摘要
本发明提供了一种造纸废水处理高效絮凝剂的制备方法，包括以下步骤：（一）丙烯酰胺共聚物的制备；（二）离子型丙烯酰胺共聚物的制备；（三）制备2-萘胺-3,6，8-三磺酸改性离子型丙烯酰胺共聚物；（四）聚二甲氧基硅烷改性2-萘-3,6，8-三磺酸改性离子型丙烯酰胺共聚物；（五）氯化物离子与铝交换..本发明还公开了根据所述制备方法制备得到的基于冠醚的造纸废水处理用絮凝剂。本发明制备的造纸废水高效絮凝剂具有成本低、絮凝沉降效率高、效果好、用量小、环境影响小、性能稳定、绿色环保等优点。
权利要求书
1.一种基于冠醚的造纸废水处理用絮凝剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）将N-三羟甲基丙烯酰胺、呋喃-2-甲基-（1-苯基-3-丁烯基）胺溶于高沸点溶剂中，并向其中加入引发剂，在氮气氛围65-75℃下搅拌反应3-5小时，后在丙酮中沉出，抽滤，将得到的产物置于70-80℃的真空干燥箱中烘10-15小时，得到丙烯酰胺类共聚物;
（4）在装有搅拌器、温度计、恒压滴液漏斗的三口瓶中，加入2-萘胺-3,6,8-三磺酸改性离子型丙烯酰胺类共聚物、聚二甲氧基硅烷、N,N-二甲基甲酰胺和催化剂二月桂酸二丁基锡，升高温度至85-90℃，再滴加蒸馏水，在100-110℃下搅拌反应8-10小时，后旋蒸除去N,N-二甲基甲酰胺，得到中间产物;
2.将步骤IV制备的中间产物加入到质量分数为5-10%的氯化铝水溶液中，在50-70°C下搅拌8-10小时，然后旋转去除反应产生的水和小分子，得到高效絮凝剂用于处理造纸废水。
3.根据权利要求1所述的造纸废水处理用高效絮凝剂的制备方法，其特征在于，步骤Ⅰ中所述N-三羟甲基丙烯酰胺、呋喃-2-甲基-（1-苯基-3-丁烯基）胺、高沸点溶剂、引发剂的质量比为1:（2-3）:（10-15）:（0.1-0.3）。
5.根据权利要求1所述的造纸废水处理用高效絮凝剂的制备方法，其特征在于，步骤二所述的丙烯酰胺共聚物溴甲基（膦酸）四氢呋喃的质量比为：（2-3）：（5-8）。
6.根据权利要求1中的方法有效的絮凝剂中制备的造纸废水的处理，其中所述的含水酸溶液步骤Ⅲ离子丙烯酰胺共聚物，2-萘-3,6,8-三磺质量比为1：（10-20）。
8. 一种按照权利要求1制备用于处理造纸废水的高效絮凝剂的方法，其特征在于中间产物的质量比，步骤 v 中的水溶液氯化铝为1: (10-20)。
9.一种采用权利要求1-8任一项所述基于冠醚的造纸废水处理用絮凝剂的制备方法制备得到的基于冠醚的造纸废水处理用絮凝剂。
说明书
技术领域
本发明涉及废水处理技术领域，尤其涉及一种造纸废水处理用絮凝剂及其制备方法。
背景技术
同时，现代工业的快速发展，对污染造成的，尤其是在造纸工业水污染对人类健康和生活环境造成了严重的威胁，极大地损害了农，林，牧，渔等行业的发展的。采取有效措施处理造纸废水是造纸工业发展的必然要求，是实施可持续发展战略的必由之路。
目前，造纸废水的处理方法主要有物理化学法、生物法和深度法三级处理。物理 - 化学处理过程中，即，凝结，沉淀水和废水处理是最重要的处理单元中的一个。在混凝过程中，需要加入絮凝剂来实现固液分离，絮凝剂的质量直接影响处理效果。因此，选择合适的絮凝剂是提高纸张废水处理效率的关键..现有技术中的絮凝剂包括无机絮凝剂和有机絮凝剂，以铁，铝及其聚合物为代表的无机絮凝剂，由于其絮凝效果好，在使用过程中成本低而被广泛应用..高分子有机絮凝剂对有机物的去除能力强，但单位价格较高，对磷酸盐等其他杂质的影响不明显。
中国 cn 102583682 b 发明专利涉及一种新型螯合絮凝剂。方法: 复壮肠杆菌溶液，制备壳聚糖溶液，将肠杆菌溶液、壳聚糖溶液和聚丙烯酰胺螯合絮凝剂按3:3:10ー15的比例混合。新型螯合絮凝剂具有絮凝率高、成本低、节约 pam 用量、避免无机絮凝剂对环境的二次污染、有效降低水中重金属离子含量等优点。但其性能稳定性差，综合废水处理效果差。
因此，有必要寻求更有效的方式来建立一个低成本，高絮凝沉淀效率高，效果好，用量少，对环境的影响较小，良好的性能和稳定性，使用环保纸的了高效的废水处理絮凝剂。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种基于冠醚的造纸废水处理用絮凝剂及其制备方法，该制备方法简单易行，原料易得，对设备依赖性不高，对制备条件要求不苛刻，制备价格低廉，适合规模化生产。造纸由高无机絮凝剂制备絮凝剂克服现有技术沉淀，高药物消耗的低效率废水处理，很容易造成二次污染，强金属腐蚀的缺陷。同时，也克服了现有技术中有机絮凝剂单价高，对磷酸盐等其他杂质不明显的技术问题，具有成本低、絮凝沉淀效率高、效果好、消耗少、对环境影响小、性能稳定性好、绿色环保等优点。
为达到以上目的，本发明提供一种基于冠醚的造纸废水处理用絮凝剂的制备方法，包括如下步骤：
1.将N-三羟甲基丙烯酰胺、呋喃-2-甲基-（1-苯基-3-丁烯基）胺溶于高沸点溶剂中，并向其中加入引发剂，在氮气氛围65-75℃下搅拌反应3-5小时，后在丙酮中沉出，抽滤，将得到的产物置于70-80℃的真空干燥箱中烘10-15小时，得到丙烯酰胺类共聚物;
3.将经过步骤Ⅱ制备得到的离子型丙烯酰胺类共聚物加入到质量分数为1-5％的2-萘胺-3,6,8-三磺酸的水溶液中，在60-80℃下搅拌反应10-12小时，后旋蒸除去水和反应生成的小分子，得到2-萘胺-3,6,8-三磺酸改性离子型丙烯酰胺类共聚物;
4.在装有搅拌器、温度计、恒压滴液漏斗的三口瓶中，加入2-萘胺-3,6,8-三磺酸改性离子型丙烯酰胺类共聚物、聚二甲氧基硅烷、N,N-二甲基甲酰胺和催化剂二月桂酸二丁基锡，升高温度至85-90℃，再滴加蒸馏水，在100-110℃下搅拌反应8-10小时，后旋蒸除去N,N-二甲基甲酰胺，得到中间产物;
将步骤IV制备的中间产物加入到质量分数为5-10%的氯化铝水溶液中，在50-70°C下搅拌8-10小时，然后旋转去除反应产生的水和小分子，得到高效絮凝剂用于处理造纸废水。
优选地，步骤Ⅰ中所述N-三羟甲基丙烯酰胺、呋喃-2-甲基-（1-苯基-3-丁烯基）胺、高沸点溶剂、引发剂的质量比为1:（2-3）:（10-15）:（0.1-0.3）。
优选地，选自二甲亚砜，N，N-二甲基甲酰胺，N-甲基吡咯烷酮的一种或多种中选择的高沸点溶剂;从偶氮二异丁腈腈，偶氮二异庚基的一个或多个腈中选择的引发剂。
优选地，步骤Ⅱ丙烯酰胺共聚物，乙烯甲基溴（膦酸），1四氢呋喃质量比：（2-3）:( 5-8）。
优选第三步所述的离子型丙烯酰胺共聚物-2- 萘胺-3,6,8-三磺酸的水溶液质量比为1: (10-20)。
优选地，步骤Ⅳ中所述2-萘胺-3,6,8-三磺酸改性离子型丙烯酰胺类共聚物、聚二甲氧基硅烷、N,N-二甲基甲酰胺、二月桂酸二丁基锡、蒸馏水的质量比为1:0.3:5:0.1:0.1。
优选地，步骤Ⅲ中所述中间产物、聚天冬氨酸钠的水溶液的质量比为(1-2):(10-20)。
一种基于冠醚的造纸废水处理用絮凝剂，采用上述基于冠醚的造纸废水处理用絮凝剂的制备方法制备得到。
(1)本发明公开了一种处理造纸废水的高效絮凝剂，其制备方法简单，对设备依赖性低，反应条件不苛刻，价格低廉，适合大规模生产。
（2） 本发明用于造纸废水处理的高效絮凝剂克服了现有技术中无机絮凝剂絮凝沉降效率低、耗药量高、易造成二次污染和金属腐蚀能力强的缺点。同时，也克服了现有技术中有机絮凝剂单价高，对磷酸盐等其他杂质不明显的技术问题，具有成本低、絮凝沉淀效率高、效果好、消耗少、对环境影响小、性能稳定性好、绿色环保等优点。
（3）本发明公开了一种处理造纸废水的高效絮凝剂，通过化学反应引入更多的活性羟基、磺酸、氨基、膦酸盐和呋喃结构，以增强水中的吸附和桥联能力，显著提高絮凝效果。通过这些结构，可以提高絮凝剂的配位能力和络合能力，在分子链中引入酰胺和苯环等疏水结构，提高絮凝剂的缓蚀性和抗盐性，提高絮凝剂的絮凝效果和性能稳定性；并引入硅氧烷结构，进一步提高絮凝效果。
具体实施方式
下述描述用于暴露本发明，使该领域的技术人员能够实现本发明。以下描述中的首选实施例是该领域的技术人员可以想到的其他明显变体的例子。
一种基于冠醚的造纸废水处理用絮凝剂的制备方法，包括如下步骤：
1.将N-三羟甲基丙烯酰胺10g、呋喃-2-甲基-（1-苯基-3-丁烯基）胺20g溶于二甲亚砜100g中，并向其中加入偶氮二异丁腈1g，在氮气氛围65℃下搅拌反应3小时，后在丙酮中沉出，抽滤，将得到的产物置于70℃的真空干燥箱中烘10小时，得到丙烯酰胺类共聚物;
2.将10g丙烯酰胺共聚物和20g溴甲基（膦酸）溶于50g四氢呋喃中，在40℃搅拌6h，然后反纺除去四氢呋喃，用乙醚洗涤3次，然后在70℃真空烘箱中干燥10h，得到离子型丙烯酰胺共聚物；
4.在装有搅拌器、温度计、恒压滴液漏斗的三口瓶中，加入2-萘胺-3,6,8-三磺酸改性离子型丙烯酰胺类共聚物10g、聚二甲氧基硅烷3g、N,N-二甲基甲酰胺50g和催化剂二月桂酸二丁基锡1g，升高温度至85℃，再滴加蒸馏水1g，在100℃下搅拌反应8小时，后旋蒸除去N,N-二甲基甲酰胺，得到中间产物;
后，将ⅤⅣ中间体的氯化铝的制备步骤中加入的，在50℃下搅拌10g的100克10％水溶液所获得的质量分数下持续8小时后，旋转蒸发后，以除去水，并通过所产生的小分子反应，以获得用于废水处理纸有效絮凝剂。
一种基于冠醚的造纸废水处理用絮凝剂，采用上述基于冠醚的造纸废水处理用絮凝剂的制备方法制备得到。
实施例2
一种基于冠醚的造纸废水处理用絮凝剂的制备方法，包括如下步骤：
1.将N-三羟甲基丙烯酰胺10g、呋喃-2-甲基-（1-苯基-3-丁烯基）胺23g溶于N,N-二甲基甲酰胺110g中，并向其中加入偶氮二异庚腈1.5g，在氮气氛围67℃下搅拌反应3.5小时，后在丙酮中沉出，抽滤，将得到的产物置于72℃的真空干燥箱中烘12小时，得到丙烯酰胺类共聚物;
4.在装有搅拌器、温度计、恒压滴液漏斗的三口瓶中，加入2-萘胺-3,6,8-三磺酸改性离子型丙烯酰胺类共聚物10g、聚二甲氧基硅烷3g、N,N-二甲基甲酰胺50g和催化剂二月桂酸二丁基锡1g，升高温度至87℃，再滴加蒸馏水1g，在103℃下搅拌反应8.5小时，后旋蒸除去N,N-二甲基甲酰胺，得到中间产物;
在氯化铝的制备步骤中的ⅤⅣ的中间体加入到10g的130克8％水溶液所获得的质量分数后，将反应物在55℃搅拌8.5小时，旋转蒸发后，以除去水和小分子通过所产生的反应，以获得用于废水处理纸有效絮凝剂。
一种基于冠醚的造纸废水处理用絮凝剂，采用上述基于冠醚的造纸废水处理用絮凝剂的制备方法制备得到。
实施例3
一种基于冠醚的造纸废水处理用絮凝剂的制备方法，包括如下步骤：
1.将N-三羟甲基丙烯酰胺10g、呋喃-2-甲基-（1-苯基-3-丁烯基）胺25g溶于N-甲基吡咯烷酮13g中，并向其中加入偶氮二异丁腈2g，在氮气氛围69℃下搅拌反应4小时，后在丙酮中沉出，抽滤，将得到的产物置于75℃的真空干燥箱中烘13小时，得到丙烯酰胺类共聚物;
4.在装有搅拌器、温度计、恒压滴液漏斗的三口瓶中，加入2-萘胺-3,6,8-三磺酸改性离子型丙烯酰胺类共聚物10g、聚二甲氧基硅烷3g、N,N-二甲基甲酰胺50g和催化剂二月桂酸二丁基锡1g，升高温度至88℃，再滴加蒸馏水1g，在106℃下搅拌反应9小时，后旋蒸除去N,N-二甲基甲酰胺，得到中间产物;
将步骤IV制备的中间产物10g加入到质量分数为7%的155g氯化铝水溶液中，在60°C下搅拌9h。
一种基于冠醚的造纸废水处理用絮凝剂，采用上述基于冠醚的造纸废水处理用絮凝剂的制备方法制备得到。
实施例4
一种基于冠醚的造纸废水处理用絮凝剂的制备方法，包括如下步骤：
1.将N-三羟甲基丙烯酰胺10g、呋喃-2-甲基-（1-苯基-3-丁烯基）胺26g溶于高沸点溶剂135g中，并向其中加入引发剂2.5g，在氮气氛围72℃下搅拌反应4.5小时，后在丙酮中沉出，抽滤，将得到的产物置于78℃的真空干燥箱中烘14.5小时，得到丙烯酰胺类共聚物;所述高沸点溶剂是二甲亚砜、N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮按质量比1:2:3混合而成的混合物;所述引发剂是偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈按质量比2:3混合而成的混合物;
3.将经过步骤Ⅱ制备得到的离子型丙烯酰胺类共聚物10g加入到质量分数为2％的2-萘胺-3,6,8-三磺酸的水溶液185g中，在78℃下搅拌反应11.5小时，后旋蒸除去水和反应生成的小分子，得到2-萘胺-3,6,8-三磺酸改性离子型丙烯酰胺类共聚物;
4.在装有搅拌器、温度计、恒压滴液漏斗的三口瓶中，加入2-萘胺-3,6,8-三磺酸改性离子型丙烯酰胺类共聚物10g、聚二甲氧基硅烷3g、N,N-二甲基甲酰胺50g和催化剂二月桂酸二丁基锡1g，升高温度至89℃，再滴加蒸馏水1g，在108℃下搅拌反应9.5小时，后旋蒸除去N,N-二甲基甲酰胺，得到中间产物;
5.在190g 6%氯化铝水溶液中加入步骤四制备的中间产物10g，在68℃下搅拌反应9.5h，除去反纺反应产生的水和小分子，得到高效的造纸废水处理絮凝剂。
一种基于冠醚的造纸废水处理用絮凝剂，采用上述基于冠醚的造纸废水处理用絮凝剂的制备方法制备得到。
实施例5
一种基于冠醚的造纸废水处理用絮凝剂的制备方法，包括如下步骤：
1.将N-三羟甲基丙烯酰胺10g、呋喃-2-甲基-（1-苯基-3-丁烯基）胺30g溶于N-甲基吡咯烷酮150g中，并向其中加入偶氮二异丁腈3g，在氮气氛围75℃下搅拌反应5小时，后在丙酮中沉出，抽滤，将得到的产物置于80℃的真空干燥箱中烘15小时，得到丙烯酰胺类共聚物;
4.在装有搅拌器、温度计、恒压滴液漏斗的三口瓶中，加入2-萘胺-3,6,8-三磺酸改性离子型丙烯酰胺类共聚物10g、聚二甲氧基硅烷3g、N,N-二甲基甲酰胺50g和催化剂二月桂酸二丁基锡1g，升高温度至90℃，再滴加蒸馏水1g，在110℃下搅拌反应10小时，后旋蒸除去N,N-二甲基甲酰胺，得到中间产物;
5.将10g200克的ⅤⅣ的中间体在步骤氯化铝质量分数得到的制剂溶液中加入5％水溶液在70℃下搅拌后]。下进行10小时，旋转蒸发后，以除去水，并通过所产生的小分子反应，以获得用于废水处理纸有效絮凝剂。
