微波干法制备高取代度阳离子淀粉和阳离子瓜尔胶及其絮凝性能研究

摘要

多糖经过化学改性后其应用性能大大提高，从而使多糖衍生物广泛应用于造纸、石油开采、纺织印染、废水处理、食品、医药等行业。
　　本论文以玉米淀粉和瓜尔胶为原料，小分子醚化剂2,3-环氧丙基三甲基氯化铵(GTA)作为阳离子醚化剂，通过微波干法制备出取代度为0.19-0.51的阳离子淀粉和取代度为0.16-0.47的阳离子瓜尔胶。通过正交实验优化了制备工艺参数，通过极差分析得出阳离子淀粉和阳离子瓜尔胶制备过程中各因素对取代度的影响顺序分别为：含水量>>微波功率>反应温度>反应时间；n(异丙醇):n(GTA)>体系含水量>微波功率>微波时间。并通过凯氏定氮法、红外光谱(IR)等技术验证了阳离子淀粉和阳离子瓜尔胶的结构准确性。
　　本文系统考察了微波参数对阳离子淀粉和阳离子瓜尔胶粘度、分子量的影响，结果表明产品的粘度和分子量的变化趋势一致，与微波功率、微波温度、微波时间、含水量有关。
　　本文以高岭土悬浮液为模拟污水，研究了取代度为0.19、0.28、0.37、0.43和0.5的阳离子淀粉和0.2、0.3、0.38和0.47的阳离子瓜尔胶的絮凝性能。随着取代度的升高，相同浓度的高岭土悬浮液所需的投药量逐渐降低，在各取代度最佳投药量的条件下，高岭土悬浊液的浊度逐渐降低，浊度去除率均可以达到99％以上，阳离子瓜尔胶达到沉降平衡的时间(15 min)较阳离子淀粉(30 min)大大缩短。此外，本文制备的絮凝剂适用的pH范围是3-9。
　　最后，取取代度为0.4的阳离子淀粉和阳离子瓜尔胶对皮革工业废水絮凝，考察了其实际应用性能。通过比较阳离子淀粉、阳离子瓜尔胶和体积比为1:1的两者混合物絮凝后的浊度、絮体体积及COD评价其絮凝性能，在最佳投药量(1 mg/L)条件下，阳离子淀粉的电荷中和能力更强，去除有机物的能力更强，架桥作用更突出的是阳离子瓜尔胶，因此，两者的复配使用能达到更好的使用效果。实验数据也说明，两者体积比为1:1混合使用两种絮凝剂后浊度的去除率可以达到89.4%，COD下降率可以达到81%。

目录

声明

1绪论

1.1 淀粉和瓜尔胶概述

1.2多糖阳离子化方法

1.2.1湿法

1.2.2干法

1.2.3半干法

1.2.4微波干法

1.3微波辐射特点

1.3.1微波辐射在淀粉中应用

1.3.2微波辐射在瓜尔胶中应用

1.4阳离子型多糖絮凝剂

1.4.1絮凝机理

1.4.2阳离子多糖在絮凝中应用

1.5立题依据

2.阳离子淀粉与阳离子瓜尔胶制备

2.1实验部分

2.1.1实验药品与仪器

2.1.2阳离子淀粉与阳离子瓜尔胶制备实验

2.1.3测试及表征方法

2.2结果与讨论

2.2.1反应机理

2.2.2阳离子淀粉的表征

2.2.3阳离子淀粉的制备

2.2.4阳离子瓜尔胶表征

2.2.5阳离子瓜尔胶的制备

3阳离子淀粉和阳离子瓜尔胶絮凝性能研究

3.1阳离子淀粉和阳离子瓜尔胶对高岭土模拟水样絮凝性能研究

3.1.1实验药品及仪器设备

3.1.2实验步骤

3.1.3投药量对絮凝性能影响

3.1.4 pH对絮凝性能影响

3.2 阳离子淀粉和阳离子瓜尔胶对工业废水絮凝性能研究

3.2.1性能指标

3.2.2工业废水絮凝后COD比较

3.2.3工业废水絮凝后浊度比较

3.2.4工业废水絮凝后絮体体积比较

3.2.5工业废水絮凝后絮体含水量比较

结论

参考文献

附录A 论文中使用的主要符号

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致谢