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木质素作为木材水解工业和造纸工业的副产物,由于得不到充分利用,变成了木材水解工业和造纸工业中的主要污染源之一,不仅造成严重的环境污染,而且也造成资源的极大浪费。本文从有效地综合利用木质素这一天然可再生废弃资源的角度出发,对木质素磺酸盐与丙烯酰胺的接枝共聚反应进行了研究,并通过对木质素磺酸钙丙烯酰胺共聚物的曼尼希反应制备两性木质素絮凝剂LSDC,并进行了相关的应用研究和脱色絮凝机理探讨。 本文首先研究了草类木质素磺酸镁和马尾松木质素磺酸钙与丙烯酰胺的接枝共聚反应,分别以分子量、产率和特性粘度为表征量对接枝共聚反应条件进行了优化,得出了较佳的接枝共聚反应条件。对木质素磺酸镁:引发剂为K2S2O8/Na2S2O3,引发剂用量为0.5×10-2mol/L,单体用量为1.4mol/L,液比1:50,反应温度为40℃时,反应时间48h。对木质素磺酸钙:引发剂K2S2O8用量为0.5×10-2mol/L,丙烯酰胺用量1.4mol/L,反应温度50℃,反应时间2.5h。通过对接枝共聚物的红外光谱、凝胶渗透色谱、裂解气相色谱—质谱分析证明了接枝共聚物的生成,发现木质素磺酸盐经接枝反应后,分子量大为增加,同时分子量分布的均一性得到改善,虽然仍有小分子量部分存在,但所占比例已大为减少。接枝反应中木质素磺酸盐与丙烯酰胺的结合可能存在三种方式,即醚键、盐键和交联。 木质素磺酸盐丙烯酰胺共聚物应用于阳离子染料模拟废水脱色处理的实验证明:接枝共聚物可作为阴离子絮凝剂直接用于阳离子染料模拟废水的脱色处理,在适当条件下可达到较好的脱色效果,当染料废水初始浓度较高和在中性条件下,可达到更好的脱色效果。在接枝反应中增加木质素磺酸盐的比例不仅可以降低成本,也可以提高共聚物对阳离子染料模拟废水的脱色能力。木质素磺酸钙与木质素磺酸镁的接枝共聚物相比,前者具有更好的脱色处理效果。 通过对木质素磺酸钙丙烯酰胺共聚物的曼尼希反应制备两性木质素絮凝剂LSDC,对影响LSDC性能的诸因素进行了正交试验和单因素实验,得出了较佳的反应条件:醛胺比1:1,反应温度50℃,反应时间3h,pH10.0在此条件下制备的LSDC其阳离子度为0.6675mmol/g,阴离子度为0.4347mmol/g。并用红外光谱和裂解气相色谱—质谱分析证明了阳离子基团的存在,同时产物具有较好的水溶性和储存稳定性。 将LSDC应用于几种模拟染料废水的实验结果表明:LSDC有较好的脱色效果,在适当的投加量和溶液pH值在4—8的条件下脱色率均可达80%以上,其中直接橙S废水的脱色率可高达99.5%。通过COD检测和紫外光谱分析发现,LSDC