一种阳离子胶原蛋白絮凝剂的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种阳离子胶原蛋白絮凝剂的制备方法，以制革废胶原蛋白、丙烯酰胺、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵为原料，并引入壳聚糖/木质纤维素/蒙脱土纳米复合材料，通过叔丁基过氧化氢、焦亚硫酸钠氧化还原引发体系引发水溶液聚合反应，合成了一种阳离子胶原蛋白絮凝剂。本发明专利技术制备的絮凝剂化学性能稳定，絮凝能力好，成本低，实现了制革废物的资源化利用，减少了制革生产污染物排放，起到“以废治污”作用，且绿色环保无二次污染，易于被微生物降解。

【技术实现步骤摘要】
一种阳离子胶原蛋白絮凝剂的制备方法
本专利技术涉及一种絮凝剂，具体涉及一种水处理用的絮凝剂。
技术介绍
絮凝沉淀在污水处理过程中起着非常重要的作用，适用于造纸、制药、化妆品、食品、矿物加工、纺织工业等废水处理。废水中的污染物通常是带负电的，传统的中性絮凝剂不能达到理想的处理效果，阳离子絮凝剂可根据电荷中和来解决这个问题。然而，一些合成阳离子聚合物昂贵，尤其是分子质量低的，使它们作为絮凝剂难以运输、储存和利用。因此，高分子质量阳离子生物聚合物絮凝剂不仅可以克服传统的阳离子聚合物合成分子质量低的缺点，而且作为环境友好型絮凝剂的生物聚合物，其在自然界中普遍无毒、可生物降解和来源广泛，因而在当代工业中引起了越来越多的关注，与无机和有机絮凝剂相比更具有环保潜力。我国作为制革工业大国，动物皮资源丰富，但制革过程中通常仅有不到30%的原料皮转变为可出售的成品革，其余的大多作为废弃物丢弃，每年产生140万吨皮革固体废弃物。在这些废弃物中除少量的非胶原蛋白外，80%以上都是由胶原蛋白构成。胶原蛋白分子上含有氨基、羧基、羟基等活性基团，在引发剂作用下，可与丙烯酰胺（AM）及丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵（DAC）接枝共聚，生成强阳离子胶原蛋白絮凝剂。由于油田废水悬浮微粒多带负电荷，将基于胶原蛋白改性的阳离子胶原蛋白絮凝剂用于油田废水的絮凝处理，可起到“以废治污”作用，解决“二次污染”问题，具有广阔的应用前景。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种阳离子胶原蛋白絮凝剂的制备方法，本专利技术制备的絮凝剂化学性能稳定，絮凝能力好，成本低，实现了制革废物的资源化利用，减少了制革生产污染物排放，起到“以废治污”作用，且绿色环保无二次污染，易于被微生物降解。一种阳离子胶原蛋白絮凝剂的制备方法，其特征在于该方法包括以下步骤:1）将60重量份制革废胶原蛋白加入到反应釜中，加入胶原蛋白质量20倍的去离子水，升温至60℃，再加入胶原蛋白质量1%的浓硫酸，磁力搅拌反应60min后逐步滴入质量浓度为20%的氢氧化钠水溶液将混合溶液pH值调节为7，备用；2）将60~100重量份丙烯酰胺、20~60份丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵溶于180重量份去离子水中，磁力搅拌1h后转移至反应釜中，再将上述步骤1）中得到的溶液缓慢加入到反应釜中，超声分散5min，升温至45℃，抽真空，充氮气置换30min，将0.3份引发剂（n叔丁基过氧化氢:n焦亚硫酸钠=2:1）配成溶液，慢慢交替加入反应釜中，滴加时间为0.5h，滴加完毕后保温反应3h，再加入32重量份壳聚糖/木质纤维素/蒙脱土纳米复合材料充分搅拌30min，反应结束后用丙酮沉淀产物，乙醇反复洗涤3~5次，然后在温度60℃下干燥至恒量，即得阳离子胶原蛋白絮凝剂。有益效果：本专利技术提供一种阳离子胶原蛋白絮凝剂的制备方法，以制革废胶原蛋白为原料，实现了制革废物的资源化利用，减少了制革生产污染物排放，起到“以废治污”作用；以丙烯酰胺、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵为单体，使胶原蛋白水解产物经接枝共聚和阳离子化改性，提高其絮凝能力。另外，本专利技术制备的阳离子胶原蛋白絮凝剂绿色环保，易于被微生物降解。具体实施方式实施例11）将60重量份制革废胶原蛋白加入到反应釜中，加入胶原蛋白质量20倍的去离子水，升温至60℃，再加入胶原蛋白质量1%的浓硫酸，磁力搅拌反应60min后逐步滴入质量浓度为20%的氢氧化钠水溶液将混合溶液pH值调节为7，备用；2）将70重量份丙烯酰胺、50份丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵溶于180重量份去离子水中，磁力搅拌1h后转移至反应釜中，再将上述步骤1）中得到的溶液缓慢加入到反应釜中，超声分散5min，升温至45℃，抽真空，充氮气置换30min，将0.3份引发剂（n叔丁基过氧化氢:n焦亚硫酸钠=2:1）配成溶液，慢慢交替加入反应釜中，滴加时间为0.5h，滴加完毕后保温反应3h，再加入32重量份壳聚糖/木质纤维素/蒙脱土纳米复合材料充分搅拌30min，反应结束后用丙酮沉淀产物，乙醇反复洗涤3~5次，然后在温度60℃下干燥至恒量，即得阳离子胶原蛋白絮凝剂。上述壳聚糖/木质纤维素/蒙脱土纳米复合材料制备方法如下：称取6重量份壳聚糖溶于150重量份体积分数为1%的醋酸水溶液中，加入4重量份木质纤维素，缓慢加入质量分数20%的氢氧化钠溶液调节溶液pH值为9，磁力搅拌30min后再加入体积分数为1%的醋酸水溶液使溶液的pH值为7，使其形成均匀悬浮液；将8重量份蒙脱土和200重量份蒸馏水加入反应釜中，以500r/min搅拌0.5h后缓慢加入上述悬浮液，升温至60℃，氮气氛围下恒温水浴搅拌反应6h，离心分离后用蒸馏水洗至中性，在微波消解仪下140℃微波处理2h，105℃真空干燥5h后研磨过200目筛，得到壳聚糖/木质纤维素/蒙脱土纳米复合材料。实施例2与实施例1完全相同，不同在于：加入60重量份丙烯酰胺、60份丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵。实施例3与实施例1完全相同，不同在于：加入65重量份丙烯酰胺、55份丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵。实施例4与实施例1完全相同，不同在于：加入75重量份丙烯酰胺、45份丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵。实施例5与实施例1完全相同，不同在于：加入80重量份丙烯酰胺、40份丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵。实施例6与实施例1完全相同，不同在于：加入85重量份丙烯酰胺、35份丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵。实施例7与实施例1完全相同，不同在于：加入90重量份丙烯酰胺、30份丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵。实施例8与实施例1完全相同，不同在于：加入95重量份丙烯酰胺、25份丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵。实施例9与实施例1完全相同，不同在于：加入100重量份丙烯酰胺、20份丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵。对比例1与实施例1完全相同，不同在于：制备该阳离子胶原蛋白絮凝剂时不加入壳聚糖/木质纤维素/蒙脱土纳米复合材料。对比例2与实施例1完全相同，不同在于：制备该阳离子胶原蛋白絮凝剂时加入的不是壳聚糖/木质纤维素/蒙脱土纳米复合材料而是普通的蒙脱土。对比例3与实施例1完全相同，不同在于：制备壳聚糖/木质纤维素/蒙脱土纳米复合材料时不加入醋酸水溶液。对比例4与实施例1完全相同，不同在于：制备该阳离子胶原蛋白絮凝剂时加入的不是壳聚糖/木质纤维素/蒙脱土纳米复合材料而是木质纤维素/蒙脱土纳米复合材料。对比例5与实施例1完全相同，不同在于：制备该阳离子胶原蛋白絮凝剂时加入的不是壳聚糖/木质纤维素/蒙脱土纳米复合材料而是壳聚糖/蒙脱土纳米复合材料。对比例6与实施例1完全相同，不同在于：制备该阳离子胶原蛋白絮凝剂时不加入浓硫酸。对比例7与实施例1完全相同，不同在于：制备该阳离子胶原蛋白絮凝剂时用甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵代替丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵。对比例8与实施例1完全相同，不同在于：制备该阳离子胶原蛋白絮凝剂时用引发剂用量n叔丁基过氧化氢:n焦亚硫酸钠=1:1。对比例9与实施例1完全相同，不同在于：制备该阳离子胶原蛋白絮凝剂时不加入氢氧化钠水溶液。按下述方法对本专利技术实施例1~9与对比例1~9制备的阳离子胶原蛋白絮凝剂进行性能测试：阳离子胶原蛋白絮凝剂性能测试利用新制备的阳离子胶原蛋白絮凝剂对辽河油田钻井含油废水进行絮凝实验。取100ml浊度为510NTU钻井含油废水，投加0本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种阳离子胶原蛋白絮凝剂的制备方法，其特征在于该方法包括以下步骤:1）将60重量份制革废胶原蛋白加入到反应釜中，加入胶原蛋白质量20倍的去离子水，升温至60℃，再加入胶原蛋白质量1%的浓硫酸，磁力搅拌反应60min后逐步滴入质量浓度为20%的氢氧化钠水溶液将混合溶液pH值调节为7，备用；2）将60~100重量份丙烯酰胺、20~60份丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵溶于180重量份去离子水中，磁力搅拌1h后转移至反应釜中，再将上述步骤1）中得到的溶液缓慢加入到反应釜中，超声分散5min，升温至45℃，抽真空，充氮气置换30min，将0.3份引发剂配成溶液，慢慢交替加入反应釜中，滴加时间为0.5h，滴加完毕后保温反应3h，再加入32重量份壳聚糖/木质纤维素/蒙脱土纳米复合材料充分搅拌30min，反应结束后用丙酮沉淀产物，乙醇反复洗涤3~5次，然后在温度60℃下干燥至恒量，即得阳离子胶原蛋白絮凝剂。

【技术特征摘要】
1.一种阳离子胶原蛋白絮凝剂的制备方法，其特征在于该方法包括以下步骤:1）将60重量份制革废胶原蛋白加入到反应釜中，加入胶原蛋白质量20倍的去离子水，升温至60℃，再加入胶原蛋白质量1%的浓硫酸，磁力搅拌反应60min后逐步滴入质量浓度为20%的氢氧化钠水溶液将混合溶液pH值调节为7，备用；2）将60~100重量份丙烯酰胺、20~60份丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵溶于180重量份去离子水中，磁力搅拌1h后转移至反应釜中，再将上述步骤1）中得到的溶液缓慢加入到反应釜中，超声分散5min，升温至45℃，抽真空，充氮气置换30min，将0.3份引发剂配成溶液，慢慢交替加入反应釜中，滴加时间为0.5h，滴加完毕后保温反应3h，再加入32重量份壳聚糖/木质纤维素/蒙脱土纳米复合材料充分搅拌30min，反应结束后用丙酮沉淀产物，乙醇反复洗涤3~5次，然后在温度60℃下干燥至恒量，即得阳离子胶原蛋白絮凝剂。2.根据权利要求1所述一种阳离子胶原蛋白絮凝剂的制备方法，其特征在于步骤1）中磁力搅拌速率为500r/min，步骤2）中搅拌速率为300~400r/min。3.根据权利要求1所述一...

【专利技术属性】
技术研发人员：张素兰，朱亚飞，
申请(专利权)人：福州兴创云达新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：福建,35