CN105251463B - 一种基于石墨烯改性聚天冬氨酸的锅炉废水处理剂以及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于石墨烯改性聚天冬氨酸的锅炉废水处理剂以及制备方法，该组合物包括由下列重量份的原料：聚天冬氨酸20‑30、葡萄糖酸钠2‑3、柠檬酸2‑3、聚铵盐木质素絮凝剂40‑50、钠基膨润土20‑30、石墨烯8‑10、水杨酸4‑6、碱性海藻糖2‑4、海泡石粉20‑30、交联累托石粉10‑14、淀粉黄原酸酯3‑5、氨基三甲叉膦酸2‑4、聚合硅酸硫酸钾1‑3、二甲基二烯丙基氯化铵1‑3、适量的去离子水、适量的水。本发明采用石墨烯修饰聚天冬氨酸提高其对CaCO3、Ca3(PO4)2和分散氧化铁以及稳定Zn2+盐等的分散性，同时配以钠基膨润土、海泡石粉、交联累托石粉实现了高效吸附，本发明成本低，制造工艺简单，制成空心多孔颗粒便于回收和提高吸附效率。
Description
技术领域
本发明属于水处理制剂领域，具体地说是涉及一种基于石墨烯改性聚天冬氨酸的锅炉废水处理剂以及制备方法。
背景技术
随着能源需求的增大，依靠锅炉和煤炭仍然是电力行业获取能源的主要方式，电力行业发电用锅炉在运行中会产生大量的废水，这些废水会对锅炉自身造成危害，还会对环境造成污染；对自身的危害，体现在锅炉污水形成水垢，反过来腐蚀锅炉，如何防止锅炉废水对自身的危害以及对环境的污染是当前电力行业环境保护的一项重要课题。
聚天冬氨酸作为一种可完全降级、对环境无害的高分子阻垢缓蚀剂，对重金属具有较强的螯合提取能力，近年来被广泛的应用于国内外医药、卫生、工业和农业等多种领域，但是聚天冬氨酸在CaCO3、Ca3(PO4)2和分散氧化铁以及稳定Zn2+盐方面效果不理想，且其官能团也较为单一，导致作为水处理剂时其综合性能不佳。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种基于石墨烯改性聚天冬氨酸的锅炉废水处理剂制备方法。
为达到上述目的，本发明所采取的技术方案为：
一种基于石墨烯改性聚天冬氨酸的锅炉废水处理剂，其特征在于，该组合物包括由下列重量份的原料：聚天冬氨酸20-30、葡萄糖酸钠2-3、柠檬酸2-3、聚铵盐木质素絮凝剂40-50、钠基膨润土20-30、石墨烯8-10、水杨酸4-6、碱性海藻糖2-4、海泡石粉20-30、交联累托石粉10-14、淀粉黄原酸酯3-5、氨基三甲叉膦酸2-4、聚合硅酸硫酸钾1-3、二甲基二烯丙基氯化铵1-3、适量的去离子水、适量的水。
一种基于石墨烯改性聚天冬氨酸的锅炉废水处理剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将聚天冬氨酸、石墨烯以及总重量2-3倍的去离子水混合，采用高压均质机处理2-3h，采用喷雾干燥技术干燥的石墨烯接枝改性聚天冬氨酸复合粉备用；
(2)将钠基膨润土、海泡石粉、交联累托石粉、水杨酸加入复合酸液，搅拌均匀之后，放入马沸炉中在200℃下加热3-4h，冷却，得弱酸活化复合粉备用；
(3)将聚铵盐木质素絮凝剂、柠檬酸以及总重量2-3倍的去离子水混合，在100℃下加热搅拌2-3h，冷却，得酸活絮凝剂备用；
(4)将淀粉黄原酸酯、氨基三甲叉膦酸、聚合硅酸硫酸钾、二甲基二烯丙基氯化铵、葡萄糖酸钠混合，并加入总重量12-14倍的去离子水，搅拌2-3h至均匀得到复合液备用；
(5)先将石墨烯接枝改性聚天冬氨酸复合粉、弱酸活化复合粉、酸活絮凝剂混合，采用高压均质机均质处理0.8-1.2h，得高吸附复合粉备用；将高吸附复合粉、碱性海藻糖加入复合液中，混合搅拌2-3h均匀之后，采用真空离心脱水机脱水至水分含量为总重量的20-26%,采用挤压造粒机配合充气制造空心带孔的直径8-10mm的颗粒，100℃热风快速烘干即得。
本发明的有益效果：
本发明采用石墨烯修饰聚天冬氨酸提高其对CaCO3、Ca3(PO4)2和分散氧化铁以及稳定Zn2+盐等的分散性，同时配以钠基膨润土、海泡石粉、交联累托石粉实现了高效吸附，本发明成本低，制造工艺简单，制成空心多孔颗粒便于回收和提高吸附效率。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明所述技术方案作进一步的说明。
实施例1：
一种基于石墨烯改性聚天冬氨酸的锅炉废水处理剂，该组合物包括由下列重量（kg）的原料：聚天冬氨酸20、葡萄糖酸钠2、柠檬酸2、聚铵盐木质素絮凝剂50、石墨烯10、碱性海藻糖2、钠基膨润土20、水杨酸4、海泡石粉20、交联累托石粉10、淀粉黄原酸酯3、氨基三甲叉膦酸2、聚合硅酸硫酸钾1、二甲基二烯丙基氯化铵1、适量的去离子水、适量的水。
一种基于石墨烯改性聚天冬氨酸的锅炉废水处理剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)将聚天冬氨酸、石墨烯以及总重量2.5倍的去离子水混合，采用高压均质机处理2.5h，采用喷雾干燥技术干燥的石墨烯接枝改性聚天冬氨酸复合粉备用；
(2)将钠基膨润土、海泡石粉、交联累托石粉、水杨酸加入复合酸液，搅拌均匀之后，放入马沸炉中在200℃下加热3.5h，冷却，得弱酸活化复合粉备用；
(3)将聚铵盐木质素絮凝剂、柠檬酸以及总重量2.5倍的去离子水混合，在100℃下加热搅拌2.5h，冷却，得酸活絮凝剂备用；
(4)将淀粉黄原酸酯、氨基三甲叉膦酸、聚合硅酸硫酸钾、二甲基二烯丙基氯化铵、葡萄糖酸钠混合，并加入总重量12倍的去离子水，搅拌2h至均匀得到复合液备用；
(5)先将石墨烯接枝改性聚天冬氨酸复合粉、弱酸活化复合粉、酸活絮凝剂混合，采用高压均质机均质处理0.8h，得高吸附复合粉备用；将高吸附复合粉、碱性海藻糖加入复合液中，混合搅拌2h均匀之后，采用真空离心脱水机脱水至水分含量为总重量的20%,采用挤压造粒机配合充气制造空心带孔的直径8mm的颗粒，100℃热风快速烘干即得。
实施例2：
一种基于石墨烯改性聚天冬氨酸的锅炉废水处理剂，其该组合物包括由下列重量(kg)的原料：聚天冬氨酸25、葡萄糖酸钠2.5、柠檬酸2.5、聚铵盐木质素絮凝剂45、石墨烯9、碱性海藻糖3、钠基膨润土25、水杨酸5、海泡石粉25、交联累托石粉12、淀粉黄原酸酯4、氨基三甲叉膦酸3、聚合硅酸硫酸钾2、二甲基二烯丙基氯化铵2、适量的去离子水、适量的水。
一种基于石墨烯改性聚天冬氨酸的锅炉废水处理剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)将聚天冬氨酸、石墨烯以及总重量3倍的去离子水混合，采用高压均质机处理3h，采用喷雾干燥技术干燥的石墨烯接枝改性聚天冬氨酸复合粉备用；
(2)将钠基膨润土、海泡石粉、交联累托石粉、水杨酸加入复合酸液，搅拌均匀之后，放入马沸炉中在200℃下加热4h，冷却，得弱酸活化复合粉备用；
(3)将聚铵盐木质素絮凝剂、柠檬酸以及总重量3倍的去离子水混合，在100℃下加热搅拌3h，冷却，得酸活絮凝剂备用；
(4)将淀粉黄原酸酯、氨基三甲叉膦酸、聚合硅酸硫酸钾、二甲基二烯丙基氯化铵、葡萄糖酸钠混合，并加入总重量13倍的去离子水，搅拌3h至均匀得到复合液备用；
(5)先将石墨烯接枝改性聚天冬氨酸复合粉、弱酸活化复合粉、酸活絮凝剂混合，采用高压均质机均质处理1h，得高吸附复合粉备用；将高吸附复合粉、碱性海藻糖加入复合液中，混合搅拌3h均匀之后，采用真空离心脱水机脱水至水分含量为总重量的23%,采用挤压造粒机配合充气制造空心带孔的直径9mm的颗粒，100℃热风快速烘干即得。
实施例3：
一种基于石墨烯改性聚天冬氨酸的锅炉废水处理剂，该组合物包括由下列重量（kg）的原料：聚天冬氨酸30、葡萄糖酸钠3、柠檬酸2、聚铵盐木质素絮凝剂40、石墨烯8、碱性海藻糖4、钠基膨润土30、水杨酸6、海泡石粉30、交联累托石粉14、淀粉黄原酸酯5、氨基三甲叉膦酸4、聚合硅酸硫酸钾3、二甲基二烯丙基氯化铵3、适量的去离子水、适量的水。
一种基于石墨烯改性聚天冬氨酸的锅炉废水处理剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)将聚天冬氨酸、石墨烯以及总重量3倍的去离子水混合，采用高压均质机处理3h，采用喷雾干燥技术干燥的石墨烯接枝改性聚天冬氨酸复合粉备用；
(2)将钠基膨润土、海泡石粉、交联累托石粉、水杨酸加入复合酸液，搅拌均匀之后，放入马沸炉中在200℃下加热4h，冷却，得弱酸活化复合粉备用；
(3)将聚铵盐木质素絮凝剂、柠檬酸以及总重量3倍的去离子水混合，在100℃下加热搅拌3h，冷却，得酸活絮凝剂备用；
(4)将淀粉黄原酸酯、氨基三甲叉膦酸、聚合硅酸硫酸钾、二甲基二烯丙基氯化铵、葡萄糖酸钠混合，并加入总重量14倍的去离子水，搅拌2-3h至均匀得到复合液备用；
(5)先将石墨烯接枝改性聚天冬氨酸复合粉、弱酸活化复合粉、酸活絮凝剂混合，采用高压均质机均质处理1.2h，得高吸附复合粉备用；将高吸附复合粉、碱性海藻糖加入复合液中，混合搅拌2-3h均匀之后，采用真空离心脱水机脱水至水分含量为总重量的26%,采用挤压造粒机配合充气制造空心带孔的直径10mm的颗粒，100℃热风快速烘干即得。
先以三份10Kg锅炉废水，分别加入0.5Kg实施例1-3制备水处理制剂以及聚天冬氨酸，在100℃下较热2h，过滤，测量滤液中SO2含量以及水垢重量，结果如下。
表1 采用实施例1-3制备的水处理制剂分别处理三份水垢样品，结果如下
| 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 聚天冬氨酸 | |
| 水垢重量 | 5.65mg | 3.12mg | 4.85mg | 12.35mg |
| SO<sub>2</sub>含量 | 10.12% | 8．34% | 9.23% | 13.23% |
由上表可知，本发明的制品较为改性的聚天冬氨酸对锅炉废水具有良好的去除能力和阻止水垢形成能力。
Claims (1)
1.一种基于石墨烯改性聚天冬氨酸的锅炉废水处理剂，其特征在于，该组合物包括由下列重量份的原料：聚天冬氨酸20-30、葡萄糖酸钠2-3、柠檬酸2-3、聚铵盐木质素絮凝剂40-50、钠基膨润土20-30、石墨烯8-10、水杨酸4-6、碱性海藻糖2-4、海泡石粉20-30、交联累托石粉10-14、淀粉黄原酸酯3-5、氨基三甲叉膦酸2-4、聚合硅酸硫酸钾1-3、二甲基二烯丙基氯化铵1-3、适量的去离子水；
所述一种基于石墨烯改性聚天冬氨酸的锅炉废水处理剂制备方法，包括以下步骤：
(1)将聚天冬氨酸、石墨烯以及总重量2-3倍的去离子水混合，采用高压均质机处理2-3h，采用喷雾干燥技术干燥的石墨烯接枝改性聚天冬氨酸复合粉备用；
(2)将钠基膨润土、海泡石粉、交联累托石粉、水杨酸加入复合酸液，搅拌均匀之后，放入马沸炉中在200℃下加热3-4h，冷却，得弱酸活化复合粉备用；
(3)将聚铵盐木质素絮凝剂、柠檬酸以及总重量2-3倍的去离子水混合，在100℃下加热搅拌2-3h，冷却，得酸活絮凝剂备用；
(4)将淀粉黄原酸酯、氨基三甲叉膦酸、聚合硅酸硫酸钾、二甲基二烯丙基氯化铵、葡萄糖酸钠混合，并加入总重量12-14倍的去离子水，搅拌2-3h至均匀得到复合液备用；
(5)先将石墨烯接枝改性聚天冬氨酸复合粉、弱酸活化复合粉、酸活絮凝剂混合，采用高压均质机均质处理0.8-1.2h，得高吸附复合粉备用；将高吸附复合粉、碱性海藻糖加入复合液中，混合搅拌2-3h均匀之后，采用真空离心脱水机脱水至水分含量为总重量的20-26%,采用挤压造粒机配合充气制造空心带孔的直径8-10mm的颗粒，100℃热风快速烘干即得。
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