（聚）丙烯酰胺巰基乙?；男约捌涑~性能研究.pdf

1、（聚）丙烯酰胺分子結(jié)構(gòu)中存在酰胺基，具有較高的反應(yīng)活性，可在其分子結(jié)構(gòu)中引入新的功能基團(tuán)（如黃原酸基、巰基等）來(lái)制備新型水處理劑。本文以（聚）丙烯酰胺為母體，通過化學(xué)反應(yīng)將重金屬?gòu)?qiáng)配位基團(tuán)巰基（—SH）引入其分子鏈中制備出2種新型螯合絮凝劑巰基乙?；郾０罚?MAPAM）和聚巰基乙酰化丙烯酰胺（PMAAM），該絮凝劑具有螯合和絮凝雙重功能，可直接應(yīng)用于重金屬?gòu)U水處理中。
　　本文以（聚）丙烯酰胺和巰基乙酸為原料，利用單因素實(shí)驗(yàn)

2、確定MAPAM和PMAAM制備因素和水平，采用正交實(shí)驗(yàn)和響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)進(jìn)行制備條件的優(yōu)化，獲得最佳制備條件，利用元素分析和紅外分析進(jìn)行結(jié)構(gòu)表征，并對(duì)其溶液特性和存放穩(wěn)定性進(jìn)行了研究。以含Cu(Ⅱ)水樣為考察對(duì)象，研究了Cu(Ⅱ)初始濃度、水樣pH值、共存陽(yáng)離子、共存陰離子、共存有機(jī)配位劑、共存濁度等對(duì)MAPAM和PMAAM除銅性能的影響；最后探討了螯合絮體MAPAM-Cu(Ⅱ)和PMAAM-Cu(Ⅱ)分形維數(shù)、穩(wěn)定特性以及絮體中Cu(Ⅱ)回

3、收性能。主要研究結(jié)果歸納如下：
　?。?）在單因素實(shí)驗(yàn)確定因素和水平的基礎(chǔ)上，利用正交實(shí)驗(yàn)和響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)對(duì)MAPAM的制備條件進(jìn)行優(yōu)化，獲得其最佳制備條件為：PAM相對(duì)分子質(zhì)量為25萬(wàn)， PAM濃度為1.0％，TGA和PAM（結(jié)構(gòu)單元）物質(zhì)的量比為3.2:1，反應(yīng)介質(zhì)pH值為3.6，反應(yīng)溫度為25℃，反應(yīng)時(shí)間為2.1 h。
　?。?）通過單因素實(shí)驗(yàn)確定影響因素和水平基礎(chǔ)上，利用正交實(shí)驗(yàn)和響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)對(duì)PMAAM的制備條件進(jìn)行優(yōu)化

4、，獲得最佳制備條件為：①巰基化條件：AM濃度1%、反應(yīng)物比例4:1、反應(yīng)介質(zhì)pH值為3.0、反應(yīng)時(shí)間t為1.5 h、反應(yīng)溫度T為30℃；②聚合條件：過硫酸銨用量38 mg、甲酸鈉用量75 mg、聚合溫度為70℃以及聚合時(shí)間2.0 h。
　?。?）MAPAM和PMAAM為陰離子型絮凝劑，在蒸餾水中和自來(lái)水中的Zeta電位為負(fù)值，且在蒸餾水中MAPAM和PMAAM溶液的Zeta電位的絕對(duì)值小于自來(lái)水中Zeta電位的絕對(duì)值。MAPAM穩(wěn)

5、定性較好，在低溫4℃條件下可存放40 d左右；而PMAAM穩(wěn)定性相對(duì)較差，僅能存放30 d左右。
　?。?）MAPAM和PMAAM去除水樣中Cu(Ⅱ)時(shí)對(duì)水樣pH值的要求較低；且體系中共存的無(wú)機(jī)陽(yáng)離子、無(wú)機(jī)陰離子、有機(jī)配位劑對(duì)MAPAM和PMAAM除Cu(Ⅱ)性能產(chǎn)生一定的影響，其中EDTA影響（抑制作用）極為顯著，其它干擾因子的影響程度（抑制或促進(jìn)作用）較小。
　?。?）體系中共存濁度對(duì)MAPAM和PMAAM除Cu(Ⅱ)性

6、能影響較小，但MAPAM和 PMAAM與 Cu(Ⅱ)螯合反應(yīng)生成的絮體在沉降過程中起架橋作用，可有效的除去水體中的濁度；MAPAM和 PMAAM對(duì)不同初始濃度的含 Cu(Ⅱ)水樣均有良好的去除效果，最佳投藥量隨Cu(Ⅱ)初始濃度的增加而增加，表現(xiàn)出一定的化學(xué)計(jì)量關(guān)系。
　?。?）紅外光譜和元素分析表明，MAPAM和PMAAM分子結(jié)構(gòu)中成功接上巰基基團(tuán)，且?guī)€基可與水樣中 Cu(Ⅱ)發(fā)生螯合反應(yīng)，生成螯合絮體 MAPAM-Cu(Ⅱ)和

7、PMAAM-Cu(Ⅱ)；絮體 MAPAM-Cu(Ⅱ)和 PMAAM-Cu(Ⅱ)的分形維數(shù)分析發(fā)現(xiàn)，螯合絮體的分形維數(shù)越大，絮體結(jié)構(gòu)越密實(shí)，沉淀效果越好。
　?。?）螯合絮體MAPAM-Cu(Ⅱ)和PMAAM-Cu(Ⅱ)穩(wěn)定性較差，必須對(duì)絮體進(jìn)行回收處理，否則產(chǎn)生二次污染。絮體 MAPAM-Cu(Ⅱ)在 HNO3、HCl、H2SO4中的回收率較高，可以利用HNO3、HCl或H2SO4進(jìn)行回收；絮體PMAAM-Cu(Ⅱ)在H2SO4和