阳离子型接枝淀粉絮凝性能研究

doi:10.11894/iwt.2018-0823

工业水处理 ›› 2019, Vol. 39 ›› Issue (10): 49-53. doi: 10.11894/iwt.2018-0823

阳离子型接枝淀粉絮凝性能研究

李海花^1,²(),高玉华^1,²,张利辉^1,²,李娜³,刘振法^1,^2,*()

1. 河北省科学院能源研究所, 河北石家庄 050081
2. 河北省工业节水工程技术研究中心, 河北石家庄 050081
3. 河北桑沃特水处理有限责任公司, 河北石家庄 050081

收稿日期:2019-06-27 出版日期:2019-10-20 发布日期:2019-10-29
通讯作者: 刘振法 E-mail:873756647@qq.com;lzf63@sohu.com
作者简介:李海花(1979-),博士,副研究员。电话:13784383035, E-mail:873756647@qq.com
基金资助:
国家自然科学基金项目(21376062);河北省基础研究计划项目(18964005D);石家庄市科学技术研究与发展计划项目(171071153A);河北省科学院科技计划项目(18701);河北省科学院科技计划项目(18704)

Research on flocculation property of cationic grafted starch

Haihua Li^1,²(),Yuhua Gao^1,²,Lihui Zhang^1,²,Na Li³,Zhenfa Liu^1,^2,*()

1. Institute of Energy Resources, Hebei Academy of Sciences, Shijiazhuang 050081, China
2. Hebei Engineering Research Center for Water Saving in Industry, Shijiazhuang 050081, China
3. Hebei Sunwater Water Treatment Co., Ltd., Shijiazhuang 050081, China

Received:2019-06-27 Online:2019-10-20 Published:2019-10-29
Contact: Zhenfa Liu E-mail:873756647@qq.com;lzf63@sohu.com
Supported by:
国家自然科学基金项目(21376062);河北省基础研究计划项目(18964005D);石家庄市科学技术研究与发展计划项目(171071153A);河北省科学院科技计划项目(18701);河北省科学院科技计划项目(18704)

摘要/Abstract

摘要：

以玉米淀粉和甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵（DMC）为原料，硝酸铈铵为引发剂，合成阳离子型接枝淀粉St-g-PDMC。通过正交实验对St-g-PDMC的合成条件进行了优化，并采用FTIR和SEM对产物的结构进行了表征。结果表明，St-g-PDMC的最佳合成条件：淀粉2 g，m（St）：m（DMC）=1：1.25，引发剂质量0.6 g，反应温度60℃，反应时间5 h。在此条件下，合成的St-g-PDMC中氮为3.40%，接枝率101.8%。以质量分数为2%的高岭土悬浊液为模拟水样，研究了St-g-PDMC的絮凝性能。

关键词: 接枝淀粉, 絮凝剂, 絮凝性能

Abstract:

Cationic grafted starch St-g-PDMC was synthesized by using corn starch and methacryloxyethyl trimethyl ammonium chloride(DMC) as the raw materials and ceric ammonium nitrate as the initiator. The synthesis conditions were optimized by orthogonal experiments, and the structure of the product was characterized by FTIR and SEM, respectively. The results show that the optimum synthesis conditions are at the ratio of starch 2 g to m(St):m(DMC) of 1:1.25 with the initiator dosage of 0.6 under the reaction temperature of 60℃ for five hours. Under these conditions, the nitrogen content is 3.40%, and the grafted ratio of St-g-PDMC is 101.8%, respectively. The flocculation performance of St-g-PDMC was studied by kaolin suspension with a mass fraction of 2%.

Key words: grafted starch, flocculant, flocculation property

中图分类号:

O636.1+2

李海花, 高玉华, 张利辉, 李娜, 刘振法. 阳离子型接枝淀粉絮凝性能研究[J]. 工业水处理, 2019, 39(10): 49-53.

Haihua Li, Yuhua Gao, Lihui Zhang, Na Li, Zhenfa Liu. Research on flocculation property of cationic grafted starch[J]. Industrial Water Treatment, 2019, 39(10): 49-53.

https://www.iwt.cn/CN/Y2019/V39/I10/49

图/表 12

参考文献 15

1	Bolto B , Gregory J . Organic polyelectrolytes in water treatment[J]. Water Research, 2007, 41 (11): 2301- 2342. doi: 10.1016/j.watres.2007.03.012
2	李国轲, 耿仁勇, 曹慧, 等. 季铵盐阳离子有机絮凝剂的研究进展[J]. 工业水处理, 2015, 35 (11): 1- 4. doi: 10.11894/1005-829x.2015.35(11).001
3	陈金苹, 朱斌, 张建法. 复合高分子絮凝剂的研究进展[J]. 水处理技术, 2014, 40 (4): 6- 10. URL
4	赵丰, 贺纪陵. 新型阳离子聚丙烯酰胺的合成及絮凝性能[J]. 环境科学与技术, 2012, 35 (1): 95- 98. doi: 10.3969/j.issn.1003-6504.2012.01.020
5	郑怀礼, 寿倩影, 李香, 等. 阳离子聚丙烯酰胺的聚合与应用研究进展[J]. 工业水处理, 2016, 36 (12): 12- 15. doi: 10.11894/1005-829x.2016.36(12).003
6	徐景峰, 李智利. 三元共聚阳离子型聚丙烯酰胺的合成及性能研究[J]. 精细石油化工, 2015, 32 (1): 15- 18. doi: 10.3969/j.issn.1003-9384.2015.01.004
7	王润楠, 张浩, 连丽丽, 等. 聚硅酸铝镁-羧甲基纤维素钠复合絮凝剂的制备及应用[J]. 精细化工, 2017, 34 (9): 1044- 1050. URL
8	邱殿銮, 汪璐, 季晓军, 等. 新型两性壳聚糖絮凝剂的合成及其絮凝效果的研究[J]. 环境科学与技术, 2013, 36 (4): 160- 163. doi: 10.3969/j.issn.1003-6504.2013.04.033
9	Wang Jianping , Yuan Shijie , Wang Yi , et al. Synthesis, characterization and application of a novel starch-based flocculant with high flocculation and dewatering properties[J]. Water Research, 2013, 47:2643- 2648. doi: 10.1016/j.watres.2013.01.050
10	Shogren R L , Willett J L , Biswas A . HRP-mediated synthesis of starch-polyacrylamide graft copolymers[J]. Carbohydrate Polymers, 2009, 75 (1): 189- 191. doi: 10.1016/j.carbpol.2008.07.004
11	Nakason C , Wohmang T , Kaesaman A , et al. Preparation of cassava starch-graft-polyacrylamide superabsorbents and associated composites by reactive blending[J]. Carbohydrate Polymers, 2010, 81 (2): 348- 357. doi: 10.1016/j.carbpol.2010.02.030
12	孙明东, 王光华, 黄婷婷, 等. 盐水体系中淀粉接枝聚丙烯酰胺的制备及其焦化废水处理性能的研究[J]. 化工新型材料, 2013, 41 (11): 168- 170. doi: 10.3969/j.issn.1006-3536.2013.11.055
13	葛学武. 淀粉接枝丙烯酰胺制备絮凝剂的研究方法[J]. 高分子材料科学与工程, 1999, 15 (4): 130- 132. doi: 10.3321/j.issn:1000-7555.1999.04.039
14	刘畅, 谭颖, 刘亚东, 等. 高取代度阳离子高直链淀粉的制备及絮凝性能[J]. 化工新型材料, 2015, 43 (8): 216- 218. URL
15	郭睿, 郭煜, 宋博, 等. 琥珀酰壳聚糖的合成及絮凝性能[J]. 精细化工, 2018, 35 (3): 474- 481. URL

实验编号	A	B	C	D	RS/%
1	1:1	0.3	40	3	6.90
2	1:1	0.6	50	4	52.01
3	1:1	0.9	60	5	62.43
4	1:1.25	0.3	50	5	32.21
5	1:1.25	0.6	60	3	90.26
6	1:1.25	0.9	40	4	73.47
7	1:1.5	0.3	60	4	22.35
8	1:1.5	0.6	40	5	66.16
9	1:1.5	0.9	50	3	52.16
K₁	40.45	20.49	48.84	49.77
K₂	65.31	69.48	45.46	49.28
K₃	46.89	62.69	58.35	53.60
R	24.86	48.99	12.89	4.32

实验编号	A	B	C	D	RS/%
1	1:1	0.3	40	3	6.90
2	1:1	0.6	50	4	52.01
3	1:1	0.9	60	5	62.43
4	1:1.25	0.3	50	5	32.21
5	1:1.25	0.6	60	3	90.26
6	1:1.25	0.9	40	4	73.47
7	1:1.5	0.3	60	4	22.35
8	1:1.5	0.6	40	5	66.16
9	1:1.5	0.9	50	3	52.16
K₁	40.45	20.49	48.84	49.77
K₂	65.31	69.48	45.46	49.28
K₃	46.89	62.69	58.35	53.60
R	24.86	48.99	12.89	4.32

化学元素		质量分数/%
化学元素		C	H	N	S
玉米淀粉	理论值	44.44	6.173	0	0
玉米淀粉	分析值	42.68	6.488	0.02	0.119
St-g-PDMC	理论值	48.42	7.197	3.40	0
St-g-PDMC	分析值	46.77	6.734	3.40	0.106

化学元素		质量分数/%
化学元素		C	H	N	S
玉米淀粉	理论值	44.44	6.173	0	0
玉米淀粉	分析值	42.68	6.488	0.02	0.119
St-g-PDMC	理论值	48.42	7.197	3.40	0
St-g-PDMC	分析值	46.77	6.734	3.40	0.106

pH	2	4	6	7	8	10
最佳投药量/（mg·L^-1）	3	3	3	9	15	25
透光率/%	73.48	81.50	86.76	91.22	91.92	93.78

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水平	A m（St）:m（DMC）	B 引发剂质量/g	C 反应温度/℃	D 反应时间/h
1	1:1	0.3	40	3
2	1:1.25	0.6	50	4
3	1:1.5	0.9	60	5

悬浊液质量分数/%	0.5	1.0	1.5	2.0
最佳投药量/（mg·L^-1）	4	5	7	9
透光率/%	79.73	83.65	86.65	91.22

絮凝剂	最佳投药量/（mg·L^-1）	透光率/%	剩余COD/（mg·L^-1）	COD去除率/%
原水	—	41.89	406.3	—
PAC	40	82.42	60.8	85.0
CPAM	15	87.98	41.7	89.7
St-g-PDMC	20	90.21	32.3	92.1

[1]	余俊龙, 穆超银, 雷钊, 高朝祥. 基于图像处理和模糊控制的絮凝剂智能投加系统设计[J]. 工业水处理, 2024, 44(6): 203-208.
[2]	赵晓娟, 张智瑞, 刘东洋, 雷彬. A²O工艺活性污泥黏性膨胀原因及控制措施[J]. 工业水处理, 2024, 44(4): 198-204.
[3]	严海源, 王昊龙, 管增富, 郭晓轩, 李斌, 于长伟, 孙建阳. 季铵化改性PAM及其在完井液废弃物处理中的应用[J]. 工业水处理, 2023, 43(6): 137-142.
[4]	赵诗琪, 李康辉, 陈猷鹏. 微生物絮凝剂及其在工业水处理中的应用探索[J]. 工业水处理, 2023, 43(2): 1-13.
[5]	李雪佳, 唐佳伟, 李杰, 郭强, 王小龙, 李井峰. 絮凝剂的研究进展及其在煤矿矿井水处理中的应用[J]. 工业水处理, 2023, 43(11): 93-103.
[6]	李强, 付鉴, 苏楠, 李为, 罗翔. 两性离子型聚合物絮凝剂的制备及性能评价[J]. 工业水处理, 2023, 43(1): 62-67.
[7]	陆永生, 徐喜旺, 冯威, 陈晨, 万俊锋. 绿锈-聚二甲基二烯丙基氯化铵絮凝剂的制备及应用[J]. 工业水处理, 2022, 42(5): 125-130.
[8]	王灵芝, 黄勇, 查晓, 张悦, 陈硕君, 王璐, 李大鹏. 利用污水污泥制备有机物聚集介质的可行性探析[J]. 工业水处理, 2022, 42(10): 22-30.
[9]	江南,雒鹏飞,童志明,陈武. 含钛聚硅酸盐絮凝剂的合成及处理压裂返排液研究[J]. 工业水处理, 2021, 41(5): 73-79.
[10]	李嘉,王刚,管映兵,徐敏. 2种新型重金属絮凝剂复配处理含铜废水[J]. 工业水处理, 2020, 40(1): 33-36.
[11]	高树生, 张文柯, 丁秋炜, 王素芳, 姚光源. 改性壳聚糖类絮凝剂的合成及性能评价[J]. 工业水处理, 2019, 39(9): 91-93,107.
[12]	郭曼曼, 张宾, 马立标, 柳荣展. 聚丙烯酸絮凝剂在印染污泥低温热处理中的应用[J]. 工业水处理, 2019, 39(4): 29-32.
[13]	喻德忠, 杨卓帆, 杨蕾, 刘东. 新型无机絮凝剂聚合氯化钛对F^-的混凝效果研究[J]. 工业水处理, 2019, 39(10): 37-41.
[14]	徐斌, 陈程, 张毅敏, 李国瑞, 杨文忠, 彭福全, 孟瑞华. 酸洗废液制备聚硅酸复合氯化铁絮凝剂的研究[J]. 工业水处理, 2018, 38(9): 63-67.
[15]	赵德喜. 高分子絮凝剂在油田生化污水处理中的应用研究[J]. 工业水处理, 2018, 38(8): 88-90.

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