一种过氧化氢协同光催化剂在可见光下合成有机高分子絮凝剂的方法技术

本发明专利技术公开了一种过氧化氢协同光催化剂在可见光下合成有机高分子絮凝剂的方法。该方法采用水热法制备光催化剂钨酸铋，以过氧化氢溶液为助引发剂，以丙烯酰胺和2

【技术实现步骤摘要】
一种过氧化氢协同光催化剂在可见光下合成有机高分子絮凝剂的方法


[0001]本专利技术涉及水处理药剂
，具体涉及一种过氧化氢协同光催化剂在可见光下合成有机高分子絮凝剂的方法。

技术介绍

[0002]光催化剂钨酸铋已经广泛使用于光催化领域，其光降解性能也被证实比较优异，但是目前还未广泛应用于絮凝剂的合成领域。经实验表明，单独投加光催化剂引发有机絮凝剂的合成效率非常低，因此，采用过氧化氢协同钨酸铋共同制备有机高分子絮凝剂。
[0003]目前絮凝剂制备方法主要有乳液聚合法、电引发、紫外光引发和可见光引发等方法，可见光引发具有能耗低，环保效益高的优点，但是其引发效率低，因此目前还未广泛应用于絮凝剂的合成。
[0004]中国专利申请号CN201811013629.4，专利技术名称为“一种可见光响应的均相光芬顿处理有机废水的方法”，公布了一种可见光响应的均相光芬顿处理有机废水的方法，首先将含有有机污染物的有机废水加入到光芬顿反应器中，然后加入P25，搅拌均匀；将三价铁溶液加入到光芬顿反应器中，调pH 3～4，然后搅拌；最后往光芬顿反应器中加入过氧化氢，在搅拌作用以及太阳光或可见光的照射下，进行P25介导的光芬顿降解反应，将有机污染物降解。该专利技术方法能在太阳光或可见光下进行，并有效的降低芬顿试剂的用量，能够在极少量类芬顿试剂存在下获得很高的有机物降解率。该专利技术专利降解性能较优，但仅用于降解而非合成。
[0005]中国专利申请号CN202110368193.6，专利技术名称为“一种污水处理絮凝剂及制备方法”，公开了一种污水处理絮凝剂及制备方法，由水、丙酮、异丙醇、二甲基乙酰胺、二甲基甲酰胺、碱性木质素磺酸盐、阳离子聚丙烯酰胺、聚合硫酸铝粉、聚乙烯醇、枯草芽孢杆菌、硝化细菌、氢氧化钾、碳酸氢钠、羧甲基纤维素、N
‑
异丙基甲基丙烯酰胺、N
‑
叔丁基丙烯酰胺、N
‑
异丙基丙烯酰胺组成。与现有技术相比，该专利技术絮凝剂不存在二次污染，使用方便，絮凝能力强，除油及除悬浮物效果好，无毒无害，且絮凝剂能够取代或部分取代传统的无机高分子和合成有机高分子絮凝剂，应用范围广，具有推广应用的价值。但是样品投加种类较多，成本较高。

技术实现思路

[0006]针对现有技术存在的上述不足，本专利技术的目的就在于提供一种过氧化氢协同光催化剂在可见光下合成有机高分子絮凝剂的方法。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种过氧化氢协同光催化剂在可见光下合成有机高分子絮凝剂的方法，其特征在于，首先以硝酸铋和钨酸钠为原料，采用水热法合成光催化剂钨酸铋；再加入去离子水，在避光条件下快速搅拌并超声，至其分散均匀，其中钨酸铋的质量分数为0.01%~0.1%；然后称
取一定量的丙烯酰胺和2
‑
丙烯酰胺基
‑2‑
甲基丙磺酸，依次加入反应器中，充分混合，其中丙烯酰胺和2
‑
丙烯酰胺基
‑2‑
甲基丙磺酸质量比范围为1:2~4:1，总单体质量分数为20%~45%；通氮驱氧，通氮结束后迅速加入过氧化氢溶液，密闭封口，混合均匀，其中反应体系中过氧化氢与钨酸铋的质量比为2.5:1；在光密度为30~80mW/cm2的金属卤化物可见光灯下照射反应2~3h；经熟化、提纯后，得到有机高分子絮凝剂。
[0008]具体包括以下步骤：1) 首先以硝酸铋和钨酸钠为原料，采用水热法合成光催化剂钨酸铋。
[0009]2) 再加入去离子水，在避光条件下快速搅拌并超声，至其分散均匀，其中钨酸铋的质量分数为0.01%~0.1%。
[0010]3) 然后称取一定量的丙烯酰胺和2
‑
丙烯酰胺基
‑2‑
甲基丙磺酸，依次加入反应器中，充分混合，其中丙烯酰胺和2
‑
丙烯酰胺基
‑2‑
甲基丙磺酸质量比范围为1:2~4:1，总单体质量分数为20%~45%。
[0011]4) 通氮驱氧，通氮结束后迅速加入过氧化氢溶液，密闭封口，混合均匀，其中反应体系中过氧化氢与钨酸铋的质量比为2.5:1。
[0012]5) 在光密度为30~80mW/cm2的金属卤化物可见光灯下照射反应2~3h。
[0013]6) 经熟化、提纯后，得到有机高分子絮凝剂。
[0014]其中：步骤（2）中所述光催化剂钨酸铋的质量分数为0.01%~0.1%。若光催化剂钨酸铋的量较少，产生活性自由基的量会减少，使得链增长变得缓慢，聚合反应难以引发且引发时间长；若光催化剂钨酸铋的量较多，产生活性自由基的量会增加，反应剧烈，易发生交联和不聚合的现象。
[0015]步骤（3）中所述丙烯酰胺和2
‑
丙烯酰胺基
‑2‑
甲基丙磺酸质量比范围为1:2~4:1，总单体质量分数为20%~45%。当单体比例和单体浓度过低时，最后得到的有机絮凝剂分子量较低，不经济。当反应单体比例和单体浓度过高时，不利于后续的反应。
[0016]步骤（4）中所述过氧化氢与钨酸铋的质量比为2.5:1。光催化剂钨酸铋在光照下被激发产生电子，电子与水生成羟基自由基；加入双氧水可产生大量的羟基自由基，加快反应进程，利于絮凝剂的生成。当过氧化氢与钨酸铋质量比较大时，反应剧烈而爆聚。当过氧化氢与钨酸铋质量比较小时，引发效率低，转化率也较低。
[0017]步骤（5）中所述在光密度为30~80mW/cm2的金属卤化物可见光灯下照射反应2~3h。当光密度过低时，无法产生足够的自由基，引发效率低；光密度过高时，反应速率过快，链终止速率加快，长链聚合物断裂，分子量降低。当照射时间过短时，反应尚未完成；当照射时间过长时，聚合物爆聚或不聚合。
[0018]与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：本专利技术制备的有机高分子絮凝剂具有合成方法简单且低毒，引发效率高，能耗低，分子量较大、特性粘度较高，易于溶解，水处理性能优异，对抗生素等新兴污染物具有较好的处理效果。
具体实施方式
[0019]下面结合具体实施例对本专利技术作进一步详细说明，实施例中如无特殊说明，采用的原料即为普通市售产品。
实施例1：
[0020]1) 首先以硝酸铋和钨酸钠为原料，采用水热法合成光催化剂钨酸铋。
[0021]2) 再加入去离子水，在避光条件下快速搅拌并超声，至其分散均匀，其中钨酸铋的质量分数为0.01%。
[0022]3) 然后称取一定量的丙烯酰胺和2
‑
丙烯酰胺基
‑2‑
甲基丙磺酸，依次加入反应器中，充分混合，其中丙烯酰胺和2
‑
丙烯酰胺基
‑2‑
甲基丙磺酸质量比范围为1:2，总单体质量分数为20%。
[0023]4) 通氮驱氧，通氮结束后迅速加入过氧化氢溶液，密闭封口，混合均匀，其中反应体系中过氧化氢与钨酸铋的质量比为2.5:1。
[0024]5) 在光密度为30mW/cm2的金属卤化物可本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种过氧化氢协同光催化剂在可见光下合成有机高分子絮凝剂的方法，其特征在于，首先以硝酸铋和钨酸钠为原料，采用水热法合成光催化剂钨酸铋；再加入去离子水，在避光条件下快速搅拌并超声，至其分散均匀，其中钨酸铋的质量分数为0.01%~0.1%；然后称取一定量的丙烯酰胺和2
‑
丙烯酰胺基
‑2‑
甲基丙磺酸，依次加入反应器中，充分混合，其中丙烯...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑佳娟，夏宇涵，
申请(专利权)人：重庆工商大学，
类型：发明
国别省市：