[发明专利]一种通过水解优化合成高效絮凝剂的方法

说明书

本发明公开了一种通过水解优化合成高效絮凝剂的方法。在该方法中以丙烯酰胺、[2‑(甲基丙烯酰基氧基)乙基]二甲基‑(3‑磺酸丙基)氢氧化铵（SPE）为原料；将二者以一定比例溶于蒸馏水中，搅拌均匀至完全溶解；并加入光引发剂偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐（VA‑044），用氮气驱氧，密封后将反应器置于紫外光照射下进行光反应，得到预制产物AM‑g‑SPE；再取一定量AM‑g‑SPE在适度加热下溶于水中，将浓度为1mol/L的氢氧化钠溶液加入其中；混合物置于70~80℃恒温水浴中，之后室温陈化，用过量丙酮洗涤并使产物沉淀，粉碎干燥后即可得水解絮凝剂Hyd.AM‑g‑SPE。本发明反应稳定、操作简单、易于控制，所得的高效絮凝剂稳定性好、易于溶解，具有较高的转化率，可以广泛应用于各种工业废水的处理。

技术领域

本发明属于絮凝剂技术领域，具体涉及一种通过水解优化合成高效絮凝剂的方法。

背景技术

在水处理技术中，混凝法因其简单易行、效果显著、经济效益高的特点，受到了广泛应用。絮凝剂是该方法的技术核心，应用于给水和污水处理领域，其性能的优劣对水处理效果起着关键的作用。絮凝剂按照其化学成分可分为无机絮凝剂和有机絮凝剂两类。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。无机絮凝剂的优点是用法简单、比较经济；但用量大、絮凝效果低，而且存在成本高、腐蚀性强的缺点。与传统絮凝剂相比，有机高分子絮凝剂能成倍的提高效能，且价格较低，因此有逐步成为主流药剂的趋势。加上产品质量稳定的优势，有机聚合类絮凝剂的生产已占絮凝剂总产量30%～60%。

有机高分子絮凝剂在水处理过程中主要发挥吸附电中和、吸附架桥、网捕卷扫等作用，使水体中难以降解的天然有机物、悬浮颗粒、重金属离子等污染物得到较好去除。以丙烯酰胺为主要单体合成的有机高分子絮凝剂因其改性方式和功能性多样，因此研究较多。但是为进一步提高有机高分子絮凝剂的产品性能，可对其进行必要的改良。目前，通过水解优化丙烯酰胺类絮凝剂的研究较少。

中国专利申请号CN201710558497.2，发明名称为“一种阴离子型丙烯酰胺絮凝剂的制备方法”，公开了一种将辐照淀粉糊化，再用氢氧化钠溶液制成碱化淀粉后，加入一氯乙酸和丙烯酰胺固体恒温搅拌，并加入一定量的溶解后的硝酸铈铵催化反应，得到阴离子型丙烯酰胺絮凝剂的方法。该方法具有投资设备少、成本相对较低的优点，并能获得良好的使用效果，但制备过程比较复杂，制备流程长，需要辐照和加热，能量消耗大。

中国专利申请号CN201811407285.5，发明名称为“丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵与丙烯酰胺共聚物及制备方法”，公开了一种先在丙烯酰胺溶液中加入引发剂，然后在氮气保护下，将丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵和丙烯酰胺加热搅拌，得到丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵与丙烯酰胺共聚物的方法。其具有反应步骤简单，易操作，产品纯度高等优点，但制备时间长，且需要长时间通入氮气。

因此，研发一种反应条件简单、反应时间短、产品性能优良的高效絮凝剂十分必要。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明提供一种工艺简单、产品性能优异的通过水解优化合成高效絮凝剂的方法。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

以丙烯酰胺、[2-(甲基丙烯酰基氧基)乙基]二甲基-(3-磺酸丙基)氢氧化铵（SPE）为原料；将二者以一定比例溶于蒸馏水中，搅拌均匀至完全溶解；并加入光引发剂偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐（VA-044），用氮气驱氧，密封后将反应器置于紫外光照射下进行光反应，得到预制产物AM-g-SPE；再取一定量AM-g-SPE在适度加热下溶于水中，将浓度为1mol/L的氢氧化钠溶液加入其中；混合物置于70~80℃恒温水浴中，之后室温陈化，用过量丙酮洗涤并使产物沉淀，粉碎干燥后即可得水解絮凝剂Hyd.AM-g-SPE。

具体包括以下步骤：