[发明专利]微波辅助制备聚丙烯酰胺‑谷胱甘肽‑氯化铝方法及应用

权利要求书

1.一种微波辅助制备聚丙烯酰胺-谷胱甘肽-氯化铝方法，其特征在于包括如下顺序的步骤：

（1）室温下，将5.0~10.0g的丙烯酰胺加入到反应容器中，再加入30ml的去离子水，开始搅拌使丙烯酰胺溶解，充分溶解后通氮驱氧5~30min；

（2）取过硫酸铵与尿素加入烧杯，将其溶解，并加入至步骤（1）通氮保护的反应容器中，继续通氮气5~30min，水浴加热反应1~5h，其中，水浴温度控制在20~50℃之间，即可制得聚丙烯酰胺凝胶；

（3）将步骤（2）制得聚丙烯酰胺凝胶为反应单体，将其溶解，使质量浓度为1~10%之间，量取100mL于三颈烧瓶中，并调节其pH值控制在1~3之间；

（4）开启搅拌装置并设置恒温水浴锅温度为20~50℃，温度稳定后，将1.0~3.0ml甲醛溶液移至滴液漏斗中，并使其缓慢滴加至三颈烧瓶中，调节体系pH值为1.5~3之间，反应1~4h；

（5）移入谷胱甘肽含量为0.005~1.0g的还原性谷胱甘肽溶液至滴液漏斗中，使其缓慢滴加至三颈烧瓶中，将三颈烧瓶转移至微波反应器中，在微波功率为20~100W的微波辐射条件下使反应体系温度迅速上升至60~120℃，然后调节微波功率在20~60W之内，使反应温度控制在60~120℃，反应3~15min使其聚合，即可制得聚合产物聚丙烯酰胺-谷胱甘肽；

（6）将步骤（5）制得的聚丙烯酰胺-谷胱甘肽与无机混凝剂聚合氯化铝混合后再转移至微波反应器中，调节微波功率为20~100W，再反应2~10min使其聚合，在微波反应器中反应完毕后将其取出，置于20~60℃水浴条件下，聚合反应1~5h；

（7）待步骤（6）的反应结束后，将反应混合溶液常温下放置熟化12h，即可得到聚合物丙烯酰胺-谷胱甘肽-氯化铝复合混凝剂。

2.根据权利要求1所述微波辅助制备聚丙烯酰胺-谷胱甘肽-氯化铝方法，其特征在于：步骤（2）中，所述过硫酸铵的加入量为0.004~0.01g，尿素的加入量为0.002~0.01g。

3.根据权利要求1所述微波辅助制备聚丙烯酰胺-谷胱甘肽-氯化铝方法，其特征在于：步骤（2）中，将过硫酸铵、尿素分别溶解后依次加入到反应容器中，或者将过硫酸铵、尿素混合均匀溶解后一次性加入反应容器中。

4.根据权利要求1所述微波辅助制备聚丙烯酰胺-谷胱甘肽-氯化铝方法，其特征在于：步骤（6）中，聚丙烯酰胺-谷胱甘肽与无机混凝剂聚合氯化铝的质量比控制在1~5:100之间。

5.一种如权利要求1所述方法微波辅助制备聚丙烯酰胺-谷胱甘肽-氯化铝的应用，其特征在于：将聚丙烯酰胺-谷胱甘肽-氯化铝应用于去除矿山废水中重金属Mn（Ⅱ）或地表水中的腐殖酸。

6.根据权利要求5所述方法微波辅助制备聚丙烯酰胺-谷胱甘肽-氯化铝的应用，其特征在于包括如下步骤：

（1）首先，分析待处理水中Mn（Ⅱ）或腐殖酸的含量；

（2）根据水中Mn（Ⅱ）或腐殖酸的含量计算复合混凝剂聚丙烯酰胺-谷胱甘肽-氯化铝的投加量，水中所含投加的混凝剂聚丙烯酰胺-谷胱甘肽-氯化铝的量为5.0~100.0mL/L；

（3）将含有Mn（Ⅱ）或腐殖酸的水输送至反应器中，按步骤（2）所述反应比例，通过加药管向反应器中投加混凝剂聚丙烯酰胺-谷胱甘肽-氯化铝；同时，启动搅拌器将上述水体和所述混凝剂充分搅拌，以300r/min的速度搅拌3.0分钟，然后再以50r/min的速度搅拌10.0分钟，通过混凝剂的絮凝作用从而使水环境当中的Mn（Ⅱ）离子浓度、腐殖酸浓度下降80.0%以上；

（4）将步骤（3）处理后的水体，静置0.5～5h；通过絮凝沉降作用使水中聚丙烯酰胺-谷胱甘肽-氯化铝及其吸附物沉降到底部。