核壳结构的絮凝剂制造技术

本发明专利技术涉及属于絮凝剂技术领域，具体涉及一种核壳结构的絮凝剂，所述核壳结构的絮凝剂由以下重量份的物质制成：壳聚糖3～15重量份、氯乙酸3～15重量份、丙烯酰胺5～15重量份、引发剂1～5重量份、硅酸镁铝20～40重量份、四氯化硅废液10～20重量份、硅烷偶联剂3～8重量份、乙二醇二缩水甘油醚30～60重量份。本发明专利技术的核壳结构的絮凝剂中含有阴阳离子基团，具有两性特征，不仅提高了絮凝剂的絮凝性能，在对废水中污染物进行絮凝后，能够形成大分子网络的大絮凝体，具有絮凝效果好，且絮凝剂能够重复利用，成本低。

Core shell flocculants

The invention relates to the technical field of flocculants, in particular to a core-shell structure flocculant. The core-shell structure flocculant is made of the following weight parts: chitosan 3-15 weight parts, chloroacetic acid 3-15 weight parts, acrylamide 5-15 weight parts, initiator 1-5 weight parts, magnesium aluminium silicate 20-40 weight parts. Silicon tetrachloride waste liquid 10-20 parts, silane coupling agent 3-8 parts, glycol diglycidyl ether 30-60 parts. The core-shell structure of the flocculant contains anionic and cationic groups and has amphoteric characteristics, which not only improves the flocculation performance of the flocculant, but also forms a large flocculant network after flocculating the pollutants in the wastewater. The flocculant has good flocculation effect, and can be reused and has low cost.

【技术实现步骤摘要】
核壳结构的絮凝剂
本专利技术涉及絮凝剂
，具体涉及核壳结构的絮凝剂。
技术介绍
近年来，经济飞速发展，工业开发迅猛，水源污染日趋严重；而水是人类生存的基本需求。饮用水的安全保障工作早已引起国家高度重视。2007年7月1日，国家新修订的《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)将饮用水指标由原来的35项大幅增加到106项，部分指标的限值也更加严格。此外，2008年6月25日，国家又发布了11项包括制浆造纸、电镀、发酵等在内的新的更为严格的行业排放标准。这对于保障人民的饮水健康、提升人民生活质量具有重要现实意义。其中絮凝是水处理的第一步，也是最为关键的工序之一，而絮凝剂的选择直接决定了絮凝效果的好坏，也是絮凝法水处理技术的关键和核心基础。铝系絮凝剂是用于水、废水处理最普遍的絮凝剂，聚铝、聚合硅酸铝类絮凝剂的开发，又使铝盐絮凝剂的应用进一步发展。迄今为止自来水工业普遍采用铝盐絮凝剂，国内现有生产方法制得的饮用水铝含量比原水一般高出1～2倍，这对人体可能构成一定的不良影响。我国南方等地酸雨现象比较突出，酸雨可以使工业含铝污泥和土壤中的铝转变为可溶解性铝，从而带来对作物的毒害及水体的污染。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服现有技术存在的问题，提供一种高效环保的核壳结构的絮凝剂，它具有高效的絮凝性能，并且不会产生游离金属离子。为了实现上述目的，本专利技术提供一种核壳结构的絮凝剂，由以下重量份的物质制成：壳聚糖3～15重量份、氯乙酸3～15重量份、丙烯酰胺5～15重量份、引发剂1～5重量份、硅酸镁铝20～40重量份、四氯化硅废液10～20重量份、硅烷偶联剂3～8重量份、乙二醇二缩水甘油醚30～60重量份。优选条件下，所述核壳结构的絮凝剂，由以下重量份的物质制成：壳聚糖8～12重量份、氯乙酸8～12重量份、丙烯酰胺8～12重量份、引发剂1～5重量份、硅酸镁铝25～30重量份、四氯化硅废液12～15重量份、硅烷偶联剂3～8重量份、乙二醇二缩水甘油醚40～50重量份。进一步优选的，所述核壳结构的絮凝剂，由以下重量份的物质制成：壳聚糖10重量份、氯乙酸10重量份、丙烯酰胺5重量份、引发剂3重量份、硅酸镁铝25重量份、四氯化硅废液12重量份、硅烷偶联剂5重量份、乙二醇二缩水甘油醚45重量份。本专利技术还提供一种核壳结构的絮凝剂的制备方法，包括以下步骤：(1)将氯乙酸、壳聚糖在40～80℃下反应2～6h后，加入丙烯酰胺和引发剂在乙醇中混合均匀，然后在80～100℃下加热回流2～5h，得到改性壳聚糖；(2)将硅酸镁铝、硅烷偶联剂在120～130℃保温搅拌15～30min，再加入改性壳聚糖，继续搅拌2～5h后自然冷却至室温，加入2～3倍量的去离子水，并在室温下陈化5～8h，得到改性硅酸镁铝；(3)将改性硅酸镁铝加入水搅拌制成悬浊液，然后加入四氯化硅废液，搅拌30～50min后，在85～105℃下反应4～6h，得到核壳结构的絮凝剂。本专利技术中首先采用氯乙酸和壳聚糖反应生成羧甲基壳聚糖，羧甲基壳聚糖与丙烯酰胺和引发剂进一步反应，得到接枝型两性壳聚糖；它兼具有羧甲基壳聚糖和聚丙烯酰胺的双重特点；并且两者间通过化学键链接，提高了壳聚糖分子量，增强了其黏结架桥絮凝作用，还进一步改善了壳聚糖的水溶性；此外，由于壳聚糖糖环氨基上易于带阳离子正电荷，而羧基又带有阴离子负电荷，可适于处理带有不同电荷的水体，具有良好的抗盐性能；而且其适用范围也广，酸性介质、碱性介质中均可使用，适应的pH值范围宽。由于壳聚糖为生物可降解材料，具有无毒性，无二次污染等特点。优选的，所述壳聚糖、氯乙酸和丙烯酰胺的重量比为(0.3～2):(0.3～2):1，更优选的，所述硅藻土、壳聚糖和丙烯酰胺的重量比为1:1:1。优选条件下，所述引发剂选自偶氮二异丁酸二甲酯、偶氮二异丁脒盐酸盐、偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐、偶氮异丁氰基甲酰胺中的至少一种。通过改性壳聚糖对硅酸镁铝进行表面的复合改性，在其表面接枝改性壳聚糖，生成双重核壳型絮凝剂，提高了硅酸镁铝对污水中悬浮物的絮凝效果；同时由于改性壳聚糖包覆在硅酸镁铝表面，因此，能显著降低硅酸镁铝中游离金属离子的含量，降低其对水的污染；然后将改性硅酸镁铝再与四氯化硅废液进一步反应，利用四氯化硅残液水解产生的大量盐酸和硅酸，在双层核壳结构的絮凝剂表面生成聚合氯化硅酸铝，得到三重核壳结构的絮凝剂，进一步提高了絮凝剂的絮凝效果。优选条件下，所述硅酸镁铝与所述四氯化硅废液的重量比为2:1。优选条件下，所述硅烷偶联剂选自氨丙基三乙氧基硅烷、氨丙基三甲氧基硅烷、2-氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷、二乙烯三氨基丙基三甲氧基硅烷、氨乙基氨丙基甲基二甲氧基硅烷、氨乙基氨丙基三乙氧基硅烷、脲丙基三乙氧基硅烷及脲丙基三甲氧基硅烷中的至少一种。优选条件下，所述硅酸镁铝中氧化铝的含量大于30％。本专利技术对四氯化硅废液中四氯化硅的浓度没有特殊的要求，例如可以为所述四氯化硅废液中四氯化硅的浓度为50～60wt％。通过上述技术方案，本专利技术具有以下技术效果：1、本专利技术的核壳结构的絮凝剂中含有阴阳离子基团，具有两性特征，不仅提高了材料的絮凝性能，在对废水中污染物进行絮凝后，能够形成大分子网络的大絮凝体，具有絮凝效果好，且絮凝剂能够重复利用，成本低；2、通过本专利技术的工艺制备的絮凝剂，降低了水中游离金属离子的浓度，安全性高；3、本专利技术的改性硅藻土复合絮凝剂的粒径可以在较宽的pH范围内使用、适用范围广。具体实施方式在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。以下将通过实施例对本专利技术进行详细描述。实施例1一种核壳结构的絮凝剂，由以下重量份的物质制成：壳聚糖10重量份、氯乙酸10重量份、丙烯酰胺5重量份、偶氮二异丁酸二甲酯3重量份、硅酸镁铝25重量份(氧化铝的含量为35.6％)、四氯化硅废液12重量份、氨丙基三乙氧基硅烷5重量份、乙二醇二缩水甘油醚45重量份。所述核壳结构的絮凝剂的制备方法，包括以下步骤：(1)将氯乙酸、壳聚糖在50℃下反应3h后，加入丙烯酰胺和偶氮二异丁酸二甲酯在乙醇中混合均匀，然后在90℃下加热回流3h，得到改性壳聚糖；(2)将硅酸镁铝、氨丙基三乙氧基硅烷在125℃保温搅拌15～30min，再加入改性壳聚糖，继续搅拌3h后自然冷却至室温，加入3倍量的去离子水，并在室温下陈化6h，得到改性硅酸镁铝；(3)将改性硅酸镁铝加入水搅拌制成悬浊液，然后加入四氯化硅废液和四氯化硅废液10倍量的水，搅拌40min后，在100℃下反应5h，得到核壳结构的絮凝剂。实施例2一种核壳结构的絮凝剂，由以下重量份的物质制成：壳聚糖12重量份、氯乙酸12重量份、丙烯酰胺12重量份、偶氮二异丁酸二甲酯5重量份、硅酸镁铝40重量份(氧化铝的含量为35.6％)、四氯化硅废液20重量份、硅烷偶联剂8重量份、乙二醇二缩水甘油醚40重量份。所述核壳结构的絮凝剂的制备方法，包括以下步骤：(1)将氯乙酸、壳聚糖在60℃下反应2.5h后，加入丙烯酰胺和偶氮二异丁酸二甲酯在乙醇中混合本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种核壳结构的絮凝剂，其特征在于，由以下重量份的物质制成：壳聚糖3～15重量份、氯乙酸3～15重量份、丙烯酰胺5～15重量份、引发剂1～5重量份、硅酸镁铝20～40重量份、四氯化硅废液10～20重量份、硅烷偶联剂3～8重量份、乙二醇二缩水甘油醚30～60重量份。

【技术特征摘要】
1.一种核壳结构的絮凝剂，其特征在于，由以下重量份的物质制成：壳聚糖3～15重量份、氯乙酸3～15重量份、丙烯酰胺5～15重量份、引发剂1～5重量份、硅酸镁铝20～40重量份、四氯化硅废液10～20重量份、硅烷偶联剂3～8重量份、乙二醇二缩水甘油醚30～60重量份。2.根据权利要求1所述的核壳结构的絮凝剂，其特征在于，由以下重量份的物质制成：壳聚糖8～12重量份、氯乙酸8～12重量份、丙烯酰胺8～12重量份、引发剂1～5重量份、硅酸镁铝25～30重量份、四氯化硅废液12～15重量份、硅烷偶联剂3～8重量份、乙二醇二缩水甘油醚40～50重量份。3.根据权利要求1所述的核壳结构的絮凝剂，其特征在于，由以下重量份的物质制成：壳聚糖10重量份、氯乙酸10重量份、丙烯酰胺5重量份、引发剂3重量份、硅酸镁铝25重量份、四氯化硅废液12重量份、硅烷偶联剂5重量份、乙二醇二缩水甘油醚45重量份。4.根据权利要求1所述的核壳结构的...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭常青，吴学军，
申请(专利权)人：安徽乐金环境科技有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34