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阳离子淀粉是一类重要的淀粉衍生物,由于其廉价高效、无毒、可生物降解,因此在水处理领域有着广泛的应用前景。
本论文采用湿法工艺以土豆淀粉为原料,在催化剂作用下,与阳离子醚化剂2,3-环氧丙基三甲基氯化铵(ETA)反应合成阳离子淀粉,并通过对影响因素的考察,优化了工艺条件。结果表明,湿法工艺合成阳离子淀粉的优化条件为:淀粉浓度为30%,醚化剂:淀粉=1:10,催化剂加量1%,室温下依次加入催化剂和醚化剂搅拌1h后升温至85℃反应3h。此工艺合成出的阳离子淀粉阳离子取代度在0.1左右,遇冷水即溶解成透明溶液,反应效率高达93.6%,产品溶解性达到97.6%。
本文对阳离子淀粉的溶解性能、阳离子取代度和反应效率与反应条件的关系进行了详细考察,并制备了不同取代度的阳离子淀粉。结果表明,阳离子淀粉的溶解性能、取代度和反应效率与淀粉浓度、醚化剂用量、催化剂的用量、加料方式、室温搅拌时间、反应温度、反应时间密切相关。
选取了三种不同阳离子取代度的系列阳离子淀粉絮凝剂JA-n,对高岭土悬浊液进行混凝实验,考察了这三种絮凝剂的絮凝性能,并与市售阳离子型聚丙烯酰胺(DC4035)的絮凝脱浊效果进行比较。结果表明:(1)JA-n系列絮凝剂对高岭土类的水样具有很好的絮凝脱浊效果;(2)JA-n系列絮凝剂的絮凝效果明显优于DC4035;(3)对于同系列的JA-n絮凝剂来说,阳离子取代度越大,絮凝脱浊效果越好。