正版 有机高分子絮凝剂的制备及应用 刘明华,刘以凡,吕源财 化学

第1章 绪论 1

1．1 絮凝剂研究开发的背景和意义 1

1．1．1 水污染状况 1

1．1．2 水处理方法简介 2

1．1．3 絮凝剂研发的必要性 4

1．2 絮凝剂的分类 4

1．2．1 无机絮凝剂 4

1．2．2 有机絮凝剂 5

1．3 有机高分子絮凝剂的研究概况 6

1．3．1 合成有机高分子絮凝剂 6

1．3．2 天然高分子改性絮凝剂 8

参考文献 9



第2章 非离子型合成有机高分子絮凝剂 11

2．1 概述 11

2．2 分类 11

2．3 聚合型絮凝剂的制备 11

2．3．1 聚丙烯酰胺 12

2．3．2 聚氧化乙烯 20

2．3．3 聚乙烯醇 21

2．3．4 聚丙烯酰胺和聚氧化乙烯接枝共聚物 22

2．4 缩合型絮凝剂的制备 22

2．4．1 脲醛缩合物 22

2．4．2 酚醛缩合物 23

2．4．3 苯胺/甲醛缩合物 23

2．5 非离子型合成有机高分子絮凝剂的应用 24

2．5．1 城市污水处理中的应用 24

2．5．2 工业废水处理中的应用 24

2．5．3 工业生产中的应用 26

2．5．4 其他方面的应用 27

参考文献 28



第3章 阴离子型合成有机高分子絮凝剂 30

3．1 概述 30

3．2 分类 30

3．3 聚合型絮凝剂的制备 30

3．3．1 聚丙烯酸钠 30

3．3．2 聚-2-丙烯酰氨基-2-甲基丙磺酸 33

3．3．3 丙烯酸钠/2-丙烯酰氨基-2-甲基丙磺酸钠共聚物 33

3．3．4 甲基丙烯酸钠/2-丙烯酰氨基-2-甲基丙磺酸钠共聚物 34

3．3．5 丙烯酰胺/丙烯酸(盐)共聚物 34

3．3．6 丙烯酰胺/甲基丙烯酸甲酯/丙烯酸三元共聚物 39

3．4 高分子反应型絮凝剂的制备 41

3．4．1 水解聚丙烯酰胺 41

3．4．2 磺甲基化聚丙烯酰胺 42

3．4．3 聚-N-二膦酰基甲基丙烯酰胺 42

3．4．4 聚苯乙烯磺酸钠 42

3．5 阴离子型合成有机高分子絮凝剂的应用 43

3．5．1 工业废水处理中的应用 44

3．5．2 工业生产中的应用 45

3．5．3 其他方面的应用 48

参考文献 49



第4章 阳离子型合成有机高分子絮凝剂 51

4．1 概述 51

4．2 分类 51

4．3 聚合型絮凝剂的制备 52

4．3．1 聚二甲基二烯丙基氯化铵 52

4．3．2 聚甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵 56

4．3．3 聚甲基丙烯酸二甲氨基乙酯 56

4．3．4 丙烯酰胺/二甲基二烯丙基氯化铵共聚物 57

4．3．5 丙烯酰胺/(2-甲基丙烯酰氧乙基)三甲基氯化铵共聚物 58

4．3．6 丙烯酰胺/甲基丙烯酸二甲氨基乙酯共聚物 59

4．3．7 丙烯酰胺/丙烯酸乙酯基三甲基氯化铵共聚物 60

4．3．8 吡啶季铵盐型阳离子聚丙烯酰胺 60

4．3．9 聚-N-二甲氨基甲基丙烯酰胺乳液 61

4．3．10 聚-N-二甲氨基丙基甲基丙烯酰胺 62

4．3．11 聚乙烯胺 62

4．3．12 聚乙烯亚胺 64

4．4 高分子反应型絮凝剂的制备 65

4．4．1 聚-N-二甲氨基甲基丙烯酰胺 65

4．4．2 聚-2-乙烯咪唑啉 66

4．4．3 聚苯乙烯基四甲基氯化铵 67

4．4．4 聚乙烯醇季铵化产物 68

4．4．5 改性脲醛树脂季铵盐 69

4．4．6 改性三聚氰胺甲醛絮凝剂 69

4．5 缩合型絮凝剂的制备 70

4．5．1 氨/环氧氯丙烷缩聚物 70

4．5．2 二甲胺/环氧氯丙烷聚合物 71

4．5．3 氨/二甲胺/环氧氯丙烷聚合物 71

4．5．4 环氧氯丙烷/N，N-二甲基-1，3-丙二胺聚合物 71

4．5．5 氯化聚缩水甘油三甲基氯化铵 72

4．5．6 胍/环氧氯丙烷聚合物 72

4．5．7 双氰胺/环氧氯丙烷聚合物 73

4．5．8 双氰胺/甲醛聚合物及其改性产品 73

4．5．9 改性甲醇氨基氰基脲/甲醛缩合物 76

4．5．10 二氯乙烷/四亚乙基五胺缩聚物 77

4．6 阳离子型合成有机高分子絮凝剂的应用 77

4．6．1 污泥脱水中的应用 77

4．6．2 工业废水处理中的应用 80

4．6．3 工业生产中的应用 86

4．6．4 其他用途 89

参考文献 89



第5章 两性型合成有机高分子絮凝剂 93

5．1 概述 93

5．2 分类 94

5．3 聚合型絮凝剂的制备 94

5．3．1 丙烯酸钠/甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵共聚物 94

5．3．2 苯乙烯磺酸钠/丙烯酸乙酯基三甲基氯化铵共聚物 95

5．3．3 4-乙烯基吡啶/4-乙酰氧基苯乙烯共聚物 96

5．3．4 丙烯酰胺/丙烯酸钾/甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵共聚物 96

5．3．5 丙烯酰氨基-2-甲基丙磺酸（钠）/丙烯酸乙酯基三甲基氯化铵共聚物 97

5．3．6 丙烯酰胺/丙烯酸钠/二甲基二烯丙基氯化铵共聚物 97

5．3．7 丙烯酰胺/丙烯酰氨基-2-甲基丙磺酸钠/二甲基二烯丙基氯化铵共聚物 98

5．3．8 丙烯酰胺/丙烯酸钠/甲基丙烯酸二甲氨基乙酯共聚物 99

5．3．9 丙烯酰胺/二甲基二烯丙基氯化铵/马来酸共聚物 100

5．3．10 丙烯酸/丙烯酸甲酯/甲基丙烯酸二甲氨基乙酯共聚物 100

5．3．11 丙烯酰氨基-2-甲基丙磺酸钠/N-乙烯基-N-甲基乙酰胺/二甲基二烯丙基氯化铵共聚物 101

5．3．12 丙烯酰氨基-2-甲基丙磺酸钠/丙烯酸钠/丙烯酸乙酯基三甲基氯化铵共聚物 101

5．3．13 丙烯腈/丙烯酰胺/甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵/丙烯酸共聚物 102

5．3．14 丙烯酸甲氧乙酯/丙烯酸二甲氨基乙酯/丙烯酰胺共聚物 102

5．3．15 N-二甲氨基甲基丙烯酰胺/丙烯酰胺/丙烯酸钠共聚物 103

5．4 高分子反应型絮凝剂的制备 105

5．4．1 氮丙环改性丙烯酸/丙烯酰胺共聚物 105

5．4．2 N-二膦酰基甲基丙烯酰胺/二甲基二烯丙基氯化铵共聚物 106

5．4．3 磺甲基丙烯酰胺/二甲基二烯丙基氯化铵共聚物 106

5．4．4 两性聚丙烯酰胺 107

5．4．5 丙烯酰胺/丙烯酸共聚物的Mannich 反应产物 108

5．4．6 聚丙烯腈与双氰胺反应物及其改性产品 109

5．4．7 聚-N-二甲氨基甲基丙烯酰胺 109

5．4．8 聚-2-乙烯咪唑啉 111

5．4．9 聚苯乙烯基四甲基氯化铵 112

5．4．10 聚乙烯醇季铵化产物 112

5．4．11 改性脲醛树脂季铵盐 113

5．4．12 改性三聚氰胺甲醛絮凝剂 113

5．5 缩合型絮凝剂的制备 114

5．5．1 含膦酸基团的双氰胺/甲醛聚合物 114

5．5．2 含磺酸基的双氰胺/甲醛聚合物 115

5．5．3 氨/环氧氯丙烷缩聚物 115

5．5．4 二甲胺/环氧氯丙烷聚合物 115

5．5．5 氨/二甲胺/环氧氯丙烷聚合物 116

5．5．6 环氧氯丙烷/N，N-二甲基-1，3-丙二胺聚合物 116

5．5．7 氯化聚缩水甘油三甲基胺 117

5．5．8 胍/环氧氯丙烷聚合物 117

5．5．9 双氰胺/环氧氯丙烷聚合物 117

5．5．10 改性甲醇氨基氰基脲/甲醛缩合物 118

5．6 两性型合成有机高分子絮凝剂的应用 118

5．6．1 污泥脱水中的应用 119

5．6．2 工业废水处理中的应用 120

5．6．3 其他方面的应用 122

参考文献 123



第6章 非离子型天然有机高分子改性絮凝剂 125

6．1 概述 125

6．2 分类 125

6．3 淀粉/丙烯酰胺接枝共聚物的制备 125

6．3．1 水溶液聚合 126

6．3．2 乳液聚合 133

6．4 β-环糊精改性产品的制备 134

6．4．1 β-环糊精/聚丙烯酰胺接枝化合物 134

6．4．2 水溶性β-环糊精交联聚合物 135

6．5 改性瓜尔胶产品的制备 135

6．5．1 瓜尔胶的纯化 136

6．5．2 瓜尔胶/丙烯酰胺接枝共聚物 136

6．5．3 羟丙基瓜尔胶/丙烯酰胺接枝共聚物 137

6．6 F691/丙烯酰胺接枝共聚物的制备 137

6．7 非离子型天然有机高分子改性絮凝剂的应用 138

6．7．1 工业废水处理中的应用 138

6．7．2 污泥脱水中的应用 141

6．7．3 工业生产中的应用 141

参考文献 143



第7章 阴离子型天然有机高分子改性絮凝剂 145

7．1 概述 145

7．2 分类 145

7．3 改性淀粉类絮凝剂的制备 145

7．3．1 磷酸酯化 145

7．3．2 黄原酸酯化 148

7．3．3 羧甲基化 148

7．3．4 接枝共聚 150

7．3．5 共聚物的改性 155

7．4 黄原胶及其改性产品的制备 156

7．4．1 黄原胶的制备 156

7．4．2 丙烯酰胺改性黄原胶产品的制备 157

7．5 改性羧甲基纤维素絮凝剂的制备 158

7．5．1 羧甲基纤维素的制备 158

7．5．2 羧甲基纤维素接枝共聚物的制备 161

7．5．3 羧甲基纤维素复合絮凝剂的制备 163

7．6 改性海藻酸钠的制备 164

7．6．1 海藻酸钠-壳聚糖的制备 164

7．6．2 氨基硫脲-海藻酸钠的制备 164

7．7 改性木质素类絮凝剂的制备 165

7．7．1 木质素磺酸盐的制备 166

7．7．2 木质素磺酸盐接枝共聚物的制备 167

7．8 植物单宁及其接枝共聚物的制备 168

7．8．1 植物单宁的提取 168

7．8．2 植物单宁接枝共聚物的制备 169

7．8．3 磺甲基化单宁的制备 170

7．9 F691改性产品的制备 170

7．9．1 F691的羧甲基化 170

7．9．2 羧甲基化F691的改性 171

7．10 阴离子型天然有机高分子改性絮凝剂的应用 171

7．10．1 工业废水处理中的应用 171

7．10．2 工业生产中的应用 174

参考文献 177



第8章 阳离子型天然有机高分子改性絮凝剂 180

8．1 概述 180

8．2 分类 180

8．3 改性淀粉类絮凝剂的制备 180

8．3．1 季铵化改性 181

8．3．2 接枝共聚 187

8．3．3 接枝共聚物的改性 190

8．4 改性木质素类絮凝剂 195

8．4．1 季铵化改性 195

8．4．2 Mannich反应 196

8．4．3 接枝共聚 197

8．4．4 木质素/丙烯酰胺接枝共聚物的改性 198

8．4．5 缩聚反应 198

8．5 改性纤维素类絮凝剂的制备 198

8．5．1 阳离子化改性 199

8．5．2 接枝共聚 201

8．5．3 接枝共聚物的改性 201

8．6 壳聚糖及其季铵化产品 202

8．6．1 甲壳素和壳聚糖的制备 203

8．6．2 壳聚糖季铵盐的制备 204

8．7 F691改性产品 204

8．8 阴离子型天然有机高分子改性絮凝剂的应用 207

8．8．1 改性淀粉类絮凝剂的应用 207

8．8．2 改性木质素类絮凝剂的应用 215

8．8．3 改性纤维素类絮凝剂的应用 216

8．8．4 壳聚糖的应用 217

8．8．5 F691改性产品的应用 225

参考文献 230



第9章 两性型天然有机高分子改性絮凝剂 236

9．1 概述 236

9．2 分类 237

9．3 改性淀粉类絮凝剂的制备 237

9．3．1 一般的化学改性方法 238

9．3．2 接枝共聚 242

9．3．3 接枝共聚物的改性 246

9．4 改性木质素类絮凝剂的制备 250

9．4．1 木质素磺酸盐的Mannich 反应 250

9．4．2 木质素磺酸盐的接枝共聚 250

9．4．3 接枝共聚物的改性 250

9．5 改性壳聚糖类絮凝剂的制备 252

9．5．1 羧甲基壳聚糖的制备 252

9．5．2 黄原酸化壳聚糖钠盐的制备 253

9．5．3 壳聚糖磷酸酯的制备 253

9．6 改性纤维素类絮凝剂的制备 254

9．6．1 醚化反应 254

9．6．2 接枝共聚 257

9．6．3 接枝共聚物的改性 259

9．7 F691改性絮凝剂的制备 261

9．7．1 CGAC的制备 261

9．7．2 两性高分子絮凝剂CGAAC的制备 261

9．8 两性型天然有机高分子改性絮凝剂的应用 262

9．8．1 天然源水处理中的应用 262

9．8．2 印染废水处理中的应用 262

9．8．3 油田废水处理中的应用 264

9．8．4 制药废水处理中的应用 265

9．8．5 其他工业废水处理中的应用 265

9．8．6 污泥的絮凝脱水性能研究 266

9．8．7 其他方面的应用 270

参考文献 270



第10章 有机-无机复合絮凝剂 273

10．1 概述 273

10．2 合成高分子-无机复合絮凝剂 273

10．2．1 合成高分子-铝系复合絮凝剂 273

10．2．2 合成高分子-铁系复合絮凝剂 274

10．2．3 合成高分子-无机复合絮凝剂的应用 275

10．3 天然高分子-无机复合絮凝剂 278

10．3．1 天然高分子-无机复合絮凝剂的制备 278

10．3．2 天然高分子-无机复合絮凝剂的应用 280

参考文献 281



附录 部分专业术语中英文对照 284

刘明华，福州大学环境与资源学院，院长、教授，汉族，九三学社成员，于2000年6月毕业于四川大学轻纺与食品学院，获工学博士学位，2000年6月至2002年6月在华南理工大学制浆造纸工程国家重点实验室作博士后研究，2002年7月至今于福州大学环境与资源学院工作，现任院长、教授、博士生导师，福建省生物质技术开发基地主任，主要从事精细化学品、环境友好材料、生物质能源和可再生资源高值化利用方面的研究。在教学方面，主要承担《环境材料学》、《水处理剂制备及应用》、《水污染控制工程》、《环保药剂研究与应用》、《再生资源导论》等课程的教学工作。在科技攻关方面，先后主持了国家863课题、国家九五攻关课题、国家自然科学基金等30多项国家和省部 级科研项目。已申请国家发明专利54件，其中已授权43件；出版编著15部，并在国内外核心期刊上发表论文110多篇，其中被SCI、EI和ISTP收录80多篇。在科技转化方面，先后与福建清源科技有限公司、石狮市清源精细化工有限公司、福建金源泉科技发展有限公司、福建省环境保护设计院等多家省内外企事业单位在水处理药剂、染料分散剂、木质素改性产品、水煤浆添加剂、印染还原剂等新产品的研究与开发方面开展合作，项目合作金额高达2000多万，部分产品已产业化，取得了较好的经济效益和社会效益。凭借自身对科研事业的执着以及科技成果转化水平，先后获得福建省技术发明奖三等奖、福建省专利奖三等奖、福建省优 秀科技工作者、卢嘉锡优 秀导师奖、宝钢优 秀教师奖、福建紫金科技创新奖、6?18突出贡献奖、中国产学研合作创新奖、国家发明创业奖、福建省十大杰出青年、福建青年科技奖、运盛青年科技奖等24项国家和省部级奖励。

本书系统介绍了有机高分子絮凝剂的制备及应用的机理和方法，有机高分子絮凝剂在世界及我国的发展，各类有机高分子絮凝剂的制备、形态分布、结构形貌、絮体特性、絮凝动力学、絮凝机理、絮凝行为和应用效果，本书参考了国内外文献、著作，紧跟国内外有机高分子絮凝剂的研究发展，并对资料进行整理，书中还包括作者多年来在絮凝剂方面的研究心得，内容丰富，实用性强。

本书共10章，主要介绍了有机高分子絮凝剂的研究概况，以及非离子型合成有机高分子絮凝剂、阴离子型合成有机高分子絮凝剂、阳离子型合成有机高分子絮凝剂、两性型合成有机高分子絮凝剂、非离子型天然有机高分子改性絮凝剂、阴离子型天然有机高分子改性絮凝剂、阳离子型天然有机高分子改性絮凝剂、两性型天然有机高分子改性絮凝剂以及有机-无机复合絮凝剂等各种分类、性能、制备及其在水处理中的应用情况等;并在书后附有有机高分子絮凝剂产品的部分专业术语中英文对照。
本书侧重有机高分子絮凝剂的制备工艺及其在环境工程中的应用，具有较强的技术性和针对性，可供絮凝剂研究、污水处理等领域的工程技术人员、科研人员和管理人员阅读，也可供高等学校环境工程、资源循环科学与工程、市政工程、化学工程及相关专业的师生参考。

本书系统介绍了有机高分子絮凝剂的制备及应用的机理和方法，有机高分子絮凝剂在世界及我国的发展，各类有机高分子絮凝剂的制备、形态分布、结构形貌、絮体特性、絮凝动力学、絮凝机理、絮凝行为和应用效果，本书参考了国内外文献、著作，紧跟国内外有机高分子絮凝剂的研究发展，并对资料进行整理，书中还包括作者多年来在絮凝剂方面的研究心得，内容丰富，实用性强。