[发明专利]一种聚硅酸铝钛‑壳聚糖复合絮凝剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及水处理净水剂的技术领域，具体涉及一种聚硅酸铝钛-壳聚糖复合絮凝剂的制备方法。

背景技术

随着工业化的快速发展，衍生出的工业废水污染问题不断地增加。水污染问题亟待解决，目前使用最广泛的铝盐絮凝剂存在残余铝有毒性的问题， 因而其它金属盐絮凝剂逐渐成为研究热点，希望能取代铝盐。钛盐在较低pH下会水解聚合为多核高分子产物，能增强絮凝剂的分子量和絮凝能力，且含量要比其它常见金属多，有望成为替代铝盐的材料，目前得到很多研究。壳聚糖是有广泛应用价值的天然多糖高分子，其来源广泛，具有无毒、耐碱、耐热、耐腐蚀等特点，与聚硅酸金属盐接枝后，絮凝剂的除浊率增加，特别是在水温较低的环境下，处理效果更显著。

本研究在聚硅酸中引入铝盐、钛盐、壳聚糖。壳聚糖作为一种环保的天然高分子物质，不造成二次污染，壳聚糖分子链上有众多的羟基和氨基，可与聚硅酸铝钛盐接枝后，可增强絮凝剂的配位作用，具有良好的稳定性以及双缩电层的功能，从而延长分子链的长度，增大分子质量，提高了水处理中絮凝单元的除浊效率。聚硅酸可以通过工业水玻璃母液得到，采用了“以废治废”的治理污染新思想。该絮凝剂材料更加环保，使用范围更广泛。

发明内容

为了解决现有絮凝剂的上述不足，本发明提供一种聚硅酸铝钛-壳聚糖复合絮凝剂的制备方法，以硅酸钠、铝盐、钛盐、壳聚糖、硫酸为主要原料，采取以下技术方案：

(1)配制质量分数0.1-0.2 mol/L的硅酸钠水溶液，用20%的硫酸调pH至1-2，25-50 ℃水浴搅拌2 h并于室温静置熟化备用。配制铝盐、钛盐和质量分数1%左右的壳聚糖醋酸溶液。

(2)将0.3-0.5 mol/L的铝盐、钛盐溶液按照一定比例加入制备好的聚硅酸中，搅拌均匀得到聚硅酸铝钛盐，再加入壳聚糖醋酸溶液于25-50℃水浴搅拌2 h，室温静置熟化5-12 h，最后烘干研磨成粉末。其中（Al+Ti）/Si的摩尔比为0.3-2，Al/Ti的摩尔比为1-5，壳聚糖/Si的质量比为0.4-1。

相比现有技术，本发明具有如下有益效果:

本发明利用价格低廉的天然有机高分子物质壳聚糖作为主要原料。铝钛的协同作用可使金属离子的絮凝效果达到最佳，容易水解络合，可大幅度降低了铝盐在水中的残留。壳聚糖的成功复合使其更容易吸附架桥，增加卷扫作用。且固体絮凝剂运输及使用方便，该絮凝剂具备制备简单、安全环保等优势。

具体实施方式

实施例1

配制0.1 mol/L的硅酸钠溶液，缓慢滴加入质量分数为20%的硫酸溶液调节pH至2，水浴加热搅拌2 h，静置熟化8 h，制得聚硅酸溶液备用；配制0.4 mol/L的硫酸铝、硫酸钛水溶液备用；配制质量分数1%左右的壳聚糖醋酸溶液；取6 ml硫酸铝溶液、3 ml硫酸钛溶液加到50 ml聚硅酸铝溶液中，搅拌均匀得到聚硅酸铝钛，再将7.2 ml壳聚糖醋酸溶液加入到聚硅酸铝钛中，25℃水浴搅拌2 h，室温静置熟化6 h，40℃烘干研磨即得产品。

实施例2

配制0.2 mol/L的硅酸钠溶液，缓慢滴加入质量分数为20%的硫酸溶液调节pH至1.5，水浴加热搅拌2 h，静置熟化12 h，制得聚硅酸溶液备用；配制0.4 mol/L的硫酸铝、硫酸钛水溶液备用；配制质量分数1%左右的壳聚糖醋酸溶液；取3.5 ml硫酸铝溶液、7 ml硫酸钛溶液加到50 ml聚硅酸铝溶液中，搅拌均匀得到聚硅酸铝钛，再将14 ml壳聚糖醋酸溶液加入到聚硅酸铝钛中，40℃水浴搅拌2 h，室温静置熟化12 h，40℃烘干研磨即得产品。