一種殼聚糖接枝共聚物絮凝-殺菌劑的製備方法

2023-05-28 00:22:31 3

一種殼聚糖接枝共聚物絮凝-殺菌劑的製備方法
【專利摘要】本發明提出了一種用於循環冷卻水、造紙汙水、印染汙水、生活汙水、鑽井液等水體處理的殼聚接枝共聚物糖絮凝-殺菌劑，本藥劑能夠殺滅水體中的病毒、細菌、藻類等浮遊生物並隨水體中的膠體、懸浮顆粒凝聚沉降下來的複合藥劑。本發明藥劑是通過殼聚糖與二甲基二烯丙基銨鹽、丙烯醯胺在氮氣保護下引發的接枝共聚所得。
【專利說明】一種殼聚糖接枝共聚物絮凝-殺菌劑的製備方法
【技術領域】
[0001]本發明屬於水處理藥劑領域，提供一種殼聚糖接枝共聚物絮凝-殺菌劑的製備方法。
【背景技術】
[0002]化學絮凝法是處理一些造紙、製糖、印染、石油開採等工業汙水及生活汙水的常用重要方法。常用的絮凝劑有以硫酸鋁、氯化鋁、硫酸鐵、氯化鐵及其聚合物為主的無機絮凝劑，聚丙烯醯胺、季銨鹽等的有機高分子絮凝劑，微生物絮凝劑等。利用在汙水系統中添加絮凝劑能夠有效使水中的膠體、懸浮顆粒絮凝沉降。引起水體汙染渾濁的原因很多工業生產中的有機微粒、油汙、微生物、無機膠體等。化學絮凝劑能夠有效的使水體中90%以上的懸浮顆粒、膠體絮凝沉降。但引起水體渾濁的因素很多都是一些水體中的微生物、細菌、藻類等不斷生長長大成為懸浮於水體中的微生物顆粒的生物性汙染，所以要想從根本解決水體汙染渾濁的問題就要首先扼制這部分微生物的生長，首先要進行殺菌。
[0003]傳統上的水處理淨化工藝，絮凝與殺菌是分開的兩道工序，在水處理的過程中絮凝與殺菌是兩個相互依存，相互影響的過程。絮凝過程中殘留的有機絮凝劑易與殺菌工序中的氧化性殺菌劑反應生產有毒物質，而單獨的殺菌過程產生的菌垢又不能及時除去，其中微生物殘骸、藻類等是引起水體汙染的重要因素之一。因此，若兩道工序能夠同時進行兼有絮凝與殺菌雙效，且能相互增效是水處理淨化的一大突破。

【發明內容】

[0004]針對現有水淨化工序中出現的絮凝與殺菌不能同步進行的問題，本發明提供一種殼聚糖接枝共聚物絮凝-殺菌·劑的製備方法，它既有優良的絮凝作用又有強的殺菌性能。本發明減少了水處理工序，一劑雙效節約了成本，而且避免了低分子量殺菌劑殘留造成的汙染，而且通過殺菌劑的作用能夠一次清除水體中的絮凝汙垢能夠起到一勞永逸的效果。
[0005]為了實現上述目的，本發明採取的辦法為以殼聚糖、二甲基二烯丙基氯化銨、丙烯醯胺為原料，在氮氣保護下，以過硫酸鹽為引發劑，引發接枝共聚；具體的操作步驟為:
(1)將殼聚糖加入到反應器中，並加入醋酸水溶液，攪拌至殼聚糖全部溶解；
(2)將二甲基二烯丙基銨鹽與丙烯醯胺兩種單體加入到反應器中，控制體系單體濃
度；
(3)控制反應器內溫度，向反應器中通入氮氣，在氮氣保護下滴加引發劑過硫酸鹽，滴加完畢後保溫反應；
(4)停止加熱將反應產物倒入乙醇中，有淡黃色至棕色固體析出，用乙醇和水的混合溶液衝洗固體，然後真空乾燥，研磨成小顆粒。
[0006]上述步驟(1)中所述的殼聚糖分子量為20-50萬，脫乙醯度為40%~80%。
[0007]上述步驟(1)與(2)中所述的殼聚糖與二甲基二烯丙基銨鹽、丙烯醯胺的摩爾比為1:2~8:2~8。[0008]上述步驟(2)所述的反應體系單體濃度為30~60%。
[0009]上述步驟(3)所述的反應體系溫度為5(T90°C。
[0010]上述步驟(3)所述的過硫酸鹽引發劑選自過硫酸鈉、過硫酸銨、過硫酸鉀其中的一種。
[0011]上述步驟(3)所述的引發劑的滴加量為單體總質量百分比的0.5~10%。
[0012]上述步驟(3)所述的引發劑在f 3h滴加完畢。
[0013]上述步驟(3)所述的保溫反應的時間為2~5h。
[0014]上述步驟(4)所述的真空乾燥的溫度為80°C。
[0015]本發明專利產品的優點為:(I)該發明產品兼具有絮凝和殺菌雙效作用，能夠在絮凝的同時殺滅水體中的細菌藻類等生物汙染。簡化了淨水工藝過程，降低成本；(2)天然高分子物質殼聚糖無毒無害，易生物降解，不會對環境產生二次汙染，綠色環保；(3)殼聚糖不僅能夠起到絮凝淨化汙水的作用還能捕捉水中的Hg+、Ni2+、Pb2+、Cd2+等重金屬離子，用於貴金屬的回收和減少重金屬對生物體系的危害；(4)本發明工藝反應條件溫和，接枝率聞，原料廉價易得。
【具體實施方式】
[0016]本發明經過大量的正交實驗，及應用實驗驗證，得到在上述參數範圍內系列合格
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[0017]實施例1 (最佳實施例)
(1)將殼聚糖(平均分子量380000，脫乙醯度63%)加入反應器中，加入醋酸水溶液，攪拌至殼聚糖全部溶解；
(2)按殼聚糖:二甲基二烯丙基銨鹽:丙烯醯胺摩爾比為1:6:4的比例將二甲基二烯丙基銨鹽與丙烯醯胺單體加入到反應器中，加水控制反應體系單體濃度為40% ；
(3)控制反應器內溫度60°C，向反應器中通入氮氣，在氮氣保護下滴加單體總質量3%引發劑過硫酸鉀，1.5h滴加完畢，保溫反應3h ；
(4)停止加熱將反應產物倒入乙醇中，有淡黃色至棕色固體析出，用乙醇和水的混合溶液衝洗固體，然後80°C真空乾燥，研磨成小顆粒。
[0018]實施例2
(1)將殼聚糖(平均分子量250000，脫乙醯度60%)，加入反應器中，加入醋酸水溶液，攪拌至殼聚糖全部溶解；
(2)按殼聚糖:二甲基二烯丙基銨鹽:丙烯醯胺物摩爾比為1:4:6的比例將二甲基二烯丙基銨鹽與丙烯醯胺單體加入到反應器中，加水控制反應體系單體濃度為40% ；
(3)控制反應器內溫度75°C，向反應器中通入氮氣，在氮氣保護下滴加單體總質量5%引發劑過硫酸鈉，Ih滴加完畢，保溫反應5h ；
(4)停止加熱將反應產物倒入乙醇中，有淡黃色至棕色固體析出，用乙醇和水的混合溶液衝洗固體，然後80°C真空乾燥，研磨成小顆粒。
[0019]實施例3 (I)將殼聚糖(平均分子量500000，脫乙醯度42%)，加入反應器中，加入醋酸水溶液，攪拌至殼聚糖全部溶解；(2)按殼聚糖:二甲基二烯丙基銨鹽:丙烯醯胺物摩爾比為1:3:8的比例將二甲基二烯丙基銨鹽與丙烯醯胺單體加入到反應器中，加水控制反應體系單體濃度為50% ；
(3)控制反應器內溫度65°C，向反應器中通入氮氣，在氮氣保護下滴加單體總質量7%引發劑過硫酸鉀，2h滴加完畢，保溫反應4h ；
(4)停止加熱將反應產物倒入乙醇中，有淡黃色至棕色固體析出，用乙醇和水的混合溶液衝洗固體，然後80°C真空乾燥，研磨成小顆粒。
[0020]實施例4
(1)將殼聚糖(平均分子量380000，脫乙醯度63%)，加入反應器中，加入醋酸水溶液，攪拌至殼聚糖全部溶解；
(2)按殼聚糖:二甲基二烯丙基銨鹽:丙烯醯胺摩爾比為1:8:3的比例將二甲基二烯丙基銨鹽與丙烯醯胺單體加入到反應器中，加水控制反應體系單體濃度為40% ；
(3)控制反應器內溫度80°C，向反應器中通入氮氣，在氮氣保護下滴加單體總質量3%引發劑過硫酸銨，3h滴加完畢，保溫反應2h ；
(4)停止加熱將反應產物倒入乙醇中，有淡黃色至棕色固體析出，用乙醇和水的混合溶液衝洗固體，然後80°C真空乾燥，研磨成小顆`粒。
【權利要求】
1.一種殼聚糖接枝共聚物絮凝-殺菌劑的製備方法，其特徵在於，以殼聚糖、二甲基二烯丙基氯化銨、丙烯醯胺為原料，在氮氣保護下，以過硫酸鹽為引發劑，引發接枝共聚；具體的操作步驟為: (1)將殼聚糖加入到反應器中，並加入醋酸水溶液，攪拌至殼聚糖全部溶解； (2)將二甲基二烯丙基銨鹽與丙烯醯胺兩種單體加入到反應器中，控制體系單體濃度； (3)控制反應器內溫度，向反應器中通入氮氣，在氮氣保護下滴加引發劑過硫酸鹽，滴加完畢後保溫反應； (4)停止加熱將反應產物倒入乙醇中，有淡黃色至棕色固體析出，用乙醇和水的混合溶液衝洗固體，然後真空乾燥，研磨成小顆粒。
2.根據權利要求1所述的一種殼聚糖接枝共聚物絮凝-殺菌劑的製備方法，其特徵在於，步驟(1)中所述的殼聚糖分子量為20-50萬，脫乙醯度為40%~80%。
3.根據權利要求1所述的一種殼聚糖接枝共聚物絮凝-殺菌劑的製備方法，其特徵在於，步驟(1)與(2)中所述的殼聚糖與二甲基二烯丙基銨鹽、丙烯醯胺的摩爾比為1:2~8:2~8。
4.根據權利要求1所述的一種殼聚糖接枝共聚物絮凝-殺菌劑的製備方法，其特徵在於，步驟(2)所述的反應體系單體濃度為30~60%。
5.根據權利要求1所述的一種殼聚糖接枝共聚物絮凝-殺菌劑的製備方法，其特徵在於，步驟(3)所述的反應體系`溫度為5(T90°C。
6.根據權利要求1所述的一種殼聚糖接枝共聚物絮凝-殺菌劑的製備方法，其特徵在於，步驟(3)所述的過硫酸鹽引發劑選自過硫酸鈉、過硫酸銨、過硫酸鉀其中的一種。
7.根據權利要求1所述的一種殼聚糖接枝共聚物絮凝-殺菌劑的製備方法，其特徵在於，步驟(3)所述的引發劑的滴加量為單體總質量百分比的0.5~10%。
8.根據權利要求1所述的一種殼聚糖接枝共聚物絮凝-殺菌劑的製備方法，其特徵在於，步驟(3)所述的引發劑在f3h滴加完畢。
9.根據權利要求1所述的一種殼聚糖接枝共聚物絮凝-殺菌劑的製備方法，其特徵在於，步驟(3)所述的保溫反應的時間為2~5h。
10.根據權利要求1所述的一種殼聚糖接枝共聚物絮凝-殺菌劑的製備方法，其特徵在於，步驟(4)所述的真空乾燥的溫度為80°C。
【文檔編號】C08F226/02GK103864991SQ201410044923
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2014年2月7日 優先權日:2014年2月7日
【發明者】張秀華, 劉全華, 萬振濤, 齊曉婧, 李鵬飛, 周靖仁 申請人:山東省泰和水處理有限公司