[发明专利]一种高分子化合物除氯剂及其制备方法

说明书

本发明提供了一种金属铝络合物除氯剂的制备方法，包括以下步骤：S1制备氧化淀粉：将淀粉和水于水中加热糊化，然后加入催化剂，再加入氧化剂进行反应，反应结束后用无水乙醇析出沉淀，离心过滤，将得到的产品进行干燥24h，得到氧化淀粉；S2制备氧化淀粉金属络合物除氯剂：将步骤S1制备的氧化淀粉与硫酸铝混合后加水溶解，调节pH值，然后将溶液置于水浴恒温振荡器中恒温反应，反应结束后，将其干燥，即得到本发明的除氯剂。本发明方法制备的除氯剂利用铝离子和含羟基、羧基的化合物配位，形成稳定的多核铝络合物，由于带有正电荷，可以大大提高氯离子的去除效率。

技术领域

本发明属于环保水处理领域，特别涉及一种高分子铝离子络合物除氯剂及其绿色制备方法。

背景技术

工业生产中的循环水以及生产的废水中常含有带负电荷的氯离子，如电厂脱硫废水、多晶硅生产废水、有色金属冶炼生产废水等均含有高浓度的氯离子，氯离子浓度甚至高达5000-20000mg/L，不仅污染环境，而且对生产、环保设备腐蚀严重，甚至引发生产安全以及环境风险事故。

目前，随着环保要求日趋严格，在产业技术不断加强升级改造以及大力提倡节能减排的大潮流中，传统的工业废水除氯方法，包括化学沉淀法、膜分离法、电化学法、离子交换法、传统絮凝沉淀法等，但由于易产生二次环境污染，能耗大，成本高等无法满足行业要求。

由于天然高分子无毒，价廉物丰，可降解，在水处理中被广泛用作絮凝剂。然而应用于去除氯离子时，去除效率并不高。有学者考察了主要成分为含甲氧基、羟基和羰基的高分子除氯剂的除氯效果，结果显示，氯离子浓度为500mg/L、除氯剂投加量为20g/L时，氯离子去除率约为50％；除氯剂投加量增加到50g/L时，氯离子去除率也仅为60％(陈玉强，张胜寒.高分子除氯剂对水中氯离子的吸附机理[J].化工环保，2018,38(2)：185-190.)。

长碳链天然高分子经过改性与金属铝形成的络合物具有粘接架桥、压缩双电层、电中和以及静电簇多重作用，应用于工业废水除氯中，对氯离子具有优越的吸附效果，而且不会造成二次环境污染，同时可以大大降低处理成本。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足之处而提供一种金属铝络合物除氯剂及其制备方法。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种金属铝络合物除氯剂，其特征在于，所述除氯剂由以下原料制备而成：淀粉、催化剂、氧化剂和硫酸铝，其中所述淀粉与硫酸铝的质量比为2～5:1。

优选地，所述催化剂为硫酸亚铁、硫酸亚铁铵或偏钒酸铵。

优选地，所述氧化剂为双氧水或浓硝酸。

本发明还提供一种金属铝络合物除氯剂的制备方法，包括以下步骤：

S1制备氧化淀粉：将淀粉和水于水中加热糊化，然后加入催化剂，再加入氧化剂进行反应，反应结束后用无水乙醇析出沉淀，离心过滤，将得到的产品进行干燥24h，得到氧化淀粉；

S2制备氧化淀粉金属络合物除氯剂：将步骤S1制备的氧化淀粉与硫酸铝混合后加水溶解，调节pH值，然后将溶液置于水浴恒温振荡器中恒温反应，反应结束后，将其干燥，即得到本发明的除氯剂。

优选地，所述淀粉与水的质量比为1:3-12。

优选地，所述步骤S1中的糊化温度为30-70℃，糊化时间为0.5-1h。

优选地，所述步骤S1中的催化剂为硫酸亚铁、硫酸亚铁铵或偏钒酸铵；其中使用硫酸亚铁或硫酸亚铁时，其用量为淀粉的1.8％；使用偏钒酸铵时，其用量为淀粉的0.15％。

优选地，所述骤S1中的氧化剂为双氧水或浓硝酸，其中使用双氧水时，其用量为淀粉的40％；使用浓硝酸其用量为淀粉质量的1.4倍。

优选地，所述骤S2中氧化淀粉与硫酸铝的质量比为2～5:1。