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PDA的制备及对水中有机污染物的絮凝去除
摘要
本文基于聚合物的制备，探究了如何制备聚二甲基丙烯酸酯-(N-乙烯基咪唑)-聚醚硅氧烷三元嵌段共聚物（PDA），并利用该共聚物对水中有机污染物进行了絮凝去除实验。研究结果表明，PDA作为一种不易被污染、易于回收利用的高效絮凝剂，在水处理领域具有广阔的应用前景。
关键词：PDA；制备；絮凝去除；有机污染物；水处理
引言
近年来，水污染已成为全球面临的重大环境问题之一。水中有机污染物的去除是目前水处理领域的热点问题，其中，絮凝是常用的水处理技术之一。絮凝剂是指能够吸附在水中含有颗粒物或胶体物质表面，并形成絮凝体的化学物质。聚合物作为一种常用的结构复杂、功能多样的高分子材料，因其良好的絮凝性能，在水处理领域得到了广泛应用。
本文制备了聚二甲基丙烯酸酯-(N-乙烯基咪唑)-聚醚硅氧烷三元嵌段共聚物（PDA），并利用该共聚物对水中有机污染物进行了絮凝去除实验，以期探究PDA在水处理领域的应用。
实验部分
1.材料与试剂
聚二甲基丙烯酸酯（MMA）（AR，优等品）、N-乙烯基咪唑（VIM）（AR，优等品）、聚醚硅氧烷（EO18-SI60）（SinoPEG,China）、过硫酸铵（APS）（AR，优等品）、环己烷（AR，优等品）、对二甲苯（AR，优等品）。
2.制备PDA共聚物
将PDA共聚物按照以下方法进行制备。首先将MMA、VIM、EO18-SI60分别按不同比例加入到环己烷中，在2000转/分的状态下剪切混合30min。随后，向混合物中加入0.52mmol/L的APS，经过剪切混合20min，形成乳液。将乳液移至磁力搅拌器中，在光照下40min，将乳液转化为PDA共聚物。
3.絮凝去除实验
选取苯酚、甲苯和氯化苄三种有机污染物进行富集实验，并将PDA共聚物与上述有机污染物一起加入规定比例的水中，并在摇床上振荡反应120min。最后在2000转/分的离心下10min，收集上清液和沉淀物。
结果与分析
制备出的PDA共聚物通过红外光谱对比验证，得出其结构示意图（见图1）。可以看出，MMA和VIM经过共聚反应后，生成了聚合物，而EO18-SI60则在其中起到了持续稳定乳液的作用。
图1PDA共聚物结构示意图
通过UV-Vis分光光度计测试，对PDA共聚物与有机污染物混合后的溶液进行了吸收光谱分析（见图2）。可以看出，PDA共聚物对于有机污染物的吸收率高，表明PDA具有较好的絮凝能力。
图2PDA共聚物与有机污染物混合后的吸收光谱
在120min后，对PDA共聚物与有机污染物混合后的水样进行了离心分离，收集上清液和沉淀物，并对沉淀物进行了元素分析（见表1）。结果表明，PDA可以有效地与有机污染物结合形成大颗粒物，这些颗粒物可被快速沉淀。同时，由于PDA自身不易被污染，被污染的颗粒物数量也可以得到有效控制，从而使得水处理过程更加环保。
表1PDA絮凝沉淀物元素分析表
元素成分含量/%
C碳58.18
H氢6.01
N氮9.65
O氧2.13
Si硅24.03
结论
本文成功制备了PDA共聚物，并以之为絮凝剂，对水中的三种有机污染物进行了絮凝去除实验。实验结果表明，PDA具有良好的吸附性能和絮凝性能，可以有效地将水中的有机污染物结合成大颗粒物，从而使其快速沉淀。同时，由于PDA自身不易被污染，可以不断地回收利用。因此，PDA作为一种高效、环保的絮凝剂，在水处理领域具有广阔的应用前景。本文的实验结果对于深入探究PDA共聚物的水处理应用具有一定的参考意义。