杂化絮凝剂PSAF-PDMDAAC的制备、表征及应用

发布时间：2023-05-07 14:11

　　混凝作为常规水处理过程中重要的工艺,其核心技术是絮凝剂的开发,絮凝剂的性能好坏直接影响水处理的效果。随着水源污染情况的不断复杂化和多样化,开发新型高效环保的絮凝剂是非常必要的。因此引入材料领域中的杂化合成方法,将有机和无机两种絮凝剂进行杂化制备,使有机相和无机相通过化学键结合,实现分子水平的复合,改变其结构和形貌特征,从而具有更好的絮凝效果。论文采用原位聚合法,将聚硅酸铝铁(PSAF)和二甲基二烯丙基氯化铵单体(DMDAAC)作为原料,以过硫酸铵为引发剂,合成了新型杂化絮凝剂聚硅酸铝铁-聚二甲基二烯丙基氯化铵(PSAF-PDMDAAC)。并优化了杂化絮凝剂PSAF-PDMDAA的合成条件,包括反应时间、反应温度、单体质量分数和引发剂质量分数。结果表明,在单体质量分数为30%、引发剂质量分数为0.5%、反应时间为5 h和反应温度为70℃时,其杂化絮凝剂的特性粘度达到最大为790.43 m L·g^-1。采用电导率分析、红外光谱分析和热重-差热分析对杂化絮凝剂PSAF-PDMDAAC进行表征,分析了杂化絮凝剂PSAF-PDMDAAC中无机组分与有机组分之间是通过聚二甲基...

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【学位级别】：硕士

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中文摘要
英文摘要
1 绪论
    1.1 水资源环境现状
    1.2 絮凝剂的分类及研究现状
        1.2.1 无机絮凝剂
        1.2.2 有机絮凝剂
        1.2.3 微生物絮凝剂
    1.3 复合絮凝剂研究现状
        1.3.1 无机-无机絮凝剂
        1.3.2 有机-有机复合絮凝剂
        1.3.3 无机-有机复合絮凝剂
        1.3.4 微生物复合絮凝剂
    1.4 有机-无机杂化材料及杂化絮凝剂的研究进展
        1.4.1 有机-无机杂化材料分类
        1.4.2 有机-无机杂化材料的合成方法
        1.4.3 有机-无机杂化絮凝剂研究现状
        1.4.4 杂化絮凝剂合成机理研究现状
    1.5 研究目的、内容及技术路线
        1.5.1 研究背景及目的
        1.5.2 研究内容
        1.5.3 技术路线
2 实验材料与方法
    2.1 实验仪器与试剂
        2.1.1 实验仪器
        2.1.2 实验试剂
    2.2 实验方法
        2.2.1 聚合硅酸铝铁(PSAF)的制备
        2.2.2 杂化絮凝剂PSAF-PDMDAAC的制备
    2.3 分析测试方法
        2.3.1 特性粘度的测定
        2.3.2 结构表征方法
3 杂化絮凝剂PSAF-PDMDAAC的制备因素优化及表征
    3.1 引言
    3.2 杂化絮凝剂PSAF-PDMDAAC合成的单因素研究
        3.2.1 反应时间对杂化絮凝剂特性黏度的影响
        3.2.2 反应温度对杂化絮凝剂特性黏度的影响
        3.2.3 引发剂质量分数对杂化絮凝剂特性黏度的影响
        3.2.4 单体质量分数对杂化絮凝剂特性黏度的影响
    3.3 杂化絮凝剂PSAF-PDMDAAC合成的正交实验研究
        3.3.1 正交实验设计
        3.3.2 正交实验结果分析
    3.4 杂化絮凝剂PSAF-PDMDAAC的表征及合成分析
        3.4.1 电导率分析
        3.4.2 红外光谱(FT-IR)分析
        3.4.3 扫描电镜(SEM)分析
        3.4.4 热重-差热(TGA-DSC)分析
        3.4.5 杂化絮凝剂PSAF-PDMDAAC合成机理
    3.5 本章小结
4 杂化絮凝剂PSAF-PDMDAAC的絮凝性能及机理
    4.1 引言
    4.2 实验方法
    4.3 杂化絮凝剂PSAF-PDMDAAC混凝效果的研究
        4.3.1 絮凝剂投加量对混凝效果的影响
        4.3.2 水样的初始温度对混凝效果的影响
        4.3.3 水样的初始p H对混凝效果的影响
    4.4 杂化絮凝剂的絮凝性能及混凝机理研究
        4.4.1 杂化絮凝剂电中和能力研究
        4.4.2 杂化絮凝剂沉降性能研究
        4.4.3 絮体粒径对比
        4.4.4 杂化絮凝剂的混凝机理
    4.5 本章小结
5 杂化絮凝剂PSAF-PDMDAAC对模拟印染废水的脱色应用
    5.1 引言
    5.2 实验方法
    5.3 对活性艳红X-3B混凝脱色效果的研究
        5.3.1 活性艳红X-3B溶液标准曲线的建立
        5.3.2 絮凝剂投加量对活性艳红X-3B脱色的影响
        5.3.3 水样的初始温度对活性艳红X-3B脱色的影响
        5.3.4 水样的初始p H值对活性艳红X-3B脱色的影响
    5.4 对直接耐晒翠兰混凝脱色效果的研究
        5.4.1 直接耐晒翠兰GL溶液标准曲线的建立
        5.4.2 絮凝剂投加量对直接耐晒翠兰GL脱色的影响
        5.4.3 水样的初始温度对直接耐晒翠兰GL脱色的影响
        5.4.4 水样的初始p H值对直接耐晒翠兰GL脱色的影响
    5.5 染料混凝脱色机理探讨
    5.6 本章小结
6 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 创新点
    6.3 展望与建议
参考文献
附录 A.学位论文数据集
致谢



本文编号：3810725