一种单向记忆型絮凝剂的制备方法及用途技术

本发明专利技术公开了一种单向记忆型絮凝剂的制备方法及用途，该方法包括：合成温敏淀粉；合成pH响应醚化剂；合成单向记忆淀粉基絮凝剂。通过调节絮凝剂的取代度，能够实现其热敏性能从可逆热响应到不可逆热响应的转变。通过本发明专利技术所述方法得到的絮凝剂，能够实现温度触发的染料定向絮凝，有效地处理含有染料的工业印染废水，完成絮凝后，利用其独特的单向温度记忆能力，实现对絮体不可逆的构象固定，有效避免絮凝剂可逆溶出导致的胶粒复电再稳现象，大幅降低絮凝剂在回用水中的残余量，高温澄清废水可直接带盐回用染色，该絮凝剂能够大幅减少印染过程中含盐废水排放，高温废水直接用于染色大幅减少了印染过程中能源消耗，兼顾了保护环境和经济创收。和经济创收。和经济创收。

【技术实现步骤摘要】
一种单向记忆型絮凝剂的制备方法及用途


[0001]本专利技术涉及纺织印染废水处理
，特别涉及一种单向记忆型絮凝剂的制备方法及用途。

技术介绍

[0002]纺织印染行业是耗水和耗能的大户，也是高污染和高排放的大户，其废水排放量位居全国工业行业的第二位，与此同时，废水回用率不足8％，远低于其他工业部门。此外，世界范围内的纺织品染色主要依赖于湿法处理操作，需要在高温(100℃左右)的水相中完成染料固色，且皂洗、漂洗等过程也消耗大量热水。这些纺织染料废水排放到水体中，不仅会造成严重的水污染，而且还会造成大量的热能耗散。目前，化学混凝/絮凝技术具有成本低、效率高、操作简便等优点，是纺织废水中染料去除最常用的技术。
[0003]温敏型絮凝剂是智能絮凝剂领域最活跃的研究方向之一，研究人员利用热诱导大分子从无规线团到蜷曲球体的转变实现了高效的染料废水脱色，不仅加快了絮体沉降速度，还降低了絮团的亲水性，提高了污染物脱水能力。传统的热敏聚合物是一个双向可逆过程，施加外部刺激使得材料很容易在两个不同的状态之间自由切换。然而，此类材料作为絮凝剂使用也存在一定的弊端，如在完成废水絮凝后，随着环境因素的改变，絮凝剂会可逆溶出再释放到水中，导致原本脱稳的胶体微粒出现复电再稳，严重影响废水深度处理与回用。单向记忆型絮凝剂有望实现特定刺激下的定向絮凝，且絮凝完成后絮体构象可以长期固定，不受外界环境因素的波动，确保出水水质稳定。
[0004]如果絮凝剂具有热敏感的单向构象记忆，能够充分利用染色废水的余热，实现自身由水溶性絮凝剂到水不溶吸附剂的单向转变，且絮凝完成后絮体的形态和构象被永久固定，不仅可以有效避免絮凝剂可逆溶出导致的胶粒复电再稳现象，大幅降低絮凝剂在回用水中的残余量，确保回用水质量稳定性好，还可以将染料废水除色后的澄清热水直接带盐回用，实现工业染料废水的循环利用，大大减少了用水以及废水的排放。

技术实现思路

[0005]本专利技术目的在于，提供一种单向记忆型絮凝剂的制备方法及用途，该方法采用合成温敏淀粉、合成pH敏感阳离子醚化剂及合成单向记忆型絮凝剂步骤完成，通过调节絮凝剂的取代度，能够实现其热敏性能从可逆热响应到不可逆热响应的转变。通过本专利技术所述方法得到的单向记忆型絮凝剂，能够实现温度触发的染料定向絮凝，有效地处理含有染料的工业印染废水，完成絮凝后，利用其独特的单向温度记忆能力，实现对絮体不可逆的构象固定，有效避免絮凝剂可逆溶出导致的胶粒复电再稳现象，大幅降低絮凝剂在回用水中的残余量，高温澄清废水可直接带盐回用染色，该单向记忆型絮凝剂能够大幅减少印染过程中含盐废水排放，高温废水直接用于染色大幅减少了印染过程中能源消耗，兼顾了保护环境和经济创收。不仅能够对工业印染废水进行有效脱色，同时具有热不可逆响应性质，染料絮凝完成后絮体构象可以长期固定，不受外界环境因素的波动，确保出水水质稳定。此外，
在高温废水中，水溶性絮凝剂溶解度下降，絮凝剂在澄清热废水的残留量极低，高温废水可以直接带盐回用染色。
[0006]本专利技术所述的一种单向记忆型絮凝剂的制备方法，按下列步骤进行：
[0007]合成温敏淀粉：
[0008]a、按质量比为1:2将可溶性淀粉溶解在去离子水中，加热温度60℃，搅拌均匀，然后缓慢加入NaOH，升温至70℃，将异丙基缩水甘油醚通过滴液漏斗缓慢滴入，反应5小时后，取出产物调节体系pH值为7.5，再用乙酸乙酯析出透析烘干，得到温敏淀粉，其中可溶性淀粉与NaOH的摩尔比为1.3:1；异丙基缩水甘油醚与可溶性淀粉的摩尔比为2.3:1；
[0009]合成pH敏感阳离子醚化剂：
[0010]b、按质量比为1:4将三聚氯氰及温度0℃
‑
5℃的水加入装有滴液漏斗的三口圆底烧瓶中，维持温度为0℃，在350r/min的搅拌速度下向三口圆底烧瓶中滴加质量浓度为40％的二甲胺水溶液，反应30min，升温至室温，再次滴加质量浓度为40％的二甲胺水溶液，至三聚氯氰反应完全为终点；反应结束后将产物用温度0℃
‑
5℃的水洗涤3遍，收集滤饼，温度50℃下真空干燥24小时，得白色絮凝剂中间体，其中三聚氯氰与二甲胺的摩尔比为1:2；
[0011]合成单向记忆型絮凝剂：
[0012]c、以步骤a制备所得的温敏淀粉为原料，以步骤b制备得到的絮凝剂中间体为阳离子醚化剂；将摩尔比为1:3的温敏淀粉与NaOH加入到二甲基亚砜溶液中，升温至70℃保持30min后，在氮气保护下加入步骤b得到的絮凝剂中间体，升温至120℃，反应10小时；将产物调节pH至7.5，用水析出，通过石油醚清洗，即得洁净产物单向记忆型絮凝剂；其中二甲基亚砜溶液与温敏淀粉的质量比为1:25，絮凝剂中间体与温敏淀粉的摩尔比为1
‑
4:1。
[0013]所述方法获得的单向记忆型絮凝剂在处理高温印染废水后的等温染色中的用途。
[0014]本专利技术所述的一种单向记忆型絮凝剂的制备方法，该方法中：
[0015]合成温敏淀粉：
[0016]a、按质量比为1:2将可溶性淀粉溶解在去离子水中，加热温度60℃，搅拌均匀，然后缓慢加入NaOH，升温至70℃，将异丙基缩水甘油醚通过滴液漏斗缓慢滴入，反应5小时后，取出产物调节体系pH值为7.5，再用乙酸乙酯析出透析烘干，得到温敏淀粉，其中可溶性淀粉与NaOH的摩尔比为1.3:1；异丙基缩水甘油醚与可溶性淀粉的摩尔比为2.3:1；
[0017]步骤a的反应式：
[0018][0019]合成pH敏感阳离子醚化剂：
[0020]b、按质量比为1:4将三聚氯氰及温度0℃
‑
5℃的水加入装有滴液漏斗的三口圆底烧瓶中，维持温度为，在350r/min的搅拌速度下向三口圆底烧瓶中滴加质量浓度为40％的二甲胺水溶液，反应30min，升温至室温，再次滴加质量浓度为40％的二甲胺水溶液，至三聚
氯氰反应完全为终点；反应结束后将产物用温度0℃
‑
5℃的水洗涤3遍，收集滤饼，温度50℃下真空干燥24小时，得白色絮凝剂中间体，其中三聚氯氰与二甲胺的摩尔比为1:2；
[0021]步骤b的反应式：
[0022][0023]合成单向记忆型絮凝剂：
[0024]c、以步骤a制备所得的温敏淀粉为原料，以步骤b制备得到的絮凝剂中间体为阳离子醚化剂；将摩尔比为1:3的温敏淀粉与NaOH加入到二甲基亚砜溶液中，升温至70℃保持30min后，在氮气保护下加入步骤b得到的絮凝剂中间体，升温至120℃，反应10小时；将产物调节pH至7.5，用水析出，通过石油醚清洗，即得洁净产物单向记忆型絮凝剂；其中二甲基亚砜溶液与温敏淀粉的质量比为1:25，絮凝剂中间体与温敏淀粉的摩尔比为1
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4:1。
[0025][0026]本专利技术所述的方法获得的单向记忆型絮凝剂在处理高温印染废水后的等温染色中的用途，其中：
[0027]按质量比为1:2将所获得的单向记忆型絮凝剂加入染色完后得到的高温印本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种单向记忆型絮凝剂的制备方法，其特征在于，按下列步骤进行：合成温敏淀粉：a、按质量比为1:2将可溶性淀粉溶解在去离子水中，加热温度60℃，搅拌均匀，然后缓慢加入NaOH，升温至70℃，将异丙基缩水甘油醚通过滴液漏斗缓慢滴入，反应5小时后，取出产物调节体系pH值为7.5，再用乙酸乙酯析出透析烘干，得到温敏淀粉，其中可溶性淀粉与NaOH的摩尔比为1.3:1；异丙基缩水甘油醚与可溶性淀粉的摩尔比为2.3:1；合成pH敏感阳离子醚化剂：b、按质量比为1:4将三聚氯氰及温度0℃
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5℃的水加入装有滴液漏斗的三口圆底烧瓶中，维持温度为0℃，在350r/min的搅拌速度下向三口圆底烧瓶中滴加质量浓度为40％的二甲胺水溶液，反应30min，升温至室温，再次滴加质量浓度为40％的二甲胺水溶液，至三聚氯氰反应完全为终点；...

【专利技术属性】
技术研发人员：史玉琳，赵威，魏婷婷，陈龙，代斌，
申请(专利权)人：石河子大学，
类型：发明
国别省市：