[发明专利]一种利用低温等离子体法制备壳聚糖基絮凝剂的工艺

说明书

本发明公开了一种利用低温等离子体法制备壳聚糖基絮凝剂的工艺，涉及絮凝剂加工技术领域，包括以下步骤：(1)低温等离子体处理，(2)微波处理，(3)微粉化，(4)化学改性，(5)絮凝剂制备。本发明利用低温等离子体法使壳聚糖在不发生分子链断裂的条件下形成三维网状结构，从而增强壳聚糖对污水中杂质成分的絮凝效果；并通过聚(N‑异丙基丙烯酰胺)、烯丙基缩水甘油醚和纳米胶粉的协同作用使所制絮凝剂对污水的净化能力，经絮凝作用来显著降低COD值以及金属离子的含量，从而减轻后续污水处理难度。

技术领域：

本发明涉及絮凝剂加工技术领域，具体涉及一种利用低温等离子体法制备壳聚糖基絮凝剂的工艺。

背景技术：

絮凝法又称凝聚法，是向污水中投加一定比例的絮凝剂，在污水中生成亲油性的絮状物，使微小油滴吸附于其上，然后用沉降或气浮的方法将油分去除。絮凝剂按照其化学成分总体可分为无机絮凝剂和有机絮凝剂两类。其中无机絮凝剂又包括无机凝聚剂和无机高分子絮凝剂，有机絮凝剂又包括合成有机高分子絮凝剂、天然有机高分子絮凝剂和微生物絮凝剂。

目前广泛应用的无机絮凝剂主要包括硫酸铝、氯化铝、硫酸铁和氯化铁，无机高分子絮凝剂主要包括聚合氯化铝、聚合硫酸铝、聚合氯化铁和聚合硫酸铁，有机高分子絮凝剂主要包括聚丙烯酸钠和聚丙烯酰胺。虽然这些絮凝剂的使用环保性强，但絮凝效果有限。为了提高对污水的初步处理能力，还需基于絮凝原理开发出新型高效絮凝剂。

发明内容：

本发明所要解决的技术问题在于提供一种原料价廉易得且环保性强的利用低温等离子体法制备壳聚糖基絮凝剂的工艺，所制絮凝剂对污水的处理效果显著。

本发明所要解决的技术问题采用以下的技术方案来实现：

一种利用低温等离子体法制备壳聚糖基絮凝剂的工艺，包括以下步骤：

(1)低温等离子体处理：将壳聚糖放入等离子体反应器的真空室中，抽真空至1Pa，然后通氮气至真空室压力达到10Pa，温度控制在55-60℃，放电功率300-450W，持续放电时间5-10min，停止放电；

(2)微波处理：将经低温等离子体处理后的壳聚糖加水搅拌使含水量达到50-55wt％，并加入硅烷偶联剂，搅拌均匀，再于微波频率2450MHz、输出功率700W下微波处理3-5min，微波处理结束后自然冷却至室温；

(3)微粉化：将经微波处理后的壳聚糖送入冷冻干燥机中，干燥所得固体经超微粉碎机制成微粉，即得壳聚糖微粉；

(4)化学改性：将壳聚糖微粉和焦谷氨酸混合后加水溶解完全，并滴加稀硫酸调节溶液pH值至4-5，再加热至50-55℃保温搅拌反应，反应结束后静置2-3h，经离心后过滤，所得滤渣送入冷冻干燥机中，干燥所得固体经超微粉碎机制成微粉，即得改性壳聚糖；

(5)絮凝剂制备：向所制改性壳聚糖中加入聚(N-异丙基丙烯酰胺)和烯丙基缩水甘油醚，充分混合后送入制粒机中，经干法制粒制成60-80目的颗粒，最后将颗粒经超微粉碎机制成200-300目的微粉，即得絮凝剂。

所述步骤(2)中壳聚糖、硅烷偶联剂的质量比为50:1-10。

所述步骤(4)中壳聚糖微粉、焦谷氨酸的质量比为50:5-15。

所述步骤(5)中改性壳聚糖、聚(N-异丙基丙烯酰胺)、烯丙基缩水甘油醚的质量比为50:1-10:0.5-5。

所述硅烷偶联剂选自乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、γ-缩水甘油氧丙基三甲氧基硅烷中的一种。

所述焦谷氨酸选自L-焦谷氨酸、D-焦谷氨酸中的一种或两者以任意比的混合物。

所述絮凝剂制备时还加入了纳米胶粉，纳米胶粉与改性淀粉的质量比为0.5-5:50。