1.一种自分离亲疏水调控絮凝剂,其特征在于,同时具有自上浮分离功能和亲水‑疏水调控特性;
采用如下方法制备而成:
1)氨基修饰N,N‑二乙基丙烯酰胺制备:在室温和磁力搅拌条件下,称取2 3 g N,N‑二~乙基丙烯酰胺加入到4 8 mL浓度为 10 mg/mL的2‑氨基乙硫醇水溶液和15 25 mL甲醇的混~ ~合溶液中;待其充分溶解后缓慢滴入3 5 mL浓度为5 mg/mL的偶氮二异丁腈水溶液,充分搅~拌混合后向混合溶液中通入高纯氮气15 min以驱氧,并在恒温水浴锅中加热充分反应后取出产物,真空烘干至恒重后浸入乙醚,提纯沉淀,得到氨基修饰N,N‑二乙基丙烯酰胺;
2)亲‑疏水调控单元交联淀粉制备:在70℃水浴和磁力搅拌条件下,称取1 2 g淀粉溶~于30 60 mL浓度为1 mol/L氢氧化钠溶液中,待淀粉充分溶胀后取出静置冷却至室温;在磁~力搅拌的条件下,向以上淀粉溶液依次加入步骤1)中获得的氨基修饰N,N‑二乙基丙烯酰胺、4 8 mL无水乙醇和0.5 1 mL环氧氯丙烷至完全溶解,将所得混合物置于恒温水浴锅中~ ~加热至70℃充分反应;随后取出混合物静置冷却至室温,将其置于透析袋中透析过滤,滤液经真空冷冻干燥后得到具有亲‑疏水调控单元的交联淀粉;
3)阳离子微嵌段结构接枝改性:室温条件下,称取1.5 2 g丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵~和0.06 0.1 g聚丙烯酸钠加入到装有20 mL超纯水的石英反应瓶中,磁力搅拌均匀后超声~震荡处理;取步骤2)中获得的具有亲‑疏水调控单元的交联淀粉加入到超声处理后的混合溶液中并充分搅拌至完全溶解;在氮气氛围下,加入3 mL浓度为2 mg/mL的偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐水溶液,待混合液搅拌均匀后关闭氮气并立即密封反应瓶,将其置于紫外光辐照下引发聚合;反应后取出产物,采用超纯水溶解‑无水乙醇析出工艺重复提纯三次,将提纯后产物在真空条件下烘干至恒重,得到具有亲‑疏水调控单元和阳离子微嵌段结构的淀粉基共聚物;
4)自上浮分离微核活化:称取10 g中空二氧化硅微球加入到150 mL浓度为0.5 mol/L的氢氧化钠溶液中,在80℃水浴条件下搅拌反应2 h,待反应结束后静置冷却至室温;取出中空二氧化硅微球与氢氧化钠的混合溶液并置于高速离心机中离心10 min,收集离心管上部固体粉末,经无水乙醇洗涤后真空烘干至恒重,得到活化自上浮分离微核;
5)具有乙烯基活性接口自上浮分离微核制备:将步骤4)中获得的活性中空二氧化硅粉末搅拌分散于150 mL乙醇水溶液中,其中无水乙醇和超纯水体积比为1:1;在氮气氛围下,加入10 mL硅烷偶联剂A‑171,并于80℃水浴条件下搅拌回流8 h,待反应结束后静置冷却至室温;取出混合溶液并置于高速离心机中离心10 min,收集离心管上部固体粉末,并用无水乙醇洗涤数次后经真空烘干至恒重,得到具有乙烯基活性接口的自上浮分离微核;
6)自分离亲疏水调控絮凝剂合成:室温条件下,取2 3 g丙烯酰胺、2 g步骤3)中具有~亲‑疏水调控单元和阳离子微嵌段结构的淀粉基共聚物和20 mL超纯水充分混合溶解于石英反应瓶中;随后向溶液中加入3 5 g步骤5)中的自上浮分离微核,并持续搅拌至微核分散~均匀;在氮气氛围下加入4 6 mL浓度为2 mg/mL偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐水溶液,搅拌均匀~后关闭氮气并立即密封反应瓶,将反应瓶置于紫外光辐照下引发聚合;反应后取出产物剪碎至粒径小于2 mm并采用无水乙醇浸泡48 h,经真空冷冻干燥后所得固体即为自分离亲疏水调控絮凝剂。
2.根据权利要求1所述自分离亲疏水调控絮凝剂,其特征在于,所述步骤1)中室温温度为20℃,恒温水浴锅水浴反应温度为50 70℃,水浴反应时间为20 24 h,真空烘干温度为50~ ~℃;N,N‑二乙基丙烯酰胺、2‑氨基乙硫醇、甲醇、偶氮二异丁腈和乙醚的纯度为98%、95%、
99.7%、98%和99.7%。
3.根据权利要求1所述自分离亲疏水调控絮凝剂,其特征在于,所述步骤2)中水浴反应温度为70℃,反应时间为70 74 h;透析袋截留分子量为10000,透析时间为4 d;真空冷冻干~燥温度为‑30 ‑10℃;淀粉、氢氧化钠、无水乙醇和环氧氯丙烷的纯度为99.7%、98%、99.7%和~
99.7%。
4.根据权利要求1所述自分离亲疏水调控絮凝剂,其特征在于,所述步骤3)中聚丙烯酸钠分子量为2000 Da,超纯水电导率≤0.1 μS/cm,超声震荡时间为3 min,通氮气并搅拌时间为15 min,反应瓶与紫外灯管距离10 cm,引发聚合时间为2 h,真空烘干温度为50 70℃;
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丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、聚丙烯酸钠和偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐的纯度为99%、96%和
98%。
5.根据权利要求1所述自分离亲疏水调控絮凝剂,其特征在于,所述步骤4)中二氧化硅微球粒径为20±5 μm,离心速率为4000 rpm,超纯水电导率≤0.1 μS/cm,真空烘干温度为
50℃。
6.根据权利要求1所述自分离亲疏水调控絮凝剂,其特征在于,所述步骤5)中离心速率为4000 rpm,真空烘干温度为50℃;硅烷偶联剂A‑171的纯度为98%。
7.根据权利要求1所述自分离亲疏水调控絮凝剂,其特征在于,所述步骤6)中,通氮气并搅拌时间为15 min,反应瓶与紫外灯管距离10 cm,引发聚合时间为2 3 h,超纯水电导率~≤0.1 μS/cm,真空冷冻干燥温度为‑30 ‑10℃;丙烯酰胺的纯度为99%。
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8.根据权利要求1所述自分离亲疏水调控絮凝剂,其特征在于,所述紫外光辐照,其功率均为100 W,波长均为253.4 nm。
9.一种自分离亲疏水调控絮凝剂的应用,其特征在于,采用如权利要求1 8任一所述的~自分离亲疏水调控絮凝剂,用于对机械加工乳化含油废水的处理。
10.根据权利要求9所述自分离亲疏水调控絮凝剂的应用,其特征在于,采用自分离亲疏水调控絮凝剂对机械加工乳化含油废水处理,废水温度控制为18℃和35℃,投加量为30~
40 mg/L,搅拌程序为快搅200 350 rpm 1 min,慢搅30 40 rpm 5 10 min,静置上浮时间20 ~ ~ ~min,取液面以下2 5 cm处清液进行检测分析。
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