新型疏水改性陽離子聚丙烯酰胺的合成及污水處理應(yīng)用研究

【摘要】：陽離子型聚丙烯酰胺作為絮凝劑廣泛應(yīng)用于國內(nèi)外水處理領(lǐng)域,但隨著污水排放量的不斷增加和污水成分日益復(fù)雜,提高應(yīng)用性能,尋找經(jīng)濟(jì)、高效的污水處理方法是亟待解決的問題。本論文將自制的表面活性單體十二烷基-二甲基-(3-甲基丙烯酰胺基)丙基溴化銨(DMPC12)作為疏水單體與陽離子單體丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨(DAC)和丙烯酰胺單體(AM)進(jìn)行水溶液自由基共聚合,合成了新的三元共聚物疏水改性陽離子聚丙烯酰胺。主要工作如下：1.表面活性單體合成N-(3-二甲胺基)丙基甲基丙烯酰胺(DMAPMA)與溴代十二烷通過季按化反應(yīng),制備得到白色粉狀樣品,經(jīng)紅外光譜表征分析,確認(rèn)該樣品為目標(biāo)產(chǎn)物十二烷基-二甲基-(3-甲基丙烯酰胺基)丙基溴化銨(DMPC12)。2.疏水改性陽離子聚丙烯酰胺合成采用水溶液自由基聚合,光引發(fā)與熱引發(fā)的復(fù)合引發(fā)體系,合成DMPC12、DAC和AM的三元共聚物?？疾炜倖误w濃度、復(fù)合引發(fā)體系的引發(fā)劑用量及疏水單體的摩爾含量等因素對共聚物相對分子量、水不溶物和殘余單體等指標(biāo)的影響,經(jīng)實(shí)驗(yàn)研究,在聚合引發(fā)溫度為10℃,總單體濃度為30wt%,光引發(fā)劑1-羥基環(huán)己基苯甲酮(184)用量25ppm,熱引劑偶氮二異丁基脒鹽酸鹽(AIBA)用量20ppm,疏水單體摩爾含量低于0.5%時(shí),可合成相對分子量達(dá)到1000萬,水不溶物少于0.2%,殘余單體含量低于500ppm的樣品。經(jīng)紅外光譜表征分析,該樣品為目標(biāo)產(chǎn)物P(AM-DAC-DMPC 12),即疏水改性陽離子聚丙烯酰胺絮凝劑。3.含油污水處理應(yīng)用研究對CENOVUS ENERGY公司含油污水進(jìn)行絮凝研究,考察絮凝劑P(AM-DAC-DMPC12)的相對分子量、陽離子單體摩爾含量、疏水單體摩爾含量及絮凝劑投加量等因素對除油率和CODcr去除率的影響,經(jīng)實(shí)驗(yàn)研究,在絮凝劑相對分子量1050萬,疏水單體摩爾含量為0.5%,陽離子單體摩爾含量為30%,投加量為35mg·L-1時(shí),除油率達(dá)到95.1%,CODcr去除率達(dá)到94.7%,與北京恒聚公司陽離子聚丙烯酰胺絮凝劑CPAM相比,除油率提高了8%,CODcr去除率提高了9%。由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知,在陽離子聚丙烯酰胺共聚物中引入疏水側(cè)鏈,增加了絮凝劑的疏水締合作用,提高了其對有機(jī)物質(zhì)的絮凝能力,提高了絮凝效果。 【關(guān)鍵詞】：表面活性大單體 光引發(fā)聚合 疏水改性陽離子聚丙烯酰胺 疏水締合作用 絮凝性能
【學(xué)位授予單位】：北京化工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：X703;TQ317
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-14
• 第一章 緒論14-29
• 1.1 前言14-15
• 1.2 陽離子聚丙烯酰胺15-20
• 1.2.1 陽離子聚丙烯酰胺的制備方法15-19
• 1.2.2 陽離子聚丙烯酰胺在水處理領(lǐng)域的應(yīng)用19-20
• 1.3 疏水改性聚丙烯酰胺20-25
• 1.3.1 疏水改性聚丙烯酰胺的概述20-21
• 1.3.2 疏水改性聚丙烯酰胺的制備方法21-24
• 1.3.3 疏水改性陽離子聚丙烯酰胺的研究及應(yīng)用進(jìn)展24-25
• 1.4 表面活性單體25-27
• 1.4.1 表面活性單體的概述25-26
• 1.4.2 表面活性單體的分類26
• 1.4.3 表面活單體在制備疏水改性聚丙烯酰胺中的應(yīng)用26-27
• 1.5 論文的提出27-29
• 1.5.1 選題的來源27
• 1.5.2 目的和意義27-28
• 1.5.3 主要內(nèi)容28-29
• 第二章 實(shí)驗(yàn)材料和分析方法29-33
• 2.1 實(shí)驗(yàn)材料29-30
• 2.2.1 試劑與原料29
• 2.2.2 主要儀器29-30
• 2.2.3 實(shí)驗(yàn)水樣30
• 2.2 分析方法30-33
• 2.2.1 特性粘數(shù)和相對分子量的測定30-31
• 2.2.1 水不溶物的測定31
• 2.2.3 表觀粘度的測定31
• 2.2.4 絮凝實(shí)驗(yàn)31
• 2.2.5 含油量的測定31-32
• 2.2.6 COD的測定32
• 2.2.7 紅外光譜32-33
• 第三章 疏水改性陽離子聚丙烯酰胺的合成研究33-52
• 3.1 疏水單體的合成33-36
• 3.1.1 疏水單體的設(shè)計(jì)及技術(shù)路線33
• 3.1.2 實(shí)驗(yàn)過程33-34
• 3.1.3 疏水單體的表證34-36
• 3.2 疏水改性陽離子聚丙烯酰胺的合成36-50
• 3.2.1 三元共聚合體系36-38
• 3.2.2 實(shí)驗(yàn)過程38-39
• 3.2.3 聚合條件優(yōu)化39-46
• 3.2.3 疏水改性陽離子聚丙烯酰胺結(jié)構(gòu)的表征46-48
• 3.2.4 疏水改性陽離子聚丙烯酰胺溶液性能的研究48-50
• 3.3 本章小結(jié)50-52
• 第四章 疏水改性陽離子聚丙烯酰胺的應(yīng)用研究52-60
• 4.1 陽離子疏水改性聚丙烯酰胺絮凝劑的絮凝機(jī)理52
• 4.2 絮凝劑的投加量對污水處理效果的影響52-53
• 4.2 相對分子質(zhì)量對污水處理效果的影響53-54
• 4.3 陽離子單體含量對污水處理效果的影響54-55
• 4.4 疏水單體含量對污水處理效果的影響55-56
• 4.5 疏水改性陽離子聚丙烯酰胺絮凝劑與常規(guī)聚丙烯酰胺絮凝劑對比56-59
• 4.6 本章小結(jié)59-60
• 第五章 結(jié)論60-61
• 參考文獻(xiàn)61-65
• 致謝65-66
• 導(dǎo)師簡介66-67
• 作者簡介67-68
• 附件68-69

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