[发明专利]一种改性聚丙烯酰胺及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种改性聚丙烯酰胺及其制备方法，其制备包括：以阴离子聚丙烯酰胺为母体，与甲醛发生羟甲基反应，再与配体2‑氨基‑5‑巯基‑1,3,4‑噻二唑发生接枝反应，得到所述改性聚丙烯酰胺。本发明制备方法简单，操作方便，产率高。将阴离子聚丙烯酰胺进行改性，使其具有机械强度高，热稳定性好的特点。本发明还公开了所述改性聚丙烯酰胺在吸附碱性品红中的应用，本发明改性聚丙烯酰胺是可分离富集的功能材料，含有较多的功能基团，对碱性品红有较好的吸附性。

技术领域

本发明属于吸附技术领域，涉及一种改性聚丙烯酰胺及其制备方法和应用。

背景技术

在我国，企业每年排放的工业污水约为199亿吨，其中染料废水约为70亿吨，因此染料废水是工业废水的主要来源。随着印染行业技术的发展，染料废水呈现出可生化性逐渐变差的趋势，且染料废水还具有色度深、COD值高、毒性强、浓度高的特点，使其逐渐成为我国废水处理的主要难点。目前，处理染料废水常用的方法主要有生物降解、氧化、膜技术和吸附。国内外主要采用生物法和混凝法处理染料废水，但目前处理染料废水具有难生化降解性，仅靠生物处理方法难以使染料废水达标排放，而吸附法则有较好的处理效果，因此，低污染，低成本，高选择性的吸附剂成为了治理染料废水的有效手段。目前工业上常采用的吸附剂为活性炭。活性炭造价高，普遍用于工业废水的深度处理。

聚丙烯酰胺(以下简称PAM)是重要的高分子聚合物之一，性质为水溶性、高分子，是通过丙烯酰胺在特定条件下均聚或与其他单体共聚而成，质量分数大于50％的线性的水溶性的化学物品的总称。依据物质的性状PAM产品主要有三种类型：乳液、水溶液胶体、粉状；依据物质的离子特性分为阳离子型(CPAM)、阴离子型(APAM)、非离子型(NPAM)及两性型，四种类型的聚合物有的是均聚物，也有的是共聚物。

阴离子聚丙烯酰胺是常用的高分子絮凝剂，在污水处理、化工、石油等领域被广泛应用。其特点是絮凝性，粘合性。因此也是最受人们关注的，其重要性是生产成本远低于阳离子高分子絮凝剂和两性高分子絮凝剂。

阴离子型聚丙烯酰胺的合成方法主要有水解法，共聚法。水解法：均聚后水解法、均聚共水解法。共聚法：单体共聚法、接枝共聚法、水溶液聚合、反相乳液聚合及反相悬浮聚合。当前阴离子型聚丙烯酰胺的生产大多采用的是共聚法。

沈雷(阴离子聚丙烯酰胺絮凝剂(APAM)的制备及应用[D].重庆大学，2011)采用的水溶液共聚法，在无机引发剂过硫酸铵和亚硫酸氢钠做引发剂的条件下，聚合丙烯酰胺单体和氢氧化钠得到阴离子聚丙烯酰胺(APAM)，实验研究合成了分子量为960万，且残留单体含量为0.072％；与此同时获得另两种高分子聚合物APAM分子量分别为872万和883万，残留单体物质的含量为0.050％和0.043％。

通过上述对中国水资源和水污染的现状描述，以及聚丙烯酰胺的合成以及改性和应用方面的陈述，阴离子聚丙烯酰胺絮凝剂的应用在水处理技术中发挥着重要作用，而我国在阴离子聚丙烯酰胺絮凝剂在其制备的种类生产上目前还处于一般的水平。

改性聚丙烯酰胺可以作为一种亲水性聚合物，当前已应用于有机工业，生物医学、水的净化处理、食品工业、重金属回收、悬浮物的絮沉。此聚合物具有多种功能官能团，如羧基、氨基、羟基或磺酸基等。利用胺甲基化反应(Mannich反应)即羟甲基反应和接枝反应在阴离子聚丙烯酰胺主链上引入含氨基的基团，当引入的基团为氨基或者其他基团时，就可以提升物质本身的功能性，拓展改性物质的在其他方面的应用。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术中存在的上述技术和成本问题，提供一种改性聚丙烯酰胺及其制备方法和应用，以聚丙烯酰胺为母体，与配体(2-氨基-5-巯基-1,3,4-噻二唑)进行合成反应，能够获得具有较高功能基转化率的改性聚丙烯酰胺，该改性聚丙烯酰胺对碱性品红具有良好的选择性吸附性能。

为解决上述技术难题，本发明采用以下技术方案：