宽pH值适应性木质素絮凝剂的制备及其对乳化含油废水的处理

张陶; 桂晓慧; 陈腾飞; 周景蓬; 李海明; 王兴; 郭延柱; 张凤山

张陶,桂晓慧,陈腾飞,周景蓬,李海明,王兴,郭延柱,张凤山.宽pH值适应性木质素絮凝剂的制备及其对乳化含油废水的处理[J].中国造纸学报,2022,37(3):28-36

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宽pH值适应性木质素絮凝剂的制备及其对乳化含油废水的处理

Synthesis of Lignin-based Flocculants with Wide pH Adaptability and Its Treatment on Wastewater Containing Emulsified Oil

投稿时间：2021-09-15

DOI：10.11981/j.issn.1000-6842.2022.03.28

中文关键词: 木质素阳离子絮凝剂乳化含油废水

Key Words:lignin cationic flocculant emulsified-oil wastewater

基金项目:国家自然科学基金面上项目（22078036）；辽宁省兴辽英才计划青年拔尖人才项目（XLYC1807232）；中国博士后科学基金第69批面上资助二等（2021M691106）；山东省博士后创新项目二等。

作者	单位	邮编
张陶^*	辽宁省生物质化学与材料重点实验室，辽宁木质纤维生物质精炼协同创新中心，大连工业大学轻工与化学工程学院，辽宁大连，116034	116034
桂晓慧	辽宁省生物质化学与材料重点实验室，辽宁木质纤维生物质精炼协同创新中心，大连工业大学轻工与化学工程学院，辽宁大连，116034	116034
陈腾飞	辽宁省生物质化学与材料重点实验室，辽宁木质纤维生物质精炼协同创新中心，大连工业大学轻工与化学工程学院，辽宁大连，116034 山东博汇集团有限公司，山东淄博，256405	256405
周景蓬	山东华泰纸业股份有限公司，山东东营，257335	257335
李海明	辽宁省生物质化学与材料重点实验室，辽宁木质纤维生物质精炼协同创新中心，大连工业大学轻工与化学工程学院，辽宁大连，116034	116034
王兴	辽宁省生物质化学与材料重点实验室，辽宁木质纤维生物质精炼协同创新中心，大连工业大学轻工与化学工程学院，辽宁大连，116034	116034
郭延柱	辽宁省生物质化学与材料重点实验室，辽宁木质纤维生物质精炼协同创新中心，大连工业大学轻工与化学工程学院，辽宁大连，116034 山东博汇集团有限公司，山东淄博，256405 山东华泰纸业股份有限公司，山东东营，257335	257335
张凤山	山东华泰纸业股份有限公司，山东东营，257335	257335

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中文摘要:

以预水解木质素为原料，甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵（METAC）和丙烯酰胺（AM）为接枝单体，过硫酸钾（KPS）为引发剂，通过接枝聚合反应制备了阳离子型木质素三元接枝聚合物（LAM），探讨了pH值、KPS用量、METAC/木质素摩尔比、AM/木质素摩尔比等对LAM电荷密度、溶解度和接枝率的影响，并利用傅里叶变换红外光谱（FT-IR）、电荷滴定等技术对LAM的结构和性能进行表征。结果表明，在pH值为5、KPS用量为4.0 wt%、METAC/木质素摩尔比为2.5、AM/木质素摩尔比为2.5条件下制备的LAM性能最优，电荷密度为2.38 mmol/g，溶解度为8.92 g/L，METAC和AM的接枝率分别为166.2%和70.1%；与木质素接枝METAC二元聚合物相比，LAM对废水中乳化油具有优异的絮凝效果，去除率达91%以上且表现出宽pH值适应性。

Abstract:

The cationic lignin ternary graft polymer （LAM） was prepared by radical polymerization reaction using pre-hydrolyzed lignin as raw material，［2-（methacryloyloxy） ethyl］ trimethylammonium chloride （METAC） and acrylamide （AM） as graft monomers， and potassium persulfate （KPS） as initiator. The effects of pH value， KPS dosage， METAC/lignin molar ratio， AM/lignin molar ratio， and other conditions on the charge density， solubility， and grafting rate of LAM were investigated； the structure and properties of LAM were characterized by Fourier transform infrared spectroscopy （FT-IR）， charge titration， etc. The results showed that LAM prepared at pH value of 5， KPS dosage 4.0 wt%， METAC/lignin molar ratio 2.5， and AM/lignin molar ratio 2.5 had the optimum performance with a charge density of 2.38 mmol/g， solubility of 8.92 g/L， graft ratio of 166.2% for METAC and 70.1% for AM. Compared with the lignin-grafted METAC binary polymer， LAM showed a wide range of pH adaptability and had an excellent flocculation effect on emulsified-oil in wastewater， with removal rate of over 91%.

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