陰離子聚丙烯酰胺絮凝劑的制備及其對水中特征有機物的處理研究.pdf

1、鄰苯二甲酸酯類（PAEs）化合物是痕量有機污染物中的一種典型物質(zhì)，它是一種由人工合成的有機化合物，主要來源是增塑劑，用來增大塑料的可塑性，廣泛地存在于空氣、水體、土壤及生物體內(nèi)，可以造成人體的內(nèi)分泌失調(diào)，危及生殖機能或是引發(fā)惡性腫瘤，是水中非常具有特征性的一類有機污染物，而PAEs化合物中，鄰苯二甲酸二乙酯（DEP）是其典型代表。因此合成用以處理鄰苯二甲酸酯類化合物的高性能絮凝劑十分迫切。
　　目前，用于水處理的絮凝劑，主要有無機

2、絮凝劑和有機高分子絮凝劑兩大類。其中聚丙烯酰胺絮凝劑是一種極其重要的有機高分子絮凝劑。聚丙烯酰胺（Polyacrylamide，PAM）是丙烯酰胺(AM)及其衍生的各種均聚物、共聚物的一種統(tǒng)稱，可以劃分成陰離子型（APAM）、陽離子型（CPAM）、非離子型（NPAM）及兩性離子型幾個種類。其中，陰離子聚丙烯酰胺（APAM）同時具備了絮凝、吸水、增稠以及降阻等性能，能夠廣泛應(yīng)用于水處理、洗煤、化工、采油、選礦等領(lǐng)域。
　　在有機高分

3、子聚合物研究中，紫外光引發(fā)聚合是一種新的聚合方法，其反應(yīng)所需活化能較低，在室溫下就能快速引發(fā)聚合，具有操作簡單、反應(yīng)時間短、高效節(jié)能環(huán)保等優(yōu)點，在丙烯酰胺聚合反應(yīng)中有廣泛的應(yīng)用前景。
　　論文首先對有機高分子絮凝劑以及APAM的發(fā)展現(xiàn)狀進行了研究，并綜合紫外光引發(fā)聚合技術(shù)機理，確定了運用紫外光引發(fā)聚合APAM的方法，進而研究了在紫外光下APAM制備中各合成條件的改進，并對所得到的產(chǎn)物進行了各種手段的表征，從而分析驗證了APAM的性

4、質(zhì)和結(jié)構(gòu)。接著，將制得的APAM應(yīng)用于處理水中特征性有機污染物鄰苯二甲酸二乙酯（DEP），研究了其對特征有機物的去除效果并優(yōu)化了處理條件。
　　論文的主要研究結(jié)論如下：
　?、僖员０罚ˋM）、丙烯酸(AA)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)為單體，在紫外光的照射下采用水溶液聚合制備出陰離子聚丙烯酰胺(APAM)，系統(tǒng)的研究了APAM合成的工藝條件，通過單因素實驗得到了較優(yōu)的工藝條件，即：單體配比為7:1:1、單

5、體質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40％、引發(fā)劑濃度為0.10%、EDTA濃度為0.1%、脲素濃度為0.2%、反應(yīng)體系pH值為9以及光照時間為60min。在此條件下得到的陰離子聚丙烯酰胺的相對分子質(zhì)量達到880萬，溶解性較好。
　?、谠诩t外光譜分析中發(fā)現(xiàn)了AM與AA、AMPS中的多種化學(xué)鍵的存在，驗證了所制備的聚合物的結(jié)構(gòu)。通過紫外光譜分析，三種單體AM、AA、AMPS確有發(fā)生聚合反應(yīng)產(chǎn)生新的物質(zhì)。通過差熱-熱重分析，發(fā)現(xiàn)所合成APAM在常溫下結(jié)構(gòu)十分

6、穩(wěn)定。掃描電鏡分析則表明，聚合物APAM表面呈褶皺結(jié)構(gòu)，并均勻分布著大量細(xì)密的微孔結(jié)構(gòu)，使得產(chǎn)物具有較大的比表面積，這使其比同類聚合物具有更強的吸附、架橋能力。通過核磁共振圖譜分析，用于合成APAM的三種單體的質(zhì)子峰均在其聚合產(chǎn)物的譜圖中出現(xiàn)，這再次證實了聚合物為單體 AM、AA、AMPS的聚合產(chǎn)物APAM。
　?、蹖⒅频玫腁PAM用于水中特征有機物DEP的處理中，研究了APAM投加量、pH、攪拌時間、沉降時間、溫度等因素對處理效