本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種微波輔助制備聚丙烯酰胺?谷胱甘肽?氯化鋁方法及應(yīng)用。本發(fā)明專利技術(shù)制備方法主要是，首先以丙烯酰胺為原料，采用水溶液聚合法制備出聚丙烯酰胺凝膠，然后以該聚丙烯酰胺凝膠為反應(yīng)單體，將聚丙烯酰胺凝膠與還原性谷胱甘肽在微波輔助的條件下聚合，得到有機(jī)混凝劑聚丙烯酰胺?谷胱甘肽，一定溫度下使聚丙烯酰胺?谷胱甘肽與無機(jī)混凝劑聚合氯化鋁混合后在微波條件下反應(yīng)一段時(shí)間，再轉(zhuǎn)移至水浴鍋中加熱攪拌反應(yīng)，即得到聚合物丙烯酰胺?谷胱甘肽?氯化鋁復(fù)合混凝劑，將其用于含錳廢水與腐殖酸的去處，能取得較好的效果。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于環(huán)保工程
，具體涉及一種微波輔助制備的高效復(fù)合混凝劑聚丙烯酰胺-谷胱甘肽-氯化鋁的方法及應(yīng)用。
技術(shù)介紹
錳礦的開采與冶煉產(chǎn)生很大的國民經(jīng)濟(jì)效益，但是在開采與冶煉過程中難免產(chǎn)生污染物，這些污染物當(dāng)中有很大一部分已經(jīng)通過雨水淋溶和地表徑流進(jìn)入水體，導(dǎo)致水體當(dāng)中錳含量超標(biāo)。而隨著重金屬錳一同進(jìn)入水體的含有廣泛存在于自然界當(dāng)中的腐殖酸類物質(zhì)，因此錳礦區(qū)周邊水體存在重金屬錳與腐殖酸的雙重污染。目前針對(duì)這兩大類污染物質(zhì)的去除和處理已經(jīng)研究多年，而且取得了一定的效果，混凝法就是其中比較常用的方法?；炷恋砣コ夹g(shù)在眾多的水處理技術(shù)當(dāng)中以其操作更為簡(jiǎn)單、處理效果更好等優(yōu)點(diǎn)得到廣泛運(yùn)用。但是常規(guī)混凝劑只是單一能夠去除重金屬或者單一去除腐殖酸類物質(zhì)，能夠同時(shí)將這兩類污染物去除的混凝劑較少，且去除效果并不理想，因此新型高效復(fù)合混凝劑的開發(fā)研究因此也已經(jīng)逐漸成為水處理劑的重要發(fā)展方向。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的之一在于提供一種將特殊官能團(tuán)的有機(jī)反應(yīng)單體引入常規(guī)混凝劑當(dāng)中，并將無機(jī)有機(jī)混凝劑復(fù)合，達(dá)到理想去除效果的微波輔助制備聚丙烯酰胺-谷胱甘肽-氯化鋁方法。本專利技術(shù)的微波輔助制備聚丙烯酰胺-谷胱甘肽-氯化鋁方法，包括如下順序的步驟：(1)室溫下，將5.0～10.0g的丙烯酰胺加入到反應(yīng)容器中，再加入30ml的去離子水，開始攪拌使丙烯酰胺溶解，充分溶解后通氮驅(qū)氧5～30min；r>(2)取過硫酸銨與尿素加入燒杯，將其溶解，并加入至步驟(1)通氮保護(hù)的反應(yīng)容器中，繼續(xù)通氮?dú)?～30min，水浴加熱反應(yīng)1～5h，其中，水浴溫度控制在20～50℃之間，即可制得聚丙烯酰胺凝膠；(3)將步驟(2)制得聚丙烯酰胺凝膠為反應(yīng)單體，將其溶解，使質(zhì)量濃度為1～10％之間，量取100mL于三頸燒瓶中，并調(diào)節(jié)其pH值控制在1～3之間；(4)開啟攪拌裝置并設(shè)置恒溫水浴鍋溫度為20～50℃，溫度穩(wěn)定后，將1.0～3.0ml甲醛溶液移至滴液漏斗中，并使其緩慢滴加至三頸燒瓶中，調(diào)節(jié)體系pH值為1.5～3之間，反應(yīng)1～4h；(5)移入谷胱甘肽含量為0.005～1.0g的還原性谷胱甘肽溶液至滴液漏斗中，使其緩慢滴加至三頸燒瓶中，將三頸燒瓶轉(zhuǎn)移至微波反應(yīng)器中，在微波功率為20～100W的微波輻射條件下使反應(yīng)體系溫度迅速上升至60～120℃，然后調(diào)節(jié)微波功率在20～60W之內(nèi)，使反應(yīng)溫度控制在60～120℃，反應(yīng)3～15min使其聚合，即可制得聚合產(chǎn)物聚丙烯酰胺-谷胱甘肽；(6)將步驟(5)制得的聚丙烯酰胺-谷胱甘肽與無機(jī)混凝劑聚合氯化鋁混合后再轉(zhuǎn)移至微波反應(yīng)器中，調(diào)節(jié)微波功率為20～100W，再反應(yīng)2～10min使其聚合，在微波反應(yīng)器中反應(yīng)完畢后將其取出，置于20～60℃水浴條件下，聚合反應(yīng)1～5h；(7)待步驟(6)的反應(yīng)結(jié)束后，將反應(yīng)混合溶液常溫下放置熟化12h，即可得到聚合物丙烯酰胺-谷胱甘肽-氯化鋁復(fù)合混凝劑。具體的，步驟(2)中，所述過硫酸銨的加入量為0.004～0.01g，尿素的加入量為0.002～0.01g。具體的，步驟(2)中，將硫酸銨、尿素分別溶解后依次加入到反應(yīng)容器中，或者將硫酸銨、尿素混合均勻溶解后一次性加入反應(yīng)容器中。具體的，步驟(6)中，聚丙烯酰胺-谷胱甘肽與無機(jī)混凝劑聚合氯化鋁的質(zhì)量比控制在1～5:100之間。本專利技術(shù)的目的之二在于提供上述方法微波輔助制備聚丙烯酰胺-谷胱甘肽-氯化鋁的應(yīng)用，即：將聚丙烯酰胺-谷胱甘肽-氯化鋁應(yīng)用于去除礦山廢水中重金屬M(fèi)n(II)或地表水中的腐殖酸。它具體包括如下步驟：(1)首先，分析待處理水中Mn(II)或腐殖酸的含量；(2)根據(jù)水中Mn(II)或腐殖酸的含量計(jì)算復(fù)合混凝劑聚丙烯酰胺-谷胱甘肽-氯化鋁的投加量，水中所含投加的混凝劑聚丙烯酰胺-谷胱甘肽-氯化鋁的量為5.0～100.0mL/L；(3)將含有Mn(II)或腐殖酸的水輸送至反應(yīng)器中，按步驟(2)所述反應(yīng)比例，通過加藥管向反應(yīng)器中投加混凝劑聚丙烯酰胺-谷胱甘肽-氯化鋁；同時(shí)，啟動(dòng)攪拌器將上述水體和所述混凝劑充分?jǐn)嚢?，?00r/min的速度攪拌3.0分鐘，然后再以50r/min的速度攪拌10.0分鐘，通過混凝劑的絮凝作用從而使水環(huán)境當(dāng)中的Mn(II)離子濃度、腐殖酸濃度下降80.0％以上；(4)將步驟(3)處理后的水體，靜置0.5～5h；通過絮凝沉降作用使水中聚丙烯酰胺-谷胱甘肽-氯化鋁及其吸附物沉降到底部。本專利技術(shù)相比于現(xiàn)有技術(shù)，具有如下優(yōu)點(diǎn)：(1)本專利技術(shù)提供的制備聚丙烯酰胺-谷胱甘肽-氯化鋁的方法，步驟簡(jiǎn)單，聚合時(shí)間短。(2)本專利技術(shù)方法所制備的復(fù)合混凝劑聚丙烯酰胺-谷胱甘肽-氯化鋁，具有無機(jī)混凝劑與有機(jī)混凝劑的優(yōu)點(diǎn)，因此通過本專利技術(shù)方法制備出的復(fù)合絮凝劑對(duì)水體中Mn(II)等重金屬以及腐殖酸有很好的去除效果。具體實(shí)施方式下面結(jié)合具體實(shí)驗(yàn)實(shí)例對(duì)本專利技術(shù)作進(jìn)一步詳細(xì)的描述。其中的Mn(II)表示二價(jià)錳離子。實(shí)施例1：(1)室溫下，向反應(yīng)容器中加入丙烯酰胺5.0g，再加入30.0mL的去離子水?dāng)嚢?，使其充分溶解，通氮?qū)氧10min；(2)取質(zhì)量為0.006g的過硫酸銨以及質(zhì)量為0.008g的尿素加入燒杯，再加入20ml去離子水?dāng)嚢璨⑷芙?，一次性加入到反?yīng)器中，通氮驅(qū)氧10min；水浴溫度為30℃條件下反應(yīng)3h后可得聚丙烯酰胺凝膠；(3)量取100mL質(zhì)量濃度為1.5％的聚丙烯酰胺(步驟2所制備)溶液于三頸燒瓶中，并調(diào)節(jié)pH為2.5；(4)將三頸燒瓶置于30℃水浴鍋中，攪拌條件下將2.0ml甲醛移至滴液漏斗中，并使其緩慢滴加至三頸燒瓶中反應(yīng)2.5h，體系pH值控制在2.0；(5)移入一定量的還原性谷胱甘肽溶液(其中谷胱甘肽含量為0.005g)至滴液漏斗中，使其緩慢滴加至三頸燒瓶中，將三頸燒瓶轉(zhuǎn)移至微波反應(yīng)器中在微波功率為60W的微波輻射條件下使反應(yīng)體系溫度迅速上升至60℃，然后調(diào)節(jié)微波功率在20W，使反應(yīng)溫度控制在60℃，聚合反應(yīng)5min，即可制得聚丙烯酰胺-谷胱甘肽；(6)將步驟(5)制備的聚丙烯酰胺-谷胱甘肽與無機(jī)混凝劑聚合氯化鋁(質(zhì)量比控制在1:100)混合后再轉(zhuǎn)移至微波反應(yīng)器中，調(diào)節(jié)微波功率為20W，再反應(yīng)5min使其聚合，在微波反應(yīng)器中反應(yīng)完畢后將其取出，置于30℃水浴條件下，聚合反應(yīng)5h；(7)待步驟(6)的反應(yīng)結(jié)束后，將反應(yīng)混合溶液常溫下放置熟化12h，即可得到聚合物丙烯酰胺-谷胱甘肽-氯化鋁復(fù)合本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種微波輔助制備聚丙烯酰胺?谷胱甘肽?氯化鋁方法，其特征在于包括如下順序的步驟：(1)室溫下，將5.0～10.0g的丙烯酰胺加入到反應(yīng)容器中，再加入30ml的去離子水，開始攪拌使丙烯酰胺溶解，充分溶解后通氮驅(qū)氧5～30min；(2)取過硫酸銨與尿素加入燒杯，將其溶解，并加入至步驟(1)通氮保護(hù)的反應(yīng)容器中，繼續(xù)通氮?dú)?～30min，水浴加熱反應(yīng)1～5h，其中，水浴溫度控制在20～50℃之間，即可制得聚丙烯酰胺凝膠；(3)將步驟(2)制得聚丙烯酰胺凝膠為反應(yīng)單體，將其溶解，使質(zhì)量濃度為1～10％之間，量取100mL于三頸燒瓶中，并調(diào)節(jié)其pH值控制在1～3之間；(4)開啟攪拌裝置并設(shè)置恒溫水浴鍋溫度為20～50℃，溫度穩(wěn)定后，將1.0～3.0ml甲醛溶液移至滴液漏斗中，并使其緩慢滴加至三頸燒瓶中，調(diào)節(jié)體系pH值為1.5～3之間，反應(yīng)1～4h；(5)移入谷胱甘肽含量為0.005～1.0g的還原性谷胱甘肽溶液至滴液漏斗中，使其緩慢滴加至三頸燒瓶中，將三頸燒瓶轉(zhuǎn)移至微波反應(yīng)器中，在微波功率為20～100W的微波輻射條件下使反應(yīng)體系溫度迅速上升至60～120℃，然后調(diào)節(jié)微波功率在20～60W之內(nèi)，使反應(yīng)溫度控制在60～120℃，反應(yīng)3～15min使其聚合，即可制得聚合產(chǎn)物聚丙烯酰胺?谷胱甘肽；(6)將步驟(5)制得的聚丙烯酰胺?谷胱甘肽與無機(jī)混凝劑聚合氯化鋁混合后再轉(zhuǎn)移至微波反應(yīng)器中，調(diào)節(jié)微波功率為20～100W，再反應(yīng)2～10min使其聚合，在微波反應(yīng)器中反應(yīng)完畢后將其取出，置于20～60℃水浴條件下，聚合反應(yīng)1～5h；(7)待步驟(6)的反應(yīng)結(jié)束后，將反應(yīng)混合溶液常溫下放置熟化12h，即可得到聚合物丙烯酰胺?谷胱甘肽?氯化鋁復(fù)合混凝劑。...
【技術(shù)特征摘要】
1.一種微波輔助制備聚丙烯酰胺-谷胱甘肽-氯化鋁方法，其特征在于包
括如下順序的步驟：
(1)室溫下，將5.0～10.0g的丙烯酰胺加入到反應(yīng)容器中，再加入30ml
的去離子水，開始攪拌使丙烯酰胺溶解，充分溶解后通氮驅(qū)氧5～30min；
(2)取過硫酸銨與尿素加入燒杯，將其溶解，并加入至步驟(1)通氮保
護(hù)的反應(yīng)容器中，繼續(xù)通氮?dú)?～30min，水浴加熱反應(yīng)1～5h，其中，水浴溫度
控制在20～50℃之間，即可制得聚丙烯酰胺凝膠；
(3)將步驟(2)制得聚丙烯酰胺凝膠為反應(yīng)單體，將其溶解，使質(zhì)量濃
度為1～10％之間，量取100mL于三頸燒瓶中，并調(diào)節(jié)其pH值控制在1～3之間；
(4)開啟攪拌裝置并設(shè)置恒溫水浴鍋溫度為20～50℃，溫度穩(wěn)定后，將
1.0～3.0ml甲醛溶液移至滴液漏斗中，并使其緩慢滴加至三頸燒瓶中，調(diào)節(jié)體
系pH值為1.5～3之間，反應(yīng)1～4h；
(5)移入谷胱甘肽含量為0.005～1.0g的還原性谷胱甘肽溶液至滴液漏斗
中，使其緩慢滴加至三頸燒瓶中，將三頸燒瓶轉(zhuǎn)移至微波反應(yīng)器中，在微波功
率為20～100W的微波輻射條件下使反應(yīng)體系溫度迅速上升至60～120℃，然后調(diào)
節(jié)微波功率在20～60W之內(nèi)，使反應(yīng)溫度控制在60～120℃，反應(yīng)3～15min使其
聚合，即可制得聚合產(chǎn)物聚丙烯酰胺-谷胱甘肽；
(6)將步驟(5)制得的聚丙烯酰胺-谷胱甘肽與無機(jī)混凝劑聚合氯化鋁
混合后再轉(zhuǎn)移至微波反應(yīng)器中，調(diào)節(jié)微波功率為20～100W，再反應(yīng)2～10min使
其聚合，在微波反應(yīng)器中反應(yīng)完畢后將其取出，置于20～60℃水浴條件下，聚
合反應(yīng)1～5h；
(7)待步驟(6)的反應(yīng)結(jié)束后，將反應(yīng)混合溶液常溫下放置熟化12h，
\t即可得到聚合物丙烯酰胺-谷胱甘肽-氯化鋁復(fù)合混凝劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述微波輔助制備聚丙烯酰胺-...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：張鵬，廖為雄，任伯幟，王雪欣，梁煥坤，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：湖南科技大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：湖南;43
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