一種陽離子型改性澱粉交聯絮凝劑及其應用的製作方法
2023-07-19 12:07:36 1
一種陽離子型改性澱粉交聯絮凝劑及其應用的製作方法
【專利摘要】本發明涉及一種陽離子型改性澱粉交聯絮凝劑及其應用。其製備方法如下:將澱粉加適量水，加熱攪拌下糊化後依次加入丙烯醯胺、過硫酸銨和亞硫酸氫鈉，45-55℃下反應3-5小時，得到改性澱粉；將鹽酸溶液加入反應器中，不斷攪拌下，緩慢加入反應量的三甲胺，控制反應溫度在30℃以下，反應量的三甲胺添加完成後，繼續攪拌反應30-40分鐘，之後再用三甲胺溶液調節PH至7-8，得三甲胺鹽酸鹽溶液；將環氧氯丙烷添加到三甲胺鹽酸鹽溶液中，控制溫度在30℃以下，充分反應1-2小時，得到均相溶液；將均相溶液加入到改性澱粉中，調節PH攪拌下反應1-2小時，得到目標產物。本發明對硫氰酸鐵廢水和城市汙水具有良好的處理效果。
【專利說明】一種陽離子型改性澱粉交聯絮凝劑及其應用
【技術領域】
[0001] 本發明屬於化工合成領域，尤其涉及一種能有效處理含硫氰酸鹽廢水的陽離子型 改性澱粉交聯絮凝劑的合成方法。
【背景技術】
[0002] 隨著人口的急劇增長和工業的迅猛發展，需水量和廢水排放量也急劇增多。目前 全世界每年約有4200多億噸的廢水排入江河湖海，造成水汙染。硫氰酸根存在於汙水、工 業廢水以及農藥殘液中，含硫氰酸鹽的廢水經氯化時產生毒性很大的氯化氰，對環境、人體 都有重大影響，對水生生物的生存造成危害。
[0003] 近年來，大量人工合成的無機類和有機類高分子絮凝劑在使用過程中給環境造成 的二次汙染已引起了人們的重視，因此，急需開發綠色環保絮凝劑。
[0004] 澱粉作為一種天然資源目前已廣泛應用於各個工業領域，隨著工業生產技術的發 展以及新產品的不斷出現，對澱粉性質的要求越來越苛刻，原澱粉的性質已不適應於很多 應用領域。因此，如能根據澱粉的結構及理化性質對其進行變性處理，通過物理或者化學方 法使澱粉的性質發生改變，使之能符合應用的要求，將具有重要的意義。
【發明內容】
[0005] 本發明的目的在於提供一種能夠有效處理含硫氰酸鹽廢水的陽離子型改性澱粉 交聯絮凝劑及其合成方法。
[0006] 本發明採用的技術方案是：一種陽離子型改性澱粉交聯絮凝劑，其製備方法如 下：
[0007] 1)將澱粉置於反應器中，加適量水，加熱攪拌下糊化，然後依次加入丙烯醯胺、過 硫酸銨和亞硫酸氫鈉，不斷攪拌，45-55°C下反應3-5小時，得到改性澱粉；
[0008] 2)將體積百分濃度為36-38 %的鹽酸溶液加入反應器中，在不斷攪拌下，緩慢加 入反應量的三甲胺，滴入過程中會出現大量白煙，控制反應溫度在30°C以下，反應量的三甲 胺添加完成後，繼續攪拌反應30-40分鐘，之後再用三甲胺溶液調節PH至7-8,得到三甲胺 鹽酸鹽溶液；將環氧氯丙烷添加到三甲胺鹽酸鹽溶液中，在添加過程中溫度會逐漸升高，控 制溫度在30°C以下，充分反應1-2小時，得到均相溶液；
[0009] 3)將步驟2)中得到的均相溶液加入到步驟1)中得到的改性澱粉中，調節PH為 5-6,不斷攪拌，充分反應1-2小時，得到目標產物。
[0010] 上述的陽離子型改性澱粉交聯絮凝劑，所述的澱粉是玉米澱粉、小麥澱粉或馬鈴 薯澱粉。
[0011] 上述的陽離子型改性澱粉交聯絮凝劑，澱粉與丙烯醯胺的重量比為1 :2-4。
[0012] 上述的陽離子型改性澱粉交聯絮凝劑，反應量的三甲胺與環氧氯丙烷的摩爾比為 1 ：0. 8-1. 2〇
[0013] 本發明的有益效果是：改性的澱粉混凝劑一方面可以利用其所帶的正電荷對水中 膠體顆粒進行電性中和，另一方面又可發揮其高分子長鏈的吸附架橋作用，有效地將水中 帶負電荷的顆粒吸附在長鏈上。澱粉經糊化後，加入丙烯醯胺及過硫氰酸銨和亞硫氰酸鈉， 使丙烯醯胺接枝到澱粉鏈上，然後在與三甲胺鹽酸鹽和環氧氯丙烷的產物進行交聯，合成 陽離子改性澱粉絮凝劑。本發明，以澱粉丙烯醯胺接枝共聚物為母體，再加入三甲胺和環氧 氯丙烷的常溫產物使其進行交聯，最終合成了陽離子型改性高分子絮凝劑，該絮凝劑對硫 氰酸鐵廢水、城市汙水及實驗室廢水都有良好的處理效果。
【具體實施方式】：
[0014] 實施例1陽離子型改性玉米澱粉交聯絮凝劑
[0015] 1)將玉米澱粉537kg置於反應器中，加水10L，在加熱攪拌情況下糊化，然後依次 加入丙烯醯胺1611kg，過硫酸銨4kg，亞硫酸氫鈉2kg，不斷攪拌，45-55°C下反應4小時，使 丙烯醯胺充分接枝到澱粉鏈上，得到改性澱粉；
[0016] 2)將濃鹽酸198kg加入到反應器中，加水稀釋至體積百分濃度為37%，在不斷攪 拌下，將33% (w/w)的三甲胺溶液360kg慢慢滴入反應器中，滴入過程中會出現大量白煙， 控制反應溫度在30°C以下，充分反應，360kg的三甲胺添加完成後，繼續攪拌反應30-40分 鍾，之後再用三甲胺溶液調節PH至7-8,得到三甲胺鹽酸鹽溶液；將環氧氯丙烷178kg添 加到三甲胺鹽酸鹽溶液中，在添加過程中溫度會逐漸升高，控制溫度在30°C以下，充分反應 1.5小時，得到均相溶液；
[0017] 3)將步驟2)中得到的均相溶液加入到步驟1)中得到的改性澱粉中，調節PH為 5-6,不斷攪拌，充分反應1-2小時，得到目標產物。
[0018] 實施例2陽離子型改性小麥澱粉交聯絮凝劑
[0019] 1)將小麥澱粉540kg置於反應器中，加水10L，在加熱攪拌情況下糊化，然後依次 加入丙烯醯胺1350kg，過硫酸銨4kg，亞硫酸氫鈉2kg，不斷攪拌，45-55°C下反應4小時，使 丙烯醯胺充分接枝到澱粉鏈上，得到改性澱粉；
[0020] 2)將濃鹽酸198kg加入到反應器中，加水稀釋至體積百分濃度為37%，在不斷攪 拌下，將33% (w/w)的三甲胺溶液360kg慢慢滴入反應器中，滴入過程中會出現大量白煙， 控制反應溫度在30°C以下，充分反應，360kg的三甲胺添加完成後，繼續攪拌反應30-40分 鍾，之後再用三甲胺溶液調節PH至7-8,得到三甲胺鹽酸鹽溶液；將環氧氯丙烷125kg添 加到三甲胺鹽酸鹽溶液中，在添加過程中溫度會逐漸升高，控制溫度在30°C以下，充分反應 1.5小時，得到均相溶液；
[0021] 3)將步驟2)中得到的均相溶液加入到步驟1)中得到的改性澱粉中，調節PH為 5-6,不斷攪拌，充分反應1-2小時，得到目標產物。
[0022] 實施例3陽離子型改性馬鈴薯澱粉交聯絮凝劑
[0023] 1)將馬鈴薯澱粉523kg置於反應器中，加水10L，在加熱攪拌情況下糊化，然後依 次加入丙烯醯胺1830kg，過硫酸銨6kg，亞硫酸氫鈉4kg，不斷攪拌，45-55°C下反應4小時， 使丙烯醯胺充分接枝到澱粉鏈上，得到改性澱粉；
[0024] 2)將濃鹽酸198kg加入到反應器中，加水稀釋至體積百分濃度為37%，在不斷攪 拌下，將33% (w/w)的三甲胺溶液360kg慢慢滴入反應器中，滴入過程中會出現大量白煙， 控制反應溫度在30°C以下，充分反應，反應量（360kg)的三甲胺添加完成後，繼續攪拌反 應30-40分鐘，之後再用三甲胺溶液調節PH至7-8,得到三甲胺鹽酸鹽溶液；將環氧氯丙烷 IOOkg添加到三甲胺鹽酸鹽溶液中，在添加過程中溫度會逐漸升高，控制溫度在30°C以下， 充分反應1. 5小時，得到均相溶液；
[0025] 3)將步驟2)中得到的均相溶液加入到步驟1)中得到的改性澱粉中，調節PH為 5-6,不斷攪拌，充分反應1-2小時，得到目標產物。
[0026] 實施例4應用試驗
[0027] 1、硫氰酸鹽廢水的製備：取一根試管先滴入質量分數為20%的碳酸鈉溶液1ml， 再滴入5ml 0. 1 %硫氰酸鐵溶液，製得SCNI農度為0. 25%的廢水。
[0028] 方法：取上述廢水2ml，分別加入實施例1-3製得的陽離子型改性澱粉交聯絮凝劑 0. 4ml，振蕩，搖勻，靜置lOmin，產生絮凝現象，過濾，測定濾液中SCK的濃度。結果見表1。
[0029] 表 1
[0030]
【權利要求】
1. 一種陽離子型改性澱粉交聯絮凝劑，其特徵在於製備方法如下： 1) 將澱粉置於反應器中，加適量水，加熱攪拌下糊化，然後依次加入丙烯醯胺、過硫酸 銨和亞硫酸氫鈉，不斷攪拌，45-55°C下反應3-5小時，得到改性澱粉； 2) 將體積百分濃度為36-38 %的鹽酸溶液加入反應器中，在不斷攪拌下，緩慢加入反 應量的三甲胺，滴入過程中會出現大量白煙，控制反應溫度在30°C以下，反應量的三甲胺添 加完成後，繼續攪拌反應30-40分鐘，之後再用三甲胺溶液調節PH至7-8,得到三甲胺鹽酸 鹽溶液；將環氧氯丙烷添加到三甲胺鹽酸鹽溶液中，在添加過程中溫度會逐漸升高，控制溫 度在30°C以下，充分反應1-2小時，得到均相溶液； 3) 將步驟2)中得到的均相溶液加入到步驟1)中得到的改性澱粉中，調節PH為5-6， 不斷攪拌，充分反應1-2小時，得到目標產物。
2. 如權利要求1所述的一種陽離子型改性澱粉交聯絮凝劑，其特徵在於：所述的澱粉 是玉米澱粉、小麥澱粉或馬鈴薯澱粉。
3. 如權利要求1所述的一種陽離子型改性澱粉交聯絮凝劑，其特徵在於：澱粉與丙烯 醯胺的重量比為1 :2_4。
4. 如權利要求1所述的一種陽離子型改性澱粉交聯絮凝劑，其特徵在於：反應量的三 甲胺與環氧氯丙烷的摩爾比為1 :〇. 8-1. 2。
5. 權利要求1所述的陽離子型改性澱粉交聯絮凝劑在處理含硫氰酸鹽廢水中的應用。
6. 如權利要求5所述的應用，其特徵在於方法如下：調節含有硫氰酸鹽廢水的PH值約 為4,然後加入權利要求1所述的陽離子型改性澱粉交聯絮凝劑，攪拌均勻，靜置l-2h。
【文檔編號】C08F251/00GK104356302SQ201410665586
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2014年11月19日 優先權日:2014年11月19日
【發明者】房大維, 單煒軍, 程鵬, 臧樹良 申請人:遼寧大學