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、淀粉的分子結構等因素的影響,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*對金屬離子的絡合能力,發(fā)現淀粉氧化物對金屬離子的絡合量較高。利用雙氧水對淀粉進行氧化,研究了*對電鍍工業(yè)六價鉻的吸附,指出*在處理電鍍廢水中具有一定優(yōu)勢。先將玉米淀粉與環(huán)氧氯丙烷交聯,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的水溶性和絡合能力,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-尿素溶液促進纖維素二醛轉化為二羧基,綠色合成無害化二羧基纖維素絮凝劑,在較寬pH范圍內4~10表現出較好的絮凝效果。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
利用淀粉羥基的活性,可進行酯化改性,得到不同結構的酯化物,通過調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,將其與聚胺復配使用,用于脫墨廢水的處理,pH=7時的投藥量為12mg/L。
用磷酸鈉對玉米淀粉進行磷酸酯化,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,當取代度為0.024、投藥量為3~4 mg/L時,絮凝效果較聚丙烯酰胺等有機高分子絮凝劑好,具有成本低、市場競爭力強等特點。
用2,4-雙(二甲氨基)-6 氯-(1,3,5)三嗪對淀粉進行酯化改性,制得對pH敏感的絮凝劑。當pH=2時,廢水的脫色率可達97%,利用溶液pH變化對絮凝劑進行再生,當 pH=8時再生率可達80%。五次循環(huán)使用后,廢水的脫色率仍在94%以上,被認為是高效脫色劑。
離子液體催化酯化反應
離子液體作為環(huán)境友好型溶劑和催化劑,具有反應速率快、轉化率高、選擇性高、催化劑可重復使用等優(yōu)點。研究發(fā)現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溶劑和催化劑。
淀粉在均相下進行酯化反應,取代度可高達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溶劑,將高直鏈淀粉與不同酸酐進行酯化反應。結果表明,離子液體用量是影響改性淀粉的結構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溶劑和催化劑多用于造紙、制藥、塑料等相關行業(yè)中,以提高抗水性能和熱塑性能。相信隨著技術的進步,離子液體用于催化淀粉改性制備絮凝劑的研究將會取得更大進展和應用。
接枝共聚改性
一般來說絮凝劑應具有較大的分子量,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,引入不同官能團和調節(jié)親水-親油鏈段結構,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方法。
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