阳离子絮凝剂P(AM-DAC)的合成、表征及应用

以丙烯酰胺(AM)和丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DAC)为单体,过硫酸钾(KPS)为引发剂,通过水溶液聚合的方法合成了阳离子絮凝剂P(AM-DAC)。探讨了单体配比、单体浓度、引发剂用量、反应时间、反应温度等因素对阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)主要性能的影响。实验得出了较佳的反应条件:聚合温度为70℃,引发剂用量为0.16%,单体配比m(AM):m(DAC)=1:8,总单体浓度为20%,反应时间3 h。在上述条件下,所得阳离子聚丙烯酰胺絮凝剂的特性黏数为18.692 4 dL/g,在其加入量为0.003%的条件下处理巡司河污水,上层清液透光率达90.7%,污泥脱水率达89.2%。并对该聚合物絮凝剂的结构和热行为进行了表征。     

淀粉改性絮凝剂制备及其对污泥絮凝性能研究

利用60Co-γ辐射,以共辐照接枝技术制备出淀粉-丙烯酰胺接枝共聚物。研究了各种反应条件对丙烯酰胺(Acrylamide,AM)接枝率和单体利用率的影响规律,利用傅里叶红外光谱对接枝产物进行了表征。结果表明,其最佳合成条件为:辐射剂量15 kGy,淀粉与AM质量配比0.5∶1,阻聚剂添加量0.02%AM,单体浓度5%,产品接枝率达244%,单体利用率达171%。接枝产物通过Mannich反应阳离子化后考察其对剩余污泥絮凝性能,试验结果表明:改性絮凝剂(CSPAM)对剩余污泥的絮凝效果优于市售PAM,且CSPAM最佳用量小于PAM。     

高吸附量有机聚合物的合成及其对亚甲基蓝吸附性能研究

为开发高效染料吸附剂,以丙烯酸（AA）、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸（AMPS）为单体,N,N''-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷（KH570）为偶联剂合成了一种新型有机聚合物（KAA）,并以红外光谱（FTIR）与扫描电镜（SEM）对其进行表征.选用典型阳离子染料亚甲基蓝（MB）为研究对象,研究KAA对MB的吸附动力学、吸附热力学以及溶液pH值和不同阳离子对吸附的影响.结果表明,实验浓度范围内KAA对亚甲基蓝的最大吸附量为1558 mg·g^-1,能够在1.5 h内达到吸附平衡,吸附动力学符合准一级动力学模型,吸附等温线符合通用等温模型（a general model）,吸附热力学数据表明吸附过程为自发、放热的熵减过程.KAA对亚甲基蓝的吸附具有较宽的pH适用范围,吸附剂具有良好的pH缓冲能力,阳离子对吸附具有较强的抑制作用,抑制作用大小为Al³⁺ > Ca²⁺ > Na⁺.研究表明吸附的主要驱动力为静电作用和π-π相互作用.与其他吸附剂相比,KAA对亚甲基蓝具有超高的吸附量以及酸碱耐受能力,更符合实际应用需求.     

复合絮凝剂CAM-CPAM的制备及其污泥脱水性能

在氮气保护下,以硝酸铈铵为引发剂,采用壳聚糖与有机单体丙烯酰胺接枝共聚得到壳聚糖衍生物(CAM),并将其与阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)复配,制备了一种复合絮凝剂CAM-CPAM. 通过红外图谱(IR)和电镜扫描(SEM)分析,对复合絮凝剂CAM-CPAM的结构进行了表征,对污泥脱水机理进行了探讨,并考察了复合絮凝剂用量对污泥脱水、沉降性能以及对滤液浊度和透光率的影响. 结果表明,复合絮凝剂CAM-CPAM具有良好的污泥脱水性能,当其投加量为30 mg/L时,污泥脱水率可达90%以上,沉降速率可达0.55 cm/s,滤液浊度小于8 NTU,透光率高于85%.      

磁性阳离子型壳聚糖絮凝剂去除Cr(Ⅵ)

以二氧化硅和硅烷偶联剂(KH-570)包裹的磁性Fe3O4作为磁芯,壳聚糖(CS)、丙烯酰胺(AM)和丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DAC)作为接枝单体,通过低压紫外光引发合成新型磁性壳聚糖絮凝剂(FSCAD),研究该材料对Cr(Ⅵ)的去除性能.采用傅立叶变换红外、热重分析、X射线衍射图谱和振动样品磁强计对絮凝剂进行表征,...     

疏水缔合阳离子型高分子絮凝剂合成与性能研究

以丙烯酰胺(AM)、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)、疏水单体CXDMC为原料,通过自由基水溶液共聚合法制备了疏水缔合阳离子型絮凝剂P(AM-DMC-CXDMC),考察了不同合成工艺条件下得到的不同结构的聚合产物的絮凝性能。研究结果表明,疏水单体种类、含量及絮凝剂浓度均对絮凝效果有较大的影响;疏水单体为C4DMC和C8DMC、疏水单体含量为1mol%、絮凝剂加量为20mg/L时,综合絮凝效果较好。用所制备的疏水缔合阳离子型絮凝剂和普通阳离子型絮凝剂P(AM-DMC)分别处理硅藻土模拟水与城市生活污水,结果发现,疏水缔合阳离子型絮凝剂处理效果优于阳离子型絮凝剂。     

阳离子共聚物的反相悬浮聚合

采用反相悬浮聚合方法合成颗粒状的阳离子型高分子絮凝剂。选用丙烯酰胺(Am)和氯化[N,N,N-三甲基乙醇丙烯酸酯]盐(AQ)两种单体,研究反应体系的特征及影响分子量的基本因素,诸如温度、单体浓度、引发剂浓度、分散剂浓度、水相和油相的体积比(Vw/Vo)对分子量的影响。为了选择出最佳原料比,本文对两种单体的原料比进行了研究。实验中还发现亚硫酸钠是一种优良的缩短反应诱导期、加速反应进程的试剂。     

几种聚电解质的合成及絮凝性能研究

合成了５种水溶性聚电解质：①丙烯酰胺－二甲基二烯丙基氯化铵共聚物（ＡＭ－ＤＭ）；②丙烯酰胺－三甲基烯丙基氯化铵共聚物（ＡＭ－ＴＭ）；③水解聚丙烯酰胺（ＨＰＡＭ）；④阳离子化聚丙烯酰胺（ＣＰＡＭ）和⑤丙烯酰胺－二甲基二烯丙基氯化铵－丙烯酸（ＡＭ－ＤＭ－ＡＣ）共聚物。对它们的结构进行了红外表征，并就絮凝能力进行了研究。结果表明：５种聚合物均具有絮凝能力且出现两个聚沉点，絮凝能力与聚合物的链结构有关。     

影响阳离子聚丙烯酰胺特性粘度的几个因素

研究了大分子量阳离子聚丙烯酰胺合成过程中的几个影响因素。主要讨论了浓度、引发剂类型、时间温度以及pH等因素对聚丙烯酰胺分子量和阳离子特性的影响,并利用红外光谱的手段对合成产物进行了表征。     

聚丙烯酰胺的改性及在废水处理中的应用研究

聚丙烯酰胺是一种使用范围广、处理效果好的高分子絮凝剂,具有良好的水溶性、优良的絮凝性能和吸附性能.文章总结了聚丙烯酰胺阴离子化、阳离子化、单体共聚的常见改性方法.列举了其改性产物在废水处理中的应用和取得的良好效果.对聚丙烯酰胺改性研究的必要性和有效性进行了说明.表明:聚丙烯酰胺经过改性后可提高使用效果、拓宽使用范围、减少投药量等优点.最后对聚丙烯酰胺改性的发展方向做了展望,改善现有絮凝剂性能和发展高品质絮凝剂是将来研究的重点.     

制革废水治理方法的研究

对制革废水进行了实验研究，提出了制革废水的处理方法．即首先对铬鞣废水进行单独处理，回收鞣革液，再采用聚合硅酸系混凝剂和聚丙烯酰胺（ＰＡＭ）来处理混合废水的新方法．     

混凝前处理对猪场沼液MAP回收时抗生素残留的影响

养猪废水磷酸铵镁（MgNH₄PO₄·6H₂O,MAP）回收时会有大量抗生素转移至回收MAP固体中,采用混凝前处理去除沼液中抗生素减少后续回收MAP中抗生素残留.首先对比聚合硫酸铁（PFS）、壳聚糖（CTS）、阳离子型聚丙烯酰胺（CPAM）和非离子型聚丙烯酰胺（PAM）四种典型无机和有机混凝剂对抗生素去除效果.实验结果显示CPAM去除抗生素效果最好,四环素类抗生素（TCs）去除率为22.8%-44.8%,喹诺酮类抗生素（FQs）去除率为32.2%~70.3%,回收MAP固体中抗生素含量为TCs 8.6mg/kg~19.6mg/kg,FQs 0.8~12.33mg/kg.在此基础上,考察了pH值和CPAM投加量对CPAM去除抗生素的影响.当pH7.5-8.0、CPAM投加量为17.5mg/L时,TCs去除42.5%~50.6%,FQs去除率42.9%~66.3%;与没有混凝处理的沼液MAP回收相比,产物中TCs含量下降43.2%~54.1%,FQs含量下降50.1%~69.5%.     

共振散射光谱法测定部分水解聚丙烯酰胺的水解度

在1.0 mol/L醋酸介质中,部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)与次氯酸钠溶液作用生成疏水性的氯酸胺微粒,该微粒体系在480nm处产生强的共振散射峰。HPAM的酰胺基团浓度在1.12~56.0 mg/L范围内与480nm处共振散射光强度成线性关系,检出限为0.21 mg/L。研究了共存物质对共振散射光谱法测定HPAM酰胺基浓度的影响,该方法的选择性较好,应用于样品中HPAM水解度的测定,结果满意。     

刚果红分子印迹聚合物纳米微球的合成及吸附性能

本研究以刚果红为模板分子,α-甲基丙烯酸(MAA)为功能单体,二甲基丙烯酸乙二醇酯(EGDMA)为交联剂,乙腈为致孔剂,2,2-偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂,采用沉淀聚合法制备了刚果红分子印迹聚合物纳米微球(MIP).通过扫描、透射电镜对聚合物的结构和形貌进行了表征,结果显示制备的MIP微球的粒径在90 nm左右,粒径较为均匀.利用氮气吸附脱附实验测定了聚合物颗粒的比表面积和孔容.并对诸多吸附影响因素以及分子印迹聚合物的吸附能力、选择性和重复利用率进行了分析.结果表明,MIP对刚果红表现出较好的选择性识别能力,可多次循环使用,能用于染料废水中刚果红的选择性吸附.     

土壤中多环芳烃微生物降解能力模拟

为了揭示微生物菌种(组合)对土壤中PAHs(多环芳烃)降解率的影响以及不同类型PAHs抗微生物降解能力的差异,分析了北京市6个不同环境功能区土壤中微生物种类及其分布特征,从中筛选出部分微生物菌种对典型PAHs和原油进行降解模拟试验,对比分析微生物对不同PAHs降解能力的差异.结果表明:① 不同菌种组合对PAHs的降解能力存在明显差异,与假单胞菌属、无色杆菌、短稳杆菌混合菌相比,假单胞菌属、无色杆菌、短稳杆菌和微杆菌混合菌对PAHs的降解率高0.6%~4.5%;② 在相同降解条件下,不同PAHs的降解率存在明显差异,在单体培养基中,LMW PAHs(低环数PAHs)的降解率在25.3%以上,而HMW PAHs(高环数PAHs)的降解率都小于20.1%;③ 在单体培养基与混合培养基中PAHs的降解能力也存在一定差别,单体培养基中PAHs的降解率较混合培养基中高4.2%~26.6%;④ 无论在单体培养基中,还是混合培养基中这些化合物的降解率均存在随着降解时间的增加而增大的现象;⑤ 在原油培养基中不同PAHs的降解率更为复杂,并且出现了中低分子量PAHs降解率随降解时间增加反而降低的假象,这可能是由于随着时间增加,微生物对PAHs的降解能力加强,原油中含烷基的PAHs基团降解或HMW PAHs被微生物降解产生LMW PAHs中间产物造成.研究显示,假单胞菌属、无色杆菌、短稳杆菌和微杆菌对HMW PAHs和LMW PAHs均有明显的降解效果,但不同PAHs的降解率存在明显的差异,即使是同一单体化合物,在单体培养基、混合培养基和原油培养基三种不同的降解条件下,其降解率也具有不同程度的差别.      

对苯二胺印迹聚合材料的合成及在色谱固定相中的应用

以对苯二胺为模板分子,甲基丙烯酸为功能单体,在甲醇水体系中制备了分子印迹聚合物,通过高效液相色谱评价,该聚合物固定相表现出良好的分离选择性,能够对苯二胺与其结构类似物—对氨基苯甲酸,有较好的分离效果。通过对流动相中水含量与色谱分离效果关系的探讨,结果表明,溶质与印迹固定相的疏水作用是分子识别中的主要作用力。     

Combining material characterization with single and multi-oxyanion adsorption for mechanistic study of chromate removal by cationic hydrogel

Cationic hydrogel with magnetic property was synthesized via radical polymerization and its removal capacity of chromate from contaminated water was found to be 200 mg/g. Using Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR) study, the mechanism of chromate removal by hydrogel was found to be non-specific adsorption, mainly due to ion exchange, as evidenced by the positively charged functional group, trimethyl ammonium –N+(CH3)3; in the monomer. Verifications were accordingly determined by testing different oxyanion adsorption onto the hydrogel. The results of the chromate adsorption experiments illustrated that the amount of chromate adsorbed was nearly equal to that of the chloride released from the hydrogel, which is part of the evidence for ion exchange. Single and multi-oxyanion adsorption experiments were also performed, and it was demonstrated that ion removal was species independent, but charge dependent, another characteristic of the ion exchange process. It was found that the same Langmuir model can be applied to best fit the findings of single and multi-oxyanion adsorption, which further indicates the mechanism of chromate removal is attributed to ion exchange. In view of the above, the background anions compete for adsorption sites with chromate, evidenced by inhibitive chromate removal in the presence of background electrolytes in the batch studies, further echoing the ion exchange mechanism.     

反硝化生物膜对PBS表面形态及化学组分的影响

PBS是一种新型的可生物降解聚合物(BDPs),可以用做反硝化碳源和生物膜载体,去除饮用水源水中的硝酸盐.利用红外光谱和扫描电子显微镜对反硝化生物膜生长前后PBS颗粒表面形态、化学组成的变化进行了分析.结果表明,PBS仅在微生物作用下降解并为反硝化菌提供碳源.PBS颗粒可以在12 h内使进水中53 mg·L^-1的硝态氮降低到10 mg·L^-1以下(我国饮用水水质标准为:NO₃^--N<15 mg·L^-1).红外光谱表明,反硝化微生物附着生长后其PBS在2 925 cm^-1和2 850 cm^-1附近的吸收带以及3 200 cm^-1～3 410 cm^-1处峰值减弱,说明PBS材料中甲基、羟基官能团比例下降,而其它官能团没有发生明显的变化,PBS的主要单体组分淀粉和乙烯都可以被反硝化微生物用作碳源.扫描电子显微镜观察结果表明,反硝化生物膜附着生长后,PBS颗粒表面会出现空洞,扩大了生物膜生物附着生长的表面积,有利于形成致密的反硝化生物膜,对反硝化菌形成保护作用.     

铁磁性纳米材料的制备及对17β-雌二醇的选择性富集——基于分子印迹技术

将铁磁性分离与分子印迹技术结合,以四氧化三铁纳米颗粒为核,以17β-雌二醇(E2)为模板分子,3-氨基丙基三乙氧基硅烷(APTES)为功能单体,利用表面聚合法制备了E2分子印迹纳米材料(MIPs)和不含E2的非印迹纳米材料(NIPs).通过傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS...