[发明专利]一种咪唑类季铵盐阳离子絮凝剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种咪唑类季铵盐阳离子絮凝剂及其制备方法，属于环境保护领域。

背景技术

近年，我国的石油化工行业发展迅速，由此产生的含油污水也成为日益严重的环境问题。石油化工行业产生的污水具有含油高、浊度大、组分复杂等特点，对生态系统、植物、土壤和水体都有严重影响。因此，石油化工行业的污水必须要经过严格处理达标后才能排放。目前，对含油污水的处理方法主要有絮凝沉淀法、膜分离法、电化学法以及生物法等。其中，絮凝沉淀法由于除油除浊效果好、操作简单、投药量少、反应快、沉降时间短等优点而被广泛应用。研制新型高效的絮凝剂是含油污水处理的关键。

有机合成高分子絮凝剂是利用有机单体经化学聚合或高分子化合物共聚而成的，它含有带电的官能团或中性的官能团，可溶于水中而具有电解质的行为。这种絮凝剂的絮凝机理一般认为是经过电中和后，絮凝剂的高分子链与多个胶体颗粒以化学键相结合而形成桥连，同时高分子一般具有较强的吸附作用和网捕卷扫作用，使胶体颗粒形成大的分子团并得以快速沉降下来。

环氧氯丙烷与不同的胺通过开环和氢原子转移的逐步聚合，可以得到一系列的高分子化合物，这些高分子属于阳离子有机絮凝剂可用于石油化工行业的含油污水的处理。目前国内对聚环氧氯丙烷与胺的反应物类水处理剂的研究和应用报道日趋增多。然而该类型絮凝剂的关键在于交联剂，交联剂的结构不同，合成出的絮凝剂的结构、分子量、阳离子度等也不同，具有不同的絮凝除油除浊效果。

发明内容

本发明针对上述现有技术中存在的问题，提供一种咪唑类季铵盐阳离子絮凝剂，解决了现有技术中还处于空白的问题。

本发明的另外一个目的在于提供一种咪唑类季铵盐阳离子絮凝剂的制备方法。

本发明的技术方案如下：

一种咪唑类季铵盐阳离子絮凝剂，由环氧氯丙烷、二甲胺和交联剂按摩尔比制备而成，二甲胺：环氧氯丙烷：交联剂=1:0.5~5:0.05~0.5。

所述的交联剂是咪唑、2-烷基咪唑、4-烷基咪唑中一种或几种，烷基的碳原子为1~16。

所述的环氧氯丙烷、二甲胺和交联剂摩尔比优选为，二甲胺：环氧氯丙烷：交联剂=1:1~3:0.1~0.2。

咪唑类季铵盐阳离子絮凝剂的制备方法，包括如下步骤：

室温条件下，按上述摩尔比，在反应器中加入质量浓度为20%~60%的二甲胺水溶液和交联剂，搅拌均匀后缓慢滴加环氧氯丙烷，滴加结束后反应2~10h；然后，升高温度到40~90℃反应2~10h，滴加稀硫酸，调pH值为2~6，得到咪唑类季铵盐阳离子絮凝剂。

所述的二甲胺水溶液的质量浓度优选为35%~45%。

所述的反应温度优选为50~70℃。

所述的反应时间优选为4~7h。

所述的调节pH值优选为4~5。

本发明的制备方法有以下优点：工艺简便，成本低，合成的咪唑类季铵盐阳离子絮凝剂具有使用量少，反应快，沉降时间短，除油除浊效果好等优势。

本发明提供的咪唑类季铵盐阳离子絮凝剂是以不同烷基咪唑为交联剂制备的，主要是利用咪唑环上的叔氮原子具有孤对电子,可以和空轨道的一些化合物进行复合，并且仲胺基上有活泼氢，可以用作交联剂。同时咪唑环上有两个电负性较大的氮原子能够形成分子间的氢键，使絮凝剂有较好的吸附架桥网捕作用，对于含油污水具有很好的除油除浊效果。

附图说明

图1为按照本发明制备方法制得的絮凝剂1的红外光谱图。

图2为按照本发明制备方法制得的絮凝剂1的核磁共振谱图。

图3为按照本发明制备方法制得的絮凝剂1在某石油化工污水处理中温度对该絮凝剂除浊效果的影响。

图4为按照本发明制备方法制得的絮凝剂1在某石油化工污水处理中使用量对该絮凝剂除浊效果的影响。

具体实施方式

一种咪唑类季铵盐阳离子絮凝剂，是由环氧氯丙烷、二甲胺和交联剂组成，所述的交联剂是咪唑、2-烷基咪唑、4-烷基咪唑中一种或几种，烷基的碳原子为1~16。

实施例1

室温条件下，在反应器中加入浓度40%的二甲胺水溶液和2-甲基咪唑，二甲胺和2-甲基咪唑的摩尔比为，二甲胺：2-甲基咪唑=1:0.1，搅拌均匀后缓慢滴加环氧氯丙烷，二甲胺和环氧氯丙烷的摩尔比为，二甲胺:环氧氯丙烷=1:1.5，滴加结束后反应5h。然后，升高温度到70℃反应5h，滴加稀硫酸，调pH值为5，得到絮凝剂1。