淀粉與氧化劑作用得到氧化改性淀粉,氧化改性后,淀粉糖苷鍵斷裂分子量變小。其羥基氧化為具有更強(qiáng)水溶和吸附性能的醛基或羧基,能吸附水溶液中的重金屬離子。其氧化程度受體系的pH、溫度、氧化劑的濃度、淀粉的分子結(jié)構(gòu)等因素的影響,常用的氧化劑有次氯酸鈉、*、雙氧水、高碘酸鹽等。
使用次氯酸鈉/鹽酸羥胺/*氧化改性淀粉,得到了羧基含量高的*,研究了*對(duì)金屬離子的絡(luò)合能力,發(fā)現(xiàn)淀粉氧化物對(duì)金屬離子的絡(luò)合量較高。利用雙氧水對(duì)淀粉進(jìn)行氧化,研究了*對(duì)電鍍工業(yè)六價(jià)鉻的吸附,指出*在處理電鍍廢水中具有一定優(yōu)勢(shì)。先將玉米淀粉與環(huán)氧氯丙烷交聯(lián),再于銅催化劑上用過氧化氫氧化后用于絮凝除鈣,去除率大于93%研究表明,淀粉氧化改性后具有較強(qiáng)的水溶性和絡(luò)合能力,能與重金屬離子鰲合。
羧基化改性
羧基化改性淀粉是由淀粉和羧甲基化試劑在酸性條件下反應(yīng)制得。羧甲基淀粉具有離子交換、鰲合、絮凝等功能,可用于造紙、電鍍和氧化鋁生產(chǎn)等行業(yè)的廢水處理過程中。使用希夫堿,先用氧化劑將纖維素羥基氧化為醛基,再用NaOH-尿素溶液促進(jìn)纖維素二醛轉(zhuǎn)化為二羧基,綠色合成無害化二羧基纖維素絮凝劑,在較寬pH范圍內(nèi)4~10表現(xiàn)出較好的絮凝效果。與淀粉氧化改性相比,羧基化改性后淀粉分子量不變,有利于絮凝效果的提高。
酯化改性
酯化改性淀粉是近年來發(fā)展較快的一類新型可降解高分子材料,其支鏈含有可降解的酯基,具有良好的生物相容性和生物可降解性,是淀粉絮凝劑研究的主要方向之一。
常規(guī)酯化反應(yīng)
利用淀粉羥基的活性,可進(jìn)行酯化改性,得到不同結(jié)構(gòu)的酯化物,通過調(diào)整淀粉的取代度可控制其水溶性。例如,淀粉與二硫化碳在堿性條件下反應(yīng)制得淀粉黃原酸酯,能有效除去水中的鋅、鉻、鎳、銅等多種金屬離子。用*及混合磷酸鹽為酯化劑,制備磷酸酯淀粉,將其與聚胺復(fù)配使用,用于脫墨廢水的處理,pH=7時(shí)的投藥量為12mg/L。
用磷酸鈉對(duì)玉米淀粉進(jìn)行磷酸酯化,制得了取代度為0.0017~0.1的系列絮凝劑,將其用于生活污水的處理。研究發(fā)現(xiàn),當(dāng)取代度為0.024、投藥量為3~4 mg/L時(shí),絮凝效果較聚丙烯酰胺等有機(jī)高分子絮凝劑好,具有成本低、市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力強(qiáng)等特點(diǎn)。
用2,4-雙(二甲氨基)-6 氯-(1,3,5)三嗪對(duì)淀粉進(jìn)行酯化改性,制得對(duì)pH敏感的絮凝劑。當(dāng)pH=2時(shí),廢水的脫色率可達(dá)97%,利用溶液pH變化對(duì)絮凝劑進(jìn)行再生,當(dāng) pH=8時(shí)再生率可達(dá)80%。五次循環(huán)使用后,廢水的脫色率仍在94%以上,被認(rèn)為是高效脫色劑。
離子液體催化酯化反應(yīng)
離子液體作為環(huán)境友好型溶劑和催化劑,具有反應(yīng)速率快、轉(zhuǎn)化率高、選擇性高、催化劑可重復(fù)使用等優(yōu)點(diǎn)。研究發(fā)現(xiàn)淀粉在含氯離子液體中的溶解度較大,含氯離子液體是理想的反應(yīng)溶劑和催化劑。
淀粉在均相下進(jìn)行酯化反應(yīng),取代度可高達(dá)0.64以上。以1-N-烷基-3-甲基咪唑氯化物作為催化劑和反應(yīng)溶劑,將高直鏈淀粉與不同酸酐進(jìn)行酯化反應(yīng)。結(jié)果表明,離子液體用量是影響改性淀粉的結(jié)構(gòu)和取代度的主要因素。由于成本原因,離子液體作為淀粉反應(yīng)溶劑和催化劑多用于造紙、制藥、塑料等相關(guān)行業(yè)中,以提高抗水性能和熱塑性能。相信隨著技術(shù)的進(jìn)步,離子液體用于催化淀粉改性制備絮凝劑的研究將會(huì)取得更大進(jìn)展和應(yīng)用。
接枝共聚改性
一般來說絮凝劑應(yīng)具有較大的分子量,這樣在污泥懸濁液體系中,能夠通過架橋作用吸附更多的污泥,使污泥沉降快且*。但淀粉改性絮凝劑的分子量較目前常用的聚丙烯酰胺類絮凝劑低。淀粉接枝共聚物是以半剛性鏈的親水淀粉大分子為骨架,與不同單體接枝共聚,引入不同官能團(tuán)和調(diào)節(jié)親水-親油鏈段結(jié)構(gòu),以提高絮凝劑的分子量,增大絮凝效果。淀粉的接枝共聚主要采用物理方法和化學(xué)方法。
河北淀粉廢水處理設(shè)備河北淀粉廢水處理設(shè)備