新型聚硅酸金属盐—壳聚糖复合絮凝剂的制备及性能研究

发布时间：2019-10-10 13:44

【摘要】：本文以壳聚糖、硫酸锌、硫酸镁、硅酸钠、硫酸铝等为主要原料，制备了2种絮凝剂。分别为聚硅酸铝锌-壳聚糖（Poly silicate-sulfatealunminum-zinc-chitosan,简称PSAZ-CTS）絮凝剂，另一种为聚硅酸铝镁-壳聚糖(Poly silicate-sulfate alunminum magnesium-chitosan,简称PSAM-CTS)絮凝剂。文章探究了M/Si摩尔比、Al/Zn(或Mg)摩尔比、M/CTS质量比、反应温度、反应pH、熟化时间、絮凝条件等因素对2种絮凝性能的影响。采用傅立叶红外光谱研究聚硅酸、壳聚糖、金属离子三者化学键合情况，X-射线衍射分析了聚硅酸、壳聚糖、金属离子水解产物三者之间的作用情况，用扫描电镜观察2种絮凝剂的微观形貌。最后对PSAZ-CTS絮凝剂及PSAM-CTS絮凝剂的经济及社会效益进行分析。实验结果分析表明：M/Si摩尔比、Al/Zn(或Mg)摩尔比、M/CTS质量比、反应温度、反应pH、熟化时间、絮凝条件等因素对2种絮凝剂的絮凝性能有一定的影响。对于PSAZ-CTS絮凝剂：当M/Si=1/1、Al/Zn=5/1、M/CTS=4、反应温度为40℃、反应pH为1.4、熟化时间为1d时，PSAZ-CTS絮凝剂对松花江江水的处理效果最佳，浊度及色度去除率为97.19%、96.08%。对于PSAM-CTS絮凝剂：当M/Si=0.8/1、Al/Zn=10/1、M/CTS=8、反应温度为60℃、反应pH为1.32、熟化时间为1d时，PSAM-CTS絮凝剂对松花江江水的处理效果最佳，浊度及色度去除率为96.62%、95.63%。絮凝实验结果表明两种絮凝剂投加量少（1mL/500mL），能够适应较宽的pH（7-9）范围，对于低温污水处理效果也比较好，浊度去除率能够达到97%左右，色度去除率能够达到90%左右。 PSAZ-CTS絮凝剂及PSAM-CTS絮凝剂的红外谱图上均出现了壳聚糖及聚硅酸与金属离子键合的特征峰，证明壳聚糖和聚硅酸经过反应与金属离子链接在一起。X射线衍射分析表明聚硅酸、壳聚糖及金属离子发生了反应，生成了无定型的聚合物。扫描电镜表明2种絮凝剂呈现空间立体结构，利于桥架和网捕水中的胶体粒子。经过分析，PSAZ-CTS絮凝剂及PSAM-CTS絮凝剂的经济及社会效益很大，具有广阔的前景。
【图文】：

壳聚糖

N)n。壳聚糖的结构如图1.1所示：图1.1 壳聚糖的结构壳聚糖呈白色偏褐色片状固体，由于其制备原材料及方法有所差异，脱乙酰度有所不同，相对分子质量也从数十万到数百万[36]。壳聚糖溶解性很差，不能溶于中性以及碱性溶液中，只能溶解在盐酸这类极少数的无机酸和部分有机酸中，在实验室中，往往采用1%的醋酸溶液作为溶剂来溶解壳聚糖，溶解效果比较好。壳聚糖的特征基团为羟基(-OH)和氨基(-NH2)（图1.1），这一特殊的结构特征决定了壳聚糖的性质。-NH2很容易在酸性介质中发生质子化反应

色度去除率,浊度,聚硅酸铝

色聚硅酸铝锌-壳聚糖复合絮凝剂液体。3 制备过程中各因素的影响对聚硅酸铝锌-壳聚糖絮凝剂的制备，根据前期预实验的初步探索，+Zn)/n(Si)、n(Al)/n(Zn)、m(Al+Zn)/m(CTS)、反应温度、反应 pH、熟化素进行优化。在不同条件下制备的絮凝剂用来处理松花江江水，，以浊度除率为衡量指标，对制备条件进行考察。.1 n(Al+Zn)/n(Si)的影响在聚硅酸铝锌-壳聚糖复合型絮凝剂的制备过程中，金属离子与硅的摩凝效果有很重要的的影响。因此设置 n(Al+Zn)/n(Si)=0.6、0.8、1.0、1. 种配比来制备复合型絮凝剂。其中控制其他条件保持不变（n(Al)/n(Znl+Zn)/m(CTS)=5.5、反应温度为 40 ℃、反应 pH 为 3.4、熟化时间为 2按照相同的投药量进行混凝实验，处理松花江水。实验结果如图 3.1 所
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TQ317;X703

【参考文献】