[发明专利]一种两性壳聚糖基绿色絮凝材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种两性壳聚糖基绿色絮凝材料的制备方法。采用方法的要点是将壳聚糖通过苯甲醛合成中间体从而对氨基进行保护，在碱性条件下，以一氯乙酸作为改性剂，将羧甲基引入壳聚糖中的羟基上，以硫酸铈为引发剂接枝二甲基二烯丙基氯化铵，从而引入季铵盐基团，制备得到两性壳聚糖基绿色絮凝材料。其对不同水体污染物均表现出优异的絮凝效果，与商用聚合氯化铝和聚丙烯酰胺相比，具有更好的絮凝能力，同时也解决了商用絮凝剂二次污染的问题，具有较好的应用价值和市场前景。

技术领域

本发明涉及一种绿色絮凝材料的制备方法，特别涉及一种两性壳聚糖基绿色絮凝材料的制备方法，属于有机高分子材料技术领域。

背景技术

壳聚糖是地球上含量第二丰富的天然高分子化合物，是自然界中唯一带有正电荷的天然高分子化合物，己被广泛地应用在污水、污泥处理中，但是由于其溶解性差和正电荷密度小的原因，限制了它的应用。本发明通过在壳聚糖中引入羧甲基并与阳离子剂(二甲基二烯丙基氯化铵)接枝共聚改性来改善其溶解性和絮凝效果。目前污水处理常用的絮凝剂大多是聚丙烯酰胺、聚合氯化铝等人工合成絮凝剂，这些絮凝剂本身或降解后的单体有毒，不易降解，对生活环境和人类身体健康带来较大危害。本发明即利用羧甲基和阳离子单体对天然高分子化合物进行改性合成了两性壳聚糖基绿色絮凝材料，拓宽了天然高分子化合物的应用领域，产品具有较高的应用价值。

目前，无机高分子絮凝剂逐步代替普通无机絮凝剂，成为主流絮凝药剂。同时，随着人们对水处理认识的提高，无机金属离子对人体健康影响逐渐受到重视。如摄入过多的铝离子会使得老年痴呆症发病几率明显增加；铁盐类絮凝剂具有较强的腐蚀性和毒性，且有色污染，对人类健康和生态环境的影响较大，潜在的二次污染也让人们越来越难以接受。因此，研究开发的重心逐渐转移到有机高分子絮凝剂。目前为止，仍然存在大部分有机高分子絮凝剂的水解产物有毒，生产成本较高等问题。

在天然有机高分子絮凝剂制备领域，中国专利(CN106630060A)“一种污水处理絮凝剂”以改性壳聚糖、明胶、氯化镁、沸石粉合成的絮凝剂，应用于污水处理，絮凝能力强，能高效去除重度污染的农村生活污水中的氮磷以及镉与锌，适用于各种水质；中国专利(CN106915810A)“一种高效复合絮凝剂及其制备方法和应用”以硫酸铝、聚丙烯酰胺和聚乙烯醇改性壳聚糖合成，该高效复合絮凝剂在处理高COD值的造纸废水时效果显著，且废水中各指标处理效果效果都优于现有常规絮凝剂，COD去除率达到85％以上，浊度和BOD 去除率都在78％以上，处理后废水透光率85％以上；中国专利(CN106517464A) “一种聚合钛盐改性壳聚糖絮凝剂、其制备方法及应用”以酸性钛盐水溶液、壳聚糖、烯烃类功能性有机单体和稳定剂合成，能应用于对废水中微溶有机物进行去除处理，对多种微溶有机物去除率高于80％；俄罗斯专利(RU2495829) “Method of producing water-soluble reagent forpurifying natural and waste water”以羟基氯化铝的液体胶体溶液与壳聚糖合成，用于纯化不含有毒、易燃和易爆物质的天然水和废水的水溶性试剂，具有高凝固和絮凝活性，能有效从处理过的体系中除去锑离子，且具有消毒性能；韩国专利(KR1019940003210)“Process for preparation of amphoteric polymeric flocculant”以壳聚糖、马来酸、硝酸高铈铵和五硝酸钒催化剂合成两性聚合物絮凝剂，天然且具有可生物降解性质，可防止二次污染。截至目前，还未见到利用二甲基二烯丙基氯化铵接枝改性羧甲基壳聚糖，制备两性壳聚糖基绿色絮凝材料的相关工艺技术出现。