生产废水中聚合物的资源化利用精品资料

1、311 1丰丰S璋旺1 13黑Tp7同O黑丰pT議濤囂s*站獅囂曲3H3黑蕎W厚6 mi-b駅制1111曲*LFI-輻y同y岡璋77黑三扇sy2p95飞同囂pFX* 323駅CSO丽卅zmi CVCXk3同岡同y制Sp3黑S制Om73虫丰KK5囂O黑虫卑C卑k5o飞囂y西丢HW黑S同g3申SWw为囂獅牆X* 牙sHi牙制Nm卜 CVCB吟整科虫Ss命W達W血Wg牙3*黑OSQ CDro飞k O囂也2牙甘X* 袅S同同制O m i-a牙y闿虫y曲牙同飞aW牙B冃20 X 20废水交一联反一应匚nnnnn丙.烯.生.产.废.水.丄丄要.含.有.丙.烯.乙.氢.氧酸1丙烯醛乙.醛1丙睛及大-量丙烯睛

2、低聚物一丄高一浓.度.丙-烯一有.机-废一水.的-处-理.是.丙.烯.生一产.企一业-的.最一大难一题.1国一内一外.学者已一对-丙.烯.睛生产一废水的处理进行-丄广泛研究rL3取得丄一定效果-L667nJ但所.采用的丄艺路线均不-够成一熟一目一前一，一国一内丙一烯一睛一生产废一水的一处一理一仍一以焚烧一为主焚烧处理不-但能耗高，-且焚烧产生的-废一气一中一含一有一有-害一气一体_，一直一接一排_放一会一造一成一新一的一环一境一污一染一聚一丙一烯一酰一胺一是一丙一烯一睛一的一衍一生一物一丄匸可作为一絮凝剂用一于水处理一等领域丄本一丄作一旦丙一烯一睛一生一产一废一水一中一的一聚一合-物一丄丙一烯

3、一睛一低一聚一物一或一含一氧一基一低一聚一物一作一为一研一究一对一象一，-首一先一在一碱一性一条-件一下催-化一水一解一亠然-后一采一用一甲一醛一对低聚一物一进行一交联一制备-具-有一定一水一解度-和一相对一分一子质量的一聚丙烯一酰一胺采用一技术对丙-烯-低一聚-物-及-水_解一产_物一聚-丙一烯-酰-胺-的一结一构一进一行一丄表-征一通-过一正交一实一验-考-察-丄水一解一反一应一条-件一和交联反应条件对产物聚丙烯酰胺的质量和相对分子质量的影响1实验部分1.1试剂和仪器丙烯腈低聚物:从中国石化安庆分公司丙烯腈生产废水中分离得到。主要为含丙烯腈单元的不同相对分子质量的低聚物相对分子质量分布宽相

4、对分子质量为3叫和1500的聚合物含量较多。Na1OH、甲醇:分析纯7甲醛:化学纯。Impact410型红外光谱仪:Nico)let公司TG209F；3型热重分析仪:杭州汉泽仪器有限公司7DH(G-9101SA型电热恒温鼓风干燥箱:上海发科学仪器有限公司7JY5002型电子天平:上海浦春计量有限公司7DF-I01S；型磁力加热搅拌器:巩义市予华仪器有限责任公司。1.2聚丙烯酰胺的制备水解反应:在装有搅拌器、温度计、回流冷凝管的25()mL-三口烧瓶中加入20g丙烯腈低聚物、一一一疋量的NaOH和100mL自来水加热回流反应一一一疋时间。反应结束后冷却至室温过滤除去不溶物。在滤液中加入20()m

5、L甲醇使水解聚合物、iT沉淀析出。交联反应:将析出的固体物质溶于10()mL自来水加盐酸调节pH至4左右加入一一一疋量质量分数为37%40(%勺甲醛溶液于一一一疋温度下搅拌反应一一一疋时间。、iT沉淀反应:向溶液中加入200mL甲醇使聚合物、iT沉淀析出过滤用V(甲醇):V(水)=2的混合溶剂洗涤所得固体除去固体中的NaCl。将产品于70 r下直/、空干燥得到目标产物聚丙烯酰胺。1.3分析方法采用FTIR技术对试样的结构和形貌进行表征。按昭八、GE外2005.6-1989部分水解聚丙烯酰胺水解度测疋方法13计算产物的水解度。按昭八、GEJ12005.1-1989聚丙烯酰胺特性粘数测疋方法14测

6、疋产物的特性黏数计算产物的相对分子质量。2结果与讨论2.1FTIR表征结果原料丙烯腈低聚物及水解产物聚丙烯酰胺的FTIR谱图见图1。由图1中丙烯腈低聚物的FTIR谱图可见3332.87 cm-1处出现了N-H键的伸缩振动峰71680.26cm-1处出现了C=O）键的伸缩振动峰71402.65cm-1处出现了C-N键的伸缩振动峰7760.36cm-1处出现了N-H面外弯曲振动峰说明有酰胺键的存在72933.5)8cm-1处出现了R2CH2的伸缩吸收峰122.47.2!7cm处出现了氰基的吸收峰。说明原料丙烯腈低聚物中含有大量的丙烯腈结构单元同时部分氰基发生水解形成了酰胺基。由图1中聚丙烯酰胺的F

7、T-1R谱图可见3411.12cm-1处出现了酰胺基中N-H键的伸缩振动峰1685.67 cm-1处出现了C=O键的特征吸收峰803.94cm-1处出现了N-H面外弯曲振动峰15731.791400.23cm-1处出现了羧酸的吸收峰1112.86cm-1处出现了C-O键的伸缩振动峰表明有酰胺基和羧基的存在2060.98cm1-1处为氢键区2247.27 cm-1处氰基的吸收峰消失由此可见产物聚丙烯酰胺中未发现氰基而含有酰胺键和羧基即氰基已宀 完全水解为1酰胺基部分酰胺基进一一一步水解为羧基2.2水解反应的影响因素丙烯腈低聚物的水解反应受多种因素的影响采用3因素3水平正交实验考察了水解反应温度、

8、水解反应时间、m(Na1OH):m(丙烯腈低聚物)等条件对产物聚丙烯酰胺的产量和水解度的影响水解反应的正交一实验因素水平见表一丄正一交一实验结果一见表2-表.2-可.见.各.因.素一对-产.物.质.量.的.影一响.强.弱顺序为水解.反应温度二mm二丙烯低.聚.物.2-二水.解.反一应.时.间.亠各.因.素一的.最.佳.水.平-为一CL2ACG2O随.反一应-温一度.的一升高一，-水一解一速一率一加.I快，一水一解更彻底但水-解温度过一高会使得生成的酰一胺键继续一水-解成竣酸O随m二N_J-mn丄丙一烯一睛一低一聚一物一的一增一加一水解一程一度一逐一渐一增一U大但由于水解母液可一以循环使用,所以

9、选择m丄NC)丄丙_烯一睛一低一聚一物一即-可一当一水一解一反一应一时一间一为一I-时一，一氧一基一几乎一完一全一转一化一为一酰一胺键，一继续延一长反应时一间,可能会导致酰一胺基继一续-水一解一在一水一解一反一应一温一度一为-L-、m丄IOH.)丄丙一烯一睛一低一聚一物一)、水一解一反一应一时一间一为-的一最一佳-水一解一反一应一条-件一丄处一理一丙一烯一睛一低一聚一物一亠可一得-到-产物一聚一丙一烯一酰一胺一14亠水一解度-为011UUUUUUUnU交一联-反一应一的-影-响-因一素-为-提-高-产一品一丙_烯-酰-胺-低一聚-物一的一质一量-更-好地实一现-废-弃物一的一再一利一用一亠采一

10、用甲醛对水解反应后的丙烯酰胺低聚物进行交联，一以提高丙一烯酰胺聚合物的一相一对分丄质一量采.用.3 一因.素一3 一水.丄正.交.实.验.考.察.丄交-联.反.应.温.度交联反应时-间甲-醛加入量等.条件-对-产-物聚一丙-烯一酰.胺.对.分-子一质.量.的-影一响.交-联.反.应.的.正-交一实.验一因一素一水一平见-表.3 一正一交.实一验一结一果-见.表.丄1由表丄可一见:各因一素对产物相对分子质量的影响强弱顺-序一为交联-反一应温度二甲一醛加-量交一联一反一应一时一间一各一因一素一的一最一佳一水平为一IM以在-最佳水解一反应条件一丄得到的-丙一烯酰一胺低聚物-为原一料一，一在一交一联一

11、反一应_温一度一为-质一量一分一数一33甲一醛一加入量一为一I-交一联一反应一时一间一为一2h的一最佳交一联反应一条件丄，一制得的产一物聚丙一稀一酰胺相一对一分一子一质一量一为-L1-1聚一丙一烯一酰一胺一的一性一能一在一丙一烯一睛一低一聚一物一加一入量一为一、自一来水加一入量为、水解一反应温一度为m(-)I-(-丙一烯一低聚一物一)亠水解一反一应时间一为一的最佳水一解反一应一条件一下，-交联-反_应一温-度-为_60_质-量-分_数-甲一醛-加一入_量-为-66交一联-反一应时一间为-2h的一最-佳-交联-反应一条-件下,得到的产物聚丙烯酰胺的性能见表5由表一5-可见，一丙一烯睛生一产废水中

12、的一聚合物一经水一解.交.联.改.性.后.得.到.的.聚.丙.烯.酰.胺.的.性-能.满.足.4占井-液用聚丙烯酰胺.技术要求U丄1中.部一分.水.解.聚一丙.烯.酰.胺一的.性.能.要.求.3 一结一论.IIUIIUIIIIIa2-旦丙烯睛生产废水-丄的丙烯睛低聚物为原料，-在碱性条件-下-水-解.，-再交联一聚合制备聚丙烯一酰一胺一通一过一正一交实一验一得一到最一佳一水解一反一应一和一交一联反应条件为:水解反一应温度K 一,mn丄10H丄丙-烯一睛一低一聚一物一，一水一解一反一应一时一间一3h.交一联一反一应温一度一6，一甲一醛一加一入一量一L6，一交联一反应时间一2h1b采用技术对丙一烯

13、睛低一聚一物一及-水一解一产一物一聚一丙一烯一酰一胺-的一结一构一进一行一丄表一征一表一征一结一果一显一示一，-原一料一丙一烯一睛一低一聚一物一中一的一氧一基一已一完一全一水一解一为-酰一胺-基-，-产一物一聚-丙一烯一酰一胺-中一含一有一酰-胺一基一和一竣一基一C)在一最-佳一反应条-件一下处理丙一烯睛低聚物*7可得一到产物聚丙烯酰胺nU，-聚-丙一烯-酰-胺-的一水-解一度-为-相一对一分-丄质一量-为-2-06产品一性一能-满-足一H00钻-井一液用聚丙烯酰胺技术要求中部分水解聚丙烯酰胺的性能要求。d)采用该技术得到的聚丙烯酰胺可作为絮凝剂、吸水剂等应用于废水处理实现了废弃物的资源化利用

14、。参考文献1WyattJMKncwlej5CJ.MicrobiaDegradctionofAcryloritrilejWajsteEffluents:TheDegradlationofEflue ntsanidC()ndensatesfr()mtheManufaactureofAcrylonitrleJntE3iodesteri()rBi()degrad199535:221-248.2ShinYHShi1NCVe?riansyahiBeta.Su|Dercriti-calWaterO)xidationofWastewateylonitrileManufacturingPlantJHazardM

15、ater2009163:1142-1147.3麻思明顾平.丙烯腈生产废水处理研究进展J.工业水处理20)1333(5)：13-17.4王科沈峥张敏等.丙烯腈废水处理技术的研究进展J.水处理技术201440(2):8-14.5何小娟.Sohio法丙烯腈污水深度脱氮除碳的方法J.工业水处理2C1434(4)：55-59.6孙宇李荣范建伟.维与二二二维电解工-艺处理丙烯腈废水的效果比较.J化工环保201030(2):152-155.7张凯唐景春吴颖等.丙烯腈废水及几种处理工-艺出水的毒性J.环境工程学报20148(7):2809-2816.8Ar(adyDLNicolaiAPAIkaliiieHyd

16、rolysis()fPoly-ac:rylonitrihe:O*heFeac;tionMec!hani.smJ.Macre-moIChjmPIiys2000201:2176-2180.9IgoiVEAlexan drIRAr(adyDLetal.AlkalinelHydrolyssofF)olyacryhonitrle:StructureofthieReac-tonProductsJ.MacronnolChemPhys,2000201:1415-1418.10王永军方申文郭海军等非离子型聚丙烯酰胺絮凝剂的制备及其/、絮凝性能一J.化工环保1201333(4)：358-362.11徐文倩.混凝氧化法预处理原料药废水J.化工环保2