一种超支化木质素基阳离子淀粉多功能复合型絮凝剂及其制备与应用.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113651963A(43)申请公布日2021.11.16(21)申请号202110805800.0C02F101/20(2006.01)(22)申请日2021.07.16(71)申请人华南理工大学地址510640广东省广州市天河区五山路381号(72)发明人刘伟峰曾佳邱学青黄锦浩杨东杰张冬桥楼宏铭(74)专利代理机构广州市华学知识产权代理有限公司44245代理人殷妹(51)Int.Cl.C08G81/00(2006.01)C08H7/00(2012.01)C02F1/56(2006.01)C02F101/10(2006.01)权利要求书2页说明书9页(54)发明名称一种超支化木质素基阳离子淀粉多功能复合型絮凝剂及其制备与应用(57)摘要本发明公开了一种超支化木质素基阳离子淀粉多功能复合型絮凝剂及其制备与应用。本发明首先通过烷烃桥联反应提高木质素的分子量，然后对高分子量木质素进行羧甲基化改性，最后使用工业级阳离子淀粉为原料，通过交联剂，与改性的木质素进行接枝反应，合成具有优良絮凝性能的超支化木质素基阳离子淀粉多功能复合型絮凝剂。本发明方法有效地克服了木质素基絮凝剂的合成步骤繁琐、成本高、不可完全降解、产物分子量低、絮凝效率低以及絮凝范围单一的问题。CN113651963ACN113651963A权利要求书1/2页1.一种超支化木质素基阳离子淀粉多功能复合型絮凝剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将木质素配制成pH为11～13的碱溶液，加热至50～110℃，加入交联剂，反应2～4h，反应结束得到高分子量木质素；(2)将高分子量木质素配制成碱溶液，升温至40～80℃，然后加入羧基化改性剂，反应2～4h，最后经过旋蒸、干燥得到高羧甲基含量的高分子量木质素；(3)将阳离子淀粉加入超纯水，升温糊化，然后加入交联剂，反应1～3h，反应结束后加入碱化试剂，调整溶液的pH为11～13，再加入步骤(2)高羧甲基含量的高分子量木质素，于50～80℃反应1～3h，反应结束，纯化，得到超支化木质素基阳离子淀粉多功能复合型絮凝剂。2.根据权利要求1所述一种超支化木质素基阳离子淀粉多功能复合型絮凝剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述木质素和交联剂的质量比为10:1～10:3；步骤(1)所述交联剂为1,6‑二溴己烷、环氧氯丙烷和甲醛中的至少一种。3.根据权利要求1所述一种超支化木质素基阳离子淀粉多功能复合型絮凝剂的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述高分子量木质素和羧基化改性剂的质量比为10:12.3～10:18.2；步骤(2)所述羧基化改性剂为一氯乙酸钠、溴乙酸钠和衣康酸中的至少一种。4.根据权利要求1所述一种超支化木质素基阳离子淀粉多功能复合型絮凝剂的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述阳离子淀粉、交联剂和高羧甲基含量的高分子量木质素的质量比为(1～3)：(0.5～3)：1；步骤(3)所述交联剂为1,6‑二溴己烷、环氧氯丙烷和甲醛中的至少一种；步骤(3)所述阳离子淀粉为玉米阳离子淀粉、木薯阳离子淀粉、蜡质淀粉和马铃薯阳离子淀粉中的至少一种，取代度为0.02～0.1。5.根据权利要求1所述一种超支化木质素基阳离子淀粉多功能复合型絮凝剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述木质素为造纸工业中碱法制浆所得到的副产物碱木质素、木质纤维素发酵制乙醇提取的酶解木质素、有机溶剂法从木质纤维素中提取的有机溶剂木质素和亚硫酸盐法制浆的副产物木质素磺酸盐中的至少一种；其中亚硫酸盐法制浆的副产物木质素磺酸盐为木质素磺酸钙、木质素磺酸钠和木质素磺酸中的至少一种。6.根据权利要求1所述一种超支化木质素基阳离子淀粉多功能复合型絮凝剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述碱溶液中木质素的质量浓度为10～33％；步骤(2)所述碱溶液中高分子量木质素的质量浓度为10～30％；步骤(3)所述超纯水中阳离子淀粉的质量浓度为1～10％；步骤(3)所述高羧甲基含量的高分子量木质素以碱溶液形式加入，高羧甲基含量的高分子量木质素在该碱溶液中的质量浓度为5～10％，碱溶液为2.0～5.0mol/L的氢氧化钠和/或氢氧化钾水溶液。7.根据权利要求1所述一种超支化木质素基阳离子淀粉多功能复合型絮凝剂的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述糊化的温度为50～80℃，时间为30～60min。8.根据权利要求1所述一种超支化木质素基阳离子淀粉多功能复合型絮凝剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)、(2)中碱溶液所用的碱以及步骤(3)所述碱化试剂均为氢氧化钠2CN113651963A权利要求书2/2页和/或氢氧化钾，步骤(3)中碱化试剂以水溶液的形式加入，步骤(1)、(2)中碱溶液以及步骤(3)中碱化试剂水溶液的浓度均为2.