CN105293664B

CN105293664B - 一种壳聚糖类环保絮凝剂及其制备方法和应用

Info

Publication number: CN105293664B
Application number: CN201510830892.2A
Authority: CN
Inventors: 许海; 谢爱军; 高素萍; 贾海武; 张大同
Original assignee: SHANGHAI LICHANG ENVIRONMENTAL ENGINEERING Co Ltd
Current assignee: Shanghai Changshao Environmental Technology Co.,Ltd.
Priority date: 2015-11-25
Filing date: 2015-11-25
Publication date: 2017-10-13
Anticipated expiration: 2035-11-25
Also published as: CN105293664A

Abstract

本发明公开了一种壳聚糖类环保絮凝剂及其制备方法和应用。所述壳聚糖类环保絮凝剂由以下质量百分比的各组分组成：改性壳聚糖1～3％，氢氧化钠0.1～0.5％，累托石1～3％，冰醋酸1～3％，水90.5～96.9％。所述改性壳聚糖由2,3环氧丙基三甲基氯化铵、三聚硫氰酸三钠与壳聚糖反应制得，所述壳聚糖分子量范围为10万～30万，脱乙酰度为80％以上。本发明以改性壳聚糖为主要原料的絮凝剂产品，同时采用2,3环氧丙基三甲基氯化铵和三聚硫氰酸三钠对壳聚糖进行改性，使得改性后壳聚糖既具有杀菌和抑菌作用，又对循环水中重金属具有良好的吸附作用；是一种天然可降解、不会对环境造成二次污染、友好型的絮凝剂。

Description

一种壳聚糖类环保絮凝剂及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及环保絮凝剂技术领域，具体涉及一种壳聚糖类环保絮凝剂及其制备方法和应用。

背景技术

美国专利“喷漆房水系统处理配方及其使用方法”，专利号：0245181，该专利产品具有使油漆失粘和絮凝的优点，并且也能处理水性漆，是目前用于喷漆房水处理中较新的产品。它是由固体有机聚合物水分散体以及表面活性剂、杀菌剂、增稠剂、澄清剂等助剂组成。但这种产品是通过化学作用而合成的，不具有可生物降解性，用于处理水系统时容易产生大量COD、BOD，造成水体的二次污染。国内的朱立中、李治等人也在90年代就曾对醛-胺缩合产物、芳胺-醛缩聚产物等作为水处理剂方面的应用做过研究，虽然这类药剂对油漆的作用活性比较高，但是该类产品在生产与使用过程中挥发出有毒气体，对操作者和周围环境造成很大危害。另外，在涂装行业水处理中有机、无机聚合物复配型及强碱分散型等漆雾凝聚剂也曾大量使用，但这类药剂产品对水体造成严重的二次污染，而且对粘性较强的油漆仍不能很好的处理，满足不了日益兴起的涂装行业用多种油漆失粘的要求。涂装废水含有树脂、表面活性剂、重金属离子、Oil、油漆稀料、有机溶剂等污染物，COD值高，若不妥善处理，会对环境产生严重污染。

壳聚糖是一种天然的高分子类多糖物质，被广泛应用于医药、食品、水处理等各领域。作为一种高分子絮凝剂，除了具有其结构优势外，壳聚糖还有无毒、无害、易生物降解、无二次污染等优点，在水处理领域已有实际应用。开发壳聚糖类絮凝剂对于环境保护具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种壳聚糖类环保絮凝剂及其制备方法和应用。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案如下：

一种壳聚糖类环保絮凝剂，该环保絮凝剂由以下质量百分比的各组分组成：改性壳聚糖1～3％，氢氧化钠0.1～0.5％，累托石1～3％，冰醋酸1～3％，水90.5～96.9％。

优选地，所述改性壳聚糖由2,3环氧丙基三甲基氯化铵、三聚硫氰酸三钠与壳聚糖反应制得；所述壳聚糖分子量范围为10万～30万，壳聚糖的脱乙酰度为80％以上。

优选地，所述水采用去离子水。

优选地，所述改性壳聚糖通过如下方法制备获得：在反应容器中加入1～3％壳聚糖、89.97～95.98％蒸馏水、1～3％冰醋酸，升温到70～90℃，充分溶解；然后加入引发剂0.02％～0.03％过硫酸钾和亚硫酸钠，引发剂过硫酸钾和亚硫酸钠的摩尔比为1:1，然后再加入1～2％的2,3环氧丙基三甲基氯化铵、1～2％的三聚硫氰酸三钠，所述壳聚糖、2,3环氧丙基三甲基氯化铵、三聚硫氰酸三钠的摩尔比为20-40：10-20：10-20，搅拌反应2～3小时，产物用丙酮洗涤，真空干燥获得所述改性壳聚糖。

优选地，所述水采用去离子水。

本发明还提供了所述的一种壳聚糖类环保絮凝剂的制备方法，该制备方法为：将水加入到反应器中，加热搅拌；然后向反应器中加入冰醋酸和改性壳聚糖，待充分溶解后再加入累托石和氢氧化钠，充分搅拌3～4小时，降温冷却至室温即制得所述环保絮凝剂产品。

优选地，所述水加入到反应器中，加热至80～90℃。

优选地，所述搅拌转速为500r/min～600r/min。

本发明还提供了所述的一种壳聚糖类环保絮凝剂在涂装车间循环水处理中的应用。

本发明还提供了一种改性壳聚糖的制备方法，该方法为：在反应容器中加入1～3％壳聚糖、89.97～95.98％蒸馏水、1～3％冰醋酸，升温到70～90℃，充分溶解；然后加入引发剂0.02％～0.03％过硫酸钾和亚硫酸钠，引发剂过硫酸钾和亚硫酸钠的摩尔比为1:1，然后再加入1～2％的2,3环氧丙基三甲基氯化铵、1～2％的三聚硫氰酸三钠，所述壳聚糖、2,3环氧丙基三甲基氯化铵、三聚硫氰酸三钠的摩尔比为20-40：10-20：10-20，搅拌反应2～3小时，产物用丙酮洗涤，真空干燥，获得所述改性壳聚糖。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

1，本发明中以壳聚糖为主要原料的絮凝剂产品，在应用时减小了水体的二次污染，有效的保护了环境。用2,3环氧丙基三甲基氯化铵对壳聚糖进行改性，使得改性后壳聚糖具有杀菌和抑菌作用，再用三聚硫氰酸三钠对壳聚糖进行改性，使得改性后的壳聚糖在对对循环水中重金属具有良好的吸附作用，同时经过钠化改性的累托石对循环水中的重金属离子、COD和除臭也具有较好的吸附作用。

2，本发明的环保絮凝剂用于涂装行业循环水处理时，药剂吸附包裹漆雾，防止漆雾相互附着，将漆雾转换成不粘附的松软漆渣，使循环水中的过喷漆失粘，经处理后的漆渣结块大，漆渣上浮率高，该发明能够有效的吸附废水中的重金属离子，重金属去除率达到98％以上，并且该发明药剂能有效的改善水质发臭问题，具有杀菌、除臭功效。

3，本发明的絮凝剂是一种天然可降解的，对环境不会造成二次污染，是一种友好型的絮凝剂。解决了含有剧毒物质废水，如含有一些重金属、放射性物质、高浓度酚、氰等废水难以处理的问题。解决了工业废水水体变质发臭的问题。

具体实施方式

以下通过具体实施例来说明本发明的技术方案。本发明中所用的原料和试剂均市售可得。

本发明具体实施例中的改性壳聚糖通过如下方法制备获得：在反应容器中加入1～3％壳聚糖、89.97～95.98％蒸馏水、1～3％冰醋酸，升温到80℃，溶解30分钟；然后加入引发剂0.02％～0.03％过硫酸钾和亚硫酸钠，引发剂过硫酸钾和亚硫酸钠的摩尔比为1:1，然后再加入1～2％的2,3环氧丙基三甲基氯化铵、1～2％的三聚硫氰酸三钠，所述壳聚糖、2,3环氧丙基三甲基氯化铵、三聚硫氰酸三钠的摩尔比为20-40:10-20：10-20，搅拌反应2～3小时，产物用丙酮洗涤，于50℃真空干燥。

实施例1

称取387.6g去离子水加入到三角烧瓶中，加温至80℃进行搅拌，然后加入冰醋酸4g和改性壳聚糖4g进行搅拌，在500r/min的速度下搅拌一小时，待其充分溶解后，再向三角烧瓶中加入0.4g氢氧化钠和4g的累托石进行充分搅拌，充分搅拌3小时后降温冷却至室温即可得到环保絮凝剂，本环保絮凝剂对涂装车间循环水COD去除率能达到80％，且漆渣结块大、漆渣的含水率低，对循环水中的重金属离子去除率为98.2％。

实施例2

称取384.8g去离子水加入到三角烧瓶中，加温至80℃进行搅拌，然后加入冰醋酸4.8g和改性壳聚糖4.8g进行搅拌，在500r/min的速度下搅拌一小时，待其充分溶解后，再向三角烧瓶中加入0.8g氢氧化钠和4.8g的累托石进行充分搅拌，充分搅拌3小时后降温冷却至室温即可得到环保絮凝剂，本环保絮凝剂对涂装车间循环水COD去除率能达到82％，且漆渣结块大、漆渣的含水率低，对循环水中的重金属离子去除率为98.0％。

实施例3

称取380.8g去离子水加入到三角烧瓶中，加温至80℃进行搅拌，然后加入冰醋酸6g和改性壳聚糖6g进行搅拌，在500r/min的速度下搅拌一小时，待其充分溶解后，再向三角烧瓶中加入1.2g氢氧化钠和6g的累托石进行充分搅拌，充分搅拌3小时后降温冷却至室温即可得到环保絮凝剂，本环保絮凝剂对涂装车间循环水COD去除率能达到84％，且漆渣结块大、漆渣的含水率低，对循环水中的重金属离子去除率为98.8％。

实施例4

称取374.4g去离子水加入到三角烧瓶中，加温至80℃进行搅拌，然后加入冰醋酸8g和改性壳聚糖8g进行搅拌，在500r/min的速度下搅拌一小时，待其充分溶解后，再向三角烧瓶中加入1.6g氢氧化钠和8g的累托石进行充分搅拌，充分搅拌3小时后降温冷却至室温即可得到环保絮凝剂，本环保絮凝剂对涂装车间循环水COD去除率能达到87％，且漆渣结块大、漆渣的含水率低，对循环水中的重金属离子去除率为99.1％。

实施例5

称取368.4g去离子水加入到三角烧瓶中，加温至80℃进行搅拌，然后加入冰醋酸10g和改性壳聚糖10g进行搅拌，在500r/min的速度下搅拌一小时，待其充分溶解后，再向三角烧瓶中加入1.6g氢氧化钠和10g的累托石进行充分搅拌，充分搅拌3小时后降温冷却至室温即可得到环保絮凝剂，本环保絮凝剂对涂装车间循环水COD去除率能达到89％，且漆渣结块大、漆渣的含水率低，对循环水中的重金属离子去除率为99.3％。

实施例6

称取366g去离子水加入到三角烧瓶中，加温至80℃进行搅拌，然后加入冰醋酸12g和改性壳聚糖12g进行搅拌，在500r/min的速度下搅拌一小时，待其充分溶解后，再向三角烧瓶中加入2g氢氧化钠和12g的累托石进行充分搅拌，充分搅拌3小时后降温冷却至室温即可得到环保絮凝剂，本环保絮凝剂对涂装车间循环水COD去除率能达到87％，且漆渣结块大、漆渣的含水率低，对循环水中的重金属离子去除率为99.1％。

上述仅为本发明的部分优选实施例，本发明并不仅限于实施例的内容。对于本领域中的技术人员来说，在本发明技术方案的构思范围内可以有各种变化和更改，所作的任何变化和更改，均在本发明保护范围之内。

Claims

1.一种壳聚糖类环保絮凝剂，该环保絮凝剂由以下质量百分比的各组分组成：改性壳聚糖1～3％，氢氧化钠0.1～0.5％，累托石1～3％，冰醋酸1～3％，水90.5～96.9％；所述改性壳聚糖通过如下方法制备获得：在反应容器中加入1～3％壳聚糖、89.97～95.98％蒸馏水、1～3％冰醋酸，升温到70～90℃，充分溶解；然后加入引发剂0.02％～0.03％过硫酸钾和亚硫酸钠，引发剂过硫酸钾和亚硫酸钠的摩尔比为1:1，然后再加入1～2％的2,3环氧丙基三甲基氯化铵、1～2％的三聚硫氰酸三钠，所述壳聚糖、2,3环氧丙基三甲基氯化铵、三聚硫氰酸三钠的摩尔比为20-40：10-20：10-20，搅拌反应2～3小时，产物用丙酮洗涤，真空干燥获得所述改性壳聚糖。

2.如权利要求1所述的一种壳聚糖类环保絮凝剂，其特征在于：所述改性壳聚糖由2,3环氧丙基三甲基氯化铵、三聚硫氰酸三钠与壳聚糖反应制得；所述壳聚糖分子量范围为10万～30万，脱乙酰度为80％以上。

3.如权利要求1所述的一种壳聚糖类环保絮凝剂，其特征在于：所述水采用去离子水。

4.权利要求1所述的一种壳聚糖类环保絮凝剂的制备方法，该制备方法为：将水加入到反应器中，加热搅拌；然后向反应器中加入冰醋酸和改性壳聚糖，待充分溶解后再加入累托石和氢氧化钠，充分搅拌3～4小时，降温冷却至室温即制得所述环保絮凝剂产品。

5.如权利要求4所述的一种壳聚糖类环保絮凝剂的制备方法，其特征在于：所述水加入到反应器中，加热至80～90℃。

6.如权利要求4所述的一种壳聚糖类环保絮凝剂的制备方法，其特征在于：所述搅拌转速为500r/min～600r/min。

7.权利要求1所述的一种壳聚糖类环保絮凝剂在涂装车间循环水处理中的应用。

8.一种改性壳聚糖的制备方法，该方法为：在反应容器中加入1～3％壳聚糖、89.97～95.98％蒸馏水、1～3％冰醋酸，升温到70～90℃，充分溶解；然后加入引发剂0.02％～0.03％过硫酸钾和亚硫酸钠，引发剂过硫酸钾和亚硫酸钠的摩尔比为1:1，然后再加入1～2％的2,3环氧丙基三甲基氯化铵、1～2％的三聚硫氰酸三钠，所述壳聚糖、2,3环氧丙基三甲基氯化铵、三聚硫氰酸三钠的摩尔比为20-40：10-20：10-20，搅拌反应2～3小时，产物用丙酮洗涤，真空干燥获得所述改性壳聚糖。

9.如权利要求8所述的一种改性壳聚糖的制备方法，其特征在于：在反应容器中加入1～3％壳聚糖、89.97～95.98％蒸馏水、1～3％冰醋酸，升温到80℃，溶解30分钟。