[发明专利]一种明胶接枝丙烯酰胺阳离子高分子絮凝剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于污水处理技术领域，涉及一种絮凝剂的制备方法，具体是一种明胶接枝丙烯酰胺阳离子高分子絮凝剂的制备方法。

背景技术

皮革工业在产生巨大经济和社会效益的同时，也对环境造成了一定的污染。制革过程中，仅有原料皮重20%的物质转化为成品革，其余部分在制革过程中作为剖、削、磨和修边屑等固体废弃物被丢弃掉。同时皮革企业排放的污水中含有大量的COD、铬和悬浮物等物质。这些均是造成皮革工业污染严重的重要因素。

制革废水处理中使用的合成类有机高分子絮凝剂，主要包括阴离子型的和非离子型的有机高分子絮凝剂有聚丙烯酰胺及其衍生物、聚丙烯酸钠、聚磺基苯乙烯、聚氧化乙烯、脲醛树脂和聚乙烯醇等。

聚丙烯酰胺类高分子絮凝剂的残余毒性单体问题，目前仍未得到有效解决。类似的情况也存在于脲醛树脂及聚乙烯醇的制备中，这两类絮凝剂属于低相对分子质量的高聚物，絮凝性能相对差一些。

目前处理制革废水所采用的絮凝剂多为有机合成高分子絮凝剂，其中使用最广泛地为聚丙烯酰胺类高分子絮凝剂。这类絮凝剂虽然具有相对分子质量较大，分子链活性官能团多的结构特点，但其存在着致命的弱点，它们大多数呈微毒，影响人体健康，其残留物不易被生物降解，对环境造成二次污染，反而制约着制革业的持续健康发展。因此，在接枝共聚物的基础上，利用天然高分子原料自身的优势条件合成接枝型高分子絮凝剂，是一条值得探索的思路。

发明内容

本发明的目的针对现有技术的不足，提供一种明胶接枝丙烯酰胺阳离子高分子絮凝剂的制备方法。

本发明方法的具体步骤如下：

步骤(1).接枝共聚反应：将干燥明胶加入去离子水中，搅拌均匀，然后加入催化剂，在氮气保护条件下，35℃～55℃反应40～60分钟，再加入丙烯酰胺，45℃～70℃下反应3～6小时，制得接枝共聚物；每升去离子水中加入50～150克干燥明胶、2～20克催化剂、150～500克丙烯酰胺；

所述的明胶为100～280 bloom的明胶；

作为优选，所述的明胶为250 bloom的明胶；

所述的催化剂为硝酸铈铵、过氧化氢、亚硫酸氢钠、过硫酸盐中的一种或多种；当为多种时，比例为任意比；

所述的催化剂为亚硫酸氢钠和过硫酸盐按任意比混合而成的混合物；

所述的过硫酸盐为所有过硫酸盐；

步骤(2).胺基化反应：将戊二醛溶液和二甲胺溶液加入制得的接枝共聚物中，45～65℃下搅拌反应2～4.5小时，冷却出料，制得明胶接枝丙烯酰胺阳离子高分子絮凝剂；

反应体系中加入的戊二醛溶液与干燥明胶的质量比为0.13～1：1，二甲胺溶液与干燥明胶的质量比为0.13～1:1；

所述的戊二醛溶液中戊二醛的质量含量为35～50%；

所述的二甲胺溶液中二甲胺的质量含量为33～40%。

作为优选，所述的戊二醛溶液中戊二醛的质量含量为45%，所述的二甲胺溶液中二甲胺的质量含量为40%。

本发明所具有的有益效果：

1.本发明明胶接枝丙烯酰胺阳离子高分子絮凝剂具备以下优点：(1)用量少，在絮凝剂加入量为1.5～4mg/L时，絮凝效果较佳；(2)絮凝效果好，絮体形成快，颗粒大，沉降速率较快；(3)成本低；(4)污染少。

2.接枝共聚型高分子絮凝剂兼具天然高分子化合物和合成高分子化合物的某些优良特性，这主要表现在絮凝能力增强，分子链稳定性增加，阳离子化更容易进行等方面。其分子链上具有大量的极性基团和表面活性点，故能通过高分子的吸附架桥或电中和作用而产生絮凝效果。同时其自身可完全生物降解，具有良好的“环境可接受性”，因此正符合目前国家提倡绿色环保工程的要求。

具体实施方式

实施例1：

步骤(1).接枝共聚反应：将50.0克干燥的100bloom明胶加入到1L去离子水中，搅拌均匀，然后加入2克硝酸铈铵，在氮气保护条件下，35℃反应60分钟，再加入150克丙烯酰胺，45℃下反应6小时，制得接枝共聚物；

步骤(2).胺基化反应：将50.0克质量含量为35%的戊二醛溶液和50.0克质量含量为33%的二甲胺溶液加入制得的接枝共聚物中，45℃下搅拌反应4.5小时，冷却出料，制得明胶接枝丙烯酰胺阳离子高分子絮凝剂。

实施例2：