一种磁性胶原蛋白改性阳离子絮凝剂及其制备方法
【专利摘要】本发明涉及一种磁性胶原蛋白改性阳离子絮凝剂及其制备方法，主要以制革废胶原蛋白为原料，与磁流体结合制备而成。本发明的有益效果：将磁性材料用于絮凝剂制备，利用磁场作用增强絮凝处理的固液分离效果，提高絮凝处理出水水质，降低水处理运行成本，降低絮体含水率。实现了制革废物的资源化利用，减少了制革生产污染物排放。磁性胶原蛋白水解产物经接枝共聚和阳离子化改性，改性产物具有良好的絮凝性能。磁性胶原蛋白改性阳离子絮凝剂在环境中易于被微生物降解，在环境中存在时间短、残留量低。
【专利说明】 一种磁性胶原蛋白改性阳离子絮凝剂及其制备方法
[0001](一)
【技术领域】
本发明属于水处理剂制备领域，具体涉及一种磁性胶原蛋白改性阳离子絮凝剂及其制备方法。
[0002](二)
【背景技术】
絮凝是历史悠久的水处理方法。目前，絮凝法广泛用于生产生活用水净化、城市生活污水和工业废水处理，对后续处理工序的运行工况、处理费用和最终出水质量等都有显著的影响。
[0003]絮凝法处理水和废水的过程，就是在水体中加入絮凝剂，使胶体和悬浮物颗粒脱稳凝聚，借助重力沉降作用，实现固液分离的过程。水和废水絮凝处理中的固液分离过程一方面要求出水中胶体、悬浮物颗粒浓度低；另一方面要求固液界面下降速率快、胶体或悬浮物颗粒沉降后形成的污泥体积小。絮凝剂作用于水或废水中均匀分散的胶体、悬浮物，使其相互聚集，形成半径大、结实的絮体，以利于重力沉降，实现水质净化。可见，絮凝剂的性能直接影响水或废水的絮凝处理效果。
[0004]胶体、悬浮物颗粒的表面电荷和体积是影响絮凝沉降效果的两个主要因素。絮凝剂能够中和胶体、悬浮物颗粒表面电荷，减弱胶体、悬浮物颗粒之间排斥力，使胶体、悬浮物颗粒逐渐结合，颗粒体积、密度增大；高分子絮凝剂分子量和体积较大，带有活性基团，易与胶体颗粒结合，发生化学粘结、网捕卷扫、共同沉淀等作用。絮凝剂的上述作用使胶体、悬浮物颗粒易于从水中絮凝沉降，从而实现固液有效分离。
[0005]目前广泛使用的絮凝剂，根据组成分为无机和有机絮凝剂；根据分子量分为低分子和高分子絮凝剂；按官能团离解后所带电荷性质分为阴离子、阳离子、非离子和两性絮凝剂。
[0006]无机絮凝剂主要有铝盐和铁盐，无机絮凝剂投药量大，沉降速度慢，逐渐被无机高分子絮凝剂取代。无机高分子絮凝剂也是以铝盐和铁盐为主，分子量一般为IX105，聚铝沉降速度慢、有铝残留，聚铁易使水着色、碱性强。
[0007]有机高分子絮凝剂带电荷活性基团多，结构多样，受共存盐类、pH值和温度影响小，絮凝速度快，克服了无机絮凝剂的缺点。有机合成絮凝剂效果好，但成本高、不易生物降解。常用的有机高分子絮凝剂聚丙烯酰胺，虽然本身没有任何毒性，但难降解易造成二次污染。天然高分子及其衍生物可生物降解，降解中间体对人类和环境无害。但天然高分子絮凝剂的絮凝活性较弱，经适当的化学改性后可获得良好的絮凝效果。目前，有机絮凝剂的研究倾向于天然高分子聚合物的化学改性。
[0008]在实际应用中，为了提高水或废水处理效果，当用铁盐、铝盐作絮凝剂产生的絮凝体细小、松散，不利于沉降时，常同时加入具有吸附、架桥作用的聚丙烯酰胺等高分子絮凝剂使细小、松散的絮体变得粗大而密实，改善絮凝沉降效果。
[0009]随着对絮凝沉降理论和絮凝剂作用机理研究的不断发展，阳离子高分子絮凝剂越来越引起广泛关注。阳离子高分子絮凝剂对水中胶体或颗粒物具有电荷中和及吸附架桥作用，从而使体系中的微粒脱稳、絮凝而有助于沉降。
[0010]目前，无论是新型絮凝剂的研制，还是针对水质和为满足处理效果要求而研究的多种絮凝剂配合使用的条件和方法，都是依据重力沉降理论，在重力作用下实现固液分离。
[0011]开发性能优良、安全环保的新型絮凝剂是提高水和废水絮凝处理效果研究的重点。迄今为止，新型絮凝剂研究主要集中在高效、低药量等方面，而在实现快速絮凝分离、抑制絮体破碎、减少絮体含水率等方面，特别是不只依靠重力沉降实现固液分离的新型絮凝剂还比较欠缺。
[0012](三)
【发明内容】
本发明为了弥补现有技术的不足，提供了一种磁性胶原蛋白改性阳离子絮凝剂及其制备方法，本发明提供了一种以制革废胶原蛋白为原料，与磁流体结合，经过适当方法改性，制备磁性胶原蛋白改性阳离子絮凝剂的方法。为制革工业蛋白基废物的高值转化找到了一条可行的途径。利用磁场作用增强絮凝处理固液分离效果。为絮凝剂的制备与应用提供了新的思路和方法。
[0013]本发明是通过如下技术方案实现的:
一种磁性胶原蛋白改性阳离子絮凝剂，其特殊之处在于:主要以制革废胶原蛋白为原料，与磁流体结合制备而成。
[0014]一种根据所述的磁性胶原蛋白改性阳离子絮凝剂的制备方法，包括以下步骤:以制革废胶原蛋白为原料，经水解、结合磁流体、接枝共聚、阳离子化后得到磁性胶原蛋白改性阳离子絮凝剂。
[0015]本发明的磁性胶原蛋白改性阳离子絮凝剂的制备方法，包括以下步骤:
(1)制革废皮屑水解:
将适量制革废皮屑加入到反应器中，加入皮屑质量20-50倍的水，升温至60-100°C，水解反应，得到皮胶原蛋白水解液；
(2)磁性胶原蛋白水解物制备:
在上述皮胶原蛋白水解液中，加入胶原蛋白质量30-60%表面活性剂，在40-70°C温度下，搅拌分散，冷却至室温后加入胶原蛋白质量30-60%的Fe304磁流体，超声分散，然后在快速搅拌状态下缓慢加入胶原蛋白质量10-30倍的异丙醇，再超声分散，加入戊二醛水溶液，快速搅拌，制得Fe304磁流体与胶原蛋白水解产物的复合物悬浮液，其中，戊二醛质量是皮屑质量的50-150%，悬浮液经磁分离后，获得的固体用异丙醇洗涤数次，在20-50°C温度下干燥后备用；
(3)接枝共聚
将适量磁性胶原蛋白水解物加入到反应器中，加入磁性胶原蛋白水解物质量30-70倍的水，在40-70°C温度下，搅拌至溶解，称取磁性胶原蛋白水解物质量3-7倍的丙烯酰胺，用适量水溶解后加入上述反应器中，反应体系温度控制在70-10(TC，称取丙烯酰胺质量1-3%引发剂，用适量水溶解，进行反应；
(4)阳离子化:
将上述反应体系降温至40-70°C，加入摩尔量为丙烯酰胺摩尔量0.5-0.8的甲醛，用氢氧化钠水溶液调节pH值8-10，反应，加入与甲醛摩尔量相同的二甲胺，继续反应，加入与甲醛摩尔量相同的浓盐酸，反应，得到磁性胶原蛋白改性阳离子絮凝剂。
[0016]本发明的磁性胶原蛋白改性阳离子絮凝剂的制备方法，步骤(1)中，升温至60-100°C，加入皮屑质量1-5%的酸，搅拌反应，调节pH值为或接近7，得到皮胶原蛋白水解液。
[0017]本发明的磁性胶原蛋白改性阳离子絮凝剂的制备方法，步骤(2)中，戊二醛水溶液的质量浓度为25%，该戊二醛水溶液的添加量为胶原蛋白质量2-6倍。
[0018]本发明的磁性胶原蛋白改性阳离子絮凝剂的制备方法，步骤(2)中，在上述皮胶原蛋白水解液中，加入胶原蛋白质量30-60%表面活性剂，在40-70°C温度下，搅拌分散60-90分钟，冷却至室温后加入胶原蛋白质量30-60%的Fe304磁流体，超声分散5_15分钟，然后在快速搅拌状态下缓慢加入胶原蛋白质量10-30倍的异丙醇，再超声分散5-15分钟，加入胶原蛋白质量2-6倍的质量浓度为25%的戊二醛水溶液，快速搅拌60-90分钟，制得Fe304磁流体与胶原蛋白水解产物的复合物悬浮液，悬浮液经磁分离后，获得的固体用异丙醇洗涤数次，在20-50°C温度下干燥后备用，
步骤(3)中，将适量磁性胶原蛋白水解物加入到反应器中，加入磁性胶原蛋白水解物质量30-70倍的水，在40-70°C温度下，搅拌至溶解。称取磁性胶原蛋白水解物质量3-7倍的丙烯酰胺，用适量水溶解后加入上述反应器中，反应体系温度控制在70-100°C。称取丙烯酰胺质量1-3%引发剂，用适量水溶解，在60-90分钟内缓慢滴加到上述反应体系中，再反应30-60分钟。
[0019]本发明的磁性胶原蛋白改性阳离子絮凝剂的制备方法，步骤(1)中，酸为浓硫酸、浓盐酸和/或其混合物，用氢氧化钠水溶液调节pH值为或接近7。
[0020]本发明的磁性胶原蛋白改性阳离子絮凝剂的制备方法，步骤(1)及步骤(4)中，氢氧化钠水溶液质量浓度均为20%。
[0021]本发明的磁性胶原蛋白改性阳离子絮凝剂的制备方法，步骤(3)中，引发剂为过硫酸钾、过硫酸铵、硫代硫酸钠-过硫酸钾引发体系、硫代硫酸钠-过硫酸铵引发体系、硫代硫酸钠-过氧化氢。
[0022]本发明以制革废胶原蛋白为原料，水解后，与Fe304磁流体结合，经接枝共聚和阳离子化，制备磁性胶原蛋白改性阳离子絮凝剂。本发明的特点在于将磁性分离技术用于絮凝剂的制备，使絮凝剂具备磁性，通过磁分离方式强化絮凝固液分离效果，提高絮凝处理出水水质，降低水处理运行成本，降低絮体含水率。
[0023]本发明以制革废胶原蛋白为原料制备磁性絮凝剂，充分利用了胶原蛋白资源，为解决制革固体废物排放和堆积污染环境问题提供了有效途径，实现了制革废物的资源化利用。
[0024]本发明不但要考虑满足水质净化、污水处理对絮凝效果的要求、实现制革废物资源化利用，也要考虑满足对絮凝剂易于降解的要求。胶原蛋白水解物在环境中易于被微生物降解，在环境中存在时间短、残留量低。为改善胶原蛋白水解产物的絮凝性能，对结合了Fe304磁流体的胶原蛋白水解产物进行了接枝共聚和阳离子化改性，使磁性胶原蛋白改性阳离子絮凝剂满足水质净化、污水处理对高性能絮凝剂的需求。
[0025]本发明的有益效果:
(1)将磁性材料用于絮凝剂制备，利用磁场作用增强絮凝处理的固液分离效果，提高絮凝处理出水水质，降低水处理运行成本，降低絮体含水率。
[0026](2)实现了制革废物的资源化利用，减少了制革生产污染物排放。
[0027](3)磁性胶原蛋白水解产物经接枝共聚和阳离子化改性，改性产物具有良好的絮凝性能。
[0028](4)磁性胶原蛋白改性阳离子絮凝剂在环境中易于被微生物降解，在环境中存在时间短、残留量低。
[0029](四)
【具体实施方式】
在絮凝沉淀中，水或废水含有许多小的胶体、悬浮物不易在重力作用下沉降、分离，影响水或废水处理效果。如果将胶体、悬浮物与磁性絮凝剂作用，磁性絮凝物在磁力作用下沿磁力线方向移动至分离器上，从而实现水或废水中胶体、悬浮物高效分离，有效提高絮凝去除效果。
[0030]现代工业废水和生活污水中有机质含量高，有机质颗粒表面通常带负电荷，阳离子高分子絮凝剂更易使体系中带负电荷的胶体、悬浮物脱稳、絮凝，实现固液分离。
[0031]天然高分子改性絮凝剂具有原料可再生、基本无毒、易生化降解、不造成二次污染、活性基团多、易于根据需要采用不同方法进行改性等诸多优点，天然高分子改性絮凝剂制备与应用研究日益受到广泛重视。蛋白质分子具有多种活性基团，且结构多样，适合于改性制备不同性能的高分子絮凝剂。胶原蛋白存在于动物的皮肤、骨、软骨及肌腱等组织中，来源广泛；胶原蛋白部分水解物分子中含有-NH2、-C00H、-0H等官能团，易于进行阳离子化改性。
[0032]制革工业中只有22%_30%的胶原变成革，其余在制革过程中作为固体废物被扔掉。据统计，我国制革工业每年产生140万吨以胶原蛋白为主的废物。制革废物被填埋或在环境中自然降解，严重污染环境水体和土壤、浪费胶原蛋白资源。因此，将胶原蛋白转化为高附加值或大宗化工产品，是解决我国制革生产固体废物污染环境的必由之路。20世纪20年代末，人们开始研究制革废物处理、回收和利用，几十年来国内外学者进行了广泛和深入的研究，已在食品、饲料、化妆品、肥料和鞣剂等领域获得了大量的研究成果。我国资源化利用制革废物中的胶原蛋白始于20世纪80年代末，主要用于生产制造饲料、肥料、明胶等，附加值低，不利于制革废物资源化利用技术的推广。
[0033]为提高水和废水絮凝处理效率，弥补重力沉降作用单一的不足，满足不断提高的出水水质要求；同时资源化利用制革废胶原蛋白。采用适当方法将Fe304磁流体与制革废胶原蛋白改性物质结合制备磁性阳离子絮凝剂，将磁性赋予絮凝剂，利用磁场作用增强絮凝处理的固液分离效果，提高絮凝处理出水水质，降低水处理运行成本，降低絮体含水率；以废治废，为制革废胶原蛋白的高值转化提供了一条可行的途径。
[0034]实施例1
本实施例的磁性胶原蛋白改性阳离子絮凝剂的制备方法，包括:
(1)制革废胶原蛋白水解:将适量制革废胶原蛋白加入到反应器中，加入皮屑质量20倍的水，升温至60°C，加入胶原蛋白质量1%的浓硫酸，搅拌反应60分钟。用适量质量浓度为20%的氢氧化钠水溶液调节pH值为7。
[0035](2)磁性胶原蛋白水解物复合物制备:在上述皮胶原蛋白水解液中，加入胶原蛋白质量30% Span-80表面活性剂，在40°C温度下，搅拌分散60分钟。冷却至室温后加入胶原蛋白质量30%的Fe304磁流体，超声分散5分钟，然后在快速搅拌状态下缓慢加入胶原蛋白质量10倍的异丙醇，再超声分散5分钟。加入胶原蛋白质量2倍的质量浓度为25%的戊二醛水溶液，快速搅拌60分钟，制得Fe304磁流体与胶原蛋白水解产物的复合物悬浮液。悬浮液经磁分离后，获得的固体用异丙醇洗涤数次，在20°C温度下干燥后备用。
[0036](3)接枝共聚:将适量磁性胶原蛋白水解物加入到反应器中，加入磁性胶原蛋白水解物质量30倍的水，在40°C温度下，搅拌至溶解。称取磁性胶原蛋白水解物质量3倍的丙烯酰胺，用适量水溶解后加入上述反应器中，反应体系温度控制在70°C。称取丙烯酰胺质量1%过硫酸钾,用适量水溶解，在60分钟内缓慢滴加到上述反应体系中，再反应30分钟。
[0037](4)阳离子化:将上述反应体系降温至40°C，加入摩尔量为丙烯酰胺摩尔量0.5的甲醛，用质量浓度为20%的氢氧化钠水溶液调节pH值8，反应3小时。加入与甲醛摩尔量相同的二甲胺，继续反应3小时。加入与甲醛摩尔量相同的浓盐酸，反应1小时。得到磁性胶原蛋白改性阳离子絮凝剂。
[0038]实施例2
本实施例的磁性胶原蛋白改性阳离子絮凝剂的制备方法，包括:
(1)制革废胶原蛋白水解:将适量制革废胶原蛋白加入到反应器中，加入胶原蛋白质量50倍的水，升温至100°C，加入皮屑质量3%的浓盐酸，搅拌反应90分钟。用适量质量浓度为20%的氢氧化钠水溶液调节pH值为7。
[0039](2)磁性胶原蛋白水解物复合物制备:在上述皮胶原蛋白水解液中，加入胶原蛋白质量60%十六烷基三甲基溴化铵表面活性剂，在70°C温度下，搅拌分散90分钟。冷却至室温后加入胶原蛋白质量60%的Fe304磁流体，超声分散15分钟，然后在快速搅拌状态下缓慢加入皮屑质量30倍的异丙醇，再超声分散15分钟。加入皮屑质量6倍的质量浓度为25%的戊二醛水溶液，快速搅拌90分钟，制得Fe304磁流体与胶原蛋白水解产物的复合物悬浮液。悬浮液经磁分离后，获得的固体用异丙醇洗涤数次，在50°C温度下干燥后备用。
[0040](3)接枝共聚:将适量磁性胶原蛋白水解物加入到反应器中，加入磁性胶原蛋白水解物质量70倍的水，在70 V温度下，搅拌至溶解。称取磁性胶原蛋白水解物质量7倍的丙烯酰胺，用适量水溶解后加入上述反应器中，反应体系温度控制在100°C。称取丙烯酰胺质量3%硫代硫酸钠，用适量水溶解后加入到反应体系中。称取与硫代硫酸钠摩尔量相同的过硫酸钾，用适量水溶解，在90分钟内缓慢滴加到上述反应体系中，再反应60分钟。
[0041](4)阳离子化:将上述反应体系降温至70°C，加入摩尔量为丙烯酰胺摩尔量0.8的甲醛，用质量浓度为20%的氢氧化钠水溶液调节pH值10，反应6小时。加入与甲醛摩尔量相同的二甲胺，继续反应6小时。加入与甲醛摩尔量相同的浓盐酸，反应1-3小时。得到磁性胶原蛋白改性阳离子絮凝剂。
[0042]实施例3
引发剂为过硫酸铵，其他与实施例1相同。
[0043]实施例4
引发剂为硫代硫酸钠与过硫酸铵氧化-还原引发体系，其中，硫代硫酸钠与过硫酸铵的摩尔比为1:1，其他与实例2相同。
[0044]实施例5
引发剂为硫代硫酸钠与过氧化氢氧化-还原引发体系，其中，硫代硫酸钠与过氧化氢的摩尔比为1:1，其他与实例2相同。
[0045]实施例6 本实施例的磁性胶原蛋白改性阳离子絮凝剂的制备方法，包括:
(1)制革废胶原蛋白水解:将适量制革废胶原蛋白加入到反应器中，加入皮屑质量35倍的水，升温至80°C，加入胶原蛋白质量2%的浓硫酸，搅拌反应75分钟。用适量质量浓度为30%的氢氧化钠水溶液调节pH值为7。
[0046](2)磁性胶原蛋白水解物复合物制备:在上述皮胶原蛋白水解液中，加入胶原蛋白质量45% Span80表面活性剂，在55°C温度下，搅拌分散75分钟。冷却至室温后加入胶原蛋白质量45%的Fe304磁流体，超声分散10分钟，然后在快速搅拌状态下缓慢加入胶原蛋白质量20倍的异丙醇，再超声分散10分钟。加入胶原蛋白质量4倍的质量浓度为25%的戊二醛水溶液，快速搅拌75分钟，制得Fe304磁流体与胶原蛋白水解产物的复合物悬浮液。悬浮液经磁分离后，获得的固体用异丙醇洗涤数次，在35°C温度下干燥后备用。
[0047](3)接枝共聚:将适量磁性胶原蛋白水解物加入到反应器中，加入磁性胶原蛋白水解物质量50倍的水，在55 °C温度下，搅拌至溶解。称取磁性胶原蛋白水解物质量5倍的丙烯酰胺，用适量水溶解后加入上述反应器中，反应体系温度控制在85°C。称取丙烯酰胺质量2%过硫酸钾,用适量水溶解，在75分钟内缓慢滴加到上述反应体系中，再反应45分钟。
[0048](4)阳离子化:将上述反应体系降温至55°C，加入摩尔量为丙烯酰胺摩尔量0.6的甲醛，用质量浓度为30%的氢氧化钠水溶液调节pH值9，反应5小时。加入与甲醛摩尔量相同的二甲胺，继续反应4小时。加入与甲醛摩尔量相同的浓盐酸，反应2小时。得到磁性胶原蛋白改性阳离子絮凝剂。
[0049]实施例7
步骤(1)中，加入胶原蛋白质量2%的浓硫酸，加入胶原蛋白质量1%的浓盐酸。
[0050]步骤(2)中，加入胶原蛋白质量4倍的质量浓度为32%的戊二醛水溶液。
[0051]以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。
[0052]本发明中所述皮胶原蛋白水解方法是采用浓盐酸、浓硫酸的酸水解法，对于采用其它种类的酸水解皮胶原蛋白，在不脱离本发明构思的前提下，制备磁性胶原蛋白改性阳离子絮凝剂，应视为属于本发明的保护范围。
[0053]本发明中所述皮胶原蛋白水解方法是酸水解法，对于采用碱法、酶法、酶法与酸法结合、酶法与碱法结合等方法水解皮胶原蛋白，在不脱离本发明构思的前提下，制备磁性胶原蛋白改性阳离子絮凝剂，应视为属于本发明的保护范围。
[0054]本发明中所述改性单体为丙烯酰胺，对于采用其它单体，例如丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、苯乙烯等单体参与接枝共聚，在不脱离本发明构思的前提下，制备磁性胶原蛋白改性阳离子絮凝剂，应视为属于本发明的保护范围。
[0055]本发明中所述皮胶原蛋白来源于制革固体废物，对于取自其他生产部门产生的皮胶原，在不脱离本发明构思的前提下，制备磁性胶原蛋白改性阳离子絮凝剂，应视为属于本发明的保护范围。
[0056]皮胶原蛋白水解产物分子中含有-NH2、-C00H、-0H等功能基团，易于与Fe304磁流体结合、与丙烯酰胺接枝共聚改性，制备条件温和，操作简单。
[0057]采用上述方案，充分利用了工业废物，实现了废物资源化利用；将磁性材料用于絮凝剂的制备，利用磁场作用增强絮凝处理的固液分离效果，提高絮凝处理出水水质，降低水处理运行成本,降低絮体含水率。
【权利要求】
1.一种磁性胶原蛋白改性阳离子絮凝剂，其特征在于:主要以制革废胶原蛋白为原料，与磁流体结合制备而成。
2.一种根据权利要求1所述的磁性胶原蛋白改性阳离子絮凝剂的制备方法，其特征在于:包括以下步骤:以制革废胶原蛋白为原料，经水解、结合磁流体、接枝共聚、阳离子化后得到磁性胶原蛋白改性阳离子絮凝剂。
3.根据权利要求2所述的磁性胶原蛋白改性阳离子絮凝剂的制备方法，其特征在于:包括以下步骤: (I)制革废皮屑水解: 将适量制革废皮屑加入到反应器中，加入皮屑质量20-50倍的水，升温至60-100°C，水解反应,得到皮胶原蛋白水解液； (2)磁性胶原蛋白水解物制备: 在上述皮胶原蛋白水解液中，加入胶原蛋白质量30-60%表面活性剂，在40-70°C温度下，搅拌分散，冷却至室温后加入胶原蛋白质量30-60%的Fe3O4磁流体，超声分散，然后在快速搅拌状态下缓慢加入胶原蛋白质量10-30倍的异丙醇，再超声分散，加入戊二醛水溶液，快速搅拌，制得Fe3O4磁流体与胶原蛋白水解产物的复合物悬浮液，其中，戊二醛质量是皮屑质量的50-150%，悬浮液经磁分离后，获得的固体用异丙醇洗涤数次，在20-50°C温度下干燥后备用； (3)接枝共聚 将适量磁性胶原蛋白水解物加入到反应器中，加入磁性胶原蛋白水解物质量30-70倍的水，在40-70°C温度下，搅拌至溶解，称取磁性胶原蛋白水解物质量3-7倍的丙烯酰胺，用适量水溶解后加入上述反应器中，反应体系温度控制在70-10(TC，称取丙烯酰胺质量1-3%引发剂，用适量水溶解，进行反应； (4)阳离子化: 将上述反应体系降温至40-70°C，加入摩尔量为丙烯酰胺摩尔量0.5-0.8的甲醛，用氢氧化钠水溶液调节PH值8-10，反应，加入与甲醛摩尔量相同的二甲胺，继续反应，加入与甲醛摩尔量相同的浓盐酸，反应，得到磁性胶原蛋白改性阳离子絮凝剂。
4.根据权利要求3所述的磁性胶原蛋白改性阳离子絮凝剂的制备方法，其特征在于:步骤(I)中，升温至60-100°C，加入皮屑质量1-5%的酸，搅拌反应，调节pH值为或接近7，得到皮胶原蛋白水解液。
5.根据权利要求3或4所述的磁性胶原蛋白改性阳离子絮凝剂的制备方法，其特征在于:步骤(2)中，戊二醛水溶液的质量浓度为25%，该戊二醛水溶液的添加量为胶原蛋白质量2-6倍。
6.根据权利要求3或4所述的磁性胶原蛋白改性阳离子絮凝剂的制备方法，其特征在于:步骤(2)中，在上述皮胶原蛋白水解液中，加入胶原蛋白质量30-60%表面活性剂，在40-70°C温度下，搅拌分散60-90分钟，冷却至室温后加入胶原蛋白质量30-60%的Fe3O4磁流体，超声分散5-15分钟，然后在快速搅拌状态下缓慢加入胶原蛋白质量10-30倍的异丙醇，再超声分散5-15分钟，加入胶原蛋白质量2-6倍的质量浓度为25%的戊二醛水溶液，快速搅拌60-90分钟，制得Fe3O4磁流体与胶原蛋白水解产物的复合物悬浮液，悬浮液经磁分离后，获得的固体用异丙醇洗涤数次，在20-50°C温度下干燥后备用， 步骤(3)中，将适量磁性胶原蛋白水解物加入到反应器中，加入磁性胶原蛋白水解物质量30-70倍的水，在40-70°C温度下，搅拌至溶解，称取磁性胶原蛋白水解物质量3-7倍的丙烯酰胺，用适量水溶解后加入上述反应器中，反应体系温度控制在70-100°C，称取丙烯酰胺质量1-3%引发剂，用适量水溶解，在60-90分钟内缓慢滴加到上述反应体系中，再反应30-60分钟。
7.根据权利要求3或4所述的磁性胶原蛋白改性阳离子絮凝剂的制备方法，其特征在于:步骤(I)中，酸为浓硫酸、浓盐酸和/或其混合物，用氢氧化钠水溶液调节pH值为或接近7 ο
8.根据权利要求3或4所述的磁性胶原蛋白改性阳离子絮凝剂的制备方法，其特征在于:步骤(I)及步骤(4)中,氢氧化钠水溶液质量浓度均为20%。
9.根据权利要求3或4所述的磁性胶原蛋白改性阳离子絮凝剂的制备方法，其特征在于:步骤(3)中，引发剂为过硫酸钾、过硫酸铵、硫代硫酸钠-过硫酸钾引发体系、硫代硫酸钠-过硫酸铵引发体系、硫代硫酸钠-过氧化氢。
【文档编号】C02F1/56GK104341035SQ201410435098
【公开日】2015年2月11日 申请日期:2014年8月30日 优先权日:2014年8月30日
【发明者】王晨, 王亚军, 王西奎, 李书平, 申婷婷 申请人:齐鲁工业大学