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专利号: 201711127247X
申请人: 顺德职业技术学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 水、废水、污水或污泥的处理
更新日期:2024-10-29
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种水溶性三元聚合物分子刷阳离子染料捕捉沉降剂,其特征在于包括1~10份的聚合物主链聚羟乙基丙烯酰胺(PHEMAA)、20~100份的阴离子型高分子侧链前驱体聚合物末端含羧基的聚甲基丙烯酸叔丁酯(PtBMA-COOH)、5~30份的功能高分子侧链前驱体聚合物末端含羧基的聚N-乙烯基甲酰胺(PNVF-COOH)、100~500份的二甲基甲酰胺(DMF)、1~5份的催化剂即N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)、1~5份的1-乙基-3-(3-二甲胺基丙基)碳二亚胺碘甲烷盐(EDC·CH3I)、1~10份的氢氧化钠、1~20份的1,2-环己二胺四乙酸二酐(CDTA)及1~10份的二硫化碳;以上均为质量份数。

2.根据权利要求1所述的水溶性三元聚合物分子刷阳离子染料捕捉沉降剂,其特征在于:

所述聚合物主链聚羟乙基丙烯酰胺(PHEMAA)是通过普通自由基聚合或可控活性聚合法合成PHEMAA聚合物主链;

所述阴离子型高分子侧链前驱体聚合物PtBMA-COOH和功能高分子侧链前驱体聚合物PNVF-COOH主要采用偶氮二氰基戊酸为引发剂通过普通自由基聚合法合成末端含羧基的聚甲基丙烯酸叔丁酯(PtBMA-COOH)聚合物;

所述功能高分子侧链前驱体聚合物PNVF-COOH主要采用偶氮二氰基戊酸为引发剂通过普通自由基聚合合成末端含羧基的聚N-乙烯基甲酰胺(PNVF-COOH)聚合物;

所述1,2-环己二胺四乙酸二酐(CDTA)的合成方法为:将5~20份的1,2-环己二胺四乙酸和5~20份乙酸酐溶解于10~30份的吡啶中,控制于50~70℃,反应20~40小时,获得1,

2-环己二胺四乙酸二酐。

3.一种水溶性三元聚合物分子刷阳离子染料捕捉沉降剂的制备方法,其特征在于将1~10份的聚合物主链聚羟乙基丙烯酰胺(PHEMAA)、20~100份的阴离子型高分子侧链前驱体聚合物末端含羧基的聚甲基丙烯酸叔丁酯(PtBMA-COOH)和5~30份的功能高分子侧链前驱体聚合物末端含羧基的聚N-乙烯基甲酰胺(PNVF-COOH)混合溶于100~500份的二甲基甲酰胺(DMF)溶剂里,加入1~5份的催化剂即N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)和1~5份的1-乙基-3-(3-二甲胺基丙基)碳二亚胺碘甲烷盐(EDC·CH3I),控温于50~80℃,进行酯化反应10~70小时,获得聚羟乙基丙烯酰胺-接枝-(聚甲基丙烯酸叔丁酯-无规-聚N-乙烯基甲酰胺)(PHEMAA-g-(PtBMA-r-PNVF));再加入1~10的份氢氧化钠,控温于50~80℃,进行水解反应

12~48小时,获得聚羟乙基丙烯酰胺-接枝-(聚甲基丙烯酸钠-无规-聚乙烯胺)(PHEMAA-g-(PMAANa-r-PVA));再加入1~20份的1,2-环己二胺四乙酸二酐(CDTA),酰基化反应5~24小时,酰化度范围控制为60~99%,获得聚羟乙基丙烯酰胺-接枝-(聚甲基丙烯酸钠-无规-聚乙烯胺基环己二胺四乙酸钠-无规-聚乙烯胺)(PHEMAA-g-(PMAANa-r-PVACDTANa-r-PVA));

再加入1~10份的二硫化碳,控温于20~40℃,进行加成反应1~3小时,最终获得水溶性聚羟乙基丙烯酰胺-接枝-(聚甲基丙烯酸钠-无规-聚乙烯胺基环己二胺四乙酸钠-无规-聚乙烯胺基二硫代氨基甲酸钠)(PHEMAA-g-( PMAANa-r-PVACDTANa-r-PVACS2Na))即水溶性三元聚合物分子刷阳离子染料捕捉沉降剂;以上均为质量份数。

4.根据权利要求3所述的水溶性三元聚合物分子刷阳离子染料捕捉沉降剂的制备方法,其特征在于所述聚羟乙基丙烯酰胺(PHEMAA)的聚合度为10~200,所述阴离子型高分子侧链前驱体聚合物PtBMA-COOH及功能高分子侧链前驱体聚合物PNVF-COOH的聚合度均为10~200,阳离子型高分子侧链PMAANa的接枝率为1~80%、螯合型高分子侧链PVACDTANa的接枝率1~20%及助沉降高分子侧链PVACS2Na的接枝率为1~5%。

5.一种水溶性三元聚合物分子刷阳离子染料捕捉沉降剂的应用,其特征在于将0.1~1份的水溶性聚羟乙基丙烯酰胺-接枝-(聚甲基丙烯酸钠-无规-聚乙烯胺基环己二胺四乙酸钠-无规-聚乙烯胺基二硫代氨基甲酸钠)(PHEMAA-g-(PMAANa-r-PVACDTANa-r-PVACS2Na))加入到100~1000份的废水中,常温下搅拌1~5分钟,调节pH至6~9,废水中阳离子染料分子与水溶性聚羟乙基丙烯酰胺-接枝-(聚甲基丙烯酸钠-无规-聚乙烯胺基环己二胺四乙酸钠-无规-聚乙烯胺基二硫代氨基甲酸钠)(PHEMAA-g-(PMAANa-r-PVACDTANa-r-PVACS2Na))的阴离子型侧链PAANa发生静电吸附,废水中重金属离子与三元聚合物分子刷(PHEMAA-g-(PMAANa-r-PVACDTANa-r-PVACS2Na))的螯合侧链PVACDTANa发生螯合吸附,再加入0.01~

0.1份的助沉降剂,常温下搅拌1分钟,助沉降剂的金属离子将快速与水溶性三元聚合物分子刷(PHEMAA-g-(PMAANa-r-PVACDTANa-r-PVACS2Na))上的助沉降侧链PVACS2Na发生化学沉淀反应,10秒内生成粒径大于100 μm的絮体沉淀,可快速实现去除废水中的阳离子染料及络合型重金属离子,以上均为质量份数。

6.根据权利要求5所述水溶性三元聚合物分子刷阳离子染料捕捉沉降剂的应用,其特征在于所述助沉降剂为氯化钙、硫酸镁、氯化亚铁、三氯化铁、三氯化铝的一种或两种以上的任意组合。

7.根据权利要求5所述水溶性三元聚合物分子刷阳离子染料捕捉沉降剂的应用,其特征在于取1~5份的絮体沉淀,加入1~5份的水,调节pH至2,絮体沉淀可逆溶解于水中,从而实现回收并浓缩染料及重金属离子目的。