硅藻土是一种生物成因的硅质沉积岩,它具有强吸附性、高孔隙率、大比表面积、化学性质稳定等优点,因此硅藻土及改性硅藻土在毒害性气体及固体物质吸附脱除、涂料工业、食品工业及污水处理方面具有巨大应用潜力。丙烯酰胺(AM)与丙烯酸(AA)的共聚物(即阴离子型聚丙烯酰胺)作为一种水溶性高分子聚电解质,在石油、造纸、食品化工、水处理等多种领域应用广泛。由于其较高的性价比,阴离子型聚丙烯酰胺是目前水处理工业中应用最为广泛的高分子絮凝材料之一。但是由于线性阴离子聚丙烯酰胺高分子链段在电解质溶液中(如污水)易于发生蜷曲、缠结等现象,这可能导致其絮凝效率下降。为了解决这一问题,我们采用硅藻土表面接枝丙烯酰胺/丙烯酸共聚物的方法制备系列有机/无机杂化复合絮凝材料。复合絮凝材料由于特殊的大分子接枝结构,可以在电解质溶液中保持良好的构型稳定性,从而大幅度提升絮凝材料的絮凝性能。本文采用水溶液聚合、分散聚合、乳液聚合等不同合成方法制备了系列复合絮凝剂(PAAD系列)。1、水溶液聚合法具有制备工艺简单、环境污染少,成本低廉等优势。本研究中我们采用自由基水溶液聚合法合成了阴离子型复合絮凝剂(简称S-PAAD),并确定了聚合的最佳反应条件。研究采用FT-IR红外分析、TGA分析和XRD分析等技术手段对复合絮凝材料的结构进行表征,结果证实复合絮凝材料具有典型硅藻土表面接枝有机高分子的结构特征。同时研究采用油田废水作为处理对象,对复合絮凝剂的絮凝性能进行测试。结果表明:水溶液聚合法操作过程简单、环境污染少,且容易获得高分子量的共聚产物,因此我们采用自由基水溶液聚合法合成了阴离子型复合絮凝剂简称S-PAAD。沉降时间仅为3.31s,而商业絮凝剂则需要9.12s的沉降时间,新型絮凝剂的沉降速率是商业絮凝剂的3倍。测量上清液的透过率,发现新型絮凝剂比商业絮凝剂的透过率高8%左右。2、盐水介质中的分散聚合是一种新型的水溶性高分子聚合方法,材料以盐水为分散介质,避免使用有机溶剂。产品可以直接稀释使用,具有快速溶解的优点。水分散型阴离子复合絮凝材料具有更为高效的絮凝性能,当盐浓度达到21wt%时,体系粘度较为适宜,固定盐浓度后,改变稳定剂含量为14wt%,确定最优配方。其产品仅投加10ppm时就可达到很好的絮凝效果。其絮凝速度是传统絮凝剂2倍,透过率高达92.41%,而在最佳剂量下传统絮凝剂的透过率则不足90%。3、乳液聚合具有反应速率高,聚合体系粘度低、散热快,产品分子量高等优点,因此我们也采用了乳液聚合法来制备复合絮凝剂。在研究中,我们以W/O乳液稳定性和产品絮凝性能为主要指标对反应参数进行优化,最终确定最优反应条件。絮凝性能实验结果表明:絮凝性能实验结果表明:随着絮凝剂含量的增加,絮凝效果逐渐升高,絮凝速度加快;当加入量过量后,体系的透过率逐渐下降,沉降时间逐渐减慢,而后污水体系趋于稳定,透过率及沉降时间变化不大。在最佳剂量时,其透过率高达95.2%,沉降时间为14s。