一种盐敏感絮凝剂的制备方法以及使用方法技术

本发明专利技术公开了一种盐敏感絮凝剂的制备方法以及使用方法，制备方法包括以下步骤：步骤a：用三聚氯氰和亲核试剂制备絮凝剂中间体；步骤b：以淀粉、絮凝剂中间体、NaOH和二甲基亚砜制备盐敏感絮凝剂。本发明专利技术的有益效果:本发明专利技术的制备方法制备得到的盐敏感絮凝剂，具有良好的盐敏感性，不仅能够有效地处理含有活性染料的工业印染废水，同时能够根据活性印染废水中固有盐的特点，通过调节絮凝体系的盐浓度拓宽絮凝过程中絮凝平台的大小，絮凝平台的宽度随着盐浓度的增加而加大，有效地解决了聚合物电解质絮凝剂在使用过程中容易出现“分散再稳”的问题。其次，由于絮凝剂的盐敏感性，其在回用水中的残余量较低，所以保证了残液的回收利用。用。用。

【技术实现步骤摘要】
一种盐敏感絮凝剂的制备方法以及使用方法


[0001]本专利技术涉及印染废水处理
，特别涉及一种盐敏感絮凝剂的制备方法以及使用方法。

技术介绍

[0002]印染行业废水排放量和污染物总量分别位居全国工业部门的第二位和第四位，排放量高达25亿吨，且难降解污染物含量高，现有技术处理回用率低，已成为制约行业可持续发展的亟待解决的共性问题。目前，絮凝法、膜过滤法、吸附法、光催化法等方法在印染废水处理中得到了广泛的应用。其中，絮凝是处理含染料废水的一项非常有效和经济的技术。但絮凝法在应用过程中极易出现“分散再稳”的现象，是实际操作过程中面临的一个难题。所以采用絮凝法除色时，絮凝剂的量必须严格把控，否则无法达到最佳操作条件。吸附操作相比絮凝操作没有“分散再稳”的现象，吸附剂的过量不会引起染料的再稳。究其原因，因为絮凝过程中使用的絮凝剂大多是聚合物电介质，当其过量时与已形成的絮体产生电荷排斥作用，从而使絮体分散后再稳。而吸附过程中使用的吸附剂是不溶于水固体颗粒，其颗粒表面所带电荷较弱，所以不会使染料再稳。因此，本专利技术申请人认为，通过降低絮凝剂在水中的溶解度，有可能能够使絮凝剂由絮凝过程向吸附过程转变，从而有效拓宽絮凝平台。
[0003]活性染料染色过程中需要加入无机盐(氯化钠或硫酸钠)和碱剂(碳酸钠)，以抑制纤维素表面负电荷聚集，促进染料对纤维的亲和作用，从而有效的提高染料的上染率。因此，活性染料染色废水中含有大量的无机盐和碱剂，其中盐含量达到30-150g/L。而含盐碱的废水排放会改变江河水质，导致周边地区土壤盐碱化，破坏生态环境。通过对棉织物活性染料染色过程的分析，发现染色后的废水主要含有无机盐、未上染的活性染料、碳酸钠等。其次，染完色产生染色废液携带的盐(30-150g/L)，其中盐没有参与任何化学反应，也没有变质，因此本专利技术申请人认为可以利用废水中有盐的特点设计具有高分子结构的盐敏感絮凝剂，从而利用该敏感性质巧妙地解决相关问题，简化操作步骤，降低废水处理成本，并为此进行了大量的相关研究和实验。
[0004]实际应用中，我们发现絮凝法处理印染废水存在一定的弊端，由于絮凝剂极好的水溶性，在完成污水处理后，大量的絮凝剂会残余在水中，影响废水回用。其他传统水处理方法也不可避免导致大量水处理药剂残留，这也是目前纺织染整废水回用率低的主要原因。相对而言，采用吸附方式处理后得到的高盐废水的回用比其他操作方式理想，对染料富集后进行固液分离，清液中除色药剂的残留量很少。因此，如果可以采用环境响应性絮凝剂去深度处理印染废水，然后再利用絮凝剂的环境刺激响应性将絮凝过程向吸附过程转变，就有可能巧妙地结合了絮凝和吸附固有的优点，这样不仅可以有效的拓宽了絮凝平台，而且可以大大降低清液中絮凝剂的残余量。如果这种操作方式能够实现，将会为印染废水的深度处理和回用提供一种理想的方式，为此，本专利技术申请人做了大量研究和实验。
[0005]众所周知，盐对聚电解质物质的性能有影响，其原因是盐能破坏高分子聚合物链周围的水化结构。由于盐析效应，盐在水中比聚合物更容易水化，这种作用优先激发盐与水
形成水合络合物，而后聚合物电解质逐渐失去原来的离子化态，然后水分子和盐的络合物被排除在聚合物的表面区域。此外，加入盐后，由于溶液极性增大，聚合物表面亲水基团的水化层厚度变薄，导致疏水基团之间的相互作用进一步突出，这种作用使聚合物从水溶液中析出，致使聚合物由原来的溶解状态变为不溶状态。因此，如何利用好聚合物在水溶液中的盐敏感性是极其重要的。
[0006]本专利技术申请人认为，通过降低絮凝剂在絮凝过程中的溶解度，如同吸附过程中吸附剂自身是固体颗粒，降低附加絮凝剂表面的电荷强度，减小其与聚集体之间的电荷排斥作用，这样可以解决絮凝操作中絮凝平台窄的共性问题。首先，由于染色废液中自身所带有大量的无机盐，能否巧妙的设计盐敏感的高分子絮凝剂，利用絮凝剂的盐敏感性改变絮凝剂在絮凝体系中的溶解度，从而实现将絮凝过程逐渐往吸附过程转变实现有效地拓宽絮凝平台，变相的将絮凝和吸附的优点相结合。其次，如果絮凝剂具有盐敏感性，能够很好的实现絮凝剂在回用水中的残余量较低，从而保证高质量残液的回收利用。为此本专利技术申请人进行了相关研究。

技术实现思路

[0007]本专利技术所要解决的技术问题在于，提供一种不仅能够有效地处理含有活性染料的工业印染废水，同时具有盐敏感性能够降低印染废水中絮凝剂的残余量，还能够实现印染废水循环利用和有效现有拓宽絮凝平台的盐敏感絮凝剂的制备方法以及使用方法。
[0008]为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种盐敏感絮凝剂的制备方法，其中，所述方法包括以下步骤：
[0009]步骤a：制备醚化剂，具体步骤如下：
[0010]在反应容器中，加入三聚氯氰及0-5℃的水，维持温度为0-5℃，三聚氯氰与水的质量比为1:4-5；在300-400r/min的搅拌速度下向反应容器中滴加亲核试剂，其中加入的所述三聚氯氰和所述亲核试剂的摩尔量为1:1-2.5；反应30-60min后升温至20℃-60℃，再次加入所述亲核试剂，以三聚氯氰反应完全为终点；反应结束后将产物用0-5℃的水洗涤数遍，收集滤饼，50-60℃温度下真空干燥10-15小时，得白色絮凝剂中间体；
[0011]步骤b：合成盐敏感聚合物，具体步骤如下：
[0012]以淀粉、壳聚糖或纤维素为原料A，以步骤a制备得到的所述絮凝剂中间体为醚化剂；将摩尔比为1：2-3的所述原料A与NaOH倒入二甲基亚砜溶液中，二甲基亚砜溶液与所述原料A的质量比为1:20-25，升温至65-75℃保持30-40min后，将步骤a制备得到的所述絮凝剂中间体在20-60ml/min的氮气保护下加入，其中所述絮凝剂中间体与所述原料A的摩尔比为2-3:1，随后升温至120℃-130℃反应8-10小时；将产物调节pH至7-7.5，用水析出，通过丙酮、乙醇或石油醚清洗获得洁净目标产物。
[0013]其中，上述方法还可以进一步包括以下技术方案：所述步骤a中的亲核试剂为二(2-溴乙基)胺溶液、亚氨基二乙醇溶液、二异丙胺溶液、亚氨基二乙腈溶液或亚氨基二乙酸溶液；制备得到的所述絮凝剂中间体为2，4-二(二 (2-溴乙基)胺基)-6-氯-[1，3，5]-三嗪、2，4-二(二乙醇胺基)-6-氯-[1， 3，5]-三嗪、2，4-二(二异丙氨基)-6-氯-[1，3，5]-三嗪、2，4-二(亚氨基二乙腈基)-6-氯-[1，3，5]-三嗪或者2，4-二(亚氨基二乙酸基)-6
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氯-[1，3，5]-三嗪。
[0014]其中，上述方法还可以进一步包括以下技术方案：所述步骤a中，采用薄层色谱检测确认三聚氯氰反应是否完全，其中，所述薄层色谱检测展开剂的体积比为:乙酸乙酯:石油醚＝1:10-30。
[0015]其中，上述方法还可以进一步包括以下技术方案：所述步骤b中通入氮气的流量为20-60mL/min。
[0016]其中，步骤a的反应可以参考以下反应式：
[0017][0018]其中，步骤b的反应可本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种盐敏感絮凝剂的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：步骤a：制备醚化剂，具体步骤如下：在反应容器中，加入三聚氯氰及0-5℃的水，维持温度为0-5℃，三聚氯氰与水的质量比为1:4-5；在300-400r/min的搅拌速度下向反应容器中滴加亲核试剂，其中加入的所述三聚氯氰和所述亲核试剂的摩尔量为1:1-2.5；反应30-60min后升温至20℃-60℃，再次加入所述亲核试剂，以三聚氯氰反应完全为终点；反应结束后将产物用0-5℃的水洗涤数遍，收集滤饼，50-60℃温度下真空干燥10-15小时，得白色絮凝剂中间体；步骤b：合成盐敏感聚合物，具体步骤如下：以淀粉、壳聚糖或纤维素为原料A，以步骤a制备得到的所述絮凝剂中间体为醚化剂；将摩尔比为1：2-3的所述原料A与NaOH倒入二甲基亚砜溶液中，二甲基亚砜溶液与所述原料A的质量比为1:20-25，升温至65-75℃保持30-40min后，将步骤a制备得到的所述絮凝剂中间体在氮气保护下加入，其中所述絮凝剂中间体与所述原料A的摩尔比为2-3:1，随后升温至120℃-130℃反应8-10小时；将产物调节pH至7-7.5，用水析出，通过丙酮、乙醇或石油醚清洗获得洁净目标产物。2.如权利要求1所述的盐敏感絮凝剂的制备方法，其特征在于，所述步骤a中的亲核试剂为二(2-溴乙基)胺溶液、亚氨基二乙醇溶液、二异丙胺溶液、亚氨基二乙腈溶液或亚氨基二乙酸溶液；制备得到的所述絮凝剂中间体为2，4-二(二(2-溴乙基)胺基)-6-氯-[1，3，5]-三嗪、2，4-二(二乙醇胺基)-6-氯-[1，3，5]-三嗪、2，4-二(二异丙氨基)-6-氯-[1，3，5]-三嗪、2，4-二(亚氨基二乙腈基)-6-氯-[1，3，5]-三嗪或者2，4-二(亚氨基二乙酸基)-6-氯-[1，3，5]-三嗪。3.如权利要求1或2所述的盐敏感絮凝剂的制备方法，其特征在于，所述步骤a中，采用薄层色谱检测确认三聚氯氰反应是否完全，其中，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：史玉琳，王开祥，徐益升，魏婷婷，陈龙，
申请(专利权)人：石河子大学，
类型：发明
国别省市：