阳离子高分子量木质素聚合物:模拟废水中去除阴离子偶氮染料的絮凝剂

 技术知识     |      2021-04-19 17:00:02

在各种行业的废水中容易发现染料,包括:染料制造,纺织,化妆品,制药,食品,橡胶,皮革,印刷以及纸浆和造纸。染料分为酸性,碱性,偶氮,重氮基,分散染料,金属配合物,和蒽醌基类。大约有8000种染料和10000基于商业染料产品在市场。偶氮染料是与一个或多个偶氮键(-N = N-)的芳族化合物和目前代表商业上使用的染料60-70%在世界。它们通常用于为植物纤维着色,包括棉,麻和亚麻,羊毛纤维以及无机颗粒(例如粘土)。在着色过程中,并不是所有的染料都被吸附到最终用途产品上,结果,一些残留在过程废水(即废水)中,然后必须对其进行处理。此外,染料可能会引起严重的健康问题,例如过敏,皮炎,皮肤刺激和癌症。当前需要鉴定用于从废水中去除染料的有效化学处理方法。


目前,用于治疗的流出物,包括化学氧化(使用H许多化学和物理处理方法2 ö 2,臭氧),电解,生物降解(需氧和厌氧),吸附(活性炭或生物吸附剂),凝聚,絮凝,以及它们的组合。然而,染料的去除是一项艰巨的任务,并且使用上述降解处理方法将部分分解后的废水中留有许多小的有机分子。凝结/絮凝可以用作染料清除的有效方法,因为它可以沉淀可溶性染料分子(通过电荷中和和/或桥连),具有成本效益,节能高效和易于使用。当以絮凝形式从溶液中分离出来时,分离出的絮凝物可以被化学或生化氧化以分解。换句话说,絮凝剂和染料在溶液中的相互作用促进了染料的分离,其例如随后可以被氧化分解。

商业混凝剂和絮凝剂包括无机盐以及合成和天然有机聚合物。选自硫酸铝,氯化铁,和聚氯化铝的无机凝结剂通常需要大剂量,并产生高量的污泥。合成絮凝剂,例如聚丙烯酰胺,由于其优越的性能和有限的污泥产生而被广泛使用。但是,合成聚合物的高价格及其有限的生物降解性是其主要缺点。天然聚合物,如壳聚糖和多糖,由于它们的价格低和可生物降解性,也被用作絮凝剂,但它们的剪切稳定性不佳,去除效率有限,需要高剂量才能达到可接受的絮凝效率。为了克服合成和天然絮凝剂的缺点,半天然聚合物的合成进行了研究。在一项研究中,接枝率为74%的羧甲基壳聚糖-接枝-聚丙烯酰胺共聚物能够从水溶液中去除92%的染料。在另一项研究中,生产了(2-甲基乙酰氧基乙基)三甲基氯化铵在壳聚糖上的接枝反应,并将该产品用作絮凝剂用于废水处理(去除浊度95.2%)。还制备了接枝率为198%的Xylan-METAC共聚物,并用于从废水中去除染料(染料去除效率为97.8%)。

木质素是第二种最丰富的天然材料,目前是制浆和生物燃料工业中被低估的副产品。木质素具有很大的潜力可转换成用于去除染料[絮凝剂。或者,通过将缩水甘油基三甲基氯化铵接枝到木质素上来制备小分子量的阳离子木质素,并以95%的染料去除率将其从废水中去除。在本研究中,木质素和[2-(甲基丙烯酰氧基)乙基]三甲基氯化铵(METAC)在酸性水溶液中通过非均相反应聚合生成高分子量的阳离子木质素。

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