CN107698001B - 阳离子染料絮凝剂及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种阳离子染料絮凝剂及其应用，特点是由聚合物主链聚羟甲基丙烯酰胺、阴离子型高分子侧链前驱体聚合物末端含羧基的聚甲基丙烯酸叔丁酯、功能高分子侧链前驱体聚合物末端含羧基的聚N‑乙烯胺基甲酰胺、二甲基甲酰胺、催化剂即N‑羟基琥珀酰亚胺、1‑乙基‑3‑(3‑二甲胺基丙基)碳二亚胺碘甲烷盐、环己二胺四乙酸二酐及氢氧化钠制备阳离子染料絮凝剂，并将阳离子染料絮凝剂用于处理染料合成或染整过程中排放出的染料废水及艺术涂料废水。其具有捕集能力强，沉降速度快，能在数秒内捕获阳离子染料分子及络合型重金属离子，快速生长成大的沉降颗粒，实现分离染料的目的，出水基本无色，操作简便，处理成本低，适应性强。

Description

阳离子染料絮凝剂及其应用
技术领域
本发明属于水处理技术及高分子功能材料领域，具体涉及一种阳离子染料絮凝剂及其制备方法及其应用，其主要在染料合成或染整过程中排放出的染料废水及艺术涂料废水中应用，实现同时除去染料废水的阳离子染料分子及络合型重金属离子。
背景技术
近些年来，我国每年污水排放量达390多亿吨，其中工业污水占51% ，而染料废水又占总工业废水排放量的35%，而且还以1%的速度在逐年增加。染料废水主要来自于染料合成及染料使用企业，由合成或染整过程中排放出的染料、助剂等组成。随着印染工业的飞速发展，我国是纺织品生产和加工大国，纺织品出口额已多年来列居世界首位，每年的染料生产量达1.5×105吨，其中大约10%～15%的染料会直接随废水排入水体中，染料废水已成为水体重要污染源之一。为加强纺织染整工业水污染控制，2012年，环境保护部和国家质量监督检验检疫总局联合修订发布了《纺织染整工业水污染物排放标准》(GB 4287-2012)。根据新的排放标准，采用传统的处理技术，很多印染企业无法达到新的国家排放标准，出现很多偷排放现象，发生了严重的水体环境污染事件。总体来说，目前的染料废水处理技术还无法达到国家排放标准，急需新材料和新技术的研发解决目前企业排放问题。染料废水具有极强的污染感，且有色水体会影响日光照射，不利于水生生物的生长，一般的生化法很难对其进行处理。染料废水的排放量也很大，而且排放具有间歇性，水质也不稳定，属于难治理废水。
传统的废水处理方法有物化法、化学混凝法、物理吸附法、生化法、电化学法等。化学混凝法是在染料废水中加入混凝剂，使污染物形成胶粒，通过混凝沉淀或气浮，从而去除废水中的污染物。混凝沉淀法是实际应用中最广泛的。混凝法能同时去除染料污染物和其他的大分子悬浮污染物。对废水的处理效果主要取决于混凝剂的结构性质。目前使用的混凝剂主要有无机混凝剂和有机高分子混凝剂。无机混凝剂主要以铝盐和铁盐为主，对以胶体或悬浮态存在于废水中的染料有较好的混凝效果，但是对于水溶性染料中分子量较小的，混凝效果则比较差。有机高分子混凝剂分子量大，溶入水中后分散为巨大数量的线性分子，对水中的胶体悬浮粒子的吸附架桥能力强。有机高分子混凝剂性质稳定，残渣少，对pH值要求较宽，其中最有代表性的就是聚丙烯酰胺。但聚丙烯酰胺化学结构较为单一，存在着对染料分子捕捉能力较差，沉降速度较慢，无法处理络合型重金属离子等问题。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足而提供一种阳离子染料絮凝剂及其应用，捕集能力强，沉降速度快，能在数秒内捕获阳离子染料分子及络合型重金属离子，快速生长成大的沉降颗粒，实现分离染料的目的，出水基本无色，操作简便，处理成本低，适应性强。
为了达到上述目的，本发明的阳离子染料絮凝剂的技术方案是这样实现的，其特征在于包括1～10份的聚合物主链聚羟甲基丙烯酰胺（PHAM）、20～100份的阴离子型高分子侧链前驱体聚合物末端含羧基的聚甲基丙烯酸叔丁酯(PtBMA-COOH)、5～30份的功能高分子侧链前驱体聚合物末端含羧基的聚N-乙烯胺基甲酰胺（PNVF-COOH）、100～500份的二甲基甲酰胺（DMF）、1～5份的催化剂即N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)、1～5份的1-乙基-3-(3-二甲胺基丙基)碳二亚胺碘甲烷盐(EDC·CH3I)、20～80份的环己二胺四乙酸二酐(CDTAD）及1～10份的氢氧化钠；以上均为质量份数。
在本技术方案中，所述聚合物主链聚羟甲基丙烯酰胺（PHAM）通过普通自由基聚合或可控活性聚合法合成PHAM聚合物主链；所述阴离子型高分子侧链前驱体聚合物末端含羧基的聚甲基丙烯酸叔丁酯(PtBMA-COOH) 采用偶氮二氰基戊酸为引发剂通过普通自由基聚合法合成末端含羧基的聚甲基丙烯酸叔丁酯（PtBMA-COOH）聚合物；合成功能高分子侧链前驱体聚合物PNVF-COOH主要采用偶氮二氰基戊酸为引发剂通过普通自由基聚合合成末端含羧基的聚N-乙烯胺基甲酰胺（PNVF-COOH）聚合物。
为了达到上述目的，本发明的阳离子染料絮凝剂的制备方法的技术方案是这样实现的，其特征在于合成步骤如下：
步骤一 合成聚合物主链聚羟甲基丙烯酰胺（PHAM）
通过普通自由基聚合或可控活性聚合法合成PHAM聚合物主链；
步骤二 合成阴离子型高分子侧链前驱体聚合物PtBMA-COOH和功能高分子侧链前驱体聚合物PNVF-COOH
合成阴离子型高分子前驱体聚合物PtBMA-COOH主要采用偶氮二氰基戊酸为引发剂通过普通自由基聚合法合成末端含羧基的聚甲基丙烯酸叔丁酯（PtBMA-COOH）聚合物；
合成功能高分子侧链前驱体聚合物PNVF-COOH主要采用偶氮二氰基戊酸为引发剂通过普通自由基聚合合成末端含羧基的聚N-乙烯胺基甲酰胺（PNVF-COOH）聚合物；
步骤三 合成环己二胺四乙酸二酐(CDTAD）
将40～80份的环己二胺四乙酸和40～80份的乙酸酐溶解于50～100份的2-甲基吡啶中，控制于50～70℃，反应20～40小时，获得环己二胺四乙酸二酐；
步骤四 合成PHAM-g-(PMAANa-r-PVACDTANa)
将步骤一中所得到的1～10份的聚合物主链聚羟甲基丙烯酰胺（PHAM）与步骤二中所得到的20～100份的阴离子型高分子侧链前驱体聚合物PtBMA-COOH和5～30份的功能高分子侧链前驱体聚合物PNVF-COOH混合溶于100～500份的二甲基甲酰胺（DMF）溶剂里，加入1～5份的催化剂即N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)和1～5份的1-乙基-3-(3-二甲胺基丙基)碳二亚胺碘甲烷盐(EDC·CH3I)，控温于50～80℃，进行酯化反应10～70小时，使聚合物主链的每个单元的羟基功能基团与末端含羧基的阴离子型高分子侧链前驱体聚合物PtBMA和末端含羧基的功能高分子侧链前驱体聚合物PNVF无规地发生酯化反应，获得聚羟甲基丙烯酰胺-接枝-（聚甲基丙烯酸叔丁酯-无规-聚N-乙烯胺基甲酰胺）(PHAM-g-(PtBMA-r-PNVF))；再加1～10份的氢氧化钠，控温于50～80℃，对接枝于聚合物主链阴离子型高分子侧链前驱体聚合物PtBMA及功能高分子侧链前驱体聚合物PNVF进行水解反应12～48小时，获得聚羟甲基丙烯酰胺-接枝-（聚甲基丙烯酸钠-无规-聚乙烯胺）（PHAM-g-(PMAANa-r-PVA）)；再加入步骤三中所得到的20～80份的环己二胺四乙酸二酐(CDTAD），乙烯胺与过量的环己二胺四乙酸二酐发生酰基化反应24～48小时，获得聚羟甲基丙烯酰胺-接枝-（聚甲基丙烯酸钠-无规-聚乙烯胺基环己二胺四乙酸钠）(PHAM-g-(PMAANa-r-PVACDTANa))即阳离子染料絮凝剂，以上均为质量份数。
在本技术方案中，所述聚合物主链聚羟甲基丙烯酰胺（PHAM）的聚合度为10～200，所述阴离子型高分子侧链前驱体聚合物PtBMA-COOH及功能高分子侧链前驱体聚合物PNVF-COOH的聚合度均为10～200，阴离子高分子侧链PMAANa的接枝率为1～80%及螯合型高分子侧链PVACDTANa的接枝率为1～20%。
为了达到上述目的，本发明的阳离子染料絮凝剂的应用的技术方案是这样实现的，其特征在于将0.1～1份的阳离子染料絮凝剂加入到100～1000份的废水中，常温下搅拌1～5分钟，调节pH至6～9，废水中阳离子染料分子与阳离子染料絮凝剂的阴离子型侧链PAANa发生静电吸附，废水中重金属离子与阳离子染料絮凝剂的螯合型侧链PVACDTANa发生螯合吸附，再加入0.01～0.1份的助沉降剂，常温下搅拌1分钟，助沉降剂的过量金属离子将进一步快速与阳离子染料絮凝剂的螯合型侧链PVACDTANa发生螯合交联沉淀反应，10秒内生成粒径大于100μm的絮体沉淀，可快速实现去除废水中的阳离子染料及络合型重金属离子，以上均为质量份数。
在本技术方案中，所述助沉降剂为氯化钙、硫酸镁、氯化亚铁、三氯化铁、三氯化铝的一种或两种以上的任意组合。
在本技术方案中，取1～5份的所述絮体沉淀，加入1～5份的水，调节pH至2～4，絮体沉淀可逆溶解于水中，从而实现回收并浓缩染料及重金属离子目的。
本发明与现有技术相比，具有如下的优点及效果：
（1）本发明解决了传统合成类高分子染料絮凝剂结构单一及捕捉性能差的缺陷，具有高效捕捉阳离子染料能力，出水基本无色；
（2）本发明具有沉降速度的技术优势，其阴离子型高分子侧链PMAANa对阳离子染料具有很好的静电吸附能力，其侧链PVACDTANa对重金属离子发生螯合吸附，其高分子侧链PVACDTANa将进一步与过量的助沉降剂金属离子快速发生螯合交联沉淀反应，数秒内快速生成大的聚集体，产生的污泥量少，生成的絮体沉淀可逆溶解于水中，从而实现回收并浓缩染料及重金属离子目的；
（3）本发明具有双重功能，能同时捕捉染料及重金属离子，解决了传统絮凝剂无法处理染料废水中络合型重金属离子问题；
（4）操作简便，处理成本低，适应性强。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。以下实施例中所涉及的份数均是质量份数。
实施例一
其是一种新型阳离子染料絮凝剂，由以下步骤制备得到：
步骤一 合成聚合物主链聚羟甲基丙烯酰胺（PHAM）
取2份的偶氮二异丁腈引发剂、200份的羟甲基丙烯酰胺（HAM）、200的份甲醇，在氮气保护下75℃进行聚合反应7小时，得到聚合度（DP）为56的聚羟甲基丙烯酰胺（PHAM）；
步骤二 合成阴离子型高分子侧链前驱体聚合物PtBMA-COOH和功能高分子侧链前驱体聚合物PNVF-COOH
阴离子型高分子侧链前驱体聚合物PtBMA-COOH的合成：取2份的偶氮二氰基戊酸引发剂、100份的甲基丙烯酸叔丁酯（tBMA）、200份的甲苯，在氮气保护下75℃进行自由基聚合反应9小时，得到聚合度（DP）为50阴离子型高分子侧链前驱体聚合物的PtBMA-COOH；
功能高分子侧链前驱体聚合物PNVF-COOH的合成：取2份的偶氮二氰基戊酸引发剂、300份的N-乙烯胺基甲酰胺（NVF）和200份的水，在氮气保护下60℃进行自由基聚合反应5小时，得到聚合度（DP）为40的功能高分子侧链前驱体聚合物PNVF-COOH；
步骤三 合成环己二胺四乙酸二酐(CDTAD）
将40份的环己二胺四乙酸和40份的乙酸酐溶解于50份的2-甲基吡啶中，控制于50℃，反应20小时，获得环己二胺四乙酸二酐；
步骤四 合成PHAM-g-(PMAANa-r-PVACDTANa)
取步骤一中所得到的1份的聚合物主链聚羟甲基丙烯酰胺（PHAM）与步骤二中所得到的24份的阴离子型高分子侧链前驱体聚合物PtBMA-COOH和5份的功能高分子侧链前驱体聚合物PNVF-COOH混合溶于100份的二甲基甲酰胺（DMF）溶剂里，再加入1份的N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)和1份的1-乙基-3-(3-二甲胺基丙基)碳二亚胺碘甲烷盐(EDC·CH3I)，50℃下反应10小时，获得PHAM-g-( PtBMA-r-PNVF)；再加入1份的氢氧化钠，控温于50℃，进行水解反应48小时，获得聚羟甲基丙烯酰胺-接枝-（聚甲基丙烯酸纳-无规-聚乙烯胺）（PHAM-g-(PMAANa-r-PVA）)；再加入步骤三中所得到的20份的环己二胺四乙酸二酐(CDTAD），控温于50℃，进行酰基化反应24小时，获得聚羟甲基丙烯酰胺-接枝-（聚甲基丙烯酸钠-无规-聚乙烯胺基环己二胺四乙酸钠）(PHAM-g-(PMAANa-r-PVACDTANa))即新型阳离子染料絮凝剂，采用核磁共振仪测定PMAANa和PVACDTANa侧链的接枝率分别为24%和4%。
在本实施例中，新型阳离子染料絮凝剂用于处理染料废水
取新型阳离子染料絮凝剂做染料废水测试，取100份的含亚甲基蓝40 mg/L的废水，添加0.1份的新型阳离子染料絮凝剂，常温下搅拌1分钟，采用0.1 mol/L盐酸调节废水pH值到6.0，再加入0.02份的硫酸镁助沉降剂，常温下搅拌1分钟，10秒内生成粒径大于180μm的絮体沉淀，过滤，采用紫外吸收分光光度计测定滤液中亚甲基蓝浓度为0.02 mg/L，脱除效率>99%。
取2份生成的絮体沉淀，加入2份的水，调节pH至2，絮体沉淀可逆溶解于水中，从而实现回收并浓缩亚甲基蓝染料目的。
实施例二
其是一种新型阳离子染料絮凝剂，由以下步骤制备得到：
步骤一 合成聚合物主链聚羟甲基丙烯酰胺（PHAM）
取2份的2-溴异丁酸乙酯引发剂、3份的CuBr及3份的4,4-联2-甲基吡啶（BPy）、100份的羟甲基丙烯酰胺（HAM）、50份的份甲醇，在氮气保护下55℃进行聚合反应10小时，得到聚合度（DP）为140的聚羟甲基丙烯酰胺（PHAM）；
步骤二 合成阴离子型高分子侧链前驱体聚合物PtBMA-COOH和功能高分子侧链前驱体聚合物PNVF-COOH
阴离子型高分子侧链前驱体聚合物PtBMA-COOH的合成：取2份的偶氮二氰基戊酸引发剂、200份的甲基丙烯酸叔丁酯（tBMA）、100份的甲苯，在氮气保护下55℃进行自由基聚合反应12小时，得到聚合度（DP）为115的阴离子型高分子侧链前驱体聚合物PtBMA-COOH；
功能高分子侧链前驱体聚合物PNVF-COOH的合成：取3份的偶氮二氰基戊酸引发剂、200份的N-乙烯胺基甲酰胺（NVF）和100份的水，在氮气保护下65℃进行自由基聚合反应5小时，得到聚合度（DP）为125的功能高分子侧链前驱体聚合物PNVF-COOH；
步骤三 合成环己二胺四乙酸二酐(CDTAD）
将60份的环己二胺四乙酸和60份的乙酸酐溶解于80份的2-甲基吡啶中，控制于70℃，反应40小时，获得环己二胺四乙酸二酐；
步骤四 合成PHAM-g-(PMAANa-r-PVACDTANa)
取步骤一中所得到的1份的聚合物主链聚羟甲基丙烯酰胺（PHAM）与步骤二中所得到的60份的阴离子型高分子侧链前驱体聚合物PtBMA-COOH和13份的功能高分子侧链前驱体聚合物PNVF-COOH混合溶于300份的二甲基甲酰胺（DMF）溶剂里，再加入3份的N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)和3份的1-乙基-3-(3-二甲胺基丙基)碳二亚胺碘甲烷盐(EDC·CH3I)，70℃下反应50小时，获得PHAM-g-( PtBMA-r-PNVF)；再加入5份的氢氧化钠，控温于70℃，进行水解反应36小时，获得聚羟甲基丙烯酰胺-接枝-（聚甲基丙烯酸纳-无规-聚乙烯胺）（PHAM-g-(PMAANa-r-PVA）)；再加入步骤三中所得到的50份的环己二胺四乙酸二酐(CDTAD），控温于70℃，进行酰基化反应36小时，获得聚羟甲基丙烯酰胺-接枝-（聚甲基丙烯酸钠-无规-聚乙烯胺基环己二胺四乙酸钠）(PHAM-g-(PMAANa-r-PVACDTANa))即新型阳离子染料絮凝剂，采用核磁共振仪测定PMAANa和PVACDTANa侧链的接枝率分别为58%和11%。
在本实施例中，新型阳离子染料絮凝剂用于处理染料废水
取新型阳离子染料絮凝剂做染料废水测试，取500份的含罗丹明B 50 mg/L、镉离子4 mg/L和柠檬酸0.5 mg/L的废水，添加0.5份的新型阳离子染料絮凝剂，常温下搅拌3分钟，采用0.1 mol/L氢氧化钾调节废水pH值到8.0，再加入0.05份的三氯化铝助沉降剂，常温下搅拌1分钟，5秒内生成粒径大于240 μm的絮体沉淀，过滤，采用紫外吸收分光光度计及原子吸收分光光度计分别测定滤液中罗丹明B浓度为0.03 mg/L及Cd2+离子浓度为0.02 mg/L，脱除效率>99%。
取3份的絮体沉淀，加入3份的水，调节pH至3，絮体沉淀可逆溶解于水中，从而实现回收并浓缩罗丹明B染料和镉离子目的。
实施例三
其是一种新型阳离子染料絮凝剂，由以下步骤制备得到：
步骤一 合成聚合物主链聚羟甲基丙烯酰胺（PHAM）
取1份的2-溴异丁酸乙酯引发剂、1份的CuBr及1份的4,4-联2-甲基吡啶（BPy）、100份的羟甲基丙烯酰胺（HAM）、200的份甲醇，在氮气保护下70℃进行聚合反应8小时，得到聚合度（DP）为175的聚羟甲基丙烯酰胺（PHAM）；
步骤二 合成阴离子型高分子侧链前驱体聚合物PtBMA-COOH和功能高分子侧链前驱体聚合物PNVF-COOH
阴离子型高分子侧链前驱体聚合物PtBMA-COOH的合成：取1份的偶氮二氰基戊酸引发剂、300份的甲基丙烯酸叔丁酯（tBMA）、200份的甲苯，在氮气保护下70℃进行自由基聚合反应15小时，得到聚合度（DP）为170的阴离子型高分子侧链前驱体聚合物PtBMA-COOH；
功能高分子侧链前驱体聚合物PNVF-COOH的合成：取1份的偶氮二氰基戊酸引发剂、200份的N-乙烯胺基甲酰胺（NVF）和200份的水，在氮气保护下70℃进行自由基聚合反应19小时，得到聚合度（DP）为170的功能高分子侧链前驱体聚合物PNVF-COOH；
步骤三 合成环己二胺四乙酸二酐(CDTAD）
将80份的环己二胺四乙酸和80份的乙酸酐溶解于100份的2-甲基吡啶中，控制于60℃，反应30小时，获得环己二胺四乙酸二酐；
步骤四 合成PHAM-g-(PMAANa-r-PVACDTANa)
取步骤一中所得到的2份的聚合物主链聚羟甲基丙烯酰胺（PHAM）与步骤二中所得到的90份的阴离子型高分子侧链前驱体聚合物PtBMA-COOH和25份的功能高分子侧链前驱体聚合物PNVF-COOH混合溶于300份的二甲基甲酰胺（DMF）溶剂里，再加入5份的N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)和5份的1-乙基-3-(3-二甲胺基丙基)碳二亚胺碘甲烷盐(EDC·CH3I)，80℃下反应70小时，获得PHAM-g-( PtBMA-r-PNVF)；再加入10份的氢氧化钠，控温于80℃，进行水解反应12小时，获得聚羟甲基丙烯酰胺-接枝-（聚甲基丙烯酸纳-无规-聚乙烯胺）（PHAM-g-(PMAANa-r-PVA）)；再加入步骤三中所得到的80份的环己二胺四乙酸二酐(CDTAD），控温于80℃，进行酰基化反应48小时，获得聚羟甲基丙烯酰胺-接枝-（聚甲基丙烯酸钠-无规-聚乙烯胺基环己二胺四乙酸钠）(PHAM-g-(PMAANa-r-PVACDTANa))即新型阳离子染料絮凝剂，采用核磁共振仪测定PMAANa和PVACDTANa侧链的接枝率分别为70%和15%。
在本实施例中，新型阳离子染料絮凝剂用于处理染料废水
取新型阳离子染料絮凝剂做染料废水测试，取1000份的含甲基紫40 mg/L、铅离子4 mg/L和柠檬酸0.4 mg/L的废水，添加1.0份的新型阳离子染料絮凝剂，常温下搅拌5分钟，采用0.1 mol/L氢氧化钾调节废水pH值到9.0，再加入0.1份的助沉降剂三氯化铁，常温下搅拌1分钟，4秒内生成粒径大于400 μm的絮体沉淀，过滤，采用紫外吸收分光光度计及原子吸收分光光度计分别测定滤液中甲基紫浓度为0.04 mg/L及Pb2+离子浓度为0.02 mg/L，脱除效率>99%。
取4份的絮体沉淀，加入4份的水，调节pH至4，絮体沉淀可逆溶解于水中，从而实现回收并浓缩甲基紫染料和铅离子目的。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种阳离子染料絮凝剂，其特征在于包括1～10份的聚合物主链聚羟甲基丙烯酰胺（PHAM）、20～100份的阴离子型高分子侧链前驱体聚合物末端含羧基的聚甲基丙烯酸叔丁酯(PtBMA-COOH)、5～30份的功能高分子侧链前驱体聚合物末端含羧基的聚N-乙烯胺基甲酰胺（PNVF-COOH）、100～500份的二甲基甲酰胺（DMF）、1～5份的催化剂即N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)、1～5份的1-乙基-3-(3-二甲胺基丙基)碳二亚胺碘甲烷盐(EDC·CH3I)、20～80份的环己二胺四乙酸二酐(CDTAD）及1～10份的氢氧化钠；
阳离子染料絮凝剂的合成步骤如下：
步骤一 合成聚合物主链聚羟甲基丙烯酰胺（PHAM）
通过普通自由基聚合或可控活性聚合法合成PHAM聚合物主链；
步骤二 合成阴离子型高分子侧链前驱体聚合物PtBMA-COOH和功能高分子侧链前驱体聚合物PNVF-COOH
合成阴离子型高分子前驱体聚合物PtBMA-COOH采用偶氮二氰基戊酸为引发剂通过普通自由基聚合法合成末端含羧基的聚甲基丙烯酸叔丁酯（PtBMA-COOH）聚合物；
合成功能高分子侧链前驱体聚合物PNVF-COOH采用偶氮二氰基戊酸为引发剂通过普通自由基聚合合成末端含羧基的聚N-乙烯胺基甲酰胺（PNVF-COOH）聚合物；
步骤三 合成环己二胺四乙酸二酐(CDTAD）
将40～80份的环己二胺四乙酸和40～80份的乙酸酐溶解于50～100份的2-甲基吡啶中，控制于50～70℃，反应20～40小时，获得环己二胺四乙酸二酐；
步骤四 合成PHAM-g-(PMAANa-r-PVACDTANa)
将步骤一中所得到的1～10份的聚合物主链聚羟甲基丙烯酰胺（PHAM）与步骤二中所得到的20～100份的阴离子型高分子侧链前驱体聚合物PtBMA-COOH和5～30份的功能高分子侧链前驱体聚合物PNVF-COOH混合溶于100～500份的二甲基甲酰胺（DMF）溶剂里，加入1～5份的催化剂即N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)和1～5份的1-乙基-3-(3-二甲胺基丙基)碳二亚胺碘甲烷盐(EDC·CH3I)，控温于50～80℃，进行酯化反应10～70小时，使聚合物主链的每个单元的羟基功能基团与末端含羧基的阴离子型高分子侧链前驱体聚合物PtBMA和末端含羧基的功能高分子侧链前驱体聚合物PNVF无规地发生酯化反应，获得聚羟甲基丙烯酰胺-接枝-（聚甲基丙烯酸叔丁酯-无规-聚N-乙烯胺基甲酰胺）(PHAM-g-(PtBMA-r-PNVF))；再加1～10份的氢氧化钠，控温于50～80℃，对接枝于聚合物主链阴离子型高分子侧链前驱体聚合物PtBMA及功能高分子侧链前驱体聚合物PNVF进行水解反应12～48小时，获得聚羟甲基丙烯酰胺-接枝-（聚甲基丙烯酸钠-无规-聚乙烯胺）（PHAM-g-(PMAANa-r-PVA）)；再加入步骤三中所得到的20～80份的环己二胺四乙酸二酐(CDTAD），乙烯胺与过量的环己二胺四乙酸二酐发生酰基化反应24～48小时，获得聚羟甲基丙烯酰胺-接枝-（聚甲基丙烯酸钠-无规-聚乙烯胺基环己二胺四乙酸钠）(PHAM-g-(PMAANa-r-PVACDTANa))即阳离子染料絮凝剂；
以上均为质量份数。
2.根据权利要求1所述的阳离子染料絮凝剂，其特征在于所述聚合物主链聚羟甲基丙烯酰胺（PHAM）的聚合度为10～200，所述阴离子型高分子侧链前驱体聚合物PtBMA-COOH及功能高分子侧链前驱体聚合物PNVF-COOH的聚合度均为10～200，阴离子高分子侧链PMAANa的接枝率为1～80%及螯合型高分子侧链PVACDTANa的接枝率为1～20%。
3.根据权利要求1所述的阳离子染料絮凝剂的应用，其特征在于将0.1～1份的权利要求1中所得到的阳离子染料絮凝剂加入到100～1000份的废水中，常温下搅拌1～5分钟，调节pH至6～9，废水中阳离子染料分子与阳离子染料絮凝剂的阴离子型侧链PAANa发生静电吸附，废水中重金属离子与阳离子染料絮凝剂的螯合型侧链PVACDTANa发生螯合吸附，再加入0.01～0.1份的助沉降剂，常温下搅拌1分钟，助沉降剂的过量金属离子将进一步快速与阳离子染料絮凝剂的螯合型侧链PVACDTANa发生螯合交联沉淀反应，10秒内生成粒径大于100 μm的絮体沉淀，可快速实现去除废水中的阳离子染料及络合型重金属离子，以上均为质量份数。
4.根据权利要求3所述的阳离子染料絮凝剂的应用，其特征在于所述助沉降剂为氯化钙、硫酸镁、氯化亚铁、三氯化铁、三氯化铝的一种或两种以上的任意组合。
5.根据权利要求3所述的阳离子染料絮凝剂的应用，其特征在于取1～5份的所述絮体沉淀，加入1～5份的水，调节pH至2～4，絮体沉淀可逆溶解于水中，从而实现回收并浓缩染料及重金属离子目的。
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