高分子材料輻射改性及其在剩余污泥治理中的應(yīng)用.pdf

1、本論文利用60Co-γ射線進(jìn)行高分子材料的改性研究，分別合成了具有絮凝和重金屬吸附作用的高分子改性功能材料。重點研究和優(yōu)化了高分子材料輻射改性的工藝條件，并初步探討了所合成的絮凝劑對剩余污泥的絮凝脫水作用，以及重金屬吸附劑對水溶液和污泥中Cu2+和Ni2+的去除作用。
　　 采用預(yù)輻照法制備了纖維素-丙烯酰胺接枝共聚物，研究了預(yù)輻照劑量、反應(yīng)時間、反應(yīng)溫度，原料與單體質(zhì)量配比和阻聚劑添加量等反應(yīng)條件對接枝反應(yīng)的影響。結(jié)果表明，6

2、0Coγ預(yù)輻射能有效地引發(fā)纖維素(MCC)與丙烯酰胺（AM）的接枝共聚，最佳合成條件為:反應(yīng)時間3h，輻射劑量35kGy，反應(yīng)溫度40℃，MCC與AM質(zhì)量配比0.5∶1，阻聚劑添加量0.01％AM，單體濃度5％，產(chǎn)品接枝率和單體利用率均可達(dá)65％以上。共聚合產(chǎn)物通過Mannich反應(yīng)陽離子化制備了陽離子纖維素-丙烯酰胺絮凝劑(CCPAM)，研究其對剩余污泥的絮凝脫水效果，并與市售聚丙烯酰胺(PAM)進(jìn)行對比。結(jié)果表明，CCPAM對剩余污

3、泥有較好的絮凝效果，在本實驗條件下，其絮凝脫水效果與PAM相當(dāng)，且最佳投加量低于PAM。
　　 采用共輻照法制備了淀粉-丙烯酰胺接枝共聚物，研究了預(yù)輻照劑量、原料與單體質(zhì)量配比和阻聚劑添加量對接枝反應(yīng)的影響。接枝產(chǎn)物通過Mannich反應(yīng)陽離子化后考察其污泥絮凝脫水性能。其最佳合成條件為:輻射劑量15kGy，淀粉與AM質(zhì)量配比0.5∶1，阻聚劑添加量0.02％AM，單體濃度5％，產(chǎn)品接枝率達(dá)244％，單體利用率達(dá)171％。污泥絮

4、凝脫水性能實驗結(jié)果表明，CSPAM最佳投加量為40mg/L，經(jīng)CSPAM調(diào)理過的污泥絮凝脫水效果良好。
　　 采用預(yù)輻照接枝法在高密度聚乙烯(HDPE)粉末上接枝甲基丙烯酸縮水甘油酯(GMA)，探索了合成反應(yīng)的優(yōu)化條件。在甲醇體系中，GMA被成功接枝到HDPE高分子上，最佳接枝反應(yīng)條件為:輻照劑量35kGy，反應(yīng)溫度40℃，反應(yīng)時間4h，阻聚劑1％，單體濃度20％，GMA接枝率高達(dá)332％。產(chǎn)物進(jìn)一步化學(xué)改性引入胺基，制備出帶胺

5、基的重金屬吸附材料。研究了該材料對水相中重金屬離子Cu2+和Ni2+的吸附性能，結(jié)果表明:Cu2+和Ni2+吸附的最佳pH為6;Cu2+和Ni2+吸附量都隨初始濃度的增大而增大，最高飽和吸附量分別達(dá)162mg/g、74mg/g;Cu2+和Ni2+的吸附動力學(xué)都基本符合準(zhǔn)二級反應(yīng)動力學(xué)模型，等溫吸附模型符合langmuir吸附模型。初步探討了胺基吸附材料對污泥酸化析出的重金屬的吸附性能。研究表明:利用硝酸使污泥酸化，當(dāng)添加2g/L吸附劑且