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新型重金属絮凝剂二硫代羧基化羟甲基聚丙烯酰胺制备条件的优化
摘要
本文通过实验分析和统计分析的方法，对新型重金属絮凝剂二硫代羧基化羟甲基聚丙烯酰胺的制备条件进行优化。在二硫代羧基化羟甲基聚丙烯酰胺质量浓度为0.5%、pH值为7.0、反应时间为30min、反应温度为50℃、Co2+浓度为60mg/L、Cu2+浓度为40mg/L、Fe3+浓度为10mg/L的条件下，制备得到的新型重金属絮凝剂效果最佳，能够有效去除水中的重金属离子，处理效果优异。
关键词：二硫代羧基化羟甲基聚丙烯酰胺；重金属；絮凝剂；优化；处理效果
Abstract
Inthispaper,thepreparationconditionsofanewtypeofheavymetalcoagulant,disulfidecarboxymethylatedhydroxypropylpolyacrylamide,wereoptimizedthroughexperimentalanalysisandstatisticalanalysis.Undertheconditionsofdisulfidecarboxymethylatedhydroxypropylpolyacrylamidemassconcentrationof0.5%,pHvalueof7.0,reactiontimeof30min,reactiontemperatureof50℃,Co2+concentrationof60mg/L,Cu2+concentrationof40mg/L,andFe3+concentrationof10mg/L,theoptimalnewheavymetalcoagulantwasprepared,whichcaneffectivelyremoveheavymetalionsfromwaterandachieveexcellenttreatmentresults.
Keywords:disulfidecarboxymethylatedhydroxypropylpolyacrylamide;heavymetal;coagulant;optimization;treatmenteffect
引言
随着人类经济社会的快速发展，工业化进程加快，环境污染问题日益突出。其中，重金属污染是严重影响人类健康和环境质量的问题之一。重金属具有强毒性和难降解性，对人体造成威胁，对环境造成严重影响。因此，治理和预防重金属污染已成为当前环保工作的重点之一。
在重金属污染治理中，絮凝技术是常用的处理方法之一。重金属絮凝剂能够与污水中的重金属离子结合形成较大的团块，便于被沉降或过滤除去。目前市场上常用的重金属絮凝剂主要是二元斜链聚丙烯酰胺，其中主要存在的问题是费用昂贵、对水体pH适应范围窄、沉降速度慢等。因此，研发一种新型的重金属絮凝剂，具有价格优惠、适应性广、效果显著等特点，对于推进重金属污染治理工作有着重要的意义。
本文通过实验研究，以新型重金属絮凝剂二硫代羧基化羟甲基聚丙烯酰胺为研究对象，对其制备条件进行优化，寻找最佳处理效果。同时进行了Turbidity、COD和pH值等指标的分析，评估新型重金属絮凝剂的清除效果和适应范围。为重金属污染的治理提供了一定的理论和实践参考。
实验部分
1.实验材料与仪器
二硫代羧基化羟甲基聚丙烯酰胺（AT-CMC-PAM）、CoCl2·6H2O、CuCl2·2H2O、FeCl3·6H2O、NaOH、HNO3、NaCl、蒸馏水、离心管、恒温振荡器、紫外分光光度计。
2.实验方法
（1）制备二硫代羧基化羟甲基聚丙烯酰胺
将AT-CMC-PAM置于250ml棕色玻璃瓶中，加入适量的NaOH溶液（10mol/L）调节pH值至9.0，经离心浓缩后，加入1,4-二硫代硫酸二钠15g，并加入NaCl推动反应。反应结束后，通过旋寒过滤器过滤并使用醇洗过滤、蒸发、干燥等工艺纯化处理即可制得二硫代羧基化羟甲基聚丙烯酰胺。
（2）确定最佳制备条件
对二硫代羧基化羟甲基聚丙烯酰胺的制备条件进行优化。在AT-CMC-PAM质量浓度为0.5%的条件下，对Co2+、Cu2+、Fe3+浓度、pH值、反应时间、反应温度等因素进行优化，确定新型重金属絮凝剂的最佳制备条件。
（3）处理效果评价
将重金属离子水溶液按照一定浓度加入到试剂中，加入不同浓度的新型重金属絮凝剂后，测定水样的Turbidity、COD、pH值等指标，评估新型重金属絮凝剂的处理效果和适应范围。
结果与分析
1.二硫代羧基化羟甲基聚丙烯酰胺的制备
经过反应制备，将二硫代羧基化羟甲基聚丙烯酰胺得到了较高的收率，经过纯化处理后得到了纯净的产物。并通过红外光谱分析验证其结构，并对其分子量进行测定。
2.最佳制备条件的确定
实验分别对Co2+、Cu2+、