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两性淀粉絮凝剂QAP的制备及性能研究

韩薇  
【摘要】: 淀粉是地球上储量最丰富的天然高分子聚合物。以玉米淀粉为原料,经阳离子化反应和阴离子酯化反应制得两性淀粉QAP,它是一种具有重要开发价值的天然生物多糖材料。在近年来,两性高分子对重金属离子的吸附、染料废水的脱色及污泥的脱水等方面的研究成为热点。 本课题的研究工作主要是在以下两个方面开展:两性淀粉的制备和两性淀粉作为絮凝剂在染料废水及生活废水中的应用。 本文在研制开发天然高分子改性型两性聚合物做了如下研究工作:首先,以淀粉为原料,将淀粉与醚化剂进行阳离子化反应,制成高取代度阳离子淀粉。在淀粉阳离子化过程中,醚化剂与淀粉的摩尔比、碱与醚化剂的摩尔比、含水量、反应温度、反应时间等是主要的影响因素。控制阳离子化反应条件,就可获得不同取代度的阳离子淀粉。通过正交实验方法确定了高取代度阳离子淀粉的工艺条件。 其次:在此基础上,引入阴离子基团,制备阴阳离子比R为0.5的两性淀粉QAP。通过絮凝实验,R=0.5的两性淀粉絮凝效果最好。并由此确定了较佳的制备工艺条件:1.;磷酸盐与阳离子淀粉质量比为1.94-2.02:1;反应温度T=145-155℃;反应时间t=3-3.5h。用红外光谱对QAP的两性结构进行了表征。对两性高分子QAP水溶液的性质和贮存稳定性的研究表明:QAP具有较好的抗盐能力和贮存稳定性。 然后,用两性淀粉QAP作为絮凝剂处理染料废水及生活废水,获得很好的絮凝效果,去浊效果好,脱色明显。处理废水,COD也有较高的去除率,但需确定最佳PH值及絮凝剂的最佳投加量。由于单独使用QAP存在成本较高的不利因素,将两性淀粉和常规絮凝剂PAC进行复配,其对废水的处理效果明显优于单独使用单一絮凝剂的效果。 作为本论文的最后一部分,研究了两性淀粉的脱色机理和絮凝除浊机理,这部分机理研究在国内少有系统报道。 作为一种天然高分子物质,两性淀粉无害无毒,对环境没有二次污染。两性淀粉的应用广泛,从环境可持续发展角度来看,开发两性淀粉有十分重大的意义。


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