CN106630065A - 一种聚硅酸铝钛‑壳聚糖复合絮凝剂的制备方法 - Google Patents

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张�浩
韩雪
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Abstract

本发明公开了一种聚硅酸铝钛‑壳聚糖复合絮凝剂，其特征在于：该絮凝剂由环保型壳聚糖溶液与聚硅酸铝钛溶液组成，环保高效。（1）以一定浓度的硫酸对硅酸钠进行酸化，经过水浴搅拌、熟化等过程制备聚硅酸。（2）配制铝盐溶液、钛盐溶液和壳聚糖醋酸溶液。（3）按一定比例与聚硅酸搅拌共混，得到聚硅酸铝钛盐。（4）再加入壳聚糖醋酸溶液，熟化后得到聚硅酸铝钛‑壳聚糖。（4）干燥粉碎。本发明所提供的絮凝剂由天然有机物壳聚糖和聚合硅酸铝钛溶液组成，制备方法简单，所得絮凝剂性能稳定，克服了无机絮凝剂用量大、桥联作用差和有机絮凝剂反应速度较慢、药剂成本较高的问题，应用前景广阔。

Description

一种聚硅酸铝钛-壳聚糖复合絮凝剂的制备方法
技术领域
本发明涉及水处理净水剂的技术领域，具体涉及一种聚硅酸铝钛-壳聚糖复合絮凝剂的制备方法。
背景技术
随着工业化的快速发展，衍生出的工业废水污染问题不断地增加。水污染问题亟待解决，目前使用最广泛的铝盐絮凝剂存在残余铝有毒性的问题， 因而其它金属盐絮凝剂逐渐成为研究热点，希望能取代铝盐。钛盐在较低pH下会水解聚合为多核高分子产物，能增强絮凝剂的分子量和絮凝能力，且含量要比其它常见金属多，有望成为替代铝盐的材料，目前得到很多研究。壳聚糖是有广泛应用价值的天然多糖高分子，其来源广泛，具有无毒、耐碱、耐热、耐腐蚀等特点，与聚硅酸金属盐接枝后，絮凝剂的除浊率增加，特别是在水温较低的环境下，处理效果更显著。
本研究在聚硅酸中引入铝盐、钛盐、壳聚糖。壳聚糖作为一种环保的天然高分子物质，不造成二次污染，壳聚糖分子链上有众多的羟基和氨基，可与聚硅酸铝钛盐接枝后，可增强絮凝剂的配位作用，具有良好的稳定性以及双缩电层的功能，从而延长分子链的长度，增大分子质量，提高了水处理中絮凝单元的除浊效率。聚硅酸可以通过工业水玻璃母液得到，采用了“以废治废”的治理污染新思想。该絮凝剂材料更加环保，使用范围更广泛。
发明内容
为了解决现有絮凝剂的上述不足，本发明提供一种聚硅酸铝钛-壳聚糖复合絮凝剂的制备方法，以硅酸钠、铝盐、钛盐、壳聚糖、硫酸为主要原料，采取以下技术方案：
(1)配制质量分数0.1-0.2 mol/L的硅酸钠水溶液，用20%的硫酸调pH至1-2，25-50 ℃水浴搅拌2 h并于室温静置熟化备用。配制铝盐、钛盐和质量分数1%左右的壳聚糖醋酸溶液。
(2)将0.3-0.5 mol/L的铝盐、钛盐溶液按照一定比例加入制备好的聚硅酸中，搅拌均匀得到聚硅酸铝钛盐，再加入壳聚糖醋酸溶液于25-50℃水浴搅拌2 h，室温静置熟化5-12 h，最后烘干研磨成粉末。其中（Al+Ti）/Si的摩尔比为0.3-2，Al/Ti的摩尔比为1-5，壳聚糖/Si的质量比为0.4-1。
相比现有技术，本发明具有如下有益效果:
本发明利用价格低廉的天然有机高分子物质壳聚糖作为主要原料。铝钛的协同作用可使金属离子的絮凝效果达到最佳，容易水解络合，可大幅度降低了铝盐在水中的残留。壳聚糖的成功复合使其更容易吸附架桥，增加卷扫作用。且固体絮凝剂运输及使用方便，该絮凝剂具备制备简单、安全环保等优势。
具体实施方式
实施例1
配制0.1 mol/L的硅酸钠溶液，缓慢滴加入质量分数为20%的硫酸溶液调节pH至2，水浴加热搅拌2 h，静置熟化8 h，制得聚硅酸溶液备用；配制0.4 mol/L的硫酸铝、硫酸钛水溶液备用；配制质量分数1%左右的壳聚糖醋酸溶液；取6 ml硫酸铝溶液、3 ml硫酸钛溶液加到50ml聚硅酸铝溶液中，搅拌均匀得到聚硅酸铝钛，再将7.2 ml壳聚糖醋酸溶液加入到聚硅酸铝钛中，25℃水浴搅拌2 h，室温静置熟化6 h，40℃烘干研磨即得产品。
实施例2
配制0.2 mol/L的硅酸钠溶液，缓慢滴加入质量分数为20%的硫酸溶液调节pH至1.5，水浴加热搅拌2 h，静置熟化12 h，制得聚硅酸溶液备用；配制0.4 mol/L的硫酸铝、硫酸钛水溶液备用；配制质量分数1%左右的壳聚糖醋酸溶液；取3.5 ml硫酸铝溶液、7 ml硫酸钛溶液加到50 ml聚硅酸铝溶液中，搅拌均匀得到聚硅酸铝钛，再将14 ml壳聚糖醋酸溶液加入到聚硅酸铝钛中，40℃水浴搅拌2 h，室温静置熟化12 h，40℃烘干研磨即得产品。

Claims (2)

1.一种聚硅酸铝钛-壳聚糖复合絮凝剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：向硅酸钠溶液中缓慢加入20%的硫酸溶液，调pH至1-2，25-50℃水浴搅拌2 h，静置熟化5-15 h得到聚硅酸；配制铝盐、钛盐和壳聚糖醋酸溶液；将0.3-0.5 mol/L的铝盐溶液、钛盐溶液按一定比例加入到聚硅酸溶液中得到聚硅酸铝钛盐，再将壳聚糖醋酸溶液掺杂到聚硅酸铝钛盐中，水浴搅拌2 h，静置熟化5-12 h，即得聚硅酸铝钛-壳聚糖复合絮凝剂。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：壳聚糖醋酸溶液浓度为1%-2%;（Al+Ti）/Si的摩尔比为0.3-2;Al/Ti的摩尔比为1-5;壳聚糖/Si的质量比为0.4-1。
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