CN108675426A - 一种基于聚脒的絮凝剂及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种基于聚脒的絮凝剂及其制备方法和应用，制备步骤包括：1)向羧甲基纤维素的水溶液中加入N‑乙烯基甲酰胺、丙烯腈以和引发剂，在40～60℃下反应1～5小时；2)向步骤1)所得液体中加入无机强酸，搅拌下进行反应1～5小时；3)步骤2)所得液体升温至80～100℃，搅拌下脒化1～2小时；4)向步骤3)所得液体中加入乙醇，液体中析出沉淀；加入乙醇至不再有新的沉淀析出；5)步骤4)所得混合物抽滤，所得沉淀物干燥；6)干燥后的沉淀物用提取液进行提取，残留物干燥后得到基于聚脒的絮凝剂。本发明的絮凝剂能够减少絮凝剂对水处理的二次污染，更为环境友好；其本身絮凝效果好，对于提高矿井废水的透光率效果显著。
Description
技术领域
本发明属于环保技术领域，特别涉及一种基于聚脒的絮凝剂及其制备方法 和应用。
背景技术
在消耗的煤炭中，很大一部分来源于煤矿开采，开采过程中不可避免地产 生了大量的矿井废水。此类污水若不经处理直接排放，将给环境造成难以逆转 的伤害，因此为实现环境友好、可持续发展，矿井废水的处理工作势在必行。 目前，市场上的絮凝剂种类多种多样，像传统的聚合氯化铝、铁盐，以及后来 出现的聚丙烯酰胺，他们在使用的过程中极易引起二次污染，不能完全满足现 在环境友好前提下的煤矿废水处理。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于聚脒的絮凝剂，其能够减少絮凝剂对水处 理的二次污染，更为环境友好。
本发明的目的还在于提供基于聚脒的絮凝剂的制备方法和用途。
本发明是通过以下技术方案来实现：
一种基于聚脒的絮凝剂的制备方法，包括步骤：
1)向羧甲基纤维素的水溶液中加入N-乙烯基甲酰胺、丙烯腈以和引发剂， 在40～60℃下反应1～5小时；
2)向步骤1)所得液体中加入无机强酸，搅拌下反应1～5小时；
3)步骤2)所得液体升温至80～100℃，搅拌下脒化反应1～2小时；
4)向步骤3)所得液体中加入乙醇，液体中析出沉淀；加入乙醇至不再有 新的沉淀析出；
5)步骤4)所得混合物抽滤，所得沉淀物干燥；
6)干燥后的沉淀物用提取液进行提取，残留物干燥后得到基于聚脒的絮 凝剂。
优选地，在步骤1)中，羧甲基纤维素的水溶液中羧甲基纤维素和水的质 量比1:(30～50)；羧甲基纤维素和丙烯腈的质量比为1:(3～5)；丙烯腈与N- 乙烯基甲酰胺的摩尔比为1:(1～1.5)。
优选地，在步骤1)中，引发剂为硝酸铈铵、偶氮二异丁脒盐酸盐、亚硫 酸氢钠和过硫酸铵中的一种或多种。
优选地，在步骤1)中，引发剂为硝酸铈铵和偶氮二异丁脒盐酸盐等质量 混合的混合物。
优选地，引发剂的质量浓度为2～8g/L。
优选地，在步骤2)中，所述无机强酸为盐酸，盐酸中的氯化氢的摩尔量 相对于羧甲基纤维素的水溶液的体积的比例为0.30～0.40mol/L。
优选地，在步骤6)中，所述提取液为乙二醇和冰乙酸的混合物，其中乙 二醇和冰乙酸的质量比为1：(0.5～2)。
所述的制备方法所制备的基于聚脒的絮凝剂。
所述的絮凝剂在处理煤矿废水中的应用。
优选地，絮凝剂相对于煤矿废水的用量为10～80mg/L。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
本发明提供的基于聚脒的絮凝剂的制备方法，其通过羧甲基纤维素与NVF (N-乙烯基甲酰胺)以及AN(丙烯腈)接枝共聚，再经加酸脒化得到基于聚 脒的絮凝剂，原料廉价易得，反应过程简单方便，后处理简单，能够降低基于 聚脒的絮凝剂的成本，便于其推广应用。
本发明提供的基于聚脒的絮凝剂，其本身无毒且能够天然降解，能够减少 絮凝剂对水处理的二次污染，更为环境友好；其本身絮凝效果好，对于提高矿 井废水的透光率效果显著。
本发明提供的基于聚脒的絮凝剂在处理煤矿废水中的应用，其能够显著提 高煤矿废水的透光率，且本身会自然降解，避免了对煤矿废水的在污染。
附图说明
图1为不同的絮凝剂的絮凝效果结果图。
图2为脒化和不脒化所制备的絮凝剂的絮凝效果结果图。
图3为本发明制备的基于聚脒的絮凝剂对不同的废水的处理效果图。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的 解释而不是限定。
实施例1
一种基于聚脒的絮凝剂的制备方法，包括步骤：
1、将装有聚四氟乙烯搅拌器，回流冷凝管和通有二氧化碳的250mL三颈 烧瓶置于恒温水浴锅，将水浴温度设置为40℃。
2、将已称好的1g羧甲基纤维素及50mL去离子水加入三颈烧瓶，打开搅 拌器，开始计时。搅拌溶解一小时后，往三颈烧瓶加入丙烯腈4g、N-乙烯基 甲酰胺4g，以及0.1g硝酸铈铵、0.1g偶氮二异丁脒盐酸盐两种引发剂，进行 接枝共聚反应，反应1小时；加入1.5mL浓盐酸(12mol/L)，反应2小时；升 温至80℃，脒化1小时，得到关于聚脒和羧甲基纤维素的接枝共聚产物。
3、将无水乙醇加入步骤2中的反应液中，直到无白色沉淀析出为止，将 沉淀抽滤，再放入温度恒定为50℃的真空干燥箱中干燥24小时，经研磨得白 色粉末。将此粉末置于以乙二醇和冰乙酸质量比为1:1的提取液中索氏提取12 小时，将索氏提取后的粉末放入温度恒定为50℃的真空干燥箱中干燥24小时 后研磨装入试剂袋。
实施例2
一种基于聚脒的絮凝剂的制备方法，包括步骤：
1、将装有聚四氟乙烯搅拌器，回流冷凝管和通有二氧化碳的250mL三颈 烧瓶置于恒温水浴锅，将水浴温度设置为45℃。
2、将已称好的1g羧甲基纤维素及30mL去离子水加入三颈烧瓶，打开搅 拌器，开始计时。搅拌溶解3小时后，往三颈烧瓶加入丙烯腈3g、N-乙烯基 甲酰胺4.5g，以及0.1g硝酸铈铵、0.1g偶氮二异丁脒盐酸盐两种引发剂，进行 接枝共聚反应，反应5小时；加入1.5mL浓盐酸(12mol/L)，反应1小时；升 温至90℃，脒化2小时，得到关于聚脒和羧甲基纤维素的接枝共聚产物。
3、将无水乙醇加入步骤2中的反应液中，直到无白色沉淀析出为止，将 沉淀抽滤，再放入温度恒定为50℃的真空干燥箱中干燥24小时，经研磨得白 色粉末。将此粉末置于以乙二醇和冰乙酸质量比为4:5的提取液中索氏提取12 小时，将索氏提取后的粉末放入温度恒定为50℃的真空干燥箱中干燥24小时 后研磨装入试剂袋。
实施例3
一种基于聚脒的絮凝剂的制备方法，包括步骤：
1、将装有聚四氟乙烯搅拌器，回流冷凝管和通有二氧化碳的250mL三颈 烧瓶置于恒温水浴锅，将水浴温度设置为50℃。
2、将已称好的1g羧甲基纤维素及40mL去离子水加入三颈烧瓶，打开搅 拌器，开始计时。搅拌溶解1小时后，往三颈烧瓶加入丙烯腈4g、N-乙烯基 甲酰胺6g，以及0.1g硝酸铈铵、0.1g偶氮二异丁脒盐酸盐两种引发剂，进行 接枝共聚反应，反应2小时；加入1.5mL浓盐酸(12mol/L)，反应3小时；升 温至90℃，脒化1.5小时，得到关于聚脒和羧甲基纤维素的接枝共聚产物。
3、将无水乙醇加入步骤2中的反应液中，直到无白色沉淀析出为止，将 沉淀抽滤，再放入温度恒定为50℃的真空干燥箱中干燥24小时，经研磨得白 色粉末。将此粉末置于以乙二醇和冰乙酸质量比为1:1的提取液中索氏提取12 小时，将索氏提取后的粉末放入温度恒定为50℃的真空干燥箱中干燥24小时 后研磨装入试剂袋。
实施例4
一种基于聚脒的絮凝剂的制备方法，包括步骤：
1、将装有聚四氟乙烯搅拌器，回流冷凝管和通有二氧化碳的250mL三颈 烧瓶置于恒温水浴锅，将水浴温度设置为50℃。
2、将已称好的1g羧甲基纤维素及45mL去离子水加入三颈烧瓶，打开搅 拌器，开始计时。搅拌溶解2小时后，往三颈烧瓶加入丙烯腈4g、N-乙烯基 甲酰胺5g，以及0.1g硝酸铈铵、0.1g偶氮二异丁脒盐酸盐两种引发剂，进行 接枝共聚反应，反应3小时；加入1.5mL浓盐酸(12mol/L)，反应4小时；升 温至80℃，脒化1.5小时，得到关于聚脒和羧甲基纤维素的接枝共聚产物。
3、将无水乙醇加入步骤2中的反应液中，直到无白色沉淀析出为止，将 沉淀抽滤，再放入温度恒定为50℃的真空干燥箱中干燥24小时，经研磨得白 色粉末。将此粉末置于以乙二醇和冰乙酸质量比为1:2的提取液中索氏提取12 小时，将索氏提取后的粉末放入温度恒定为50℃的真空干燥箱中干燥24小时 后研磨装入试剂袋。
实施例5
一种基于聚脒的絮凝剂的制备方法，包括步骤：
1、将装有聚四氟乙烯搅拌器，回流冷凝管和通有二氧化碳的250mL三颈 烧瓶置于恒温水浴锅，将水浴温度设置为60℃。
2、将已称好的1g羧甲基纤维素及30mL去离子水加入三颈烧瓶，打开搅 拌器，开始计时。搅拌溶解1小时后，往三颈烧瓶加入丙烯腈5g、N-乙烯基 甲酰胺7g，以及0.1g硝酸铈铵、0.1g偶氮二异丁脒盐酸盐两种引发剂，进行 接枝共聚反应，反应4小时；加入1.5mL浓盐酸(12mol/L)，反应5小时；升 温至100℃，脒化1.5小时，得到关于聚脒和羧甲基纤维素的接枝共聚产物。
3、将无水乙醇加入步骤2中的反应液中，直到无白色沉淀析出为止，将 沉淀抽滤，再放入温度恒定为50℃的真空干燥箱中干燥24小时，经研磨得白 色粉末。将此粉末置于以乙二醇和冰乙酸质量比为2:1的提取液中索氏提取12 小时，将索氏提取后的粉末放入温度恒定为50℃的真空干燥箱中干燥24小时 后研磨装入试剂袋。
实施例6
一种基于聚脒的絮凝剂的制备方法，包括步骤：
1、将装有聚四氟乙烯搅拌器，回流冷凝管和通有二氧化碳的250mL三颈 烧瓶置于恒温水浴锅，将水浴温度设置为60℃。
2、将已称好的1g羧甲基纤维素及50mL去离子水加入三颈烧瓶，打开搅 拌器，开始计时。搅拌溶解2小时后，往三颈烧瓶加入丙烯腈5g、N-乙烯基 甲酰胺7.3g，以及0.1g硝酸铈铵、0.1g偶氮二异丁脒盐酸盐两种引发剂，进行 接枝共聚反应，反应5小时；加入1.5mL浓盐酸(12mol/L)，反应1小时；升 温至90℃，脒化1小时，得到关于聚脒和羧甲基纤维素的接枝共聚产物。
3、将无水乙醇加入步骤2中的反应液中，直到无白色沉淀析出为止，将 沉淀抽滤，再放入温度恒定为50℃的真空干燥箱中干燥24小时，经研磨得白 色粉末。将此粉末置于以乙二醇和冰乙酸质量比为3:2的提取液中索氏提取12 小时，将索氏提取后的粉末放入温度恒定为50℃的真空干燥箱中干燥24小时 后研磨装入试剂袋。
实施例7
一种基于聚脒的絮凝剂的制备方法，包括步骤：
1、将装有聚四氟乙烯搅拌器，回流冷凝管和通有二氧化碳的250mL三颈 烧瓶置于恒温水浴锅，将水浴温度设置为50℃。
2、将已称好的1g羧甲基纤维素及40mL去离子水加入三颈烧瓶，打开搅 拌器，开始计时。搅拌溶解3小时后，往三颈烧瓶加入丙烯腈4g、N-乙烯基 甲酰胺5g，以及0.1g硝酸铈铵、0.1g偶氮二异丁脒盐酸盐两种引发剂，进行 接枝共聚反应，反应1小时；加入1.5mL浓盐酸(12mol/L)，反应2小时；升 温至80℃，脒化2小时，得到关于聚脒和羧甲基纤维素的接枝共聚产物。
3、将无水乙醇加入步骤2中的反应液中，直到无白色沉淀析出为止，将 沉淀抽滤，再放入温度恒定为50℃的真空干燥箱中干燥24小时，经研磨得白 色粉末。将此粉末置于以乙二醇和冰乙酸质量比为1:1的提取液中索氏提取12 小时，将索氏提取后的粉末放入温度恒定为50℃的真空干燥箱中干燥24小时 后研磨装入试剂袋。
实施例8
一种基于聚脒的絮凝剂的制备方法，包括步骤：
1、将装有聚四氟乙烯搅拌器，回流冷凝管和通有二氧化碳的250mL三颈 烧瓶置于恒温水浴锅，将水浴温度设置为50℃。
2、将已称好的1g羧甲基纤维素及45mL去离子水加入三颈烧瓶，打开搅 拌器，开始计时。搅拌溶解1小时后，往三颈烧瓶加入丙烯腈3g、N-乙烯基 甲酰胺4.5g，以及0.1g硝酸铈铵、0.1g偶氮二异丁脒盐酸盐两种引发剂，进行 接枝共聚反应，反应2小时；加入1.5mL浓盐酸(12mol/L)，反应2小时；升 温至80℃，脒化1小时，得到关于聚脒和羧甲基纤维素的接枝共聚产物。
3、将无水乙醇加入步骤2中的反应液中，直到无白色沉淀析出为止，将 沉淀抽滤，再放入温度恒定为50℃的真空干燥箱中干燥24小时，经研磨得白 色粉末。将此粉末置于以乙二醇和冰乙酸质量比为1:1的提取液中索氏提取12 小时，将索氏提取后的粉末放入温度恒定为50℃的真空干燥箱中干燥24小时 后研磨装入试剂袋。
实施例9
一种基于聚脒的絮凝剂的制备方法，包括步骤：
1、将装有聚四氟乙烯搅拌器，回流冷凝管和通有二氧化碳的250mL三颈 烧瓶置于恒温水浴锅，将水浴温度设置为50℃。
2、将已称好的1g羧甲基纤维素及40mL去离子水加入三颈烧瓶，打开搅 拌器，开始计时。搅拌溶解2小时后，往三颈烧瓶加入丙烯腈5g、N-乙烯基 甲酰胺5g，以及0.1g硝酸铈铵、0.1g偶氮二异丁脒盐酸盐两种引发剂，进行 接枝共聚反应，反应4小时；加入1.5mL浓盐酸(12mol/L)，反应4小时；升 温至80℃，脒化1.5小时，得到关于聚脒和羧甲基纤维素的接枝共聚产物。
3、将无水乙醇加入步骤2中的反应液中，直到无白色沉淀析出为止，将 沉淀抽滤，再放入温度恒定为50℃的真空干燥箱中干燥24小时，经研磨得白 色粉末。将此粉末置于以乙二醇和冰乙酸质量比为3:2的提取液中索氏提取12 小时，将索氏提取后的粉末放入温度恒定为50℃的真空干燥箱中干燥24小时 后研磨装入试剂袋。
实施例10
一种基于聚脒的絮凝剂的制备方法，包括步骤：
1、将装有聚四氟乙烯搅拌器，回流冷凝管和通有二氧化碳的250mL三颈 烧瓶置于恒温水浴锅，将水浴温度设置为40℃。
2、将已称好的1g羧甲基纤维素及50mL去离子水加入三颈烧瓶，打开搅 拌器，开始计时。搅拌溶解5小时后，往三颈烧瓶加入丙烯腈4g、N-乙烯基 甲酰胺6g，以及0.1g硝酸铈铵、0.1g偶氮二异丁脒盐酸盐两种引发剂，进行 接枝共聚反应，反应2小时；加入1.5mL浓盐酸(12mol/L)，反应5小时；升 温至100℃，脒化2小时，得到关于聚脒和羧甲基纤维素的接枝共聚产物。
3、将无水乙醇加入步骤2中的反应液中，直到无白色沉淀析出为止，将 沉淀抽滤，再放入温度恒定为50℃的真空干燥箱中干燥24小时，经研磨得白 色粉末。将此粉末置于以乙二醇和冰乙酸质量比为6:5的提取液中索氏提取12 小时，将索氏提取后的粉末放入温度恒定为50℃的真空干燥箱中干燥24小时 后研磨装入试剂袋。
实施例11
1、将装有聚四氟乙烯搅拌器，回流冷凝管和通有二氧化碳的250mL三颈 烧瓶置于恒温水浴锅，将水浴温度设置为50℃。
2、将已称好的1g羧甲基纤维素及50mL去离子水加入三颈烧瓶，打开搅 拌器，开始计时。搅拌溶解一小时后，往三颈烧瓶加入丙烯腈4g、N-乙烯基 甲酰胺6g，以及0.1g硝酸铈铵、0.1g偶氮二异丁脒盐酸盐两种引发剂，进行 接枝共聚反应，反应2小时；加入1.5mL浓盐酸(12mol/L)，反应2小时；升 温至90℃，脒化2小时50分钟，得到关于聚脒和羧甲基纤维素的接枝共聚产 物。
3、将无水乙醇加入步骤2中的反应液中，直到无白色沉淀析出为止，将 沉淀抽滤，再放入温度恒定为50℃的真空干燥箱中干燥24小时，经研磨得白 色粉末。将此粉末置于以乙二醇和冰乙酸质量比为1:1的提取液中索氏提取12 小时，将索氏提取后的粉末放入温度恒定为50℃的真空干燥箱中干燥24小时 后研磨装入试剂袋。
4、将上述絮凝剂配成0.1％的水溶液，取出6个50ml的烧杯用蒸馏水洗 干净并编号1、2、3、4、5、6，每个烧杯倒入50ml煤矿水样，分别加入0.5mL、 1mL、2mL、3mL、4mL、5mL配好的溶液加入煤矿水中，搅拌1min。对于每 个烧杯在絮凝时间为3min、10min、15min、25min、35min时分别取上层清液 置于波长为610nm的紫外分光光度计中测量其透光率并记录数据，见表1。
表1为基于聚脒的絮凝剂在处理废水时不同的用量和时间的效果
由表1可知，对于矿井废水处理体系，最佳的絮凝剂投加量为60mg/L。
实施例12
1、将装有聚四氟乙烯搅拌器，回流冷凝管和通有二氧化碳的250mL三颈 烧瓶置于恒温水浴锅，将水浴温度设置为50℃。
2、将已称好的1g羧甲基纤维素及50mL去离子水加入三颈烧瓶，打开搅 拌器，开始计时。搅拌溶解一小时后，往三颈烧瓶加入丙烯腈4g、N-乙烯基 甲酰胺6g，以及0.1g硝酸铈铵、0.1g偶氮二异丁脒盐酸盐两种引发剂(引发 剂的用量为4g/L)，进行接枝共聚反应，反应2小时；加入1.5mL浓盐酸 (12mol/L)，反应2小时；升温至90℃，脒化2小时50分钟，得到关于聚脒 和羧甲基纤维素的接枝共聚产物。
3、将无水乙醇加入步骤2中的反应液中，直到无白色沉淀析出为止，将 沉淀抽滤，再放入温度恒定为50℃的真空干燥箱中干燥24小时，经研磨得白 色粉末。将此粉末置于以乙二醇和冰乙酸质量比为1:1的提取液中索氏提取12 小时，将索氏提取后的粉末放入温度恒定为50℃的真空干燥箱中干燥24小时 后研磨装入试剂袋，标号为3。
4、将步骤2中的引发剂量分别改为0.025g硝酸铈铵和0.025g偶氮二异丁 脒盐酸盐(引发剂的用量为1g/L)，或者0.05g硝酸铈铵和0.05g偶氮二异丁脒 盐酸盐(引发剂的用量为2g/L)，或者0.2g硝酸铈铵和0.2g偶氮二异丁脒盐酸 盐(引发剂的用量为8g/L)，或者0.3g硝酸铈铵和0.3g偶氮二异丁脒盐酸盐(引 发剂的用量为12g/L)，重复步骤2和步骤3，得到产品标号分别为1、2、4、5。
5、取出5个50ml的容量瓶并编号1、2、3、4、5，取上述五种絮凝剂 产品配成0.1％的溶液。
6、取出6个50ml的烧杯用蒸馏水洗干净并编号1、2、3、4、5，每个烧 杯倒入50ml煤矿水样，取2mL配好的溶液加入煤矿水中，搅拌1min。对于 每个烧杯在絮凝时间为3min、10min、15min、25min、35min时分别取上层清 液置于波长为610nm的紫外分光光度计中测量其透光率并记录数据，见表2。
表2为应用不同剂量的引发剂所制备的基于聚脒的絮凝剂对废水的处理效果
从表2中我们可以得出，引发剂的最佳用量为4g/L。
实施示例13
1、将装有聚四氟乙烯搅拌器，回流冷凝管和通有二氧化碳的250mL三颈 烧瓶置于恒温水浴锅，将水浴温度设置为50℃。
2、往三颈烧瓶加入丙烯腈4g、N-乙烯基甲酰胺6g，以及0.1g硝酸铈铵、 0.1g偶氮二异丁脒盐酸盐两种引发剂，进行接枝共聚反应，反应3小时；加入 1.5mL浓盐酸(12mol/L)，反应2小时；升温至90℃，脒化2小时50分钟， 得到纯聚脒产物。
3、将无水乙醇加入步骤2中的反应液中，直到无白色沉淀析出为止，将 沉淀抽滤，再放入温度恒定为50℃的真空干燥箱中干燥24小时，经研磨得白 色粉末。将此粉末放入温度恒定为50℃的真空干燥箱中干燥24小时后研磨装 入试剂袋标号为1(图1中为聚脒)。
4、将装有聚四氟乙烯搅拌器，回流冷凝管和通有二氧化碳的250mL三颈 烧瓶置于恒温水浴锅，将水浴温度设置为50℃。
5、将已称好的1g羧甲基纤维素及50mL去离子水加入三颈烧瓶，打开搅 拌器，开始计时。搅拌溶解一小时后，往三颈烧瓶加入丙烯腈4g、N-乙烯基 甲酰胺6g，以及0.1g硝酸铈铵、0.1g偶氮二异丁脒盐酸盐两种引发剂，进行 接枝共聚反应，反应2小时；加入1.5mL浓盐酸(12mol/L)，反应2小时；升 温至90℃，脒化2小时50分钟，得到关于聚脒和羧甲基纤维素的接枝共聚产 物。
6、将无水乙醇加入步骤5中的反应液中，直到无白色沉淀析出为止，将 沉淀抽滤，再放入温度恒定为50℃的真空干燥箱中干燥24小时，经研磨得白 色粉末。将此粉末置于以乙二醇和冰乙酸质量比为1:1的提取液中索氏提取12 小时，将索氏提取后的粉末放入温度恒定为50℃的真空干燥箱中干燥24小时 后研磨装入试剂袋，标号为2(图1中为枝接聚脒)；
7、称取5g聚丙烯酰胺(国药集团化学试剂有限公司，MW>300万)取出 放置于干净烧杯中，通入二氧化碳气体，并用保鲜膜封住杯口，标号为3。
8、取出3个50ml的容量瓶并编号1、2、3，取上述3种絮凝剂产品配 成0.1％的溶液。
9、取出3个50ml的烧杯用蒸馏水洗干净并编号1、2、3，每个烧杯倒入 50ml煤矿水样，取2mL配好的溶液加入煤矿水中，搅拌1min。对于每个烧杯 在絮凝时间为3min、10min、15min、25min、35min时分别取上层清液置于波 长为610nm的紫外分光光度计中测量其透光率并记录数据，见图1。
由图1知，无论是接枝聚脒还是聚脒，在15min后絮凝效果均优于聚丙烯 酰胺。但接枝聚脒和聚脒相比，由于存在CMC，使得聚合物的平均分子量大 大提高，强化了絮凝过程中的网捕作用，使得絮凝效果有明显的提高效果。
实施例14
1、将装有聚四氟乙烯搅拌器，回流冷凝管和通有二氧化碳的250mL三颈 烧瓶置于恒温水浴锅，将水浴温度设置为50℃；
2、将已称好的1g羧甲基纤维素及50mL去离子水加入三颈烧瓶，打开搅 拌器，开始计时。搅拌溶解一小时后，往三颈烧瓶中加入丙烯腈4g、N-乙烯 基甲酰胺6g，以及0.1g硝酸铈铵、0.1g偶氮二异丁脒盐酸盐两种引发剂，进 行接枝共聚反应，反应4小时，升温至90℃，反应2小时50分钟。
3、将无水乙醇加入步骤2中的反应液中，直到无白色沉淀析出为止，将 沉淀抽滤，再放入温度恒定为50℃的真空干燥箱中干燥24小时，经研磨得白 色粉末。将此粉末置于以乙二醇和冰乙酸质量比为1:1的提取液中索氏提取12 小时，将索氏提取后的粉末放入温度恒定为50℃的真空干燥箱中干燥24小时 后研磨装入试剂袋，标号为1；
4、将装有聚四氟乙烯搅拌器，回流冷凝管和通有二氧化碳的250mL三颈 烧瓶置于恒温水浴锅，将水浴温度设置为50℃；
5将已称好的1g羧甲基纤维素及50mL去离子水加入三颈烧瓶，打开搅 拌器，开始计时。搅拌溶解一小时后，往三颈烧瓶加入丙烯腈4g、N-乙烯基 甲酰胺6g，以及0.1g硝酸铈铵、0.1g偶氮二异丁脒盐酸盐两种引发剂，进行 接枝共聚反应，反应2小时；加入1.5mL浓盐酸(12mol/L)，反应2小时；升 温至90℃，脒化2小时50分钟，得到关于聚脒和羧甲基纤维素的接枝共聚产 物。
6、将无水乙醇加入步骤5中的反应液中，直到无白色沉淀析出为止，将 沉淀抽滤，再放入温度恒定为50℃的真空干燥箱中干燥24小时，经研磨得白 色粉末。将此粉末置于以乙二醇和冰乙酸质量比为1:1的提取液中索氏提取12 小时，将索氏提取后的粉末放入温度恒定为50℃的真空干燥箱中干燥24小时 后研磨装入试剂袋，标号为2；
7、取出2个50ml的容量瓶并编号1、2，取上述2种絮凝剂产品分别配 成0.1％的溶液。
8、取出2个50ml的烧杯用蒸馏水洗干净并编号1、2，每个烧杯倒入50ml 煤矿水样，取2mL配好的溶液(编号对应)加入煤矿水中，搅拌1min。对于 每个烧杯在絮凝时间为3min、10min、15min、25min、35min时分别取上层清 液置于波长为610nm的紫外分光光度计中测量其透光率并记录数据，见图2
由图2知，很显然，加酸脒化过程对于提升絮凝性能意义重大，脒化过程 大大提高了聚脒的离子化程度，而生成的对于中和废水中的电荷并使其脱稳沉 降，有着明显的效果。
实施实例15
1、将装有聚四氟乙烯搅拌器，回流冷凝管和通有二氧化碳的250mL三颈 烧瓶置于恒温水浴锅，将水浴温度设置为50℃；
2、将已称好的1g羧甲基纤维素及50mL去离子水加入三颈烧瓶，打开搅 拌器，开始计时。搅拌溶解一小时后，往三颈烧瓶加入丙烯腈4g、N-乙烯基 甲酰胺6g，以及0.1g硝酸铈铵、0.1g偶氮二异丁脒盐酸盐两种引发剂，进行 接枝共聚反应，反应2小时；加入1.5mL浓盐酸(12mol/L)，反应2小时；升 温至90℃，脒化2小时50分钟，得到关于聚脒和羧甲基纤维素的接枝共聚产 物。
3、将无水乙醇加入步骤2中的反应液中，直到无白色沉淀析出为止，将 沉淀抽滤，再放入温度恒定为50℃的真空干燥箱中干燥24小时，经研磨得白 色粉末。将此粉末置于以乙二醇和冰乙酸质量比为1:1的提取液中索氏提取12 小时，将索氏提取后的粉末放入温度恒定为50℃的真空干燥箱中干燥24小时 后研磨装入试剂袋，标号为1；
4、取出4个50ml的容量瓶并编号1、2、3、4，取上述絮凝剂产品配成 0.1％的溶液。
5、取出4个50ml的烧杯用蒸馏水洗干净并编号1、2、3、4。1号烧杯 倒入50ml煤矿水样；2号烧杯加入2g煤焦油、10mL无水乙醇、40mL去离 子水，搅拌均匀后滤去多余不溶物，模拟工业中的含油污水；3号烧杯加入10g 泥沙以及50mL去离子水，搅拌均匀后滤去多余泥沙，模拟我国西北部河流中 的高泥沙水。4号烧杯加入50mL的200mg/L的品红溶液，用以模拟印染废水。 取四次2mL配好的溶液分别加入编号1、2、3、4的烧杯中，搅拌1min。对于 每个烧杯在絮凝时间为3min、10min、15min、25min、35min时分别取上层清 液置于波长为610nm的紫外分光光度计中测量其透光率并记录数据，见图3。 根据图3可以看出，本发明的絮凝剂特别适用于煤矿废水。
Claims (10)
1.一种基于聚脒的絮凝剂的制备方法，其特征在于，包括步骤：
1)向羧甲基纤维素的水溶液中加入N-乙烯基甲酰胺、丙烯腈以和引发剂，在40～60℃下反应1～5小时；
2)向步骤1)所得液体中加入无机强酸，搅拌下反应1～5小时；
3)步骤2)所得液体升温至80～100℃，搅拌下脒化反应1～2小时；
4)向步骤3)所得液体中加入乙醇，液体中析出沉淀；加入乙醇至不再有新的沉淀析出；
5)步骤4)所得混合物抽滤，所得沉淀物干燥；
6)干燥后的沉淀物用提取液进行提取，残留物干燥后得到基于聚脒的絮凝剂。
2.如权利要求1所述的基于聚脒的絮凝剂的制备方法，其特征在于，在步骤1)中，羧甲基纤维素的水溶液中羧甲基纤维素和水的质量比1:(30～50)；羧甲基纤维素和丙烯腈的质量比为1:(3～5)；丙烯腈与N-乙烯基甲酰胺的摩尔比为1:(1～1.5)。
3.如权利要求1所述的基于聚脒的絮凝剂的制备方法，其特征在于，在步骤1)中，引发剂为硝酸铈铵、偶氮二异丁脒盐酸盐、亚硫酸氢钠和过硫酸铵中的一种或多种。
4.如权利要求3所述的基于聚脒的絮凝剂的制备方法，其特征在于，在步骤1)中，引发剂为硝酸铈铵和偶氮二异丁脒盐酸盐等质量混合的混合物。
5.如权利要求4所述的基于聚脒的絮凝剂的制备方法，其特征在于，引发剂的质量浓度为2～8g/L。
6.如权利要求1所述的基于聚脒的絮凝剂的制备方法，其特征在于，在步骤2)中，所述无机强酸为盐酸，盐酸中的氯化氢的摩尔量相对于羧甲基纤维素的水溶液的体积的比例为0.30～0.40mol/L。
7.如权利要求1所述的基于聚脒的絮凝剂的制备方法，其特征在于，在步骤6)中，所述提取液为乙二醇和冰乙酸的混合物，其中乙二醇和冰乙酸的质量比为1：(0.5～2)。
8.权利要求1～7任一项所述的制备方法所制备的基于聚脒的絮凝剂。
9.权利要求8所述的絮凝剂在处理煤矿废水中的应用。
10.如权利要求9所述的絮凝剂在处理煤矿废水中的应用，其特征在于，絮凝剂相对于煤矿废水的用量为10～80mg/L。
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