有机高分子絮凝剂的制备及应用

第1章　绪论 1
1．1　絮凝剂研究开发的背景和意义 1
1．1．1　水污染状况 1
1．1．2　水处理方法简介 2
1．1．3　絮凝剂研发的必要性 4
1．2　絮凝剂的分类 4
1．2．1　无机絮凝剂 4
1．2．2　有机絮凝剂 5
1．3　有机高分子絮凝剂的研究概况 6
1．3．1　合成有机高分子絮凝剂 6
1．3．2　天然高分子改性絮凝剂 8
参考文献 9

第2章　非离子型合成有机高分子絮凝剂 11
2．1　概述 11
2．2　分类 11
2．3　聚合型絮凝剂的制备 11
2．3．1　聚丙烯酰胺 12
2．3．2　聚氧化乙烯 20
2．3．3　聚乙烯醇 21
2．3．4　聚丙烯酰胺和聚氧化乙烯接枝共聚物 22
2．4　缩合型絮凝剂的制备 22
2．4．1　脲醛缩合物 22
2．4．2　酚醛缩合物 23
2．4．3　苯胺/甲醛缩合物 23
2．5　非离子型合成有机高分子絮凝剂的应用 24
2．5．1　城市污水处理中的应用 24
2．5．2　工业废水处理中的应用 24
2．5．3　工业生产中的应用 26
2．5．4　其他方面的应用 27
参考文献 28

第3章　阴离子型合成有机高分子絮凝剂 30
3．1　概述 30
3．2　分类 30
3．3　聚合型絮凝剂的制备 30
3．3．1　聚丙烯酸钠 30
3．3．2　聚-2-丙烯酰氨基-2-甲基丙磺酸 33
3．3．3　丙烯酸钠/2-丙烯酰氨基-2-甲基丙磺酸钠共聚物 33
3．3．4　甲基丙烯酸钠/2-丙烯酰氨基-2-甲基丙磺酸钠共聚物 34
3．3．5　丙烯酰胺/丙烯酸(盐)共聚物 34
3．3．6　丙烯酰胺/甲基丙烯酸甲酯/丙烯酸三元共聚物 39
3．4　高分子反应型絮凝剂的制备 41
3．4．1　水解聚丙烯酰胺 41
3．4．2　磺甲基化聚丙烯酰胺 42
3．4．3　聚-N-二膦酰基甲基丙烯酰胺 42
3．4．4　聚苯乙烯磺酸钠 42
3．5　阴离子型合成有机高分子絮凝剂的应用 43
3．5．1　工业废水处理中的应用 44
3．5．2　工业生产中的应用 45
3．5．3　其他方面的应用 48
参考文献 49

第4章　阳离子型合成有机高分子絮凝剂 51
4．1　概述 51
4．2　分类 51
4．3　聚合型絮凝剂的制备 52
4．3．1　聚二甲基二烯丙基氯化铵 52
4．3．2　聚甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵 56
4．3．3　聚甲基丙烯酸二甲氨基乙酯 56
4．3．4　丙烯酰胺/二甲基二烯丙基氯化铵共聚物 57
4．3．5　丙烯酰胺/(2-甲基丙烯酰氧乙基)三甲基氯化铵共聚物 58
4．3．6　丙烯酰胺/甲基丙烯酸二甲氨基乙酯共聚物 59
4．3．7　丙烯酰胺/丙烯酸乙酯基三甲基氯化铵共聚物 60
4．3．8　吡啶季铵盐型阳离子聚丙烯酰胺 60
4．3．9　聚-N-二甲氨基甲基丙烯酰胺乳液 61
4．3．10　聚-N-二甲氨基丙基甲基丙烯酰胺 62
4．3．11　聚乙烯胺 62
4．3．12　聚乙烯亚胺 64
4．4　高分子反应型絮凝剂的制备 65
4．4．1　聚-N-二甲氨基甲基丙烯酰胺 65
4．4．2　聚-2-乙烯咪唑啉 66
4．4．3　聚苯乙烯基四甲基氯化铵 67
4．4．4　聚乙烯醇季铵化产物 68
4．4．5　改性脲醛树脂季铵盐 69
4．4．6　改性三聚氰胺甲醛絮凝剂 69
4．5　缩合型絮凝剂的制备 70
4．5．1　氨/环氧氯丙烷缩聚物 70
4．5．2　二甲胺/环氧氯丙烷聚合物 71
4．5．3　氨/二甲胺/环氧氯丙烷聚合物 71
4．5．4　环氧氯丙烷/N，N-二甲基-1，3-丙二胺聚合物 71
4．5．5　氯化聚缩水甘油三甲基氯化铵 72
4．5．6　胍/环氧氯丙烷聚合物 72
4．5．7　双氰胺/环氧氯丙烷聚合物 73
4．5．8　双氰胺/甲醛聚合物及其改性产品 73
4．5．9　改性甲醇氨基氰基脲/甲醛缩合物 76
4．5．10　二氯乙烷/四亚乙基五胺缩聚物 77
4．6　阳离子型合成有机高分子絮凝剂的应用 77
4．6．1　污泥脱水中的应用 77
4．6．2　工业废水处理中的应用 80
4．6．3　工业生产中的应用 86
4．6．4　其他用途 89
参考文献 89

第5章　两性型合成有机高分子絮凝剂 93
5．1　概述 93
5．2　分类 94
5．3　聚合型絮凝剂的制备 94
5．3．1　丙烯酸钠/甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵共聚物 94
5．3．2　苯乙烯磺酸钠/丙烯酸乙酯基三甲基氯化铵共聚物 95
5．3．3　 4-乙烯基吡啶/4-乙酰氧基苯乙烯共聚物 96
5．3．4　丙烯酰胺/丙烯酸钾/甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵共聚物 96
5．3．5　丙烯酰氨基-2-甲基丙磺酸（钠）/丙烯酸乙酯基三甲基氯化铵共聚物 97
5．3．6　丙烯酰胺/丙烯酸钠/二甲基二烯丙基氯化铵共聚物 97
5．3．7　丙烯酰胺/丙烯酰氨基-2-甲基丙磺酸钠/二甲基二烯丙基氯化铵共聚物 98
5．3．8　丙烯酰胺/丙烯酸钠/甲基丙烯酸二甲氨基乙酯共聚物 99
5．3．9　丙烯酰胺/二甲基二烯丙基氯化铵/马来酸共聚物 100
5．3．10　丙烯酸/丙烯酸甲酯/甲基丙烯酸二甲氨基乙酯共聚物 100
5．3．11　丙烯酰氨基-2-甲基丙磺酸钠/N-乙烯基-N-甲基乙酰胺/二甲基二烯丙基氯化铵共聚物 101
5．3．12　丙烯酰氨基-2-甲基丙磺酸钠/丙烯酸钠/丙烯酸乙酯基三甲基氯化铵共聚物 101
5．3．13　丙烯腈/丙烯酰胺/甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵/丙烯酸共聚物 102
5．3．14　丙烯酸甲氧乙酯/丙烯酸二甲氨基乙酯/丙烯酰胺共聚物 102
5．3．15　N-二甲氨基甲基丙烯酰胺/丙烯酰胺/丙烯酸钠共聚物 103
5．4　高分子反应型絮凝剂的制备 105
5．4．1　氮丙环改性丙烯酸/丙烯酰胺共聚物 105
5．4．2　 N-二膦酰基甲基丙烯酰胺/二甲基二烯丙基氯化铵共聚物 106
5．4．3　磺甲基丙烯酰胺/二甲基二烯丙基氯化铵共聚物 106
5．4．4　两性聚丙烯酰胺 107
5．4．5　丙烯酰胺/丙烯酸共聚物的Mannich 反应产物 108
5．4．6　聚丙烯腈与双氰胺反应物及其改性产品 109
5．4．7　聚-N-二甲氨基甲基丙烯酰胺 109
5．4．8　聚-2-乙烯咪唑啉 111
5．4．9　聚苯乙烯基四甲基氯化铵 112
5．4．10　聚乙烯醇季铵化产物 112
5．4．11　改性脲醛树脂季铵盐 113
5．4．12　改性三聚氰胺甲醛絮凝剂 113
5．5　缩合型絮凝剂的制备 114
5．5．1　含膦酸基团的双氰胺/甲醛聚合物 114
5．5．2　含磺酸基的双氰胺/甲醛聚合物 115
5．5．3　氨/环氧氯丙烷缩聚物 115
5．5．4　二甲胺/环氧氯丙烷聚合物 115
5．5．5　氨/二甲胺/环氧氯丙烷聚合物 116
5．5．6　环氧氯丙烷/N，N-二甲基-1，3-丙二胺聚合物 116
5．5．7　氯化聚缩水甘油三甲基胺 117
5．5．8　胍/环氧氯丙烷聚合物 117
5．5．9　双氰胺/环氧氯丙烷聚合物 117
5．5．10　改性甲醇氨基氰基脲/甲醛缩合物 118
5．6　两性型合成有机高分子絮凝剂的应用 118
5．6．1　污泥脱水中的应用 119
5．6．2　工业废水处理中的应用 120
5．6．3　其他方面的应用 122
参考文献 123

第6章　非离子型天然有机高分子改性絮凝剂 125
6．1　概述 125
6．2　分类 125
6．3　淀粉/丙烯酰胺接枝共聚物的制备 125
6．3．1　水溶液聚合 126
6．3．2　乳液聚合 133
6．4　 β-环糊精改性产品的制备 134
6．4．1　β-环糊精/聚丙烯酰胺接枝化合物 134
6．4．2　水溶性β-环糊精交联聚合物 135
6．5　改性瓜尔胶产品的制备 135
6．5．1　瓜尔胶的纯化 136
6．5．2　瓜尔胶/丙烯酰胺接枝共聚物 136
6．5．3　羟丙基瓜尔胶/丙烯酰胺接枝共聚物 137
6．6　F691/丙烯酰胺接枝共聚物的制备 137
6．7　非离子型天然有机高分子改性絮凝剂的应用 138
6．7．1　工业废水处理中的应用 138
6．7．2　污泥脱水中的应用 141
6．7．3　工业生产中的应用 141
参考文献 143

第7章　阴离子型天然有机高分子改性絮凝剂 145
7．1　概述 145
7．2　分类 145
7．3　改性淀粉类絮凝剂的制备 145
7．3．1　磷酸酯化 145
7．3．2　黄原酸酯化 148
7．3．3　羧甲基化 148
7．3．4　接枝共聚 150
7．3．5　共聚物的改性 155
7．4　黄原胶及其改性产品的制备 156
7．4．1　黄原胶的制备 156
7．4．2　丙烯酰胺改性黄原胶产品的制备 157
7．5　改性羧甲基纤维素絮凝剂的制备 158
7．5．1　羧甲基纤维素的制备 158
7．5．2　羧甲基纤维素接枝共聚物的制备 161
7．5．3　羧甲基纤维素复合絮凝剂的制备 163
7．6　改性海藻酸钠的制备 164
7．6．1　海藻酸钠-壳聚糖的制备 164
7．6．2　氨基硫脲-海藻酸钠的制备 164
7．7　改性木质素类絮凝剂的制备 165
7．7．1　木质素磺酸盐的制备 166
7．7．2　木质素磺酸盐接枝共聚物的制备 167
7．8　植物单宁及其接枝共聚物的制备 168
7．8．1　植物单宁的提取 168
7．8．2　植物单宁接枝共聚物的制备 169
7．8．3　磺甲基化单宁的制备 170
7．9　F691改性产品的制备 170
7．9．1　F691的羧甲基化 170
7．9．2　羧甲基化F691的改性 171
7．10　阴离子型天然有机高分子改性絮凝剂的应用 171
7．10．1　工业废水处理中的应用 171
7．10．2　工业生产中的应用 174
参考文献 177

第8章　阳离子型天然有机高分子改性絮凝剂 180
8．1　概述 180
8．2　分类 180
8．3　改性淀粉类絮凝剂的制备 180
8．3．1　季铵化改性 181
8．3．2　接枝共聚 187
8．3．3　接枝共聚物的改性 190
8．4　改性木质素类絮凝剂 195
8．4．1　季铵化改性 195
8．4．2　 Mannich反应 196
8．4．3　接枝共聚 197
8．4．4　木质素/丙烯酰胺接枝共聚物的改性 198
8．4．5　缩聚反应 198
8．5　改性纤维素类絮凝剂的制备 198
8．5．1　阳离子化改性 199
8．5．2　接枝共聚 201
8．5．3　接枝共聚物的改性 201
8．6　壳聚糖及其季铵化产品 202
8．6．1　甲壳素和壳聚糖的制备 203
8．6．2　壳聚糖季铵盐的制备 204
8．7　 F691改性产品 204
8．8　阴离子型天然有机高分子改性絮凝剂的应用 207
8．8．1　改性淀粉类絮凝剂的应用 207
8．8．2　改性木质素类絮凝剂的应用 215
8．8．3　改性纤维素类絮凝剂的应用 216
8．8．4　壳聚糖的应用 217
8．8．5　 F691改性产品的应用 225
参考文献 230

第9章　两性型天然有机高分子改性絮凝剂 236
9．1　概述 236
9．2　分类 237
9．3　改性淀粉类絮凝剂的制备 237
9．3．1　一般的化学改性方法 238
9．3．2　接枝共聚 242
9．3．3　接枝共聚物的改性 246
9．4　改性木质素类絮凝剂的制备 250
9．4．1　木质素磺酸盐的Mannich 反应 250
9．4．2　木质素磺酸盐的接枝共聚 250
9．4．3　接枝共聚物的改性 250
9．5　改性壳聚糖类絮凝剂的制备 252
9．5．1　羧甲基壳聚糖的制备 252
9．5．2　黄原酸化壳聚糖钠盐的制备 253
9．5．3　壳聚糖磷酸酯的制备 253
9．6　改性纤维素类絮凝剂的制备 254
9．6．1　醚化反应 254
9．6．2　接枝共聚 257
9．6．3　接枝共聚物的改性 259
9．7　 F691改性絮凝剂的制备 261
9．7．1　 CGAC的制备 261
9．7．2　两性高分子絮凝剂CGAAC的制备 261
9．8　两性型天然有机高分子改性絮凝剂的应用 262
9．8．1　天然源水处理中的应用 262
9．8．2　印染废水处理中的应用 262
9．8．3　油田废水处理中的应用 264
9．8．4　制药废水处理中的应用 265
9．8．5　其他工业废水处理中的应用 265
9．8．6　污泥的絮凝脱水性能研究 266
9．8．7　其他方面的应用 270
参考文献 270

第10章　有机-无机复合絮凝剂 273
10．1　概述 273
10．2　合成高分子-无机复合絮凝剂 273
10．2．1　合成高分子-铝系复合絮凝剂 273
10．2．2　合成高分子-铁系复合絮凝剂 274
10．2．3　合成高分子-无机复合絮凝剂的应用 275
10．3　天然高分子-无机复合絮凝剂 278
10．3．1　天然高分子-无机复合絮凝剂的制备 278
10．3．2　天然高分子-无机复合絮凝剂的应用 280
参考文献 281

附录　部分专业术语中英文对照 284