海藻酸钠接枝聚丙烯酰胺絮凝剂的合成及絮凝性能研究_李忠琳

Researchonthepreparationoftheflocculant，sodiumalginate-graft-polyacrylamideanditsflocculatingcapacityLiZhonglin1，2，YuPing1，LuoYunbai1（1.CollegeofChemistryandMolecularSciences，WuhanUniversity，Wuhan430072，China；2.InstituteofResearchandDesigning，WuhanUniversityofTechnology，Wuhan430072，China）海藻酸钠接枝聚丙烯酰胺絮凝剂的合成及絮凝性能研究李忠琳1，2，于萍1，罗运柏1（1.武汉大学化学与分子科学学院，湖北武汉430072；2.武汉工程大学研究设计院，湖北武汉430072）［摘要］采用过硫酸钾-亚硫酸氢钠引发海藻酸钠和丙烯酰胺接枝共聚制备海藻酸钠接枝聚丙烯酰胺，考察了引发剂浓度、聚合温度、聚合时间对接枝共聚的影响，得到最佳工艺条件为：过硫酸钾和亚硫酸氢钠均为5mmol/L、温度30℃、时间12h。并用红外光谱、热重分析对产物进行了表征，同时对该接枝共聚物进行了絮凝性能试验。结果表明，该接枝共聚物的絮凝效果优于海藻酸钠和聚丙烯酰胺。［关键词］海藻酸钠；丙烯酰胺；接枝共聚；絮凝［中图分类号］TQ316.343［文献标识码］B［文章编号］1005-829X（2010）07-0046-04Abstract：Potassiumpersulphate-sodiumbisulfatehasbeenusedforinitiatingthepreparationofgraftcopolymersofsodiumalginatewithpolyacylamide.Theeffectsoftheinitiatorconcentration，reactiontemperatureandreactiontimeongraftcopolymersareinvestigated.Theoptimalconditionsareasfollows：initiatorconcentrationsare5mmol/L，re-actiontemperature30℃，andreactiontime12h.Infraredspectrumandthermogravimetricanalysisareusedtochar-acterizetheproduct.Atthesametime，theflocculatingcapacityofthiscopolymeristested.Theexperimentalresultsindicatethatflocculatingcapacityofthisgraftcopolymerisbetterthanthatofsodiumalginateandpolyacylamide.Keywords：sodiumalginate；acrylamide；graftcopolymerization；flocculation海藻酸钠又名褐藻酸钠（SA），是从海带中提取的天然多糖碳水化合物，其来源广泛、无毒、生物降解性好〔1〕。由于其结构单元上有—OH，使它具有一定的活性，可以与乙烯基单体或其他单体进行接枝反应〔2〕。关于将海藻酸钠与丙烯酰胺接枝共聚物改性作为絮凝剂的研究目前报道甚少。笔者用过硫酸钾与亚硫酸氢钠组成的氧化还原引发剂引发海藻酸钠与丙烯酰胺的接枝共聚反应，以改善海藻酸钠的架桥絮凝能力，得到一种接枝共聚物〔3〕。采用单因素法，以接枝率和接枝效率为依据，考察了各因素对海藻酸钠与丙烯酰胺接枝共聚反应的影响，并对海藻酸钠和丙烯酰胺的接枝共聚物的絮凝性能进行了评定。1实验仪器与材料仪器：S312数显恒速搅拌器，SSY-H不锈钢恒温水浴锅，ST-DZF-6021真空干燥箱，NEXUS670傅里叶红外光谱仪，SETSYS综合热分析仪，JJ-六联电动搅拌器，DRB200-COD消解仪，DR/890-COD测试仪，DR/890-浊度测试仪。材料：海藻酸钠（国药集团化学试剂有限公司，化学纯）；丙烯酰胺，过硫酸钾，亚硫酸氢钠，甲酰胺，冰乙酸，丙酮，聚丙烯酰胺（PAM，相对分子质量为500万）均为分析纯。2接枝共聚物的合成与分析方法2.1接枝共聚物的合成取1g海藻酸钠置于500mL的三口烧瓶中，加入一定量的去离子水，搅拌至海藻酸钠完全溶解，水浴加热到一定的温度后恒温。通氮气10min，向反应器中加入3.412g丙烯酰胺，继续通氮气10min除氧后，先加入一定量的过硫酸钾，然后在30min内分3次加完亚硫酸氢钠。继续通氮气1h，并反应第30卷第7期2010年7月工业水处理In