陽離子聚丙烯酰胺(CPAM)是一種在污水處理和污泥脫水中應用廣泛的有機高分子絮凝劑,能夠通過電中和、吸附架橋等作用使帶負電的雜質(zhì)顆粒脫穩(wěn)聚集,進而通過沉淀去除,具有投加量低、絮凝效率高、性能穩(wěn)定等優(yōu)點。CPAM的制備一般要在引發(fā)劑的作用下進行,然而,傳統(tǒng)的引發(fā)方式如熱引發(fā)等存在引發(fā)時間長、聚合效率低、成本高等缺點。因此,研究新型的引發(fā)方式進而制備性能優(yōu)良的CPAM成為當前研究的熱點問題。表面光催化主要用于有機廢水的催化降解處理,近幾年來開始用于復合材料的合成以及聚合物的制備,在高能量光子的作用下,光催化劑能夠產(chǎn)生大量羥基自由基,從而在其表面附近快速、高效地引發(fā)單體聚合,聚合效率高、聚合速度快、同時成本低廉。目前,這種引發(fā)方式在CPAM的合成共聚中應用較少,因而對其研究具有重要意義。論文旨在通過水溶液聚合法,以納米二氧化鈦(Nano-Ti O₂)為引發(fā)劑,尿素作為增溶劑,采用表面光催化引發(fā)丙烯酰胺(AM)和甲基丙烯酰氧基乙基三甲基氯化銨(DMC)單體共聚,合成聚合物NT-P(AM-DMC)(NT-PAD),并通過一系列表征手段對聚合物性能進行探討。在絮凝實驗中,以高...

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【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
英文摘要
1 緒論
    1.1 水環(huán)境現(xiàn)狀
    1.2 絮凝劑的分類及發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.1 無機絮凝劑
        1.2.2 有機絮凝劑
        1.2.3 微生物絮凝劑
        1.2.4 復合型絮凝劑
    1.3 陽離子聚丙烯酰胺CPAM的發(fā)展現(xiàn)狀
        1.3.1 CPAM的絮凝機理
        1.3.2 CPAM的常用單體分類
        1.3.3 CPAM的聚合方式
        1.3.4 CPAM的引發(fā)方式
        1.3.5 CPAM的問題及研究方向
    1.4 表面光催化
    1.5 研究目的及研究內(nèi)容
        1.5.1 研究目的及意義
        1.5.2 主要研究內(nèi)容
        1.5.3 技術(shù)路線
        1.5.4 基金支持
2 聚合物NT-PAD的優(yōu)化制備
    2.1 引言
    2.2 實驗試劑與儀器
    2.3 實驗方法
        2.3.1 聚合產(chǎn)物的制備
        2.3.2 引發(fā)機理研究
    2.4 聚合產(chǎn)物相關參數(shù)研究
        2.4.1 產(chǎn)物固含量s的測定
        2.4.2 產(chǎn)物特性粘度[η]的測定
        2.4.3 產(chǎn)物轉(zhuǎn)化率的測定
    2.5 單因素實驗討論
        2.5.1 Nano-TiO₂濃度對聚合的影響
        2.5.2 單體總質(zhì)量分數(shù)對聚合的影響
        2.5.3 DMC單體質(zhì)量分數(shù)對聚合的影響
        2.5.4 光照時間對聚合的影響
        2.5.5 p H值對聚合的影響
        2.5.6 尿素濃度對聚合的影響
    2.6 響應面優(yōu)化
        2.6.1 響應面實驗設計
        2.6.2 回歸方程模型方差分析
        2.6.3 交互因素響應面分析及模型驗證
    2.7 本章小結(jié)
3 聚合物NT-PAD的結(jié)構(gòu)表征及相關分析
    3.1 引言
    3.2 實驗試劑及儀器
        3.2.1 實驗試劑
        3.2.2 實驗儀器
    3.3 表征方式
        3.3.1 聚合產(chǎn)物的預處理
        3.3.2 表征方式
    3.4 表征結(jié)果及相關分析
        3.4.1 傅里葉變換紅外光譜分析(FTIR)
        3.4.2 核磁共振氫譜分析(¹H NMR)
        3.4.3 熱重-差熱分析(TG/DSC)及熱穩(wěn)定性研究
        3.4.4 掃描電鏡分析(SEM)及表觀性質(zhì)探討
    3.5 本章小結(jié)
4 聚合物NT-PAD對高嶺土懸浮液的絮凝性能研究
    4.1 引言
    4.2 實驗材料及方法
        4.2.1 實驗儀器及試劑
        4.2.2 絮凝實驗
    4.3 實驗結(jié)果與討論
        4.3.1 特性粘度對絮凝效果的影響
        4.3.2 投加量對絮凝效果的影響
        4.3.3 投加量對Zeta電位的影響
        4.3.4 pH對絮凝效果的影響
        4.3.5 與市售絮凝劑的對比
    4.4 絮凝機理
    4.5 本章小結(jié)
5 聚合物NT-PAD的污泥脫水性能研究
    5.1 引言
    5.2 實驗材料及設備
        5.2.1 污泥樣品
        5.2.2 實驗試劑
        5.2.3 實驗設備
    5.3 實驗方法
        5.3.1 絮凝實驗
        5.3.2 抽濾實驗
        5.3.3 污泥脫水相關指標測定
    5.4 實驗結(jié)果與討論
        5.4.1 特性粘度對污泥脫水結(jié)果的影響
        5.4.2 投加量對污泥脫水結(jié)果的影響
        5.4.3 p H值對污泥脫水結(jié)果的影響
        5.4.4 與市售絮凝劑的對比
        5.4.5 污泥絮體粒徑特征
    5.5 絮凝機理
    5.6 本章小結(jié)
6 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
參考文獻
附錄
    A.作者在攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文目錄
    B.作者在攻讀碩士學位期間申請并公開國家發(fā)明專利目錄
    C.作者在攻讀碩士學位期間參加的科研課題目錄
    D.作者在攻讀碩士學位期間獲獎情況目錄
    E.學位論文數(shù)據(jù)集
致謝



本文編號：3918817