微波辅助改性壳聚糖的制备及其絮凝性能的研究

发布时间：2017-04-16 08:06

  本文关键词：微波辅助改性壳聚糖的制备及其絮凝性能的研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：近几年,随着环保事业的不断发展进步,在水处理工程中开发绿色絮凝剂成为热门的趋势。传统无机盐类和化学合成的聚合物类絮凝剂承受二次污染的风险,而高分子絮凝剂如壳聚糖因有着成本低、易接枝改性以及聚合物可生物降解而中间体无害的优点,得到了广泛的应用。但是壳聚糖作为絮凝剂使用时存在分子量相对较小、水溶性较差以及对pH的适应范围较窄等缺点,导致其使用范围较小,絮凝效果较差,这就要求对壳聚糖进行改性来克服这些缺点,提高其使用性能。本论文采用微波辐射加热方法,以壳聚糖、醚化剂二甲基二烯丙基氯化铵为原材料,制备了壳聚糖接枝共聚物(壳聚糖-二甲基二烯丙基氯化铵),并通过红外光谱分析对改性壳聚糖进行了表征。以接枝率做为衡量标准,并通过正交实验,确定改性壳聚糖的最佳制备条件,以及微波反应温度、反应时间及阳离子浓度这三个因素对接枝共聚反应效果影响大小顺序。以高岭土悬浊液、刚果红模拟印染废水和某污水处理厂实际生活污水作为处理对象,验证了改性壳聚糖的絮凝性能。同时,将微波辐射反应方式和水浴加热反应方式这两种反应方式进行了对比。最终得到的结果是,壳聚糖接枝共聚物最佳制备条件为微波反应温度55℃,微波反应时间20min,壳聚糖0.5g,微波反应功率270W,阳离子醚化剂浓度20%,在此前提下,合成的改性壳聚糖接枝率最高为80%。并且,这三个因素对接枝共聚反应影响大小顺序是微波反应温度阳离子醚化剂浓度微波反应时间。红外光谱分析结果显示,已成功地合成了壳聚糖-二甲基二烯丙基氯化铵接枝共聚物。将微波辐射加热和传统水浴加热两个不同的反应方式对比发现,微波辐射加热具有简单、快速、节能、保持较高接枝率的优点。在絮凝实验中,壳聚糖接枝共聚物去浊率最高达到91.2%,而COD去除率最高达到77.2%,且脱色率最高为84.9%。因此,上述结果可以说明改性壳聚糖的絮凝性能明显高于原料壳聚糖。
【关键词】：壳聚糖 二甲基二烯丙基氯化铵 改性壳聚糖 微波辐射 絮凝性能
【学位授予单位】：大连海事大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X703
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 绪论10-23
• 1.1 絮凝剂的概述10-15
• 1.1.1 无机絮凝剂10-11
• 1.1.2 有机高分子絮凝剂11-12
• 1.1.3 微生物絮凝剂12
• 1.1.4 复合型絮凝剂12
• 1.1.5 絮凝剂的作用机理12-15
• 1.2 壳聚糖的性能及应用15-20
• 1.2.1 壳聚糖的结构16
• 1.2.2 壳聚糖的性质16-17
• 1.2.3 壳聚糖的改性17-18
• 1.2.4 壳聚糖絮凝剂在水处理工程中的应用18-19
• 1.2.5 壳聚糖絮凝剂的国内外研究现状19-20
• 1.3 微波辅助技术20-21
• 1.3.1 微波加热原理20
• 1.3.2 微波加热的特点20-21
• 1.3.3 微波改性21
• 1.4 课题研究内容和意义21-23
• 1.4.1 研究意义21-22
• 1.4.2 研究内容22-23
• 第2章 微波辅助改性壳聚糖的制备23-30
• 2.1 实验仪器与试剂23-24
• 2.1.1 实验仪器23-24
• 2.1.2 实验试剂24
• 2.2 实验原理24-25
• 2.3 实验装置25
• 2.4 实验参数测定方法25-30
• 2.4.1 接枝率的计算25-26
• 2.4.2 浊度的测定26-28
• 2.4.3 COD的测定28
• 2.4.4 吸光度的测定28-29
• 2.4.5 红外光谱分析测定29-30
• 第3章 微波辅助合成改性壳聚糖30-45
• 3.1 改性壳聚糖的制备30
• 3.2 最佳制备条件的确定30-38
• 3.2.1 最佳反应温度的确定31-32
• 3.2.2 最佳反应时间的确定32-34
• 3.2.3 最佳阳离子浓度的确定34-36
• 3.2.4 正交实验确定最佳制备条件36-38
• 3.3 红外光谱分析38-41
• 3.4 微波辐射加热与传统水浴加热对反应的影响41-44
• 3.4.1 不同反应方式对接枝率的影响41-42
• 3.4.2 红外光谱分析42-44
• 3.5 本章小结44-45
• 第4章 改性壳聚糖絮凝性能的研究45-56
• 4.1 高岭土悬浊液的去浊率实验45-49
• 4.1.1 絮凝剂投加量对去浊率的影响45-46
• 4.1.2 pH对去浊率的影响46-47
• 4.1.3 温度对去浊率的影响47-49
• 4.2 实际生活污水的COD去除实验49-52
• 4.2.1 絮凝剂投加量对生活污水中COD去除率的影响49-50
• 4.2.2 pH对生活污水中COD去除率的影响50-51
• 4.2.3 温度对生活污水中COD去除率的影响51-52
• 4.3 刚果红模拟印染废水的脱色率实验52-54
• 4.3.1 絮凝剂投加量对脱色率的影响52-53
• 4.3.2 温度对脱色率的影响53-54
• 4.4 本章小结54-56
• 结论56-58
• 参考文献58-63
• 攻读学位期间公开发表论文63-64
• 致谢64-65
• 作者简介65

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本文编号：310360