接枝改性淀粉絮凝剂的制备与应用_陈慧玉

第33卷第4期辽宁化工Vol.33,No.42004年4月LiaoningChemicalIndustryApril,2004接枝改性淀粉絮凝剂的制备与应用陈慧玉,王慧龙,辛剑(大连理工大学化工学院,辽宁大连116024)摘要:接枝改性淀粉絮凝剂具有无毒,易于生物降解,价廉等优点,在污水处理上的应用越来越广泛。这种絮凝剂一般是通过引发剂引发,进行自由基聚合反应,在淀粉半刚性的长链上接枝其它单体来合成的。这种絮凝剂具有网状结构,将污水中的悬浮颗粒通过架桥作用絮凝沉淀下来。就目前的几大引发体系,综述了近年来国内外接枝改性淀粉絮凝剂的研究与应用进展,并对以后的研究方向给予一定的建议。关键词:改性淀粉;絮凝剂;接枝共聚;水处理中图分类号:TQ316.343文献标识码:A文章编号:10040935(2004)04023304淀粉是一种来源广泛的天然高分子,价格低廉。淀粉分子中有很多的羟基,通过这些羟基的酯化,醚化,氧化,交联,接枝共聚等反应,从而达到淀粉改性。改性后的淀粉应用广泛,其中之一就是作为絮凝剂。改性淀粉絮凝剂由于具有无毒,易于生物降解等特性,在工业水处理中越来越受到重视。在半刚性的淀粉长链上接枝其它单体,一般是通过引发剂引发,进行自由基聚合反应来完成的,能与淀粉长链接枝的单体常见的有丙烯酰胺、丙烯、二甲基二烯丙基氯化铵、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸酯、苯乙烯、丁二烯、丙烯酸等。在淀粉接枝共聚过程中,根据引发剂引发机理的不同而分为化学引发和辐射引发。化学引发剂有过氧化物和偶氮类化合物,如过氧化苯甲酰和偶氮二异丁腈;还有过渡金属高价态离子V(Ⅴ)[1],Cr(Ⅵ)[2]等亦可引发淀粉接枝反应。目前研究较多的接枝改性淀粉絮凝剂有以下几类:(1)硝酸铈铵引发和锰盐引发的改性淀粉絮凝剂;(2)Fen-ton's试剂引发和其它过氧化物引发的改性淀粉絮凝剂;(3)辐射法进行引发的改性淀粉絮凝剂。1硝酸铈铵引发和锰盐引发Mino和Kaizerman[3]首先提出Ce4+盐引发体系,Ce4+盐通常系硝酸铈铵,溶于稀硝酸中,它与淀粉先形成络合物,该络合物在适当温度分解时Ce4+还原为Ce3+,而淀粉分子里葡萄糖单元上羟基中的氢被氧化形成H+,使淀粉形成自由基,同时伴随着C━C键的断裂。淀粉自由基在单体存在下马上引发单体接枝共聚,形成接枝链。RathSH[4]等利用Ce4+氧化还原体系引发淀粉与丙烯酰胺进行接枝共聚反应,淀粉接枝率达到94.9%,支链相对分子量超过300万,对工业污水的处理效果要比无机絮凝剂(如硫酸铝)好。全易等[5]用玉米淀粉和环氧氯丙烷交联后,用Ce4+作为引发剂,把丙烯腈接枝到交联淀粉上,随后通过皂化将腈基转化为羧基,制得羧基淀粉接枝共聚物(ISC);或把交联淀粉与氯乙酸反应,制备了羧甲基交联淀粉絮凝剂(CCMS),这种絮凝剂具有优良的吸附重金属离子的能力,并可以重复使用。李淑红等人[6]以硝酸铈铵为引发剂,制得了淀粉-丙烯酰胺接枝物,通过对高矿化度油田废水的处理实验表明:它对高矿化度油田废水中的浊度和COD的去除有良好的性能。赵彦生等人[7]用硝酸铈铵为引发剂,使玉米淀粉和丙烯酰胺接枝共聚,再加入甲醛和二甲胺进行阳离子化,制得CS-GM阳离子絮凝剂,对印染废水的处理比聚丙烯收稿日期:2004-01-12作者简介:陈慧玉(1977-),男,在读硕士。第33卷第4期辽宁化工Vol.33,No.42004年4月LiaoningChemicalIndustryApril,2004接枝改性淀粉絮凝剂的制备与应用陈慧玉,王慧龙,辛剑(大连理工大学化工学院,辽宁大连116024)摘要:接枝改性淀粉絮凝剂具有无毒,易于生物降解,价廉等优点,在污水处理上的应用越来越广泛。这种絮凝剂一般是通过引发剂引发,进行自由基聚合反应,在淀粉半刚性的长链上接枝其它单体来合成的。这种絮凝剂具有网状结构,将污水中的悬浮颗粒通过架桥作用絮凝沉淀下来。就目前的几大引发体系,综述了近年来国内外接枝改性淀粉絮凝剂的研究与应用进展,并对以后的研究方向给予一定的建议。关键词:改性淀粉;絮凝剂;接枝共聚;水处理中图分类号:TQ316.343文献标识码:A文章编号:10040935(2004)04023304淀粉是一种来源广泛的天然高分子,价格低廉。淀粉分子中有很多的羟基,通过这些羟基的酯化,醚化,氧化,交联,接枝共聚等反应,从而达到淀粉改性。改性后的淀粉应用广泛,其中之一就是作为絮凝剂。改性淀粉絮凝剂由于具有无毒,易于生物降解等特性,在工业水处理中越来越受到重视。在半刚性的淀粉长链上接枝其它单体,一般是通过引发剂引发,进行自由基聚合反应来完成的,能与淀粉长链接枝的单体常见的有丙烯酰胺、丙烯、二甲基二烯丙基氯化铵、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸酯、苯乙烯、丁二烯、丙烯酸等。在淀粉接枝共聚过