本發(fā)明屬于水處理領(lǐng)域，具體涉及一種羧甲基纖維素鈉-沸石-殼聚糖共聚物、制備方法、混凝劑及應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、公開該背景技術(shù)部分的信息僅僅旨在增加對(duì)本發(fā)明的總體背景的理解，而不必然被視為承認(rèn)或以任何形式暗示該信息構(gòu)成已經(jīng)成為本領(lǐng)域一般技術(shù)人員所公知的現(xiàn)有技術(shù)。

2、混凝工藝是最常見的去除水體濁度的水處理工藝。在混凝處理過程中的絮凝劑是以鐵鹽、鋁鹽類以及聚丙烯酰胺為主的絮凝劑，雖然它們被廣泛的應(yīng)用于各種污水和廢水的處理中，但是金屬鹽類絮凝劑中含有的金屬離子在水中的殘留和積累，會(huì)嚴(yán)重影響水中動(dòng)植物的生存，而聚丙烯酰胺類絮凝劑極難降解，同時(shí)單體丙烯酰胺還具有致癌性，從而給自然水體的生態(tài)安全帶來巨大隱患。而天然混凝劑中殼聚糖及其衍生物具有安全無毒、可生物降解等優(yōu)點(diǎn)，但是實(shí)際應(yīng)用中表現(xiàn)出水溶性較差、絮凝效能有限等缺點(diǎn)，同時(shí)對(duì)殼聚糖(cs)各種改性、衍生等手段來獲取效能更加優(yōu)良的絮凝劑，處理效果優(yōu)于cs，但存在工藝復(fù)雜、成本較高等問題。羧甲基纖維素鈉(cmc)性能穩(wěn)定、易溶于水，具有生物降解性、生物相容性且無毒無害，但是其絮凝效果有限，機(jī)械性能仍較差，若直接投入水體，很容易被沖散。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的是提供一種羧甲基纖維素鈉-沸石-殼聚糖共聚物、制備方法、混凝劑及應(yīng)用。針對(duì)cs和cmc作為混凝劑使用時(shí)的以上缺點(diǎn)，將cs、cmc與沸石溶液按照一定順序直接投加到被處理水中，通過cs、cmc和沸石(zeo)在原位發(fā)生自組裝過程，形成的羧甲基纖維素鈉-沸石-殼聚糖共聚物具有網(wǎng)狀海綿狀結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)作為混凝劑(cmc-zeo-cs混凝劑)時(shí)，對(duì)濁度去除效率優(yōu)于cs、cmc以及傳統(tǒng)混凝劑，且形成的繁花機(jī)械強(qiáng)度好，混凝沉淀物在受到外界擾動(dòng)懸浮后，再沉降速度快，沉淀效果好。同時(shí)本發(fā)明的制備工藝簡(jiǎn)單，易于推廣。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為：

3、第一方面，本發(fā)明提供了一種羧甲基纖維素鈉-沸石-殼聚糖共聚物，包括羧甲基纖維素鈉、沸石和殼聚糖；其中，殼聚糖和羧甲基纖維素鈉形成酰胺鍵，所述羧甲基纖維素鈉-沸石-殼聚糖共聚物為含有氫鍵和酰胺鍵的共聚物，呈網(wǎng)狀海綿狀結(jié)構(gòu)。

4、第二方面，本發(fā)明提供了上述羧甲基纖維素鈉-沸石-殼聚糖共聚物的制備方法，包括：

5、將羧甲基纖維素鈉溶液和水混合后，再加入殼聚糖溶液和沸石溶液混合，再加入羧甲基纖維素鈉溶液混合，進(jìn)行攪拌，沉淀得到含有氫鍵和酰胺鍵的共聚物，即羧甲基纖維素鈉-沸石-殼聚糖共聚物。

6、第三方面，本發(fā)明提供了一種混凝劑，包括上述羧甲基纖維素鈉-沸石-殼聚糖共聚物。

7、第四方面，本發(fā)明提供了上述羧甲基纖維素鈉-沸石-殼聚糖共聚物或上述制備方法得到的羧甲基纖維素鈉-沸石-殼聚糖共聚物或上述的混凝劑在水處理中的應(yīng)用。

8、第五方面，本發(fā)明提供了一種水處理的方法，包括：將羧甲基纖維素鈉溶液、殼聚糖溶液、沸石溶液按照一定順序直接投加到待處理水中；

9、所述順序?yàn)橄燃尤媵燃谆w維素鈉溶液，再加入殼聚糖溶液和沸石溶液混合，再加入羧甲基纖維素鈉溶液混合，進(jìn)行攪拌。

10、本發(fā)明的有益效果為：

11、(1)本發(fā)明合成的羧甲基纖維素鈉-沸石-殼聚糖共聚物具有網(wǎng)狀海綿結(jié)構(gòu)，其比表面積遠(yuǎn)大于羧甲基纖維素鈉，殼聚糖和沸石單體，其作為混凝劑在進(jìn)行水處理時(shí)，最佳條件下，沉淀10min即可實(shí)現(xiàn)去除率90％以上，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于單獨(dú)投加羧甲基纖維素鈉溶液，殼聚糖溶液以及傳統(tǒng)的混凝劑fecl3溶液。

12、(2)本發(fā)明在進(jìn)行水處理時(shí)，可以將羧甲基纖維素鈉溶液、殼聚糖溶液、沸石溶液按照一定順序直接投加到待處理水中，通過cs、cmc-na和沸石在原位發(fā)生自組裝過程，形成具有網(wǎng)狀海綿狀結(jié)構(gòu)的沉淀，直接對(duì)待處理的水進(jìn)行懸浮沉降。進(jìn)一步的，混凝形成的沉淀物懸浮后再沉降速度快，3min即可再次完成沉淀，且再沉淀后水中剩余濁度低。

13、(3)對(duì)濁度在50-930ntu的湖水進(jìn)行處理時(shí)，濁度去除率均超過90％，且隨著濁度的增加，去除效果更好，最高可達(dá)98％。

14、(4)本發(fā)明制備混凝劑的方法簡(jiǎn)單，僅通過簡(jiǎn)單的混合即可。

15、(5)相較于其他的投加順序，將羧甲基纖維素鈉溶液和水混合后，再加入殼聚糖溶液和沸石溶液混合，再加入羧甲基纖維素鈉溶液混合的投加順序，其去除率效果最好。

技術(shù)特征：

1.一種羧甲基纖維素鈉-沸石-殼聚糖共聚物，其特征在于，包括羧甲基纖維素鈉、沸石和殼聚糖；其中，殼聚糖和羧甲基纖維素鈉形成酰胺鍵，所述羧甲基纖維素鈉-沸石-殼聚糖共聚物為含有氫鍵和酰胺鍵的共聚物，呈網(wǎng)狀海綿狀結(jié)構(gòu)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的羧甲基纖維素鈉-沸石-殼聚糖共聚物，其特征在于，所述羧甲基纖維素鈉溶液的濃度為0.002-0.004g/ml；

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的羧甲基纖維素鈉-沸石-殼聚糖共聚物，其特征在于，羧甲基纖維素鈉溶液、殼聚糖溶液、沸石溶液以及再加入的羧甲基纖維素鈉溶液的體積比為(5-10):(2-10):(8-20):(5-10)，以ml:ml:ml:ml計(jì)，優(yōu)選為(5-10):(2-10):(8-12):(5-10)，進(jìn)一步優(yōu)選為(5-10):(2-6):(8-12):(5-10)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的羧甲基纖維素鈉-沸石-殼聚糖共聚物的制備方法，其特征在于，包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述再加入殼聚糖溶液和沸石溶液混合時(shí)，殼聚糖溶液和沸石溶液的加入順序?yàn)閮烧咄瑫r(shí)加入、殼聚糖溶液先加入或沸石溶液先加入。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述殼聚糖溶液為，所述羧甲基纖維素鈉溶液為，將羧甲基纖維素鈉緩慢地加入到水中，在30-50℃條件下，持續(xù)攪拌直至其完全溶解；

7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于，羧甲基纖維素鈉溶液、水、殼聚糖溶液、沸石溶液以及再加入的羧甲基纖維素鈉溶液的體積比為(5-10):1:(2-10):(8-20):(5-10)，以ml:l:ml:ml:ml計(jì)，優(yōu)選為(5-10):1:(2-10):(8-12):(5-10)，進(jìn)一步優(yōu)選為(5-10):1:(2-6):(8-12):(5-10)；

8.一種混凝劑，包括權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的羧甲基纖維素鈉-沸石-殼聚糖共聚物或權(quán)利要求4-7所述制備方法得到的羧甲基纖維素鈉-沸石-殼聚糖共聚物。

9.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的羧甲基纖維素鈉-沸石-殼聚糖共聚物或權(quán)利要求4-7任一項(xiàng)所述制備方法得到的羧甲基纖維素鈉-沸石-殼聚糖共聚物或權(quán)利要求8所述的混凝劑在水處理中的應(yīng)用。

10.一種水處理的方法，其特征在于，包括：將羧甲基纖維素鈉溶液、殼聚糖溶液、沸石溶液按照一定順序直接投加到待處理水中；

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種羧甲基纖維素鈉?沸石?殼聚糖共聚物、制備方法、混凝劑及應(yīng)用，屬于水處理領(lǐng)域。將CS、CMC?Na與沸石溶液按照一定順序直接投加到被處理水中，通過CS、CMC?Na和沸石在原位發(fā)生自組裝過程，形成的羧甲基纖維素鈉?沸石?殼聚糖共聚物(CMC?Zeo?CS)具有網(wǎng)狀海綿狀結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)對(duì)濁度去除效率優(yōu)于CS、CMC?Na以及傳統(tǒng)混凝劑(FeCl<subgt;3</subgt;溶液)，且形成的繁花機(jī)械強(qiáng)度好，混凝沉淀物在受到外界擾動(dòng)懸浮后，再沉降速度快，沉淀效果好。

技術(shù)研發(fā)人員：史玲瓏,李炟,劉玉,李妍,朱常好,呂正言,侯夢(mèng)然,郭雙禎,趙夢(mèng)超
受保護(hù)的技術(shù)使用者：齊魯工業(yè)大學(xué)（山東省科學(xué)院）
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9