[发明专利]阳离子改性交联瓜尔胶及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种瓜尔胶及其制备方法和应用，特别涉及一种阳离子改性交联瓜尔胶及其制备方法和应用。

背景技术

随着现代工业的快速发展及人们生活质量的不断提高，用水量迅猛增加。水资源与水环境之间的矛盾也越来越突出，为保证水资源的可持续利用，解决水环境污染问题已迫在眉睫。絮凝作为废水处理的任意一种重要方法，因其经济、简便的特点得到了广泛的应用。当前，国内外应用比较广的絮凝剂主要分为无机盐类絮凝剂和有机高分子絮凝剂两大类。

无机盐类絮凝剂即金属盐类絮凝剂，主要包括铝盐类和铁盐类，广泛用于饮用水、工业用水的净化处理以及地下水、废水淤泥的脱水处理等。该类絮凝剂对水中悬浮颗粒以及溶解性有机物质都具有较好的去除效果。但是该类絮凝剂也存在一定的弊端，由于铁盐类絮凝剂在水溶液中有较强的腐蚀性，在废水处理中会腐蚀设备，而铝盐类絮凝剂在处理废水时会在水中留有较高的残留量，导致水体二次污染。一旦进入人体后，便会通过蓄积参与生物化学反应，置换人体必需的营养元素和微量元素，使之流失或沉积，干扰破坏人体各部位的生理功能，导致疾病的发生。

与无机类絮凝剂相比较，有机高分子类絮凝剂具有品种多样，用量少，絮凝速度快、受共存盐类、pH值及温度影响小、生成污泥量少、容易处理等优点，因而有着广阔的应用前景。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种阳离子改性交联瓜尔胶及其制备方法和应用，以克服现有技术的不足。

为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：

本发明实施例提供了一种阳离子改性交联瓜尔胶的制备方法，包括如下步骤：

（1）将1重量份的瓜尔胶和2-5重量份的溶剂混合并加入0.2-3重量份的碱性催化剂进行碱化，碱化时间为15-100分钟；

（2）在保护气氛中，向步骤（1）所获得的混合反应体系内加入0.1-0.8重量份的阳离子醚化剂及0.01-0.5重量份的交联剂进行反应，反应时间为2-10个小时，反应温度为40-100℃，反应结束后，收集粗产物并干燥处理；

（3）将步骤（2）获得的经干燥处理的产物中加入0.01-0.1重量份的稀土增效剂及0.01-1重量份的晶核形成剂，混合均匀后获得所述阳离子改性交联瓜尔胶。

较为优选的，所述溶剂包括甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、石油醚或丙酮中的任意一种或两种以上的组合，但不限于此。

较为优选的，所述碱性催化剂包括二乙醇胺、乙醇胺、三乙醇胺、二乙烯三胺和氢氧化钠中的任意一种或两种以上的组合。

较为优选的，所述碱性催化剂溶液的浓度为20-30wt％。

较为优选的，所述阳离子醚化剂包括2,3-环氧丙基三甲基氯化铵、3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵、甲基丙烯酸二甲胺基乙酯一氯甲烷季胺、甲基丙烯酸二甲胺基乙酯氯化苄季铵或丙烯酸二甲胺基乙酯一氯甲烷季胺中的任意一种或两种以上的组合。

较为优选的，所述交联剂包括二乙烯基苯、二异氰酸酯、二甲基丙烯酸乙二醇酯、N,N-亚甲基双丙烯酰胺、2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧化己烷、正硅酸乙酯、正硅酸甲酯、三甲氧基硅烷中的任意一种或两种以上的组合。

较为优选的，所述稀土增效剂包括三氯化镧、四氯化铈、氯化钕、氧化镨、氧化钐中的任意一种或两种以上的混合物；所述晶核形成剂选自纳米二氧化钛、纳米二氧化硅、纳米氧化铝、纳米氧化锌、纳米碳酸钙、纳米氧化锆中的任意一种或两种以上的组合。

本发明实施例提供了由所述方法制备的阳离子改性交联瓜尔胶，其中阳离子的取代度为20-25％。

本发明实施例还提供了所述阳离子改性交联瓜尔胶于制备污水絮凝剂或泥饼脱水剂中的用途。

进一步的，所述阳离子改性交联瓜尔胶作为絮凝剂时，在污水中的有效用量为1 mg/L～10 mg/L。

与现有技术相比，本发明的优点包括：该阳离子改性交联瓜尔胶可用于污水处理的絮凝剂和泥饼脱水剂，其絮凝效果相对于常规的絮凝剂有大幅的提高，能使污水的浊度降低到0.02以下。

附图说明

图1是本发明实施例3中阳离子改性交联瓜尔胶的¹H NMR谱图；

图2是本发明作为的絮凝剂加入量和水样浊度的关系。

图3是国内某制药企业生物发酵废水处理前后的对比图。

具体实施方式