殼聚糖改性高分子絮凝劑的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于高分子絮凝劑技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種殼聚糖改性高分子絮凝劑的制 備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 天然高分子改性陽離子型絮凝劑的開發(fā)與應(yīng)用得到越來越廣泛的應(yīng)用。殼聚糖是 一種線型分子，分子鏈中含有反應(yīng)性基團-NH 2、-OH，在酸性溶液中會形成高電荷密度的陽 離子聚電解質(zhì)，顯現(xiàn)良好的絡(luò)合性能和絮凝性能，所以殼聚糖在廢水處理中用作重金屬離 子絡(luò)合劑以及絮凝劑方面具有獨特的優(yōu)勢，無毒，不產(chǎn)生二次污染，生物降解性好。但是，殼 聚糖存在架橋能力差，在水溶液中溶解性差的缺點，不利于使用。因此，需要對殼聚糖進行 接枝改性以改善殼聚糖的架橋絮凝能力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的在于提供一種殼聚糖改性高分子絮凝劑的制備方法，解決了殼聚糖 架橋能力差、在水中溶解性差的問題。
[0004] 本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：殼聚糖改性高分子絮凝劑的制備方法，包括以下步 驟：
[0005] 步驟1 :將殼聚糖和乙酸溶液加入反應(yīng)器中，攪拌溶解，得到殼聚糖-乙酸溶液；
[0006] 步驟2 :對步驟1得到的殼聚糖-乙酸溶液通惰性氣體并升溫至70°C~80°C，然 后加入引發(fā)劑水溶液，5~lOmin后再加入異丙基丙烯酰胺，在70°C~80°C的溫度下反應(yīng) 2~3h，得到殼聚糖-g-聚異丙基丙烯酰胺粗產(chǎn)物；
[0007] 步驟3 :對步驟2得到的殼聚糖-g-聚異丙基丙烯酰胺粗產(chǎn)物進行沉淀提純并清 洗，即得。
[0008] 本發(fā)明的特點還在于，
[0009] 步驟1中殼聚糖的脫乙酰度為80 %~85%，相對分子質(zhì)量為20~30萬。
[0010] 步驟1中乙酸溶液的體積濃度為1 %~2 %。
[0011] 步驟1中殼聚糖與乙酸溶液的質(zhì)量比為1:50~100。
[0012] 步驟2惰性氣體為氮氣或氬氣。
[0013] 步驟2中引發(fā)劑為過硫酸銨，引發(fā)劑用量為異丙基丙烯酰胺質(zhì)量的0.6%~ 1.4%，引發(fā)劑與水的質(zhì)量比為1:5~10。
[0014] 步驟2中異丙基丙烯酰胺質(zhì)量為殼聚糖質(zhì)量的3~7倍。
[0015] 步驟3沉淀使用丙酮作為沉淀劑，清洗使用體積濃度70 %~90 %的乙醇。
[0016] 本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明殼聚糖改性高分子絮凝劑的制備方法，使用親水性 單體異丙基丙烯酰胺對殼聚糖進行接枝改性，以改善殼聚糖在水中溶解性差的缺點，同時 提高了殼聚糖的架橋能力，解決了殼聚糖架橋能力差、在水中溶解性差的問題，得到的殼聚 糖-g_聚異丙基丙烯酰胺高分子絮凝劑絮凝效果好，制備方法簡單，可用于廢水處理，并且 不會導(dǎo)致對環(huán)境的二次污染。
【具體實施方式】
[0017] 下面結(jié)合【具體實施方式】對本發(fā)明進行詳細說明。
[0018] 本發(fā)明殼聚糖改性高分子絮凝劑的制備方法，包括以下步驟：
[0019] 步驟1 :將脫乙酰度為80%~85%、相對分子質(zhì)量為20~30萬的殼聚糖和體積 濃度為1 %~2%的乙酸溶液按照質(zhì)量比為1:50~100加入反應(yīng)器中，攪拌溶解，得到殼聚 糖-乙酸溶液；
[0020] 步驟2:對步驟1得到的殼聚糖-乙酸溶液通惰性氣體氮氣或氬氣并升溫至 70°C~80°C，然后加入引發(fā)劑水溶液，引發(fā)劑為過硫酸銨，引發(fā)劑用量為異丙基丙烯酰胺質(zhì) 量的0.6%~1.4%，引發(fā)劑與水的質(zhì)量比為1:5~10,5~lOmin后再加入殼聚糖質(zhì)量的 3~7倍的異丙基丙烯酰胺，在70°C~80°C的溫度下反應(yīng)2~3h，得到殼聚糖-g-聚異丙 基丙烯酰胺粗產(chǎn)物；
[0021] 步驟3 :對步驟2得到的殼聚糖-g-聚異丙基丙烯酰胺粗產(chǎn)物使用丙酮進行沉淀 提純2~3次，并使用體積濃度70%~90%的乙醇清洗并干燥，即得。
[0022] 本發(fā)明殼聚糖改性高分子絮凝劑的制備方法，使用親水性單體異丙基丙烯酰胺對 殼聚糖進行接枝改性，以改善殼聚糖在水中溶解性差的缺點，同時提高了殼聚糖的架橋能 力，解決了殼聚糖架橋能力差、在水中溶解性差的問題，得到的殼聚糖-g_聚異丙基丙烯酰 胺高分子絮凝劑絮凝效果好，制備方法簡單，可用于廢水處理，并且不會導(dǎo)致對環(huán)境的二次 污染。
[0023] 實施例1
[0024] 步驟1 :將脫乙酰度為80%、相對分子質(zhì)量為20萬的殼聚糖和體積濃度為1%的 乙酸溶液按照質(zhì)量比為1:50加入反應(yīng)器中，攪拌溶解，得到殼聚糖-乙酸溶液；
[0025] 步驟2 :對步驟1得到的殼聚糖-乙酸溶液通惰性氣體氮氣并升溫至70°C，然后加 入過硫酸銨水溶液，過硫酸銨用量為異丙基丙烯酰胺質(zhì)量的〇. 6%，引發(fā)劑與水的質(zhì)量比為 1:5, 5min后再加入殼聚糖質(zhì)量的3倍的異丙基丙烯酰胺，在70°C的溫度下反應(yīng)3h，得到殼 聚糖-g_聚異丙基丙烯酰胺粗產(chǎn)物；
[0026] 步驟3 :對步驟2得到的殼聚糖-g-聚異丙基丙烯酰胺粗產(chǎn)物使用丙酮進行沉淀 提純2次，并使用體積濃度70 %的乙醇清洗并干燥，得到接枝率為80. 15 %的殼聚糖-g-聚 異丙基丙烯酰胺。
[0027] 實施例2
[0028] 步驟1 :將脫乙酰度為85%、相對分子質(zhì)量為30萬的殼聚糖和體積濃度為2%的 乙酸溶液按照質(zhì)量比為1:100加入反應(yīng)器中，攪拌溶解，得到殼聚糖-乙酸溶液；
[0029] 步驟2 :對步驟1得到的殼聚糖-乙酸溶液通惰性氣體氬氣并升溫至75°C，然后加 入過硫酸銨水溶液，過硫酸銨用量為異丙基丙烯酰胺質(zhì)量的1. 〇%，引發(fā)劑與水的質(zhì)量比為 1:10, lOmin后再加入殼聚糖質(zhì)量的5倍的異丙基丙烯酰胺，在75°C的溫度下反應(yīng)2. 5h，得 到殼聚糖-g-聚異丙基丙烯酰胺粗產(chǎn)物；
[0030] 步驟3 :對步驟2得到的殼聚糖-g-聚異丙基丙烯酰胺粗產(chǎn)物使用丙酮進行沉淀 提純3次，并使用體積濃度80 %的乙醇清洗并干燥，得到接枝率為97. 23 %的殼聚糖-g-聚 異丙基丙烯酰胺。
[0031] 實施例3
[0032] 步驟1 :將脫乙酰度為83%、相對分子質(zhì)量為25萬的殼聚糖和體積濃度為1. 5% 的乙酸溶液按照質(zhì)量比為1:70加入反應(yīng)器中，攪拌溶解，得到殼聚糖-乙酸溶液；
[0033] 步驟2 :對步驟1得到的殼聚糖-乙酸溶液通惰性氣體氮氣并升溫至80°C，然后加 入過硫酸銨水溶液，過硫酸銨用量為異丙基丙烯酰胺質(zhì)量的1. 4%，引發(fā)劑與水的質(zhì)量比為 1:7,8min后再加入殼聚糖質(zhì)量的7倍的異丙基丙烯酰胺，在80°C的溫度下反應(yīng)2h，得到殼 聚糖-g_聚異丙基丙烯酰胺粗產(chǎn)物；
[0034] 步驟3 :對步驟2得到的殼聚糖-g-聚異丙基丙烯酰胺粗產(chǎn)物使用丙酮進行沉 淀提純3次，并使用體積濃度90 %的乙醇清洗并干燥，得到接枝率為122. 78 %的殼聚 糖-g_聚異丙基丙烯酰胺。
[0035] 在25°C、pH為4. 5的條件下，殼聚糖-g-聚異丙基丙烯酰胺對Pb2+、Cd2+離子的吸 附率見表1 :
[0036] 表1接枝改性前后對金屬離子吸附率的影響
[0037]
[0038] 由表1可以看出：使用異丙基丙烯酰胺對殼聚糖接枝改性后，提高了殼聚糖的架 橋能力，對金屬離子的吸附率大大提高，由于Pb 2+、Cd2+與殼聚糖-g_聚異丙基丙烯酰胺分 子鏈上的氨基、羥基配合能力有差別，導(dǎo)致對Pb 2+比對Cd2+的吸附率高。
【主權(quán)項】
1. 殼聚糖改性高分子絮凝劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟： 步驟1:將殼聚糖和乙酸溶液加入反應(yīng)器中，攪拌溶解，得到殼聚糖-乙酸溶液； 步驟2 :對步驟1得到的殼聚糖-乙酸溶液通惰性氣體并升溫至70°C~80°C，然后加入 引發(fā)劑水溶液，5~lOmin后再加入異丙基丙烯酰胺，在70°C~80°C的溫度下反應(yīng)2~3h， 得到殼聚糖-g-聚異丙基丙烯酰胺粗產(chǎn)物； 步驟3 :對所述步驟2得到的殼聚糖-g-聚異丙基丙烯酰胺粗產(chǎn)物進行沉淀提純并清 洗，即得。2. 如權(quán)利要求1所述的殼聚糖改性高分子絮凝劑的制備方法，其特征在于，所述步驟1 中殼聚糖的脫乙酰度為80 %~85%，相對分子質(zhì)量為20~30萬。3. 如權(quán)利要求1所述的殼聚糖改性高分子絮凝劑的制備方法，其特征在于，所述步驟1 中乙酸溶液的體積濃度為1 %~2 %。4. 如權(quán)利要求1所述的殼聚糖改性高分子絮凝劑的制備方法，其特征在于，所述步驟1 中殼聚糖與乙酸溶液的質(zhì)量比為1:50~100。5. 如權(quán)利要求1所述的殼聚糖改性高分子絮凝劑的制備方法，其特征在于，所述步驟2 惰性氣體為氮氣或氬氣。6. 如權(quán)利要求1所述的殼聚糖改性高分子絮凝劑的制備方法，其特征在于，所述步驟2 中引發(fā)劑為過硫酸銨，引發(fā)劑用量為異丙基丙烯酰胺質(zhì)量的0. 6%~1. 4%，引發(fā)劑與水的 質(zhì)量比為1:5~10。7. 如權(quán)利要求1所述的殼聚糖改性高分子絮凝劑的制備方法，其特征在于，所述步驟2 中異丙基丙烯酰胺質(zhì)量為殼聚糖質(zhì)量的3~7倍。8. 如權(quán)利要求1所述的殼聚糖改性高分子絮凝劑的制備方法，其特征在于，所述步驟3 沉淀使用丙酮作為沉淀劑，清洗使用體積濃度70 %~90 %的乙醇。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種殼聚糖改性高分子絮凝劑的制備方法，將殼聚糖溶解于乙酸溶液升溫至70℃～80℃后先后加入引發(fā)劑和異丙基丙烯酰胺，反應(yīng)2～3h得到殼聚糖-g-異丙基丙烯酰胺粗產(chǎn)物，然后對殼聚糖-g-異丙基丙烯酰胺粗產(chǎn)物進行沉淀提純并清洗后，即得。本發(fā)明殼聚糖改性高分子絮凝劑的制備方法，使用親水性單體異丙基丙烯酰胺對殼聚糖進行接枝改性，以改善殼聚糖在水中溶解性差的缺點，同時提高了殼聚糖的架橋能力，解決了殼聚糖架橋能力差、在水中溶解性差的問題，得到的殼聚糖-g-聚異丙基丙烯酰胺高分子絮凝劑絮凝效果好，制備方法簡單，可用于廢水處理，并且不會導(dǎo)致對環(huán)境的二次污染。
【IPC分類】C02F1/56, C08F220/54, C08B37/08, C08F251/00
【公開號】CN105524220
【申請?zhí)枴緾N201410571280
【發(fā)明人】李超
【申請人】陜西金浩源環(huán)?？萍加邢薰?br>【公開日】2016年4月27日
【申請日】2014年10月23日