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环境友好型改性淀粉复合絮凝剂的制备和应用初步研究

作　者: 张倩倩
导　师: 邱业先
学　校: 苏州科技学院
专　业: 应用化学
关键词: 改性淀粉 2,3-环氧丙基三甲基氯化铵丙烯酰胺异丙醇复配絮凝剂
分类号: X703.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

以玉米淀粉为原料,以异丙醇为溶剂,在不加入催化剂的条件下,通过对淀粉进行阳离子化,再进行接枝丙烯酰胺单体的反应,得到阳离子化接枝淀粉絮凝剂。通过用不同的醇作为溶剂进行阳离子化反应,得出以异丙醇做溶剂时,在不需要加入碱做催化剂的条件下就可以将淀粉进行阳离子化,并且阳离子化度很高。通过单因素实验和正交实验,探讨了淀粉阳离子化程度与反应温度、反应时间、阳离子单体与淀粉的添加比例等因素的关系,得出最佳的反应条件。通过正交实验和单因素实验,探讨了阳离子淀粉再进一步接枝丙烯酰胺的各个条件,如反应温度,反应时间,阳离子淀粉与丙烯酰胺单体的投加比例等对于最终改性淀粉的粘度和絮凝性能的关系,最终得出了最优佳反应条件。以模拟印染废水和实际的印染废水为用水对象,考察改性淀粉的絮凝性能,最终得出了最佳的絮凝剂用量和絮凝条件。对改性淀粉絮凝剂和聚合氯化铝进行复配实验,得出最佳复配比例,大大减少了絮凝时间。通过红外光谱仪,紫外可见分光光度计,电镜分析等对改性淀粉进行了一定的表征,进一步证明淀粉的成功改性。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-11
第一章绪论  11-23
  1.1 引言  11-12
    1.1.1 凝聚和絮凝作用的一般概念  11
    1.1.2 絮凝剂的研究进展  11-12
  1.2 絮凝剂的分类  12-19
    1.2.1 无机絮凝剂  12-14
    1.2.2 有机高分子絮凝剂  14-19
    1.2.3 微生物絮凝剂  19
  1.3 影响絮凝的因素  19-21
    1.3.1 温度  19-20
    1.3.2 搅拌速度和时间  20
    1.3.3 絮凝剂的加入量  20
    1.3.4 PH 值  20-21
  1.4 絮凝剂的复配  21-22
    1.4.1 絮凝剂的复配方法  21
    1.4.2 絮凝剂的复配原则、  21-22
  1.5 本实验的研究目的和研究意义  22-23
第二章准备实验部分  23-29
  2.1 实验试剂与仪器  23-24
    2.1.1 实验试剂  23
    2.1.2 实验仪器  23-24
  2.2 实验原理  24-26
  2.3 试验用印染废水的准备  26-27
    2.3.1 模拟印染废水的配制  26
    2.3.2 实验用工业印染废水  26-27
  2.4 检测方法  27-29
    2.4.1.GTA 的含量测定方法  27
    2.4.2.CHPTMAC 主含量检测方法  27-28
    2.4.3 阳离子化度的测定  28-29
第三章淀粉的阳离子化  29-48
  3.1 2,3-环氧丙基三甲基氯化铵阳离子化淀粉研究条件的筛选  29-30
    3.1.1 溶剂的选择依据  29
    3.1.2 实验结果  29-30
  3.2 2,3-环氧丙基三甲基氯化铵阳离子化淀粉的合成  30-36
    3.2.1 阳离子单体的合成  30-33
    3.2.2 阳离子改性淀粉合成工艺路线  33
    3.2.3 合成工艺优化  33-34
    3.2.4 产品性能表征  34-36
  3.3 2,3-环氧丙基二甲基氯化铵阳离子化淀粉絮凝剂的合成  36-38
    3.3.1 阳离子单体的合成  36-37
    3.3.2 阳离子淀粉的合成路线  37
    3.3.3 产物性能表征  37-38
  3.4 3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵阳离子化淀粉的合成  38-40
    3.4.1 阳离子单体的合成  38
    3.4.2 合成路线  38-39
    3.4.3 产物性能表征  39-40
  3.5 三种阳离子化淀粉的比较  40-44
    3.5.1 阳离子单体的加入量与阳离子化度的关系  40
    3.5.2 反应温度与淀粉阳离子化度的关系  40-41
    3.5.3 三种阳离子淀粉的用量与色度去除率的关系  41-42
    3.5.4 三种阳离子淀粉用量与化学需氧量（COD）去除率的关系  42-43
    3.5.5 三种合成阳离子淀粉的元素分析比较  43-44
  3.6 阳离子淀粉的除磷（P）实验的应用  44-46
    3.6.1 P 含量标准曲线的制备  44
    3.6.2 实验过程  44-45
    3.6.3 实验结果  45-46
  3.7 本章小结  46-48
第四章阳离子淀粉接枝丙烯酰胺  48-61
  4.1 实验条件的筛选  48-51
    4.1.1 直链和支链淀粉标准曲线的制备  48-49
    4.1.2 两种不同淀粉样品中直链和支链淀粉的含量  49-50
    4.1.3 直链和支链淀粉含量对絮凝效果的影响  50-51
  4.2 合成路线  51
  4.3 合成工艺条件的优化  51-54
    4.3.1 引发剂的量对于接枝率的影响  53
    4.3.2 反应时间对接枝率的影响  53-54
  4.4 絮凝剂粘度的测定  54-56
    4.4.1 反应时间对于产物粘度的影响  55
    4.4.2 引发剂用量对于产物粘度的影响  55-56
    4.4.3 反应温度对于絮凝剂粘度的影响  56
  4.5 絮凝剂应用条件的筛选  56-60
    4.5.1 pH 值对于色度去除率和COD 去除率的影响  56-58
    4.5.2 温度与色度去除率和COD 去除率之间的关系  58-59
    4.5.3 搅拌时间与絮凝效果之间的关系  59
    4.5.4 絮凝时间与絮凝效果的关系  59-60
  4.6 本章小结  60-61
第五章絮凝剂的复配  61-66
  5.1 改性淀粉单独使用的絮凝效果  61-63
  5.2 阳离子改性淀粉和PAC 的絮凝效果比较  63
  5.3 阳离子淀粉和PAC 复配絮凝剂  63-65
    5.3.1 实验过程  63-64
    5.3.2 絮凝剂的复配絮凝效果  64-65
  5.4 本章小结  65-66
第六章总结论  66-68
参考文献  68-71
致谢  71-72
作者简历  72

环境友好型改性淀粉复合絮凝剂的制备和应用初步研究

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