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水污染治理是我国当前社会治理的一个重要课题，营造良好的水环境不仅有利于促进社会经济健康发展，更直接关乎居民的生命健康。絮凝法是水处理领域的一种重要的化学处理方法，在处理高浊度废水和一些常规生化法无法应对的新兴污染物时效果显著。制备高性能絮凝剂、优化絮凝工艺对从整体上提高絮凝处理的能效十分重要。紫外光引发法有着节能高效、绿色环保的优势，是一种备受青睐的聚合物制备方法。过去采用高压紫外光引发时，经常会出现聚合物暴聚、交联的现象，为了解决这个问题，论文采用低压紫外光引发方式，选用了2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸（AMPS）作为阴离子单体与丙烯酰胺（AM）共聚，制备出了高分子阴离子聚丙烯酰胺絮凝剂P(AM-AMPS)。随后通过将磁核引入P(AM-AMPS)材料，制备了新型阴离子聚丙烯酰胺磁絮凝剂Meg@APAM。将制备的阴离子絮凝剂应用于处理高浊度赤铁矿废水，并首次运用磁絮凝复配体系来絮凝处理微塑料废水，探究了影响絮凝处理效果的各种反应条件。论文的具体研究工作及结论总结如下：
①P(AM-AMPS)及Meg@APAM的制备。以产品的相对分子质量为优化目标开展单因素实验，探究了单体质量分数、单体配比、引发剂质量分数、反应体系pH、光照时间对产品分子量和转化率的影响。进一步设计了四因素四水平正交实验，通过极差分析和方差分析，探究了各个因素对产品性质的影响程度。将正交实验的理论优化结果与单因素实验结果作对比，确定P(AM-AMPS)的最终优化合成条件，优化制备的产品P(AM-AMPS)最大相对分子质量为586.9万。沿用P(AM-AMPS)的优化合成条件制备了Meg@APAM。
②P(AM-AMPS)及Meg@APAM的结构与性能表征。P(AM-AMPS)和Meg@APAM的傅里叶变换红外光谱（FTIR）图像中均出现了原料单体各自独有的特征吸收峰，证明两种材料制备成功；热重/差热（TG/DSC）分析表明，两种材料热稳定性良好；P(AM-AMPS)和Meg@APAM的等电点分别位于pH5、pH6附近；扫描电子显微镜图像显示P(AM-AMPS)表面疏松呈卷曲层状，Meg@APAM呈颗粒聚集的块状并伴有空隙；Meg@APAM的饱和磁化强度测试结果为25.33emu/g，该材料有着较好的磁性，利用外加磁场可大幅度增强絮体的可分离性。
③将P(AM-AMPS)应用于处理高浊度赤铁矿废水，以浊度去除率为考察目标，通过与市售絮凝剂作对比来开展实验。探究了絮凝剂投加量、特性粘度、反应体系pH值对絮凝效果的影响，通过Zeta电位分析、动力学分析、粒度分析来解释其中可能存在的絮凝机理。相对分子质量的增加对提高絮凝处理效果的作用明显，絮凝沉降动力学考察结果显示，自制产品P(AM-AMPS)的动力学拟合参数大于市售APAM，处理后絮体的沉降速率更大。
④将Meg@APAM与无机絮凝剂组成复配絮凝体系用于处理微塑料废水。实验中选用三种不同粒径的聚己二酰己二胺微塑料（PA66）颗粒配制模拟废水。聚合氯化铝（PAC）的处理效果优于聚合硫酸铁（PFS），但由于无机絮凝剂产生的絮体沉降性能较差，对微塑料颗粒的絮凝去除效果难以令人满意。因此，论文选择将PAC与Meg@APAM复配组成磁絮凝体系来提高絮凝处理效率，探究了微塑料粒径、复配体系组分、pH值、反应体系浊度对处理效果的影响。实验结果表明，磁絮凝复配体系整体上对粒径小的微塑料处理效果更好，中性及弱酸性的pH条件更有利于絮凝反应的进行，反应体系浊度的提高在一定范围内有利于提高微塑料颗粒去除率。Meg@APAM磁絮凝复配体系的处理效果优于P(AM-AMPS)复配的效果，磁性材料在反应过程中发挥了助凝及促进沉降的作用。
①P(AM-AMPS)及Meg@APAM的制备。以产品的相对分子质量为优化目标开展单因素实验，探究了单体质量分数、单体配比、引发剂质量分数、反应体系pH、光照时间对产品分子量和转化率的影响。进一步设计了四因素四水平正交实验，通过极差分析和方差分析，探究了各个因素对产品性质的影响程度。将正交实验的理论优化结果与单因素实验结果作对比，确定P(AM-AMPS)的最终优化合成条件，优化制备的产品P(AM-AMPS)最大相对分子质量为586.9万。沿用P(AM-AMPS)的优化合成条件制备了Meg@APAM。
②P(AM-AMPS)及Meg@APAM的结构与性能表征。P(AM-AMPS)和Meg@APAM的傅里叶变换红外光谱（FTIR）图像中均出现了原料单体各自独有的特征吸收峰，证明两种材料制备成功；热重/差热（TG/DSC）分析表明，两种材料热稳定性良好；P(AM-AMPS)和Meg@APAM的等电点分别位于pH5、pH6附近；扫描电子显微镜图像显示P(AM-AMPS)表面疏松呈卷曲层状，Meg@APAM呈颗粒聚集的块状并伴有空隙；Meg@APAM的饱和磁化强度测试结果为25.33emu/g，该材料有着较好的磁性，利用外加磁场可大幅度增强絮体的可分离性。
③将P(AM-AMPS)应用于处理高浊度赤铁矿废水，以浊度去除率为考察目标，通过与市售絮凝剂作对比来开展实验。探究了絮凝剂投加量、特性粘度、反应体系pH值对絮凝效果的影响，通过Zeta电位分析、动力学分析、粒度分析来解释其中可能存在的絮凝机理。相对分子质量的增加对提高絮凝处理效果的作用明显，絮凝沉降动力学考察结果显示，自制产品P(AM-AMPS)的动力学拟合参数大于市售APAM，处理后絮体的沉降速率更大。
④将Meg@APAM与无机絮凝剂组成复配絮凝体系用于处理微塑料废水。实验中选用三种不同粒径的聚己二酰己二胺微塑料（PA66）颗粒配制模拟废水。聚合氯化铝（PAC）的处理效果优于聚合硫酸铁（PFS），但由于无机絮凝剂产生的絮体沉降性能较差，对微塑料颗粒的絮凝去除效果难以令人满意。因此，论文选择将PAC与Meg@APAM复配组成磁絮凝体系来提高絮凝处理效率，探究了微塑料粒径、复配体系组分、pH值、反应体系浊度对处理效果的影响。实验结果表明，磁絮凝复配体系整体上对粒径小的微塑料处理效果更好，中性及弱酸性的pH条件更有利于絮凝反应的进行，反应体系浊度的提高在一定范围内有利于提高微塑料颗粒去除率。Meg@APAM磁絮凝复配体系的处理效果优于P(AM-AMPS)复配的效果，磁性材料在反应过程中发挥了助凝及促进沉降的作用。