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随着环保意识的不断深化,“绿色”水处理药剂已经成为当今研究的热门。而在众多水处理药剂中,只有阻垢剂与缓蚀剂基本实现了“绿色化”,而作为使用量最大的絮凝剂却尚未实现“绿色化”。国内外有许多研究小组采用多糖改性制备絮凝剂,但是对多糖类絮凝剂的降解却鲜有报道。由于魔芋的降解性能特别强,目前针对魔芋改性制备可降解生医材料已有大量研究,而以魔芋为原料制备“绿色”可降解絮凝剂则鲜见文献报道。因此在本工作中,我们以魔芋作为母体聚合物,合成出了一系列“绿色化”的絮凝剂,并探讨了它们在絮凝和降解方向上的性能。
首先通过魔芋与磷酸盐的酯化反应合成出阴离子型絮凝剂,利用红外光谱及磷元素分析证明了酯化反应的发生,并研究了其絮凝性能及降解性能。结果发现在高岭土模拟废水中絮凝效果远好于未改性魔芋,同时依然具有良好的降解能力。
通过将聚丙烯酰胺接枝到魔芋主链合成出了非离子型絮凝剂,并用红外光谱、元素分析、扫描电镜、凝胶色谱等方法证明了接枝反应的成功,在高岭土模拟废水中研究了其絮凝能力,结果发现其絮凝能力同样远好于未改性魔芋,甚至优于200万分子量的非离子聚丙烯酰胺。由于魔芋中大量的羟基发生接枝,从而使其降解性能不如阴离子改性产物,但仍比聚丙烯酰胺的降解性能优异。
而通过与甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)阳离子单体的接枝共聚反应合成出的阳离子型絮凝剂也通过红外光谱证实了接枝反应的发生,但是由于DMC上较大的位阻效应导致了很低的接枝率从而使得其接枝产物在高岭土模拟废水中的絮凝效果仅比魔芋略微有所提升,而在降解方面同时因为很低的接枝率使得其仍旧保持了魔芋的大部分羟基,从而拥有了一定的降解性能。
总之,本论文所制备的一系列魔芋基絮凝剂兼具更好的絮凝能力和自降解能力,论文的研究思路为研究开发环境友好型有机絮凝剂提供了较好的技术依据。