本发明属于絮凝剂技术领域，具体涉及到一种阳离子型絮凝剂及其制备方法。
背景技术：
在工业高速发展的社会，水资源遭到严重的污染和破坏，处理废水变得刻不容缓。在处理废水的过程中，絮凝法作为一种投资低、操作简便、运行成本低而具有良好的使用前景，在污水处理中得到广泛应用。絮凝过程是向预处理的废水中加入一定量的某种絮凝剂，使水体中胶体颗粒在絮凝剂的作用下碰撞脱稳形成一定粒径的聚合体，脱稳的聚合体可发生进一步的碰撞、网捕卷扫、化学粘结、共同沉淀等共同作用从而凝结成较大体积的絮体，在重力作用下而载水中沉淀下来，再进行分离最终达到去除污染物的目的。目前市场上通用的高分子絮凝剂多为聚丙烯酰胺，聚丙烯酰胺具有高效，成本低，效果好等优点，但是合成聚丙烯酰胺的单体丙烯酰胺是一种神经毒剂，而且合成的聚丙烯酰胺不易生物降解。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种阳离子型絮凝剂及其制备方法，利用辐射辐照使得单体产生自由基，自由基之间会发生聚合反应生成高分子絮凝剂，具备絮凝效果好，易生物降解等优点，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种阳离子型絮凝剂，其结构式如下：
其中(m为10000-1000000之间，n为10000-1000000之间)。
本发明还公开了上述阳离子型絮凝剂的制备方法，包括以下步骤：
a、取羧甲基纤维素钠1-7份，倒入烧杯中并加入100-700份去离子水，然后将烧杯置于水浴锅中沸水浴加热溶解羧甲基纤维素钠使其成为溶液，羧甲基纤维素钠完全溶解后冷却至室温，得到溶液a；
b、用量筒量取20份溶液a置于溶液烧杯中，向烧杯中加入1-5份丙烯酰胺，搅拌30min后向烧杯中加入0.5-3.5份的二甲基二烯丙基氯化铵得到混合液b；
c、将所得混合液b倒入辐照管中，然后向辐照管中充入氮气，隔绝氧气，最后将辐照管置于60co中辐照，辐照剂量为1-8kgy；
d、接枝产物采用丙酮和醋酸去除没反应的单体和反应所产生的均聚物。优选的，所述辐照管可采用玻璃管或者塑料管。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)本发明制备方法简单，制备过程环保无污染。
(2)制得的絮凝剂阳离子度高，易与阴离子污泥产生絮凝反应，提高絮凝效果。
(3)制得的絮凝剂易生物降解，对环境产生的负面影响低。
(4)制得的絮凝剂采用的是纤维素作为主链接枝，纤维素可以采用工厂边角料，达到废物再利用的目的。
附图说明
图1为本发明的阳离子型絮凝剂的化学结构式。
图2为接枝产物与辐照剂量的曲线图。
图3为羧甲基纤维素钠和接枝产物的红外图。
图4为本发明阳离子型絮凝剂与聚合氯化铁以及聚丙烯酰胺的含污泥污水浊度去除效果对比图。
图5为本发明阳离子型絮凝剂的阳离子度数据图。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
(在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。)
实施例1：
本阳离子型絮凝剂的制备方法，包括以下步骤：
a、取羧甲基纤维素钠1份，倒入烧杯中并加入100份去离子水，然后将烧杯置于水浴锅中沸水浴加热溶解羧甲基纤维素钠使其成为溶液，羧甲基纤维素钠完全溶解后冷却至室温，得到溶液a；
b、用量筒量取20份溶液a置于溶液烧杯中，向烧杯中加入1份丙烯酰胺，搅拌30min后向烧杯中加入0.5份的二甲基二烯丙基氯化铵得到混合液b；
c、将所得混合液b倒入玻璃辐照管中，然后向辐照管中充入氮气，隔绝氧气，最后将辐照管置于60co中辐照，辐照剂量为1kgy；
d、接枝产物采用丙酮和醋酸去除没反应的单体和反应所产生的均聚物。
制得的阳离子型絮凝剂为：
其中m为10000-1000000之间，n为10000-1000000之间
实施例2：
本阳离子型絮凝剂的制备方法，包括以下步骤：
a、取羧甲基纤维素钠4份，倒入烧杯中并加入400份去离子水，然后将烧杯置于水浴锅中沸水浴加热溶解羧甲基纤维素钠使其成为溶液，羧甲基纤维素钠完全溶解后冷却至室温，得到溶液a；
b、用量筒量取20份溶液a置于溶液烧杯中，向烧杯中加入2份丙烯酰胺，搅拌30min后向烧杯中加入0.6份的二甲基二烯丙基氯化铵得到混合液b；
c、将所得混合液b倒入塑料辐照管中，然后向辐照管中充入氮气，隔绝氧气，最后将辐照管置于60co中辐照，辐照剂量为4kgy。
d、接枝产物采用丙酮和醋酸去除没反应的单体和反应所产生的均聚物。
制得的阳离子型絮凝剂为：
其中m为10000-1000000之间，n为10000-1000000之间
实施例3：
本阳离子型絮凝剂的制备方法，包括以下步骤：
a、取羧甲基纤维素钠7份，倒入烧杯中并加入700份去离子水，然后将烧杯置于水浴锅中沸水浴加热溶解羧甲基纤维素钠使其成为溶液，羧甲基纤维素钠完全溶解后冷却至室温，得到溶液a；
b、用量筒量取20份溶液a置于溶液烧杯中，向烧杯中加入5份丙烯酰胺，搅拌30min后向烧杯中加入3.5份的二甲基二烯丙基氯化铵得到混合液b；
c、将所得混合液b倒入辐照管中，然后向辐照管中充入氮气，隔绝氧气，最后将辐照管置于60co中辐照，辐照剂量为8kgy。
d、接枝产物采用丙酮和醋酸去除没反应的单体和反应所产生的均聚物。
制得的阳离子型絮凝剂为：
10000-1000000之间，n为10000-1000000之间
图2为接枝产物与辐照剂量的曲线图，在辐照剂量为2-5kgy时，主要发生接枝反应，在6-8kgy时，随着辐照剂量的增加，接枝速率和降解速率持平，因为辐照剂量的增加，会导致大分子量的化学键断裂。在8-11kgy时，降解速率大于接枝速率，因此实际生产时辐照剂量需控制在8kgy以下。
图3为羧甲基纤维素钠和接枝产物的红外图，其中上方的谱线的是羧甲基纤维素钠，下方的谱线表示接枝产物，其中3299,1590，1054表示二者共同的峰，分别表示羟基的伸缩振动，c-o羰基的特征吸收峰，环醚结构的伸缩振动峰。红色表示接枝产物多出了3183，1649以及1451分别表示伯铵的振动吸收峰，酰胺基的特征吸收峰和c-n键的特征吸收峰。红外图表明羧甲基纤维素钠接枝上了丙烯酰胺和二甲基二烯丙基氯化铵。
用制备的阳离子絮凝剂、聚丙烯酰胺、聚合氯化铝和聚二甲基二烯丙基氯化铵处理浓度为0.5g/l的高岭土模拟污水，ph值调至7。加入一定量的合成絮凝剂,先300r/min搅拌20min,再50r/min搅拌10min,静置30min后,取上清液用浊度仪测量浊度。
从图4中可以看出，考察四种絮凝剂投加量为0.005g/l、0.01g/l、0.015g/l、0.02g/l、0.03g/l时，对含污泥污水浊度的去除效果。在0.005～0.03g/l的投加量范围内，随着絮凝剂投加量的增加，浊度去除率趋势相仿。但是合成的絮凝剂处理效果要优于其他三种絮凝剂，而且在合成絮凝剂用量在0.02g/l时去除效果达到了80％以上。
本发明制备方法简单，制备过程环保无污染。制得的絮凝剂为白色固体，微溶于水，阳离子度高，易与阴离子污泥产生絮凝反应，提高絮凝效果。制得的絮凝剂易生物降解，对环境产生的负面影响低。制得的絮凝剂采用的是纤维素作为主链接枝，纤维素可以采用工厂边角料，达到废物再利用的目的。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。