CN110156927A - 水溶***联β-环糊精接枝丙烯酰胺共聚物絮凝剂的制备及产品和应用 - Google Patents

水溶***联β-环糊精接枝丙烯酰胺共聚物絮凝剂的制备及产品和应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种水溶***联β‑环糊精接枝丙烯酰胺共聚物絮凝剂的制备方法及其产品和应用，利用环氧乙烷为交联剂在碱条件下合成水溶性β‑环糊精交联聚合物，该聚合物保留了β‑环糊精原有的空腔结构，具有网状空间结构和良好的水溶性；再以硝酸铵为引发剂，在弱酸性条件下，合成水溶***联β‑环糊精接枝丙烯酰胺共聚物，借助丙烯酰胺链的架桥作用，交联β‑环糊精的包结作用，静电作用，网捕作用，对工业废水中难降解有机物，悬浮颗粒和重金属离子都有很好的去除效果。

Description

水溶***联β-环糊精接枝丙烯酰胺共聚物絮凝剂的制备及产 品和应用
技术领域
本发明涉及废水处理领域，具体是一种水溶***联β-环糊精接枝丙烯酰胺共聚物絮凝剂的制备方法及其产品和应用。
背景技术
絮凝技术现己被广泛应用于生活污水、工业废水等治理领域，其目的是使水中有机物、胶体和悬浮物颗粒凝聚为大的絮凝体，以便从水中分离出来。常用的絮凝剂一般分为三类：(1)无机絮凝剂，例如硫酸铝、聚合氯化铝和聚合硫酸铁；(2)有机合成高分子絮凝剂，例如聚丙烯酰胺类和聚乙烯亚胺；(3)天然高分子絮凝剂，例如微生物絮凝剂、壳聚糖、藻酸钠、改性淀粉、几丁质聚氨基葡萄糖等。
天然有机高分子絮凝剂由于原料来源广泛、价格低廉、无毒、易于生物降解等特点，具有了良好的应用前景。
β-环糊精属天然有机高分子，具有安全、无毒且可生物降解性，对于选择β-环糊精作为吸附、絮凝是较优的选择。但是由于β-环糊精分子中C2和C3羟基之间形成分子内氢键而导致其在水中的溶解度较低，因此在应用上受到限制。为了改善β-环糊精在水溶液体系中的溶解性和分散性，对β-环糊精进行适当的改性，使其具备多官能团、水溶性和高分散性，在污水处理中十分有应用价值。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明目的在于提供一种包裹IR780@硅质体的制备方法。
本发明的再一目的在于：提供一种上述方法制备的包裹IR780@硅质体产品。
本发明的又一目的在于：提供一种上述产品的应用。
本发明目的通过下述方案实现：一种水溶***联β-环糊精接枝丙烯酰胺共聚物絮凝剂的制备方法，包括如下步骤：
（1）水溶性β-环糊精聚合物的制备
β-环糊精溶于氢氧化钠溶液中，β-环糊精与氢氧化钠溶液的质量比为1：（10-20），恒温水浴下搅拌一定时间后，缓慢滴加环氧氯丙烷，环氧氯丙烷与β-环糊精的质量比为（1-3）：1，滴加完毕后继续恒温搅拌一段时间后冷却至室温，用硝酸调节溶液pH=7，加丙酮洗涤后烘干，得到水溶性β-环糊精聚合物；
（2）水溶***联β-环糊精接枝丙烯酰胺共聚物的制备
称取一定量的水溶性β-环糊精聚合物于三口烧瓶中，加入蒸馏水并加热至恒温搅拌一定时间，水溶性β-环糊精聚合物与水的质量比为1：（20-40）；加入丙烯酰胺，再慢慢滴加0.1mol/L的硝酸铈铵溶液，丙烯酰胺、0.1mol/L硝酸铈铵与β-环糊精的质量比为（1-5）：（2-6）：1，滴加完毕后反应一定时间得到产物，将产物冷却至室温，得到水溶***联β-环糊精接枝丙烯酰胺共聚物。
步骤（1）中，水浴的温度为30-50℃；搅拌时间为：12-20 h。
步骤（2）中，水浴的温度为50-80℃；搅拌时间为15-35 min；反应时间为：5-9 h。
本发明提供还一种水溶***联β-环糊精接枝丙烯酰胺共聚物絮凝剂，根据上述方法制备得到。
本发明提供一种水溶***联β-环糊精接枝丙烯酰胺共聚物絮凝剂在污水处理中的应用。
本发明中利用环氧乙烷为交联剂在碱条件下合成水溶性β-环糊精交联聚合物，该聚合物保留了β-环糊精原有的空腔结构，具有网状空间结构和良好的水溶性；再以硝酸铵为引发剂，在弱酸性条件下，合成水溶***联β-环糊精接枝丙烯酰胺共聚物，借助丙烯酰胺链的架桥作用，交联β-环糊精的包结作用，静电作用，网捕作用，对工业废水中难降解有机物，悬浮颗粒和重金属离子都有很好的去除效果。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
β-环糊精具有安全、无毒且可生物降解等突出特点，是一种环境友好材料，将其应用于污水处理中不会引起二次污染。β-环糊精具有大的空腔结构，对难降解有机物、悬浮颗粒和重金属离子都有包结作用。将丙烯酰与β-环糊精交联聚合，既改善了β-环糊精的水溶性，又能将丙烯酰胺的网捕、吸附架桥能力与β-环糊精的包结能力结合起来，起到协同絮凝作用，从而对污水中有机污染物和无机重金属离子都具有很好的去除效果。具有絮凝效果好，沉降速度快，制备简单，安全环保等优点。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例1
一种水溶***联β-环糊精接枝丙烯酰胺共聚物絮凝剂，按如下步骤制备：
（1）水溶性β-环糊精聚合物的制备
称取2g的β-环糊精溶于20g的30%氢氧化钠溶液中，30℃恒温水浴下搅拌20h后，缓慢滴加2g环氧氯丙烷，滴加完毕后继续恒温搅拌一段时间后冷却至室温，用硝酸调节溶液pH至中性，加丙酮洗涤后烘干，得到水溶性β-环糊精聚合物；
（2）水溶***联β-环糊精接枝丙烯酰胺共聚物的制备
称取2g的水溶性β-环糊精聚合物于三口烧瓶中，加入40g蒸馏水并加热至80℃恒温搅拌15min，加入1g丙烯酰胺，再慢慢滴加2g浓度为0.1mol/L的硝酸铈铵溶液，滴加完毕后反应5h得到产物，将产物冷却至室温，得到水溶***联β-环糊精接枝丙烯酰胺共聚物。
用所制备的水溶***联β-环糊精接枝丙烯酰胺共聚物对某农药废水进行处理，染料废水的初始COD值为405 mg/L，絮凝剂的投加量为4‰，经过10分钟的絮凝沉淀，COD的去除率为46.4%。
实施例2
一种水溶***联β-环糊精接枝丙烯酰胺共聚物絮凝剂，按如下步骤制备：
（1）水溶性β-环糊精聚合物的制备
称取2g的β-环糊精溶于25g的30%氢氧化钠溶液中，35℃恒温水浴下搅拌18h后，缓慢滴加3g环氧氯丙烷，滴加完毕后继续恒温搅拌一段时间后冷却至室温，用硝酸调节溶液pH至中性，加丙酮洗涤后烘干，得到水溶性β-环糊精聚合物；
（2）水溶***联β-环糊精接枝丙烯酰胺共聚物的制备
称取2g的水溶性β-环糊精聚合物于三口烧瓶中，加入50g蒸馏水并加热至70℃恒温搅拌20min，加入2g丙烯酰胺，再慢慢滴加3g浓度为0.1mol/L的硝酸铈铵溶液，滴加完毕后反应6h得到产物，将产物冷却至室温，得到水溶***联β-环糊精接枝丙烯酰胺共聚物；
用所制备的水溶***联β-环糊精接枝丙烯酰胺共聚物对某农药废水进行处理，染料废水的初始COD值为405 mg/L，絮凝剂的投加量为4‰，经过10分钟的絮凝沉淀，COD的去除率为45.8%。
实施例3
一种水溶***联β-环糊精接枝丙烯酰胺共聚物絮凝剂，按如下步骤制备：
（1）水溶性β-环糊精聚合物的制备
称取2g的β-环糊精溶于30g的30%氢氧化钠溶液中，40℃恒温水浴下搅拌16h后，缓慢滴加4g环氧氯丙烷，滴加完毕后继续恒温搅拌一段时间后冷却至室温，用硝酸调节溶液pH至中性，加丙酮洗涤后烘干，得到水溶性β-环糊精聚合物；
（2）水溶***联β-环糊精接枝丙烯酰胺共聚物的制备
称取2g的水溶性β-环糊精聚合物于三口烧瓶中，加入60g蒸馏水并加热至65℃恒温搅拌25min，加入3g丙烯酰胺，再慢慢滴加4g浓度为0.1mol/L的硝酸铈铵溶液，滴加完毕后反应7h得到产物，将产物冷却至室温，得到水溶***联β-环糊精接枝丙烯酰胺共聚物；
用所制备的水溶***联β-环糊精接枝丙烯酰胺共聚物对某农药废水进行处理，染料废水的初始COD值为405 mg/L，絮凝剂的投加量为4‰，经过10分钟的絮凝沉淀，COD的去除率为49.1%。
实施例4
一种水溶***联β-环糊精接枝丙烯酰胺共聚物絮凝剂，按如下步骤制备：
（1）水溶性β-环糊精聚合物的制备
称取2g的β-环糊精溶于35g的30%氢氧化钠溶液中，45℃恒温水浴下搅拌14h后，缓慢滴加5g环氧氯丙烷，滴加完毕后继续恒温搅拌一段时间后冷却至室温，用硝酸调节溶液pH至中性，加丙酮洗涤后烘干，得到水溶性β-环糊精聚合物；
（2）水溶***联β-环糊精接枝丙烯酰胺共聚物的制备
称取2g的水溶性β-环糊精聚合物于三口烧瓶中，加入70g蒸馏水并加热至60℃恒温搅拌30min，加入4g丙烯酰胺，再慢慢滴加5g浓度为0.1mol/L的硝酸铈铵溶液，滴加完毕后反应8h得到产物，将产物冷却至室温，得到水溶***联β-环糊精接枝丙烯酰胺共聚物。
用所制备的水溶***联β-环糊精接枝丙烯酰胺共聚物对某农药废水进行处理，染料废水的初始COD值为405 mg/L，絮凝剂的投加量为4‰，经过10分钟的絮凝沉淀，COD的去除率为47.9%。
实施例5
一种水溶***联β-环糊精接枝丙烯酰胺共聚物絮凝剂，按如下步骤制备：
（1）水溶性β-环糊精聚合物的制备
称取2g的β-环糊精溶于40g的30%氢氧化钠溶液中，50℃恒温水浴下搅拌12h后，缓慢滴加6g环氧氯丙烷，滴加完毕后继续恒温搅拌一段时间后冷却至室温，用硝酸调节溶液pH至中性，加丙酮洗涤后烘干，得到水溶性β-环糊精聚合物；
（2）水溶***联β-环糊精接枝丙烯酰胺共聚物的制备
称取2g的水溶性β-环糊精聚合物于三口烧瓶中，加入80g蒸馏水并加热至50℃恒温搅拌35min，加入5g丙烯酰胺，再慢慢滴加6g浓度为0.1mol/L的硝酸铈铵溶液，滴加完毕后反应9h得到产物，将产物冷却至室温，得到水溶***联β-环糊精接枝丙烯酰胺共聚物。
用所制备的水溶***联β-环糊精接枝丙烯酰胺共聚物对某农药废水进行处理，染料废水的初始COD值为405 mg/L，絮凝剂的投加量为4‰，经过10分钟的絮凝沉淀，COD的去除率为48.5%。

Claims (5)

1.一种水溶***联β-环糊精接枝丙烯酰胺共聚物絮凝剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）水溶性β-环糊精聚合物的制备
β-环糊精溶于氢氧化钠溶液中，β-环糊精与氢氧化钠溶液的质量比为1：（10-20），恒温水浴下搅拌一定时间后，缓慢滴加环氧氯丙烷，环氧氯丙烷与β-环糊精的质量比为（1-3）：1，滴加完毕后继续恒温搅拌一段时间后冷却至室温，用硝酸调节溶液pH=7，加丙酮洗涤后烘干，得到水溶性β-环糊精聚合物；
（2）水溶***联β-环糊精接枝丙烯酰胺共聚物的制备
称取一定量的水溶性β-环糊精聚合物于三口烧瓶中，加入蒸馏水并加热至恒温搅拌一定时间，水溶性β-环糊精聚合物与水的质量比为1：（20-40）；加入丙烯酰胺，再慢慢滴加0.1mol/L的硝酸铈铵溶液，丙烯酰胺、0.1mol/L硝酸铈铵与β-环糊精的质量比为（1-5）：（2-6）：1，滴加完毕后反应一定时间得到产物，将产物冷却至室温，得到水溶***联β-环糊精接枝丙烯酰胺共聚物。
2.根据权利要求1所述的水溶***联β-环糊精接枝丙烯酰胺共聚物絮凝剂的制备方法，其特征在于：步骤（1）中，水浴的温度为30-50℃；搅拌时间为：12-20 h。
3.根据权利要求1所述的水溶***联β-环糊精接枝丙烯酰胺共聚物絮凝剂的制备方法，其特征在于：步骤（2）中，水浴的温度为50-80℃；搅拌时间为15-35 min；反应时间为：5-9 h。
4.一种水溶***联β-环糊精接枝丙烯酰胺共聚物絮凝剂，其特征在于根据权利要求1-3任一所述方法制备得到。
5.一种根据权利要求4所述水溶***联β-环糊精接枝丙烯酰胺共聚物絮凝剂在污水处理中的应用。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110498514A (zh) * 2019-09-02 2019-11-26 浙江海洋大学 一种净化废水的方法
CN113651901A (zh) * 2021-08-20 2021-11-16 成都工业学院 一种水溶性高分子环糊精的制备方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5357012A (en) * 1990-03-27 1994-10-18 Consortium Fur Elektrochemische Industrie Gmbh Water-insoluble cyclodextrin polymers and processes for their preparation
CN109734840A (zh) * 2019-01-08 2019-05-10 重庆大学 一种基于β-CD的天然接枝絮凝剂的制备方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5357012A (en) * 1990-03-27 1994-10-18 Consortium Fur Elektrochemische Industrie Gmbh Water-insoluble cyclodextrin polymers and processes for their preparation
CN109734840A (zh) * 2019-01-08 2019-05-10 重庆大学 一种基于β-CD的天然接枝絮凝剂的制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
郝学奎: "改性β环糊精絮凝剂的制备及性能研究", 《兰州工业高等专科学校学报》 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110498514A (zh) * 2019-09-02 2019-11-26 浙江海洋大学 一种净化废水的方法
CN110498514B (zh) * 2019-09-02 2021-11-09 浙江海洋大学 一种净化废水的方法
CN113651901A (zh) * 2021-08-20 2021-11-16 成都工业学院 一种水溶性高分子环糊精的制备方法

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