高效絮凝劑的制備與性能

/高效絮凝劑的制備與性能一、目的要求學習溶液聚合的基本原理.練習溶液聚合及共聚合的基本操作。學習聚合物粘均分子量的測定方法。研究水溶性高分子及其陽離子功能化產物對污水中懸浮顆粒物的絮凝能力.二、基本原理１，聚合原理丙烯酰胺(AM)是水溶性單體,容易進行溶液均聚合，到相應的均聚物PＡM.若與陽離子單體一起共聚合,就得到陽離子化的共聚物CPAM。其反應式可表示為：2,粘度與分子量均聚物PAM的粘均分子量可以在實驗室用一點法方便地測定出來。粘度是指流體對流體的阻抗能力,可采用動力粘度、運動粘度或特性粘數(shù)表示之。測定液體溶液的粘度,可以檢查其分子量分布。相對粘度ηr（又稱粘度比）是溶液(或分散相)的粘度η與溶劑（或連續(xù)相）的粘度η0之比值。通常是在極稀的濃度下進行測定,稀溶液和溶劑在粘度計中流過時間(t和t0）與粘度成正比，因此有:增比粘度ηsp（又稱比粘度)是溶液（分散相）的粘度η與溶劑(或連續(xù)相）的粘度η0之差被溶劑（或連續(xù)相）的粘度η0除得之商，即：對于部分線性高分子,測定出極稀的濃度下相對粘度ηr和增比粘度ηsp后就可以用如下公式計算出其特性粘數(shù):C為溶液的濃度（ｇ/ｍＬ)實驗證明,當聚合物、溶劑和溫度確定以后，特性粘數(shù)［η]的數(shù)值與粘均分子量Ｍη滿足如下關系式：即只需在一個濃度下,測定一個粘度數(shù)值便可算出聚合物分子量，這種方法稱做一點法.K值與體系性質有關,但關系不大,僅隨聚合物分子量的增大而有些減小(在一定的分子量范圍內可視為常數(shù))，隨溫度增加而略有下降；而α值卻反映高分子在溶液中的形態(tài)，取決于溫度、高分子和溶劑的性質.α一般在0。５～1之間。3,絮凝與污水處理污水懸濁液中含有大量懸浮顆粒物雜質,雖然不加任何處理劑這些雜質也會因重力作用而沉降，但速度慢并且沉淀物疏松體積大。高分子通過吸附架橋作用可以使固體雜質較快速沉降，并且致密。懸浮顆粒物雜質常常表面帶負電，因此高分子的特性會直接影響絮凝的速度與效果。三、實驗試劑和儀器1,實驗試劑丙烯酰胺AM二烯丙基二甲基氯化銨DADMAＣ過硫酸鉀KPS氯化鈉蒸餾水污水懸濁液2種(自備）２,儀器小組用:150mＬ三口燒瓶1個電動攪拌器一套回流冷凝管一支０—１00℃溫度計一支水浴鍋一個100ｍＬ容量瓶2個1０0mL大量筒４個１00/250/5０0mL大燒杯各1個公用:恒溫水槽4套烏式粘度計４支秒表4支砂芯漏斗(#5）4支鐵夾乳膠管四、實驗過程1，聚合１。1AM均聚合在裝有攪拌器、冷凝管、溫度計的150ｍL三頸瓶中，順次加入溶有5gAM的35ｍL蒸餾水溶液、溶有0.05—0.2gKＰS的1０mL蒸餾水溶液，開動攪拌,加熱升溫至70℃,反應2h,然后升溫至８0℃，反應0。5h，結束反應，冷卻得到聚合物PAM溶液。接著將一定質量的聚合物PAM濃溶液用0.５moｌ／Ｌ的ＮaCl溶液稀釋成~2g/L的稀溶液，該溶液用作PAM分子量測定。本實驗的經驗公式為:另外，將一定質量的聚合物PAM濃溶液用蒸餾水稀釋成1000ｍg/L的稀溶液1０0ｍL，該溶液用作絮凝實驗研究。1。２AM—DADMAC共聚合在裝有攪拌器、冷凝管、溫度計的1５０mL三頸瓶中，順次加入溶有5gＡM和0。5-1。５gDＡDMAC的35mL蒸餾水溶液、溶有０．05-0．２gＫPS的１0mＬ蒸餾水溶液,開動攪拌，加熱升溫至70℃,反應２h，然后升溫至8０℃,反應０.5h,結束反應，冷卻得到共聚物P（AM－ＤＡDMAC)溶液。接著將共聚物P（AM-DADMAＣ）濃溶液用蒸餾水稀釋成1000ｍg/L的稀溶液1０0mＬ,該溶液用作絮凝實驗研究。2，粘均分子量測定2.1烏氏粘度計(見附圖1）經浸泡、蒸餾水洗滌，并將水甩干.2.2ＮaＣl稀溶液以及用NaCl稀溶液稀釋得到的聚合物溶液用砂芯漏斗過濾，然后裝入容量瓶中，再將容量瓶中置入２5±０。１℃的恒溫槽中2０ｍin，并不時搖動。２。３烏氏粘度計置入恒溫槽中（見附圖2），分別測定出恒溫的ＮａCl稀溶液（A）以及用ＮaCl稀溶液稀釋得到的聚合物溶液(Ｂ）流過測定球的時間３次，并完成表1、表2。表1PAＭ分子量測定相關數(shù)據(jù)流體流出時間/s平均流出時間/sηｒηsｐ第1次第２次第３次AB表2聚合物基本參數(shù)聚合物原料配方/ｇ分子量×10—５陽離子度／％AMDADMACKＰSPＡM0CPAM—－3，絮凝實驗３。1分析自備的污水懸濁液的基本理化指標，包括ｐH值、顆粒物含量、色澤等.3。2用1０0mL的量筒中分別量取一定體積的污水,再加入計量的已稀釋成１00０mg/L的聚合物溶液，搖勻，靜置于實驗臺上，觀察絮凝現(xiàn)象,并記錄完全絮凝的時間及絮凝體體積。處理劑濃度與污水體積對應關系參考見表3。表3處理劑濃度與污水體積對應關系污水/mL1０0０mｇ/L聚合物溶液/mL處理劑濃度/ppm９911０９55509０１0１0０80202003。3結果討論：3．3.1ＰＡＭ濃度與污水懸濁液3．3。２PAM濃度與污水懸濁液3。3.3CPAM濃度與污水懸濁液３．3.4ＣPAM濃度與污水懸濁液3．３.５Ｐ