申请日2016.11.14
公开(公告)日2017.03.15
IPC分类号C02F1/56; C02F1/52
摘要
一种阳离子型复合磁性絮凝剂，在二甲基二烯丙基氯化铵和丙烯酰胺单体共聚反应过程中，引入经过油酸改性的Fe3O4颗粒，加入引发剂后合成的新型复合磁絮凝剂，CMF。经过FTIR、XRD、TG和SEM分析表明，Fe3O4以磁核的形式均匀地分散在CMF中，且CMF中含有DMDAAC和AM特征官能团，有机物质量分数为62%。在高岭土模拟废水的混凝沉淀试验中，使用CMF作为絮凝剂相对于聚丙烯酰胺和聚合氯化铝，在较短的沉淀时间内取得了较高的浊度去除率。
权利要求书
1.一种阳离子型复合磁性絮凝剂，其特征在于：
在二甲基二烯丙基氯化铵和丙烯酰胺单体共聚反应过程中，引入经过油酸改性的Fe3O4颗粒，加入引发剂后合成的新型复合磁絮凝剂，
具体操作如下：
按固液比为7-10g/ml的比例称取丙烯酰胺单体和二甲基二烯丙基氯化铵，溶于40-60倍蒸馏水中;
然后投加经过油酸改性的Fe3O4颗粒，Fe3O4颗粒与丙烯酰胺单体的质量比为1：20-30;
搅拌均匀后通入氮气，30min后，投加引发剂，在40-50℃水浴中连续搅拌4-8h;产物经丙酮洗涤，真空干燥后粉碎，即可获得阳离子型复合磁性絮凝剂。
2.根据权利要求1所述的阳离子型复合磁性絮凝剂，其特征在于：经过油酸改性的Fe3O4颗粒是通过以下方式得到的：在50ml蒸馏水中加入1.5-3.0g的纳米Fe3O4颗粒，超声分散10-30min，形成均匀的悬浮液，向悬浮液缓慢倒入油酸，油酸与蒸馏水的体积比为0.8-1.5：1，并50-68℃恒温水浴中振荡24h，随后用丙酮洗涤3次，产物再经丙酮索式抽提48h后，在真空干燥箱中干燥24h，即得。
3.根据权利要求1所述的阳离子型复合磁性絮凝剂，其特征在于：所述引发剂为过硫酸钾和亚硫酸氢钠，过硫酸钾加入的量为丙烯酰胺单体的质量的0.05-0.10%，亚硫酸氢钠加入的量为丙烯酰胺单体的质量的1-5%。
说明书
一种阳离子型复合磁性絮凝剂及其在废水处理中的应用
技术领域
本发明涉及一种水处理技术，特别是一种阳离子型复合磁性絮凝剂及其在废水处理中的应用。
背景技术
混凝沉淀工艺在给水处理与排水处理过程中均有广泛的应用。目前，国内外的石化、钢铁、冶金、造纸、食品、印染、纺织和酿造等多种行业的废水处理中，使用混凝沉淀法的约占55%～75%，给水处理几乎100%使用混凝沉淀法作为净水手段。混凝沉淀法的技术核心是絮凝剂的应用，絮凝剂的性能决定了水处理效果的优劣和混凝工艺运行费用的高低。因此，研制和开发经济、高效、安全的水处理絮凝剂是国内外研究学者的重要研究方向之一。Fe3O4颗粒由于其低毒性、便于分离的特性，被广泛地用于磁分离技术。将Fe3O4颗粒作为磁种，与聚合硫酸铁形成复配絮凝剂，用于含砷废水的处理，取得了较好的效果。但是复配絮凝剂操作复杂，对人员素质要求较高。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提出了一种能够简化操作程序、综合性能最佳的阳离子型复合磁性絮凝剂。
本发明要解决的技术问题是通过以下技术方案来实现的，一种阳离子型复合磁性絮凝剂，其特点是：在二甲基二烯丙基氯化铵和丙烯酰胺单体共聚反应过程中，引入经过油酸改性的Fe3O4颗粒，加入引发剂后合成的新型复合磁絮凝剂，
具体操作如下：
按固液比为7-10g/ml的比例称取丙烯酰胺单体和二甲基二烯丙基氯化铵，溶于40-60倍蒸馏水中;
然后投加经过油酸改性的Fe3O4颗粒，Fe3O4颗粒与丙烯酰胺单体的质量比为1：20-30;
搅拌均匀后通入氮气，30min后，投加引发剂，在40-50℃水浴中连续搅拌4-8h;产物经丙酮洗涤3次，真空干燥后粉碎，即可获得阳离子型复合磁性絮凝剂。
本发明要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，经过油酸改性的Fe3O4颗粒是通过以下方式得到的：在50ml蒸馏水中加入1.5-3.0g的纳米Fe3O4颗粒，超声分散10-30min，形成均匀的悬浮液，向悬浮液缓慢倒入油酸，油酸与蒸馏水的体积比为0.8-1.5：1，并50-68℃恒温水浴中振荡24h，随后用丙酮洗涤3次，产物再经丙酮索式抽提48h后，在真空干燥箱中干燥24h，即得。
本发明要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，所述引发剂为过硫酸钾和亚硫酸氢钠，过硫酸钾加入的量为丙烯酰胺单体的质量的0.05-0.10%，亚硫酸氢钠加入的量为丙烯酰胺单体的质量的1-5%。
本发明与现有技术相比，在二甲基二烯丙基氯化铵和丙烯酰胺单体共聚反应过程中，引入经过油酸改性的Fe3O4颗粒，合成一种新型阳离子复合磁絮凝剂CMF。经过FTIR、XRD、TG和SEM分析表明，Fe3O4以磁核的形式均匀地分散在CMF中，且CMF中含有DMDAAC和AM特征官能团，有机物质量分数为62%。在高岭土模拟废水的混凝沉淀试验中，使用CMF作为絮凝剂相对于聚丙烯酰胺和聚合氯化铝，在较短的沉淀时间内取得了较高的浊度去除率。