聚合氯化铝铁-（壳聚糖-丙烯酰胺-木质素磺酸镁接枝共聚物）复合絮凝剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种具有同时高效除浊除磷特点的聚合氯化铝铁‑(壳聚糖‑丙烯酰胺‑木质素磺酸镁接枝共聚物)复合絮凝剂。该絮凝剂的原料组成是以聚合氯化铝铁和壳聚糖‑丙烯酰胺‑木质素磺酸镁接枝共聚物为聚合原料，通过聚合反应得到的。本发明专利技术的絮凝效果好，最佳除浊除磷效果可以分别达到93.27％和53.31％；且絮体生成速度快，絮体粒径大，沉降速度快。

【技术实现步骤摘要】
聚合氯化铝铁-(壳聚糖-丙烯酰胺-木质素磺酸镁接枝共聚物)复合絮凝剂及其制备方法
本专利技术属于水处理高分子絮凝剂领域，具体涉及一种聚合氯化铝铁-(壳聚糖-丙烯酰胺-木质素磺酸镁接枝共聚物)复合絮凝剂及其制备方法。
技术介绍
现阶段我国水污染问题依然突出，富营养化的爆发等对传统水处理技术提出了新的挑战，新技术和新产品的开发应用研究已成为环保领域重要的课题。絮凝法是主要的污水处理方法之一，絮凝剂及其应用是该技术的核心，其种类、性质直接决定混凝处理效果。目前采用单一的无机或有机絮凝剂以及无法满足水处理的需求，为了实现多种絮凝剂的优势互补，复合絮凝剂作为一种新型絮凝剂而被开发，其中无机-有机复合絮凝剂被更广泛的研究和应用。无机-有机复合型是将无机、有机絮凝剂进行混合或反应而制备得到的复合型絮凝剂。目前常用的无机-有机复合絮凝剂以去除悬浮物为主，难以同时高效去除水中的磷，具有除磷功能的功能性絮凝剂鲜少被研究。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术的目的是为了提供一种具有同时高效除浊除磷特点的聚合氯化铝铁-(壳聚糖-丙烯酰胺-木质素磺酸镁接枝共聚物)复合絮凝剂及其制备方法。为达到上述目的，本专利技术所提出的技术方案为：聚合氯化铝铁-(壳聚糖-丙烯酰胺-木质素磺酸镁接枝共聚物)复合絮凝剂的制备方法，其包括以下步骤：1)将FeCl3·6H2O和AlCl3·6H2O加入蒸馏水并搅拌至完全溶解，再加入Na2CO3粉末，泡沫消失后加入Na2HPO4·12H2O，继续搅拌至完全溶解，得到聚合氯化铝铁(PAFC)溶液；2)将壳聚糖、木质素磺酸镁和蒸馏水混合，然后加入醋酸溶液调节混合溶液的pH；将混合溶液在60℃-80℃下搅拌至壳聚糖溶解后，加入丙烯酰胺单体，然后通氮气20-30min后加入引发剂硝酸铈铵并进行聚合反应，得到壳聚糖-丙烯酰胺-木质素磺酸镁接枝共聚物(CTS-AM-MLS)溶液；3)将步骤1)中得到的聚合氯化铝铁溶液和步骤2)中得到的壳聚糖-丙烯酰胺-木质素磺酸镁接枝共聚物溶液混合形成混合溶液，烘干，得到聚合氯化铝铁-(壳聚糖-丙烯酰胺-木质素磺酸镁接枝共聚物)复合絮凝剂(PAFC-(CTS-AM-MLS))。作为优选，步骤1)中，FeCl3·6H2O、AlCl3·6H2O、蒸馏水、Na2CO3粉末、Na2HPO4·12H2O的加入量分别为2g、4.47g、200ml、0.78g、0.04g。作为优选，步骤2)中，壳聚糖、木质素磺酸镁、蒸馏水、丙烯酰胺单体、硝酸铈铵的加入量分别为4g、0.5g、100ml、2g、0.05g。作为优选，步骤2)中，混合溶液的pH调节为2。作为优选，步骤3)中，聚合氯化铝铁溶液和壳聚糖-丙烯酰胺-木质素磺酸镁接枝共聚物溶液的混合质量比为5:1。作为优选，步骤3)中，烘干温度为60℃。作为优选，所述的混合溶液中还加入粉煤灰。进一步的，具有粉煤灰的方案中：聚合氯化铝铁溶液和壳聚糖-丙烯酰胺-木质素磺酸镁接枝共聚物溶液的混合质量比为5:1，而粉煤灰的添加量为溶液中聚合氯化铝铁和壳聚糖-丙烯酰胺-木质素磺酸镁接枝共聚物总质量的4倍。本专利技术的另一目的在于提供一种如上述任一项方法所制备得到的聚合氯化铝铁-(壳聚糖-丙烯酰胺-木质素磺酸镁接枝共聚物)复合絮凝剂。本专利技术的另一目的在于提供一种上述聚合氯化铝铁-(壳聚糖-丙烯酰胺-木质素磺酸镁接枝共聚物)复合絮凝剂的用途，它可以用于含磷水体的同时除浊除磷。本专利技术的有益效用在于：(1)絮凝效果好，最佳除浊除磷效果可以分别达到93.27％和53.31％；(2)絮体生成速度快，絮体粒径大，沉降速度快；(3)试剂用量少，仅0.175g/L浓度就可达到较好处理效果；(4)pH为9时，除浊除磷效果达到最佳，适用于天然水体处理；(5)易于生产和应用，易于推广。附图说明图1为本专利技术实施例中制备得到的复合絮凝剂的除浊除磷效果。图2为本专利技术实施例中制备得到的复合絮凝剂在不同pH下的除浊除磷效果。具体实施方式下面结合具体实施方式，对本专利技术做进一步说明。实施例1：PAFC-(CTS-AM-MLS)复合絮凝剂的制备：第一步，聚合氯化铝铁(PAFC)制备：将2g的FeCl3·6H2O和4.47gAlCl3·6H2O加入到烧杯中，加入200ml蒸馏水并搅拌至完全溶解，少量多次缓慢加入0.78gNa2CO3粉末，泡沫消失后加入0.04gNa2HPO4·12H2O，继续搅拌至完全溶解，得到性能较稳定的聚合氯化铝铁(PAFC)溶液。第二步，壳聚糖-丙烯酰胺-木质素磺酸镁接枝共聚物(CTS-AM-MLS)制备：在带有温度计、搅拌器、氮气导管的三颈烧瓶中加入4g的壳聚糖、0.5g木质素磺酸镁和100ml蒸馏水，加入1％醋酸溶液调节pH为2；将三颈烧瓶置于恒温水浴锅中，在60℃下搅拌至壳聚糖溶解后，加入2g的丙烯酰胺单体，向三颈瓶中通氮气30min，然后加入0.05g的引发剂硝酸铈铵，反应6h后得到壳聚糖-丙烯酰胺-木质素磺酸镁接枝共聚物(CTS-AM-MLS)。第三步，聚合氯化铝铁-(壳聚糖-丙烯酰胺-木质素磺酸镁)无机有机复合絮凝剂(PAFC-(CTS-AM-MLS))制备：将上述PAFC溶液和CTS-AM-MLS接枝共聚物溶液按质量比为5:1进行混合，搅拌均匀，放入60℃烘箱中烘干、研磨后得到聚合氯化铝铁-(壳聚糖-丙烯酰胺-木质素磺酸镁接枝共聚物)复合絮凝剂(PAFC-(CTS-AM-MLS))。实施例2：粉煤灰/(PAFC-(CTS-AM-MLS))复合絮凝剂的制备：。第一步，聚合氯化铝铁(PAFC)制备：将2g的FeCl3·6H2O和4.47gAlCl3·6H2O加入到烧杯中，加入200ml蒸馏水并搅拌至完全溶解，少量多次缓慢加入0.78gNa2CO3粉末，泡沫消失后加入0.04gNa2HPO4·12H2O，继续搅拌至完全溶解，得到性能较稳定的聚合氯化铝铁(PAFC)溶液。第二步，在带有温度计、搅拌器、氮气导管的三颈烧瓶中加入4g的壳聚糖、0.5g木质素磺酸镁和100ml蒸馏水，加入1％醋酸溶液调节pH为2；将三颈烧瓶置于恒温水浴锅中，在60℃下搅拌至壳聚糖溶解后，加入2g的丙烯酰胺单体，向三颈瓶中通氮气30min，然后加入0.05g引发剂硝酸铈铵，反应6h后得到壳聚糖-丙烯酰胺-木质素磺酸镁接枝共聚物(CTS-AM-MLS)。第三步，粉煤灰/(PAFC-(CTS-AM-MLS))复合絮凝剂制备：将上述PAFC溶液和CTS-AM-MLS接枝共聚物溶液按质量比为5:1进行混合，又加入粉煤灰使得粉煤灰与PAFC-(CTS-AM-MLS)的质量比为4，搅拌均匀，放入60℃烘箱中烘干、研磨后得到粉煤灰/(PAFC-(CTS-AM-MLS))复合絮凝剂，即Flyash/PAFC-(CTS-AM-MLS)。实施例3：除浊除磷效果验证利用上述实施例1和实施例2所制得的絮凝剂，对某富营养化河道的河水进行处理。本实施例设置了若干组试验，用于验证河水的pH和投加量对除浊除磷效果的影响。河水的浊度为40.00±0.50NTU，磷浓度为0.90mg/L。除浊除磷效果验证：每组试验中，取800mL河水，均分成两份于烧杯中，每份400mL，两个烧杯中分别投加等量(共5组，分别为0.03g、0.05g、0.07本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种聚合氯化铝铁‑(壳聚糖‑丙烯酰胺‑木质素磺酸镁接枝共聚物)复合絮凝剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)将FeCl3·6H2O和AlCl3·6H2O加入蒸馏水并搅拌至完全溶解，再加入Na2CO3粉末，泡沫消失后加入Na2HPO4·12H2O，继续搅拌至完全溶解，得到聚合氯化铝铁溶液；2)将壳聚糖、木质素磺酸镁和蒸馏水混合，然后加入醋酸溶液调节混合溶液的pH；将混合溶液在60℃‑80℃下搅拌至壳聚糖溶解后，加入丙烯酰胺单体，然后通氮气20‑30min后加入引发剂硝酸铈铵并进行聚合反应，得到壳聚糖‑丙烯酰胺‑木质素磺酸镁接枝共聚物溶液；3)将步骤1)中得到的聚合氯化铝铁溶液和步骤2)中得到的壳聚糖‑丙烯酰胺‑木质素磺酸镁接枝共聚物溶液混合形成混合溶液，烘干，得到聚合氯化铝铁‑(壳聚糖‑丙烯酰胺‑木质素磺酸镁接枝共聚物)复合絮凝剂。

【技术特征摘要】
1.一种聚合氯化铝铁-(壳聚糖-丙烯酰胺-木质素磺酸镁接枝共聚物)复合絮凝剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)将FeCl3·6H2O和AlCl3·6H2O加入蒸馏水并搅拌至完全溶解，再加入Na2CO3粉末，泡沫消失后加入Na2HPO4·12H2O，继续搅拌至完全溶解，得到聚合氯化铝铁溶液；2)将壳聚糖、木质素磺酸镁和蒸馏水混合，然后加入醋酸溶液调节混合溶液的pH；将混合溶液在60℃-80℃下搅拌至壳聚糖溶解后，加入丙烯酰胺单体，然后通氮气20-30min后加入引发剂硝酸铈铵并进行聚合反应，得到壳聚糖-丙烯酰胺-木质素磺酸镁接枝共聚物溶液；3)将步骤1)中得到的聚合氯化铝铁溶液和步骤2)中得到的壳聚糖-丙烯酰胺-木质素磺酸镁接枝共聚物溶液混合形成混合溶液，烘干，得到聚合氯化铝铁-(壳聚糖-丙烯酰胺-木质素磺酸镁接枝共聚物)复合絮凝剂。2.如权利要求1所述的聚合氯化铝铁-(壳聚糖-丙烯酰胺-木质素磺酸镁接枝共聚物)复合絮凝剂的制备方法，其特征在于，所述的混合溶液中还加入粉煤灰。3.如权利要求1所述的聚合氯化铝铁-(壳聚糖-丙烯酰胺-木质素磺酸镁接枝共聚物)复合絮凝剂的制备方法，其特征在于，步骤1)中，FeCl3·6H2O、AlCl3·6H2O、蒸馏水、Na2CO3粉末、Na2HPO4·12H2O的加入量分别为2g、4.47g、200ml、0.78g、0.04g。4.如权利要求1所述的聚合氯化铝铁-(壳聚糖-丙烯酰...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁志伟，张哲研，马媛媛，陈盈楠，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33