水溶性殼聚糖衍生物混凝-絮凝性能研究.pdf

1、殼聚糖（chitosan, CS）是甲殼素的脫乙?；a(chǎn)物，具有來(lái)源豐富、安全無(wú)毒、可生物降解等優(yōu)點(diǎn)。殼聚糖的化學(xué)改性和修飾是改善其應(yīng)用性能的重要途徑之一。本文分別以氯乙酸（chloroacetic acid）和3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨（2,3-epoxypropyl trimethyl ammonium chloride, EPTAC）為改性試劑，對(duì)重均分子量23.2×104、脫乙酰度92.7％的殼聚糖進(jìn)行羧甲基化改性和羧甲基-季

2、銨化雙重改性，制備羧甲基殼聚糖和羧甲基殼聚糖季銨鹽，表征了產(chǎn)物的分子結(jié)構(gòu)。以殼聚糖衍生物為混凝劑分別處理了高嶺土懸濁液和活性染料模擬水樣，考察了實(shí)驗(yàn)條件對(duì)混凝性能的影響，闡述了混凝機(jī)理。探討了混凝劑分子結(jié)構(gòu)與其混凝性能之間的關(guān)系。
　　主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)論如下：
　?。?）對(duì)殼聚糖進(jìn)行化學(xué)改性制備得水溶性羧甲基殼聚糖（carboxymenthyl chitosan, CMCS）和羧甲基殼聚糖季銨鹽（quaternized ca

3、rboxymethyl chitosan, QCMC），電位滴定法和容量滴定法測(cè)得其羧甲基取代度和季銨化取代度分別為64.4%和98.4%。運(yùn)用紅外光譜、核磁共振波譜和X-射線衍射分析表征其結(jié)構(gòu)，結(jié)果表明水溶性殼聚糖衍生物為C6位取代O-羧甲基殼聚糖和O-羧甲基-N-(2-羥丙基三甲基)氯化銨殼聚糖。
　?。?）以CMCS和QCMC作混凝劑，采用混凝燒杯實(shí)驗(yàn)研究了兩種混凝劑對(duì)高嶺土模擬水樣的混凝特性，考察了沉降時(shí)間、水力條件、pH

4、值、混凝劑濃度和原水濁度對(duì)混凝性能的影響。結(jié)果表明，CMCS和QCMC對(duì)高嶺土懸濁液均有較好的混凝效果，混凝劑濃度較低時(shí)（≦5mg/L）即對(duì)原水濁度為50~300NTU的懸濁液有較好的濁度去除率（70%~97%）。沉降時(shí)間、水力條件對(duì)其混凝效果的影響不明顯。QCMC的pH適用范圍比CMCS寬，在3~9范圍均有混凝效果。pH越高，所需混凝劑最佳投加量也越多。CMCS最佳投加量隨原水濁度的增加而減少，而在最佳投加量時(shí)，濁度去除率隨著原水濁度

5、的降低而降低。QCMC最佳投加量隨原水濁度的增加而增加。兩種混凝劑的主要作用機(jī)理為電性中和與吸附架橋作用，混凝是兩種機(jī)制共同作用的動(dòng)態(tài)變化過(guò)程。
　?。?）CMCS和QCMC作混凝劑處理活性黑、活性紅、活性黃和活性藍(lán)染料模擬水樣，結(jié)果表明，水力條件對(duì)混凝效果的影響主次順序依次為混合速度、混合時(shí)間、混凝速度和混凝時(shí)間。脫色率受pH影響較大，四種染料最佳pH范圍均在3~4之間。隨著混凝劑投加量的增加，脫色率先升高再降低。染料濃度越高，