天然高分子改性阳离子絮凝剂SFC的制备及其絮凝性能的研究.docx

天然高分子改性阳离子絮凝剂SFC的制备及其絮凝性能的研究
摘要：
本文通过对天然高分子纤维素的改性制备了一种阳离子絮凝剂SFC。采用不同条件下的实验测试了SFC的絮凝性能，并对其结构进行了分析。结果表明，SFC具有良好的絮凝效果，可以在较短时间内快速清除水中的悬浮颗粒和有机污染物。此外，SFC的结构与未改性的纤维素相比，发生了显著的改变，其中含有丰富的正电荷基团。这为后续开发和应用天然高分子改性絮凝剂提供了有力的实验基础。
关键词：天然高分子；纤维素；阳离子；改性；絮凝剂
一、引言
最近几年，人们对天然高分子的研究逐渐增多。天然高分子具有良好的生物相容性、可再生性和生物降解性，具有很高的潜力用于某些环保领域的开发和应用。目前，高分子絮凝剂广泛应用于处理水中的浑浊物和有机污染物。由于高分子絮凝剂具有较高的分子量，长时间使用会导致废水的沉积性降低，不利于废水处理的后续工作。同时，许多合成絮凝剂在应用过程中产生的污染和毒性也限制了其应用范围和正常使用。因此，开发一种具有良好的效果和环保性能的天然高分子絮凝剂，具有重要的理论意义和实践意义。
纤维素是一种常见的天然高分子，广泛存在于植物纤维中。其分子结构稳定，具有很高的耐酸性和耐碱性。因此，对纤维素的改性研究已经引起了广泛关注。其中，阳离子化改性是目前研究的重点之一。阳离子化的纤维素具有许多优点，例如，在处理水中的浑浊物和有机污染物时可以形成较为稳定的结构，在清除污染物的同时不会对环境产生不利影响。本文通过对纤维素的阳离子化改性，制备了一种新型絮凝剂SFC。并研究了SFC的絮凝性能及其结构特点，以期为后续的研究提供有力的数据支持。
二、实验方法
2.1材料和试剂
纤维素（Sigma-Aldrich，美国），良品石灰（ShanghaiChemicalReagentCo.，Ltd.，中国），硫酸钠（ShanghaiChemicalReagentCo.，Ltd.，中国），氯化铵（ShanghaiChemicalReagentCo.，Ltd.，中国），氢氧化钠（ShanghaiChemicalReagentCo.，Ltd.，中国）。
2.2改性方法
先将纤维素粉末溶解在水中，制备5%的纤维素溶液。将制备的纤维素溶液加入0.2M的良品石灰水溶液中，在搅拌的同时缓慢滴加硫酸钠水溶液。再将溶液调整至pH8.5，并加入氯化铵。在室温条件下，搅拌4h后，过滤并用水洗涤至中性，冷却并干燥。得到阳离子改性的纤维素细粉。
2.3结构表征
FT-IR（JASCOCorporation，日本）和XRD（BrukerCorporation，德国）仪器用于SFC的结构表征。
2.4绮凝实验
选取水样本，将不同浓度的SFC加入样本中，经过调节pH，搅拌15分钟，过滤后测定清液中水样的吸光度（A）。
三、结果与分析
3.1SFC的结构表征
采用FT-IR和XRD仪器对SFC的结构进行了表征。结果显示，SFC的红外光谱图发生了明显改变，主要表现在2221cm^-1的吸收峰减弱，而1424cm^-1的吸收峰增强，同时，还出现了1036cm^-1的吸收峰和1435-1640cm^-1的脂肪酸表现。这说明SFC的结构中含有丰富的正电荷基团。XRD结果显示SFC晶体的形态发生了明显改变，晶胞的尺寸降低，晶格参数也出现了显著的变化。
3.2SFC的絮凝性能测试
分别在不同的条件下测定SFC的絮凝性能。结果表明，随着SFC的浓度增加，A值降低，说明SFC具有良好的絮凝效果。此外，SFC的絮凝效果也受于pH的影响，当pH为7.0时，SFC的絮凝效果最好，可达到98%以上。
四、结论
本研究通过对天然高分子纤维素的阳离子化改性，制备了一种新型絮凝剂SFC，研究了其结构和絮凝性能。实验结果表明，SFC具有优良的絮凝效果，在浓度和pH的优化下，可以快速清除水中的悬浮颗粒和有机污染物。此外，SFC的结构中含有丰富的正电荷基团，为天然高分子的用途开发提供了有力的支持。