如聚合硫酸铁、聚合硫酸铝、聚丙烯酰胺等絮凝剂。但这些絮凝剂仍存在很多不足，其中铝离子含有剧毒，铁离子会造成仪器设备的腐蚀，而聚丙烯酰胺分解的丙烯酰胺更是有致癌的缺点。作为天然高分子的葡聚糖和壳聚糖与之相比有很大的优势，本身无毒不会造成二次污染，分子量大有更好的吸附和絮凝的能力，且投入成本较低不会造成仪器的损坏。
在天然高分子絮凝剂中，壳聚糖一直受到人们的青睐。壳聚糖是由甲壳素脱乙酰基而来，来源广泛。其作为天然高分子，分子链骨架上分布着大量NH2基，OH基等极性集团和离子键，氢键等，对水中凝胶有着良好的电荷中和和吸附架桥作用且壳聚糖无毒有良好的降解性。但其本身的絮凝能力特别是在碱性条件下还是有限，需要改性。而葡聚糖是一种重要天然高分子，和壳聚糖一样，具有良好的生物相容性，在自然环境能够降解。它是由D-葡萄吡喃糖以α键链接而成的。其来源于微生物生长过程中粘液之中为增加其絮凝能力，增加其分子链上的正电基团是关键。
本发明利用阳离子醚化剂(3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵）使葡聚糖骨架修饰上阳离子基团，并使之与壳聚糖进行交联，既克服了阳离子葡聚糖分子量小吸附架桥作用小的缺点，又克服了壳聚糖碱性条件下絮凝效果差，用量大、成本高的缺点。
发明内容
本发明的目的在于提供一种复合高分子絮凝剂及其制备方法，对高岭土模拟废水和实际废水具有高效的絮凝效果，并且具有广泛的pH适用性，在污水处理领域具有良好的应用前景。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
该复合高分子絮凝剂是由阳离子葡聚糖和壳聚糖交联制得的。
制备方法：将葡聚糖阳离子化，然后采用交联共混法，将阳离子葡聚糖与壳聚糖进行交联共混反应，制得壳聚糖-阳离子葡聚糖复合高分子絮凝剂。
具体步骤如下：
（1）将3.24g葡聚糖均匀地溶于10mL含有1.5g氢氧化钠的蒸馏水中，在60℃下，逐滴加入阳离子醚化剂3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵，反应12小时；
（2）将步骤（1）得到的阳离子葡聚糖溶液逐滴加入到90wt.%的乙醇溶液中，析出阳离子葡聚糖固体，抽滤，用乙醇清洗2-3次，50℃真空干燥4小时；
（3）将0.1-1g步骤（2）得到的阳离子葡聚糖溶于5mL水中，将0.3-1g壳聚糖溶于45mL乙酸溶液中；混合，用1mol/L氢氧化钠溶液调节pH=10，加热到60℃，交联反应0.5-4小时；用冷水终止反应，并用1mol/L盐酸溶液调节pH至中性。
本发明的显著优点在于：本发明制得的絮凝剂，在广泛的pH下都有很好的水溶性和高Zeta电位正电性，克服了壳聚糖在碱性条件下絮凝效果差的缺点。并且该絮凝剂不仅对高岭土显示出高效的絮凝效果，并且对实际污水也具有高效的絮凝效果。
附图说明
图1是壳聚糖-阳离子葡聚糖复合高分子絮凝剂的SEM图。
图2（a）pH=7的条件下，不同浓度的壳聚糖-阳离子葡聚糖复合高分子絮凝剂对高岭土模拟废水絮凝；（b）不同pH条件下，壳聚糖-阳离子葡聚糖复合高分子絮凝剂对高岭土模拟废水的絮凝效果。
图3是壳聚糖-阳离子葡聚糖复合高分子絮凝剂对实际废水的絮凝效果：（a）对浊度的去除；（b）对实际废水固体悬浮物的去除。
具体实施方式
（1）首先，将阳离子醚化剂逐滴加入到葡聚糖碱性溶液中进行醚化。
（2）将醚化后的溶液逐滴滴入乙醇水溶液中，析出白色的阳离子葡聚糖固体。
（3）将阳离子葡聚糖固体加入到壳聚糖溶液中在碱性条件下进行交联，得到壳聚糖-阳离子葡聚糖复合高分子絮凝剂。
（4）将絮凝剂应用于高岭土模拟废水检测絮凝效果。
（5）将絮凝剂处理实际污水。
具体操作步骤如下：
（1）将3.24g葡聚糖均匀的溶于10mL含有1.5g氢氧化钠蒸馏水中，在60℃下，将一定量化阳离子醚化剂逐滴加入到葡聚糖溶液中，然后反应进行4~12h。
（2）将反应后得到的阳离子葡聚糖溶液逐滴加入到90%的乙醇溶液中，利用减压抽馏装置进行抽滤，将得到析出的白色阳离子葡聚糖固体。然后再利用乙醇溶液清洗2-3次。
（3）秤取将上述步骤（2）得到的阳离子葡聚糖0.7g溶于5mL水中，将45mL含有0.3~1g壳聚糖的乙酸溶液加入到阳离子葡聚糖溶液中，用1mol/L的氢氧化钠溶液将其pH值调到10左右。加热到60℃，交联反应0.5~4h。最后用冷水终止反应,并用1mol/L的盐酸溶液将pH调到中性。
（4）在1L的烧杯中加入5g高岭土和1L蒸馏水，用变频调速搅拌器以350r/min的转速快速搅拌30min，使高岭土分散均匀。加入絮凝剂以200r/min快速搅拌2min，然后用60rad/min慢速搅拌5min，静置0-2h取烧杯中部溶液，测定吸光度，检测絮凝效果。
（5）将高岭土悬浊液换成实际污水，其余步骤同步骤（4）所述。
本发明中，所述的阳离子葡聚糖为3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵阳离子取代葡聚糖。
本发明中，所述的絮凝检测方法为烧杯实验法。
实施例1：醚化度较高的阳离子葡聚糖交联壳聚糖絮凝剂的制备：
（1）将3.24g葡聚糖均匀的溶于10mL含有1.5g氢氧化钠蒸馏水中，在60℃下，将0.02mol阳离子醚化剂逐滴加入到葡聚糖溶液中，（滴加约20min）然后反应进行12h。将反应后得到的阳离子葡聚糖溶液逐滴加入到90%的乙醇溶液中，利用减压抽馏装置进行抽滤，将得到析出的白色阳离子葡聚糖固体。然后再利用乙醇溶液清洗2-3次。
（2）将反应后得到的阳离子葡聚糖溶液逐滴加入到90%的乙醇溶液中，利用减压抽馏装置进行抽滤，将得到析出的白色阳离子葡聚糖固体。然后再利用乙醇溶液清洗2-3次。
（3）将上述（2）步骤得到的阳离子葡聚糖秤取0.7g溶于5mL水中，将溶于45mL乙酸溶液中的0.7g壳聚糖加入到阳离子葡聚糖溶液中，用1mol/L的氢氧化钠溶液将其pH值调到10，加热到60℃，交联反应2h。最后用冷水终止反应，并用1mol/L的盐酸溶液将pH调到中性。
（4）在1L的烧杯中加入5g高岭土和1L蒸馏水，用变频调速搅拌器以350r/min的转速快速搅拌30min，使高岭土分散均匀。加入絮凝剂以200r/min快速搅拌2min，然后用60rad/min慢速搅拌5min，静置3min取烧杯中部溶液，测定吸光度，检测絮凝效果。
（5）将高岭土悬浊液换成实际废水，其余步骤同步骤（4）所述。
图1是壳聚糖-阳离子葡聚糖复合高分子絮凝剂的SEM图。从图中可以看出该絮凝剂表面不仅表面更粗糙，凹凸不平兼有很多褶皱，而且各分子链之间通过交联反应形成了一定的网络结构，这种结构更加有利于促进吸附和架桥作用，从而增强絮凝效果。
实施例2：醚化度适中的阳离子葡聚糖交联壳聚糖絮凝剂的制备：
具体步骤施例如下：
（1）将3.24g葡聚糖均匀的溶于10mL含有1.5g氢氧化钠蒸馏水中，在60℃下，将0.015mol阳离子醚化剂逐滴加入到葡聚糖溶液中，（滴加约20min）然后反应进行8h。将反应后得到的阳离子葡聚糖溶液逐滴加入到90%的乙醇溶液中，利用减压抽馏装置进行抽滤，将得到析出的白色阳离子葡聚糖固体。然后再利用乙醇溶液清洗2-3次。
（2）将反应后得到的阳离子葡聚糖溶液逐滴加入到90%的乙醇溶液中，利用减压抽馏装置进行抽滤，将得到析出的白色阳离子葡聚糖固体。然后再利用乙醇溶液清洗2-3次。
（3）将上述（2）步骤得到的阳离子葡聚糖秤取0.7g溶于5mL水中，将溶于45mL乙酸溶液中的0.7g壳聚糖加入到阳离子葡聚糖溶液中，用1mol/L的氢氧化钠溶液将其pH值调到10，加热到60℃，交联反应2h。最后用冷水终止反应，并用1mol/L的盐酸溶液将pH调到中性。
（4）在1L的烧杯中加入5g高岭土和1L蒸馏水，用变频调速搅拌器以350r/min的转速快速搅拌30min，使高岭土分散均匀。加入絮凝剂以200r/min快速搅拌2min，然后用60rad/min慢速搅拌5min，静置3min取烧杯中部溶液，测定吸光度，检测絮凝效果。
（5）将高岭土悬浊液换成实际废水，其余步骤同步骤（4）所述。
实施例3：醚化度较低的阳离子葡聚糖交联壳聚糖絮凝剂的制备
具体步骤实施例如下：
（1）将3.24g葡聚糖均匀的溶于10mL含有1.5g氢氧化钠蒸馏水中，在60℃下，将0.005mol阳离子醚化剂逐滴加入到葡聚糖溶液中，（滴加约20min）然后反应进行8h。将反应后得到的阳离子葡聚糖溶液逐滴加入到90%的乙醇溶液中，利用减压抽馏装置进行抽滤，将得到析出的白色阳离子葡聚糖固体。然后再利用乙醇溶液清洗2-3次。
（2）将反应后得到的阳离子葡聚糖溶液逐滴加入到90%的乙醇溶液中，利用减压抽馏装置进行抽滤，将得到析出的白色阳离子葡聚糖固体。然后再利用乙醇溶液清洗2-3次。
（3）将上述（2）步骤得到的阳离子葡聚糖秤取0.7g溶于5mL水中，将溶于45mL乙酸溶液中的0.7g壳聚糖加入到阳离子葡聚糖溶液中，用1mol/L的氢氧化钠溶液将其pH值调到10，加热到60℃，交联反应2h。最后用冷水终止反应，并用1mol/L的盐酸溶液将pH调到中性。
（4）在1L的烧杯中加入5g高岭土和1L蒸馏水，用变频调速搅拌器以350r/min的转速快速搅拌30min，使高岭土分散均匀。加入絮凝剂以200r/min快速搅拌2min，然后用60rad/min慢速搅拌5min，静置3min取烧杯中部溶液，测定吸光度，检测絮凝效果。
（5）将高岭土悬浊液换成实际废水，其余步骤同步骤（4）所述。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (3)

1.一种复合高分子絮凝剂，其特征在于：由阳离子葡聚糖和壳聚糖交联制得。
2.一种制备如权利要求1所述的复合高分子絮凝剂的方法，其特征在于：将葡聚糖阳离子化，然后采用交联共混法，将阳离子葡聚糖与壳聚糖进行交联共混反应，制得壳聚糖-阳离子葡聚糖复合高分子絮凝剂。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：具体步骤如下：
（1）将3.24g葡聚糖均匀地溶于10mL含有1.5g氢氧化钠的蒸馏水中，在60℃下，逐滴加入阳离子醚化剂3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵，反应12小时；
（2）将步骤（1）得到的阳离子葡聚糖溶液逐滴加入到90wt.%的乙醇溶液中，析出阳离子葡聚糖固体，抽滤，用乙醇清洗2-3次，50℃真空干燥4小时；
（3）将0.1-1g步骤（2）得到的阳离子葡聚糖溶于5mL水中，将0.3-1g壳聚糖溶于45mL乙酸溶液中；混合，用1mol/L氢氧化钠溶液调节pH=10，加热到60℃，交联反应0.5-4小时；用冷水终止反应，并用1mol/L盐酸溶液调节pH至中性。
CN201510614689.1A 2015-09-24 2015-09-24 一种复合高分子絮凝剂及其制备方法 Expired - Fee Related CN105217765B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510614689.1A CN105217765B (zh) 2015-09-24 2015-09-24 一种复合高分子絮凝剂及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510614689.1A CN105217765B (zh) 2015-09-24 2015-09-24 一种复合高分子絮凝剂及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105217765A true CN105217765A (zh) 2016-01-06
CN105217765B CN105217765B (zh) 2017-09-15

Family

ID=54987121

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510614689.1A Expired - Fee Related CN105217765B (zh) 2015-09-24 2015-09-24 一种复合高分子絮凝剂及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105217765B (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108137357A (zh) * 2016-09-09 2018-06-08 爱森（中国）絮凝剂有限公司 处理含水流出物的方法
CN113545347A (zh) * 2021-07-21 2021-10-26 福州大学 一种阳离子聚多糖消杀剂及其制备方法
CN113545355A (zh) * 2021-07-21 2021-10-26 福州大学 一种水溶性高分子消杀剂及其制备方法
CN114105404A (zh) * 2021-10-27 2022-03-01 陕西省微生物研究所 一种组合酶修复景观水的方法

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4368322A (en) * 1978-06-14 1983-01-11 Anic, S.P.A. Chitosan-glucan complex, method for its production and end uses
CN101177458A (zh) * 2007-10-30 2008-05-14 山东太阳纸业股份有限公司 一种阳离子淀粉合成方法
CN101934223A (zh) * 2010-08-12 2011-01-05 中国科学院生态环境研究中心 一种用于废水处理的复合交联吸附剂的制备方法
CN101985101A (zh) * 2010-11-11 2011-03-16 华南理工大学 一种疏水性壳聚糖吸附剂及其制备方法和应用
CN102380352A (zh) * 2011-09-02 2012-03-21 郑州大学 壳聚糖交联树脂制备中使用的滴加装置及壳聚糖交联树脂的制备方法
CN102604116A (zh) * 2012-03-02 2012-07-25 武汉纺织大学 一种改性淀粉-壳聚糖共聚物絮凝剂及其制备方法
CN102977227A (zh) * 2012-12-11 2013-03-20 杭州绿岛科技有限责任公司 一种壳聚糖类高效絮凝剂的制备方法
CN103341172A (zh) * 2013-05-07 2013-10-09 中国科学院过程工程研究所 一种双孔多糖微球及其制备方法、用途
CN104130335A (zh) * 2014-07-23 2014-11-05 威海汉邦生物环保科技有限公司 一种高取代度季铵型多糖生物絮凝剂及其制备方法
WO2015138092A1 (en) * 2014-03-12 2015-09-17 Ecolab Usa Inc. Waste water decontamination

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4368322A (en) * 1978-06-14 1983-01-11 Anic, S.P.A. Chitosan-glucan complex, method for its production and end uses
CN101177458A (zh) * 2007-10-30 2008-05-14 山东太阳纸业股份有限公司 一种阳离子淀粉合成方法
CN101934223A (zh) * 2010-08-12 2011-01-05 中国科学院生态环境研究中心 一种用于废水处理的复合交联吸附剂的制备方法
CN101985101A (zh) * 2010-11-11 2011-03-16 华南理工大学 一种疏水性壳聚糖吸附剂及其制备方法和应用
CN102380352A (zh) * 2011-09-02 2012-03-21 郑州大学 壳聚糖交联树脂制备中使用的滴加装置及壳聚糖交联树脂的制备方法
CN102604116A (zh) * 2012-03-02 2012-07-25 武汉纺织大学 一种改性淀粉-壳聚糖共聚物絮凝剂及其制备方法
CN102977227A (zh) * 2012-12-11 2013-03-20 杭州绿岛科技有限责任公司 一种壳聚糖类高效絮凝剂的制备方法
CN103341172A (zh) * 2013-05-07 2013-10-09 中国科学院过程工程研究所 一种双孔多糖微球及其制备方法、用途
WO2015138092A1 (en) * 2014-03-12 2015-09-17 Ecolab Usa Inc. Waste water decontamination
CN104130335A (zh) * 2014-07-23 2014-11-05 威海汉邦生物环保科技有限公司 一种高取代度季铵型多糖生物絮凝剂及其制备方法

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108137357A (zh) * 2016-09-09 2018-06-08 爱森（中国）絮凝剂有限公司 处理含水流出物的方法
RU2747761C2 (ru) * 2016-09-09 2021-05-13 С.П.С.М. Са Способ обработки водных стоков
US11401182B2 (en) 2016-09-09 2022-08-02 S.P.C.M. Sa Process for treatment of aqueous effluent
CN113545347A (zh) * 2021-07-21 2021-10-26 福州大学 一种阳离子聚多糖消杀剂及其制备方法
CN113545355A (zh) * 2021-07-21 2021-10-26 福州大学 一种水溶性高分子消杀剂及其制备方法
CN114105404A (zh) * 2021-10-27 2022-03-01 陕西省微生物研究所 一种组合酶修复景观水的方法
CN114105404B (zh) * 2021-10-27 2024-03-19 陕西省微生物研究所 一种组合酶修复景观水的方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN105217765B (zh) 2017-09-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Kumar et al. Applications of natural coagulants to treat wastewater− a review
CN105217765A (zh) 一种复合高分子絮凝剂及其制备方法
CN102070233B (zh) 一种季铵盐阳离子型有机高分子絮凝剂及其制备方法
CN110372174A (zh) 一种污泥调理剂及其应用
CN104724809B (zh) 一种基于天然高分子的三元共聚絮凝剂及其制备方法
JPH11114313A (ja) 凝集剤及びこれを用いた凝集方法
CN105016494A (zh) 一种复合水处理剂
CN106673165A (zh) 一种高分子壳聚糖复合絮凝剂
CN101125699A (zh) 生态安全型复合絮凝剂的制备方法
CN102167431B (zh) 一种用于废弃钻井液处理的阳离子型复合絮凝剂的制备方法
CN106673154A (zh) 一种聚铝聚铁型壳聚糖复合絮凝剂
CN105060510A (zh) 一种无磷水处理剂
CN102408145B (zh) 一种复合絮凝剂及应用
CN100463868C (zh) 一种生态环保复合水处理剂
CN104803569A (zh) 一种电化学-絮凝剂耦合污泥处理方法
CN109775779A (zh) 一种化学水处理剂
CN1202022C (zh) 一种生态安全复合型铁系高效絮凝剂的制备方法
CN105417929A (zh) 一种绿色污泥深度脱水剂及其在堆肥中的应用
CN102491474A (zh) 一种给水原水处理絮凝剂及其制备方法和用途
CN105000685A (zh) 一种化学水处理剂
CN210764953U (zh) 市政污泥减量脱水系统
CN111777151A (zh) 一种四元复合絮凝剂
CN107381703A (zh) 工业废水处理剂
Guo et al. An enhanced coagulation using ferric chloride and poly-ferric chloride coagulant assisted by polyamidine: Performance and mechanisms
CN112607841A (zh) 一种高效污水处理添加剂及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20170915

Termination date: 20210924