[发明专利]一种环境友好型絮凝剂及制备方法

说明书

本发明涉及一种环境友好型絮凝剂及制备方法，该絮凝剂是化学键链接的阳离子型壳聚糖絮凝剂CTS‑g‑PDAC，结构为：。该絮凝剂的制备过程如下：首先在石英反应皿当中将壳聚糖溶解在醋酸溶液当中，加入丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵（DAC）单体混合均匀后，充氮气后加入引发剂硝酸铈铵与偶氮二异丙基咪唑啉盐酸盐（V‑044）,在紫外灯下进行反应，生成的产品经熟化、洗涤精制、干燥研磨后即得到最终产物。本发明采用两种不同类型的引发剂，能够促进接枝共聚反应的充分进行，制备出的絮凝剂性能优良，而且具有环境友好、生产能耗低、生产效率高、操作简单易于控制等优点，本发明具有良好的市场应用前景。

技术领域

本发明涉及水处理絮凝剂技术领域，具体涉及一种环境友好型絮凝剂及制备方法。

背景技术

随着国民经济的发展与社会的进步，人们对于水环境质量要求越来越高，其中饮用水健康是保证人们生活的最基本前提，国家也高度重视饮用水的安全保障工作。现行的《生活饮用水卫生标准》（GB 5749-2006）中包含了106项饮用水指标，相较于原有的GB5749-1985有大幅提升，并且部分指标的限值也更加严格。

絮凝由于具有操作简单、处理效果优良等优点，是目前最常用的水处理工艺方式之一。絮凝剂是絮凝工艺的关键与核心，絮凝剂的性能直接决定絮凝工艺处理效果的好坏。但是，目前常用的各类絮凝剂不够环境友好，对人体有不同程度的危害。例如，尽管铝基无机高分子絮凝剂具有价格低廉、絮凝效果好的优点，而且也是目前给水厂最为常用的絮凝剂，但是上述絮凝剂在使用过程中，会使得微量的铝离子残留在水体当中，引起水体金属离子含量增高，如果人们长期饮用这种水，必定会损害健康。此外，合成型有机高分子絮凝剂，如聚丙烯酰胺类絮凝剂，其具有用量少、适应pH范围广等优势，尽管聚丙烯酰胺本身没有毒性，但是其高聚物当中会含有一定量未聚合反应的丙烯酰胺单体，这类单体具有一定的神经毒性，因此给水厂当中应慎用聚丙烯酰胺类絮凝剂来净化水体。因此，研究和应用高效低耗、环境友好的絮凝剂具有重要的现实意义。

甲壳素是地球上含量仅次于纤维素的天然高分子化合物，经脱乙酰作用后可生成壳聚糖。由于壳聚糖溶于水后即可表现出阳离子聚电解质的性质，而且其来源广泛，安全无毒，使之成为最理想的絮凝剂之一，其工业化应用前景已获得广泛认同。但是，壳聚糖作为絮凝剂时存在两个缺陷：絮凝效果不好且溶解性差，壳聚糖接枝改性可有效克服上述缺点。通过接枝共聚阳离子单体与壳聚糖，不仅能够提高产物的分子量和阳离子度，有效提升絮凝剂的絮凝性能；而且由于阳离子单体具有较好的亲水性，接枝反应后的絮凝剂还具有良好的溶解性能。

但是，现有的壳聚糖接枝改性技术仍存在较多的缺点，例如公开号为103387279 A的专利“一种化学键链接的强阳离子型接枝两性壳聚糖絮凝剂及其制法”介绍了通过热引发接枝改性壳聚糖的方法，尽管制备出絮凝剂应用范围广且絮凝性能优良，但是也存在操作繁琐、能耗高、不易控制等缺点。又如公开号为104724809 A的专利“一种基于天然高分子的三元共聚絮凝剂及其制备方法”介绍了一种接枝共聚丙烯酰胺、木质素或黄腐酸和壳聚糖的方法，由于丙烯酰胺也是反应原料，因此该产品就不具有环境友好的特性了。因此，壳聚糖接枝改性工艺仍需进一步提升和改进。

发明内容

针对现有技术存在的上述问题，本发明的第一个目的是提供一种环境友好型絮凝剂。

本发明的第二个目的是一种制备环境友好型絮凝剂的方法。

为实现上述第一个目的，本发明采用如下技术方案：一种环境友好型絮凝剂，它是化学键链接的阳离子型壳聚糖絮凝剂CTS-g-PDAC，它有如下结构：

。

它是壳聚糖与DAC在光引发条件下通过接枝共聚反应得到的化学键链接的阳离子型壳聚糖絮凝剂。参见图1，,图谱表明接枝共聚反应后CTS的骨架结构没有改变，且CTS-g-PDAC图谱相对于壳聚糖多出了DAC单元官能团的吸收峰，表明CTS-g-PDAC成功合成。