陽離子化淀粉接枝聚丙烯酰胺及其包覆納米FE3oO4的研究.pdf

1、焦化廢水的低成本高效率深度處理是一個世界性難題。淀粉與殼聚糖等天然高聚物基絮凝劑被稱為“21世紀(jì)的綠色絮凝劑”，可望為焦化廢水的深度治理開辟一條綠色之道。淀粉與丙烯酰胺和二甲基二烯丙基氯化銨共聚物St-g-P(AM-DMDAAC)是在親水性、半剛性的淀粉分子骨架上引入柔性的PAM支鏈和帶有正電荷的PDMDAAC支鏈，既有天然高分子的特性，又兼具合成高分子的機(jī)械與生物作用的穩(wěn)定性、線性結(jié)構(gòu)的展開能力及電性中和功能。而磁性高分子微球是通過適

2、當(dāng)?shù)姆椒▽o機(jī)納米磁性顆粒與有機(jī)高分子材料結(jié)合起來，形成一種同時具有磁響應(yīng)性與高分子特殊結(jié)構(gòu)性能的復(fù)合體，在生命科學(xué)和環(huán)境領(lǐng)域均展現(xiàn)出獨特的應(yīng)用前景。
　　本研究采用鹽水溶液微波聚合技術(shù)，兩步合成了陽離子化淀粉接枝聚丙烯酰胺，并探索性地運用(自)組裝包埋法，通過接枝產(chǎn)物包覆納米Fe3O4制備了磁性高分子微球。最后將淀粉接枝共聚物和磁性高分子微球應(yīng)用于焦化廢水深度處理。具體研究如下:
　　優(yōu)化了原淀粉預(yù)處理工藝，物理性地脫除了

3、淀粉中的蛋白質(zhì)和脂質(zhì)，顯著改善了淀粉的糊化程度。預(yù)處理淀粉經(jīng)鹽水微波糊化后糊液的透光率超過60％，糊化效果優(yōu)于原淀粉和其他預(yù)處理淀粉。
　　以接枝效率、接枝率和陽離子度為考察指標(biāo)，對預(yù)處理淀粉接枝二甲基二烯丙基氯化銨的過程進(jìn)行單因素實驗，研究確定了預(yù)處理淀粉陽離子化的較優(yōu)工藝條件為:預(yù)處理淀粉的量為1.5g/70mL，鹽水濃度為2g/70mL，反應(yīng)體系pH=9，引發(fā)劑過硫酸鉀濃度為2mmol/L，陽離子單體與淀粉質(zhì)量比為4∶1，微

4、波加熱時間為150s，微波加熱功率為600W。
　　以接枝效率、接枝率和陽離子度為考察指標(biāo)，對陽離子化淀粉接枝聚丙烯酰胺的過程進(jìn)行單因素實驗和正交實驗，研究確定了最佳合成工藝條件為:預(yù)處理淀粉量為1.5g/90mL，反應(yīng)體系pH=9，補(bǔ)充鹽量為1.5g/90mL，補(bǔ)充引發(fā)劑過硫酸鉀濃度為1.0mmol/L，單體丙烯酰胺與預(yù)處理淀粉質(zhì)量比為3.3∶1，微波加熱時間為180s，微波加熱功率為700W。在此條件下，接枝共聚物的總接枝效率

5、為88.57％，總接枝率為167.08％，陽離子度為0.7897mmol/g，接枝支鏈分子量為4.62×106。
　　對預(yù)處理淀粉陽離子化產(chǎn)品和陽離子化淀粉接枝聚丙烯酰胺進(jìn)行紅外光譜、掃描電鏡、X射線衍射等結(jié)構(gòu)表征，證明預(yù)處理淀粉陽離子化和接枝聚丙烯酰胺均成功，結(jié)構(gòu)上逐步展現(xiàn)出一定應(yīng)用潛力。
　　采用自組裝包埋法制備了陽離子化淀粉接枝聚丙烯酰胺包覆納米Fe3O4磁性高分子微球，對產(chǎn)品進(jìn)行紅外光譜、掃描電鏡、X射線衍射等結(jié)構(gòu)表

6、征，結(jié)果表明，接枝共聚物成功包覆磁性顆粒，磁性高分子微球粒徑約21nm，包覆層厚度約12nm。
　　以化學(xué)需氧量、色度和濁度的脫除率為考察指標(biāo)，對無機(jī)絮凝劑復(fù)配高分子絮凝助劑，協(xié)同磁性高分子微球、表面活性劑處理焦化廢水的過程進(jìn)行單因素實驗和正交實驗研究，確定了最佳工藝條件為:在不調(diào)節(jié)廢水pH的條件下，聚合硫酸鐵投加量為1.2g/L，陽離子化淀粉接枝聚丙烯酰胺投加量為3.0mg/L，表而活性劑CTAB投加量為62.5mg/L，淀粉接