[0020] 下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述,但本发明的实施方式不限于此。以下实施例中所涉及的份数均是质量份数。
[0021] 实施例一
[0022] 其是一种环境友好型魔芋葡甘聚糖基染料捕获沉降剂,其制备步骤如下:
[0023] 步骤一 KGM-g-P(AA-r-DMAEMA-r-NVF)的合成
[0024] 取1份的魔芋葡甘聚糖(KGM),加入150份的水,控温于45℃,进行溶解0.5小时;在氮气保护下,加入0.2份的引发剂偶氮二异丁基脒盐酸盐V-50、8份的丙烯酸(AA)、8份的甲基丙烯酸二甲氨基乙酯(DMAEMA)和3份的N-乙烯基甲酰胺(NVF),接枝共聚3小时,降温停止反应;再加入150份的乙醇进行沉淀分离、过滤及干燥后,获得高纯的魔芋葡甘聚糖-接枝-聚(丙烯酸-无规-甲基丙烯酸二甲氨基乙酯-无规-N-乙烯基甲酰胺)共聚物(KGM-g-P(AA-r-DMAEMA-r-NVF)),其中g代表接枝,r代表无规共聚;采用元素分析及核磁共振仪器分析测定丙烯酸的接枝率为14%,甲基丙烯酸二甲氨基乙酯为17%及N-乙烯基甲酰胺接枝率为5%;
[0025] 步骤二 1,2-环己二胺四乙酸二酐(CDTAD)的合成
[0026] 将10份的1,2-环己二胺四乙酸和10份的乙酸酐溶解于10份的2-甲基吡啶中,控温于50℃,反应20小时,获得1,2-环己二胺四乙酸二酐;
[0027] 步骤三 KGM-g-P(AANa-r-DAEMA-r-VACDTANa-r-VACS2Na )的合成
[0028] 取1份的KGM-g-P(AA-r-DMAEMA-r-NVF),加入250份的水,控温于50℃,在机械搅拌下溶解1小时;加入2份的氢氧化钾,水解反应12小时,获得魔芋葡甘聚糖-接枝-聚(丙烯酸钠-无规-甲基丙烯酸二甲氨基乙酯-无规-N-乙烯胺)共聚物(KGM-g-P(AANa-r-DMAEMA-r-VA));再加入4份的1,2-环己二胺四乙酸二酐(CDTAD),酰基化反应5小时,酰化度为80%,获得魔芋葡甘聚糖-接枝-聚(丙烯酸钠-无规-甲基丙烯酸二乙氨基乙酯-无规-乙烯胺基环己二胺四乙酸钠-无规-乙烯胺)(KGM-g-P(AANa-r-DAEMA-r-VACDTANa-r-VA ));再加入2份的二硫化碳,控温于20℃,进行加成反应1小时,获得魔芋葡甘聚糖-接枝-聚(丙烯酸钠-无规-甲基丙烯酸二乙氨基乙酯-无规-乙烯胺基环己二胺四乙酸钠-无规-乙烯胺基二硫代氨基甲酸钠)(KGM-g-P(AANa-r-DAEMA-r-VACDTANa-r-VACS2Na ))即环境友好型魔芋葡甘聚糖基染料捕获沉降剂;采用元素分析及核磁共振测定共聚物乙烯胺基环己二胺四乙酸钠的接枝率为4%和乙烯胺基二硫代氨基甲酸钠的接枝率为1%。
[0029] 在本实施例中,环境友好型魔芋葡甘聚糖基染料捕获沉降剂应用于染料废水处理[0030] 取100份的含刚果红60 mg/L及亚甲基蓝60 mg/L染料废水,加入0.1份的环境友好型魔芋葡甘聚糖基染料捕获沉降剂,常温下搅拌1分钟,用0.1mol/L盐酸调节pH至3,再加入0.01份的氯化钙,常温下搅拌1分钟,9秒内生成粒径大于140μm的絮体沉淀。过滤后,采用紫外分光光度计测定亚甲基蓝浓度为0.065 mg/L和刚果红浓度为0.024 mg/L,脱除效率>
99%。
[0031] 实施例二
[0032] 其是一种环境友好型魔芋葡甘聚糖基染料捕获沉降剂,其制备步骤如下:
[0033] 步骤一 KGM-g-P(AA-r-DMAEMA-r-NVF)的合成
[0034] 取2份的魔芋葡甘聚糖(KGM),加入200份的水,控温于50℃,进行溶解0.7小时;在氮气保护下,加入0.3份的引发剂偶氮二异丁基脒盐酸盐V-50、15份的丙烯酸(AA)、15份的甲基丙烯酸二甲氨基乙酯(DMAEMA)和6份的N-乙烯基甲酰胺(NVF),接枝共聚6小时,降温停止反应;再加入200份的乙醇进行沉淀分离、过滤及干燥后,获得高纯的魔芋葡甘聚糖-接枝-聚(丙烯酸-无规-甲基丙烯酸二甲氨基乙酯-无规-N-乙烯基甲酰胺)共聚物(KGM-g-P(AA-r-DMAEMA-r-NVF)),其中g代表接枝,r代表无规共聚;采用元素分析及核磁共振仪器分析测定丙烯酸的接枝率为27%,甲基丙烯酸二甲氨基乙酯为25%及N-乙烯基甲酰胺接枝率为9%
[0035] 步骤二 1,2-环己二胺四乙酸二酐(CDTAD)的合成
[0036] 将20份的1,2-环己二胺四乙酸和20份的乙酸酐溶解于20份的2-甲基吡啶中,控温于60℃,反应30小时,获得1,2-环己二胺四乙酸二酐;
[0037] 步骤三 KGM-g-P(AANa-r-DAEMA-r-VACDTANa-r-VACS2Na )的合成
[0038] 取2份的KGM-g-P(AA-r-DMAEMA-r-NVF),加入200份的水,控温于60℃,在机械搅拌下溶解1.5小时;加入3份的氢氧化钾,水解反应20小时,获得魔芋葡甘聚糖-接枝-聚(丙烯酸钠-无规-甲基丙烯酸二甲氨基乙酯-无规-N-乙烯胺)共聚物(KGM-g-P(AANa-r-DMAEMA-r-VA));再加入6份的1,2-环己二胺四乙酸二酐(CDTAD),酰基化反应8小时,酰化度为77%,获得魔芋葡甘聚糖-接枝-聚(丙烯酸钠-无规-甲基丙烯酸二乙氨基乙酯-无规-乙烯胺基环己二胺四乙酸钠-无规-乙烯胺)(KGM-g-P(AANa-r-DAEMA-r-VACDTANa-r-VA ));再加入3份的二硫化碳,控温于30℃,进行加成反应2小时,获得魔芋葡甘聚糖-接枝-聚(丙烯酸钠-无规-甲基丙烯酸二乙氨基乙酯-无规-乙烯胺基环己二胺四乙酸钠-无规-乙烯胺基二硫代氨基甲酸钠)(KGM-g-P(AANa-r-DAEMA-r-VACDTANa-r-VACS2Na ))即环境友好型魔芋葡甘聚糖基染料捕获沉降剂;采用元素分析及核磁共振测定共聚物乙烯胺基环己二胺四乙酸钠的接枝率为7%和乙烯胺基二硫代氨基甲酸钠的接枝率为2%。
[0039] 在本实施例中,环境友好型魔芋葡甘聚糖基染料捕获沉降剂应用于染料废水处理[0040] 取300份的含甲基橙30 mg/L,亚甲基蓝30 mg/L,含Pb2+离子2mg/L及柠檬酸0.4mg/L染料废水,加入0.3份的环境友好型魔芋葡甘聚糖基染料捕获沉降剂,常温下搅拌2分钟,用0.1mol/L盐酸调节调节pH至5,再加入0.03份的硫酸镁,常温下搅拌1分钟,7秒内生成粒径大于150μm的絮体沉淀。过滤后,采用紫外分光光度计测定甲基橙浓度为0.023 mg/L和亚2+
甲基蓝为0.047 mg/L,采用原子吸收分光光度计测定Pb 离子浓度为0.01 mg/L,脱除效率>
99%;
[0041] 实施例三
[0042] 其是一种环境友好型魔芋葡甘聚糖基染料捕获沉降剂,其制备步骤如下:
[0043] 步骤一 KGM-g-P(AA-r-DMAEMA-r-NVF)的合成
[0044] 取3份的魔芋葡甘聚糖(KGM),加入300份的水,控温于60℃,进行溶解0.9小时;在氮气保护下,加入0.6份的引发剂偶氮二异丁基脒盐酸盐V-50、25份的丙烯酸(AA)、25份的甲基丙烯酸二甲氨基乙酯(DMAEMA)和8份的N-乙烯基甲酰胺(NVF),接枝共聚10小时,降温停止反应;再加入300份的乙醇进行沉淀分离、过滤及干燥后,获得高纯的魔芋葡甘聚糖-接枝-聚(丙烯酸-无规-甲基丙烯酸二甲氨基乙酯-无规-N-乙烯基甲酰胺)共聚物(KGM-g-P(AA-r-DMAEMA-r-NVF)),其中g代表接枝,r代表无规共聚;采用元素分析及核磁共振仪器分析测定丙烯酸的接枝率为35%,甲基丙烯酸二甲氨基乙酯为32%及N-乙烯基甲酰胺接枝率为12%;
[0045] 步骤二 1,2-环己二胺四乙酸二酐(CDTAD)的合成
[0046] 将35份的1,2-环己二胺四乙酸和35份的乙酸酐溶解于35份的2-甲基吡啶中,控温于69℃,反应35小时,获得1,2-环己二胺四乙酸二酐。
[0047] 步骤三 KGM-g-P(AANa-r-DAEMA-r-VACDTANa-r-VACS2Na )的合成
[0048] 取3份的KGM-g-P(AA-r-DMAEMA-r-NVF),加入350份的水,控温于70℃,在机械搅拌下溶解1.8小时;加入6份的氢氧化钾,水解反应30小时,获得魔芋葡甘聚糖-接枝-聚(丙烯酸钠-无规-甲基丙烯酸二甲氨基乙酯-无规-N-乙烯胺)共聚物(KGM-g-P(AANa-r-DMAEMA-r-VA));再加入8份的1,2-环己二胺四乙酸二酐(CDTAD),酰基化反应10小时,,酰化度为64%,获得魔芋葡甘聚糖-接枝-聚(丙烯酸钠-无规-甲基丙烯酸二乙氨基乙酯-无规-乙烯胺基环己二胺四乙酸钠-无规-乙烯胺)(KGM-g-P(AANa-r-DAEMA-r-VACDTANa-r-VA ));再加入7份的二硫化碳,控温于35℃,进行加成反应2.5小时,获得魔芋葡甘聚糖-接枝-聚(丙烯酸钠-无规-甲基丙烯酸二乙氨基乙酯-无规-乙烯胺基环己二胺四乙酸钠-无规-乙烯胺基二硫代氨基甲酸钠)(KGM-g-P(AANa-r-DAEMA-r-VACDTANa-r-VACS2Na ))即环境友好型魔芋葡甘聚糖基染料捕获沉降剂;采用元素分析及核磁共振测定共聚物乙烯胺基环己二胺四乙酸钠的接枝率为9%和乙烯胺基二硫代氨基甲酸钠的接枝率为3%。
[0049] 在本实施例中,环境友好型魔芋葡甘聚糖基染料捕获沉降剂应用于染料废水处理[0050] 取600份的含甲基橙20 mg/L,罗丹明B 30 mg/L,含Ni2+离子2mg/L及柠檬酸0.3mg/L染料废水,加入0.6份的环境友好型魔芋葡甘聚糖基染料捕获沉降剂,常温下搅拌3分钟,用0.1 mol/L氢氧化钾调节pH至8,再加入0.06份的氯化亚铁,常温下搅拌1分钟,5秒内生成粒径大于300μm的絮体沉淀。过滤后,采用紫外分光光度计测定甲基橙浓度为0.043 mg/L和罗丹明B为0.058 mg/,采用原子吸收分光光度计测定Ni2+离子浓度为0.04 mg/L,脱除效率>99%。
[0051] 实施例四
[0052] 其是一种环境友好型魔芋葡甘聚糖基染料捕获沉降剂,其制备步骤如下:
[0053] 步骤一 KGM-g-P(AA-r-DMAEMA-r-NVF)的合成
[0054] 取5份的魔芋葡甘聚糖(KGM),加入400份的水,控温于70℃,进行溶解1小时;在氮气保护下,加入1份的引发剂偶氮二异丁基脒盐酸盐V-50、30份的丙烯酸(AA)、30份的甲基丙烯酸二甲氨基乙酯(DMAEMA)和10份的N-乙烯基甲酰胺(NVF),接枝共聚20小时,降温停止反应;加入400份的乙醇进行沉淀分离、过滤及干燥后,获得高纯的魔芋葡甘聚糖-接枝-聚(丙烯酸-无规-甲基丙烯酸二甲氨基乙酯-无规-N乙烯基甲酰胺)共聚物(KGM-g-P(AA-r-DMAEMA-r-NVF)),其中g代表接枝,r代表无规共聚;采用元素分析及核磁共振仪器分析测定丙烯酸的接枝率为39%,甲基丙烯酸二甲氨基乙酯为42%及N-乙烯基甲酰胺接枝率为17%;
[0055] 步骤二 1,2-环己二胺四乙酸二酐(CDTAD)的合成
[0056] 将30份的1,2-环己二胺四乙酸和30份的乙酸酐溶解于30份的2-甲基吡啶中,控温于70℃,反应40小时,获得1,2-环己二胺四乙酸二酐;
[0057] 步骤三 KGM-g-P(AANa-r-DAEMA-r-VACDTANa-r-VACS2Na )的合成
[0058] 取5份的KGM-g-P(AA-r-DMAEMA-r-NVF),加入400份的水,控温于80℃,在机械搅拌下溶解2小时;加入10份的氢氧化钾,水解反应48小时,获得魔芋葡甘聚糖-接枝-聚(丙烯酸钠-无规-甲基丙烯酸二甲氨基乙酯-无规-N-乙烯胺)共聚物(KGM-g-P(AANa-r-DMAEMA-r-VA));再加入10份的1,2-环己二胺四乙酸二酐(CDTAD),酰基化反应5小时,,酰化度为70%,获得魔芋葡甘聚糖-接枝-聚(丙烯酸钠-无规-甲基丙烯酸二乙氨基乙酯-无规-乙烯胺基环己二胺四乙酸钠-无规-乙烯胺)(KGM-g-P(AANa-r-DAEMA-r-VACDTANa-r-VA ));再加入10份的二硫化碳,控温于40℃,进行加成反应3小时,获得魔芋葡甘聚糖-接枝-聚(丙烯酸钠-无规-甲基丙烯酸二乙氨基乙酯-无规-乙烯胺基环己二胺四乙酸钠-无规-乙烯胺基二硫代氨基甲酸钠)(KGM-g-P(AANa-r-DAEMA-r-VACDTANa-r-VACS2Na ))即环境友好型魔芋葡甘聚糖基染料捕获沉降剂;采用元素分析及核磁共振测定共聚物乙烯胺基环己二胺四乙酸钠的接枝率为12%和乙烯胺基二硫代氨基甲酸钠的接枝率为5%。
[0059] 在本实施例中,环境友好型魔芋葡甘聚糖基染料捕获沉降剂应用于染料废水处理[0060] 取1000份的含甲基橙40 mg/L,甲基紫 40 mg/L,含Ni2+离子3mg/L及柠檬酸0.5mg/L染料废水,加入1份的环境友好型魔芋葡甘聚糖基染料捕获沉降剂,常温下搅拌5分钟,用0.1 mol/L氢氧化钾调节pH至9,再加入0.1份的三氯化铝,常温下搅拌1分钟,2秒内生成粒径大于450μm的絮体沉淀。过滤后,采用紫外分光光度计测定甲基紫浓度为0.073 mg/L和甲基橙为0.038 mg/L,原子吸收分光光度计测定Ni2+离子浓度为0.02 mg/L,脱除效率>99%。
[0061] 上述实施例为本发明较佳的实施方式,但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制,其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化,均应为等效的置换方式,都包含在本发明的保护范围之内。