淀粉改性高效絮凝剂的合成与应用研究

发布时间：2017-08-20 11:29

  本文关键词：淀粉改性高效絮凝剂的合成与应用研究

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【摘要】：随着我国人口的不断增加和工业的快速发展,水资源短缺问题不断加重,尤其在严重缺水的北方矿区,水资源短缺已成了矿区人们生产与生活的障碍,所以解决缺水问题已刻不容缓。本研究合成出了一种高效的煤矿废水处理剂,它可以将矿区涌出的大量煤矿废水进行处理后回收利用。这样不但可以解决矿区严重的缺水问题,而且还可以为矿区的企业带来经济效益。本研究所述的淀粉改性高效絮凝剂是用豌豆淀粉接枝丙烯酰胺(AM)合成的,然后通过EA、FT-IT、SEM、TGA、NMR表征手段对该絮凝剂进行表征,表征结果显示合成淀粉改性高效絮凝剂是成功的。进而研究了合成条件对新絮凝剂性能的影响,发现最优合成参数为：反应物豌豆和AM的质量比为1：2；反应温度为65℃；引发剂硝酸铈铵的用量是0.02mol·L~(-1);醚化剂(3-氯-2-羟基丙基)三甲基氯化铵的用量是0.11mol·L~(-1)和NaOH的用量是0.06 mo1·L~(-1)。最后,对合成的絮凝剂在煤矿废水中的应用条件做了相关研究,发现最佳的淀粉改性高效絮凝剂的投加量是40 mg·L~(-1),且在pH为6-8的煤矿废水中具有不凡的废水处理效果,与传统的PAM絮凝剂相比较,合成的新絮凝剂的确有高效的煤矿废水处理效果。因此,本研究合成的淀粉改性高效絮凝剂完全可以用作一种煤矿废水处理的新型絮凝剂,以及它在煤矿废水处理方面的高效性,一定可以解决我国北方矿区的缺水问题。同时本研究合成的淀粉改性高效絮凝剂还是一种环境友好型水处理剂,相信在环保要求越来越严格的未来有很好的应用前景。
【关键词】：豌豆淀粉 絮凝剂 合成 共聚 丙烯酰胺
【学位授予单位】：西北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X752
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 绪论9-25
• 1.1 矿井水10-14
• 1.1.1 煤矿井水开发利用的意义10-11
• 1.1.2 煤矿井水的特点及分类11
• 1.1.3 煤矿废水处理利用概况11-12
• 1.1.4 煤矿井水的主要处理方法12-14
• 1.2 絮凝剂的类型与特点14-19
• 1.2.1 无机絮凝剂14-16
• 1.2.2 有机絮凝剂16-18
• 1.2.3 微生物絮凝剂18
• 1.2.4 各类絮凝剂的特点18-19
• 1.3 絮凝机理19-21
• 1.3.1 DLVO理论19-20
• 1.3.2 电中和吸附凝聚理论20
• 1.3.3 吸附架桥理论20-21
• 1.3.4 表面覆盖理论21
• 1.4 选题的意义和研究内容21-25
• 第二章 淀粉改性高效絮凝剂的研究25-31
• 2.1 淀粉改性絮凝剂简介25
• 2.2 淀粉改性絮凝剂的发展25-27
• 2.2.1 淀粉接枝共聚类改性絮凝剂的发展26
• 2.2.2 淀粉醚类改性絮凝剂的发展26-27
• 2.2.3 淀粉黄原酸酯类改性絮凝剂的发展27
• 2.3 淀粉改性高效絮凝剂的合成方法27
• 2.4 淀粉改性高效絮凝剂的絮凝机理27-28
• 2.4.1 淀粉改性高效絮凝剂的架桥絮凝机理28
• 2.4.2 淀粉改性高效絮凝剂的电中和机理28
• 2.4.3 淀粉改性高效絮凝剂的表面覆盖机理28
• 2.5 淀粉改性高效絮凝剂的絮凝过程28-31
• 第三章 淀粉改性高效絮凝剂的合成31-53
• 3.1 实验材料31-32
• 3.1.1 实验药品31
• 3.1.2 实验仪器与设备31-32
• 3.2 实验装置图32-33
• 3.3 淀粉改性高效絮凝剂的合成33-34
• 3.4 接枝效率的定义34-35
• 3.5 表征手段35
• 3.6 絮凝剂絮凝性能的测定35
• 3.7 结果与讨论35-51
• 3.7.1 元素分析35-36
• 3.7.2 红外分析结果36-37
• 3.7.3 扫描电镜分析结果37-38
• 3.7.4 热重分析38-39
• 3.7.5 核磁共振分析39-40
• 3.7.6 淀粉种类对合成絮凝剂性能的影响40-41
• 3.7.7 引发剂对合成絮凝剂性能的影响41-43
• 3.7.8 醚化剂对合成絮凝剂性能的影响43-44
• 3.7.9 豌豆淀粉和丙烯酰胺的质量比对合成絮凝剂性能的影响44-45
• 3.7.10 氢氧化钠添加量对合成絮凝剂性能的影响45-46
• 3.7.11 糊化温度对合成絮凝剂性能的影响46-47
• 3.7.12 搅拌速度对合成絮凝剂性能的影响47-48
• 3.7.13 反应温度对合成絮凝剂性能的影响48-49
• 3.7.14 反应时间对合成絮凝剂性能的影响49-50
• 3.7.15 接枝率对合成絮凝剂性能的影响50-51
• 3.8 小结51-53
• 第四章 淀粉改性高效絮凝剂应用及絮凝性能的研究53-61
• 4.1 矿井水的自沉实验53-54
• 4.2 投加量对絮凝剂絮凝性能的影响54-55
• 4.3 废水的pH值对絮凝剂絮凝性能的影响55-56
• 4.4 不同静置时间对新合成絮凝剂废水处理的影响56-57
• 4.5 不同絮凝剂的絮凝性能的对比57-59
• 4.6 小结59-61
• 结论61-62
• 建议62-63
• 参考文献63-67
• 攻读硕士学位期间取得的科研成果67-69
• 致谢69

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