[发明专利]一种纳米壳聚糖改性的聚合氯化铝及其制备方法

说明书

本发明公开了一种纳米壳聚糖改性的聚合氯化铝及其制备方法，涉及环保水处理技术领域。该方法包括：将壳聚糖溶于稀酸溶液中，加入EDTA二钠盐，搅拌下加入无水乙醇使溶液变成乳白色，转入反应釜，180‑220℃下反应4‑6h得纳米壳聚糖溶液；超声下由阴离子表面活性剂保温活化，得活性纳米壳聚糖溶液；聚合氯化铝溶于去离子水中得聚合氯化铝溶液，高速搅拌下匀速加入活性纳米壳聚糖溶液，保温反应1‑2h，随后冰浴下陈化2‑4h，加入无水乙醇，完全沉淀后取沉淀干燥即得。本发明利用纳米壳聚糖粒子对聚合氯化铝进行改性，保留聚合氯化铝电中和作用的同时加强其静电簇的作用，此外还引入了壳聚糖的絮凝作用，提高了絮凝效果。

技术领域

本发明涉及环保水处理技术领域，尤其是一种污水絮凝剂及其制备方法，具体而言，涉及一种纳米壳聚糖改性的聚合氯化铝及其制备方法。

背景技术

随着我国工业化进程的不断加快，产生的工业污水越来越多，工业污水中含有大量有毒有害物质，如果不经过处理直接排放，会导致水体污染。因此，各种各样的废水处理方法被应用于减少工业污水中的有毒有害物质，比如絮凝、沉降、蒸发、吸附等。在这些方法中，絮凝是一种环保、高效的废水处理方法。

絮凝剂是絮凝过程中必不可少的药剂，包括无机絮凝剂和有机絮凝剂。无机高分子絮凝剂由于其沉降性能好、安全性高、适用面广等优点成为目前应用最广泛的絮凝剂。其中，聚合氯化铝是应用最成熟的无机高分子絮凝剂。普遍认为，聚合铝中的Al₁₃形态电荷量高、点中和能力强，同时具有较强的吸附架桥能力，是聚合氯化铝絮凝剂中的最佳絮凝形态。

最近的研究表明，聚合氯化铝中其形态具有一定的粒度分布，这种粒度分布不仅充分发挥了简单的电中和作用，还有利于发挥因各种空间、电荷组合而发挥的静电簇作用。所以，如何充分发挥聚合氯化铝的各种絮凝作用，并使各种絮凝作用协同，进而呈现出更加高效絮凝效果成为一个亟需解决的问题。

发明内容

本发明的第一发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种纳米壳聚糖改性的聚合氯化铝，其利用纳米壳聚糖粒子对聚合氯化铝进行改性，保留聚合氯化铝电中和作用的同时加强其静电簇的作用，不仅如此，还引入了壳聚糖的絮凝作用，提高了絮凝效果。

本发明的第二发明目的在于，提供一种纳米壳聚糖改性聚合氯化铝的制备方法，该方法简单易行，用于制备上述纳米壳聚糖改性的聚合氯化铝。

本发明采用的技术方案如下：

一种纳米壳聚糖改性聚合氯化铝的制备方法，其包括如下步骤：

（1）将壳聚糖溶解于稀酸溶液中，得到壳聚糖溶液；向壳聚糖溶液中加入EDTA二钠盐，在搅拌的条件下加入无水乙醇使溶液变成乳白色，然后将溶液转入反应釜中，在180-220℃条件下反应4-6h得到纳米壳聚糖溶液；

（2）在超声条件下向纳米壳聚糖溶液中加入三聚磷酸钠溶液，然后加入阴离子表面活性剂，在40-60℃条件下保温活化2-4h，得到活性纳米壳聚糖溶液；

（3）将聚合氯化铝溶于去离子水中得到聚合氯化铝溶液，然后在高速搅拌条件下将活性纳米壳聚糖溶液匀速加入聚合氯化铝溶液中，继续保温反应1-2h得到粗品溶液；

（4）粗品溶液在冰浴条件下陈化2-4h，然后加入无水乙醇进行沉淀，完全沉淀后取沉淀进行干燥即得。

本发明的一种纳米壳聚糖改性聚合氯化铝的制备方法，壳聚糖与聚合氯化铝的质量比为1:3-5。

本发明的一种纳米壳聚糖改性聚合氯化铝的制备方法，步骤（1）中稀酸溶液选自稀硝酸、稀盐酸、稀醋酸、稀硫酸、稀甲酸中的任意一种，浓度为5-10wt%；壳聚糖溶液的浓度为20-35%。。

本发明的一种纳米壳聚糖改性聚合氯化铝的制备方法，EDTA二钠与壳聚糖的质量之比为1:60-80；无水乙醇与壳聚糖溶液的体积之比为9-12:1。