（聚）丙烯酰胺巰基乙酰化改性及其除銅性能研究.pdf

1、（聚）丙烯酰胺分子結(jié)構中存在酰胺基，具有較高的反應活性，可在其分子結(jié)構中引入新的功能基團（如黃原酸基、巰基等）來制備新型水處理劑。本文以（聚）丙烯酰胺為母體，通過化學反應將重金屬強配位基團巰基（—SH）引入其分子鏈中制備出2種新型螯合絮凝劑巰基乙酰化聚丙烯酰胺（ MAPAM）和聚巰基乙?；０罚≒MAAM），該絮凝劑具有螯合和絮凝雙重功能，可直接應用于重金屬廢水處理中。
　　本文以（聚）丙烯酰胺和巰基乙酸為原料，利用單因素實驗

2、確定MAPAM和PMAAM制備因素和水平，采用正交實驗和響應面實驗進行制備條件的優(yōu)化，獲得最佳制備條件，利用元素分析和紅外分析進行結(jié)構表征，并對其溶液特性和存放穩(wěn)定性進行了研究。以含Cu(Ⅱ)水樣為考察對象，研究了Cu(Ⅱ)初始濃度、水樣pH值、共存陽離子、共存陰離子、共存有機配位劑、共存濁度等對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：
　　（1）在單因素實驗確定因素和水平的基礎上，利用正交實驗和響應面實驗對MAPAM的制備條件進行優(yōu)化，獲得其最佳制備條件為：PAM相對分子質(zhì)量為25萬， PAM濃度為1.0％，TGA和PAM（結(jié)構單元）物質(zhì)的量比為3.2:1，反應介質(zhì)pH值為3.6，反應溫度為25℃，反應時間為2.1 h。
　　（2）通過單因素實驗確定影響因素和水平基礎上，利用正交實驗和響應面實驗對PMAAM的制備條件進行優(yōu)化

4、，獲得最佳制備條件為：①巰基化條件：AM濃度1%、反應物比例4:1、反應介質(zhì)pH值為3.0、反應時間t為1.5 h、反應溫度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℃以及聚合時間2.0 h。
　　（3）MAPAM和PMAAM為陰離子型絮凝劑，在蒸餾水中和自來水中的Zeta電位為負值，且在蒸餾水中MAPAM和PMAAM溶液的Zeta電位的絕對值小于自來水中Zeta電位的絕對值。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)定性相對較差，僅能存放30 d左右。
　?。?）MAPAM和PMAAM去除水樣中Cu(Ⅱ)時對水樣pH值的要求較低；且體系中共存的無機陽離子、無機陰離子、有機配位劑對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（抑制或促進作用）較小。
　?。?）體系中共存濁度對MAPAM和PMAAM除Cu(Ⅱ)性

6、能影響較小，但MAPAM和 PMAAM與 Cu(Ⅱ)螯合反應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)出一定的化學計量關系。
　?。?）紅外光譜和元素分析表明，MAPAM和PMAAM分子結(jié)構中成功接上巰基基團，且?guī)€基可與水樣中 Cu(Ⅱ)發(fā)生螯合反應，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)構越密實，沉淀效果越好。
　?。?）螯合絮體MAPAM-Cu(Ⅱ)和PMAAM-Cu(Ⅱ)穩(wěn)定性較差，必須對絮體進行回收處理，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進行回收；絮體PMAAM-Cu(Ⅱ)在H2SO4和