申请日2017.05.23
公开(公告)日2017.08.04
IPC分类号C02F11/14
摘要
本发明公开了一种环糊精改性纳米球污泥调理剂及其制备方法，包括以下步骤：1)用去离子水或蒸馏水配制质量浓度0.2‑0.6%的β‑环糊精溶液，用HCl或H2SO4调节pH到2‑6;2)取0.6ml的2，3‑环氧丙基三甲基氯化铵(ETMAC)添加到50ml环糊精溶液中，再倒入装有冷凝回流管的100ml烧瓶中;3)用磁力搅拌器加热到200‑210℃并连续搅拌混合液1‑3小时;4)将得到的固体在‑45℃下抽真空冷冻干燥24小时后收集起来，得到污泥调理剂。本发明的脱水和环保性能优良，适合作为污泥处理的调理剂。
权利要求书
1.一种环糊精改性纳米球污泥调理剂的制备方法，包括以下步骤：
1)用去离子水或蒸馏水配制质量浓度0.2-0.6%的β-环糊精溶液，用HCl或H2SO4调节pH到2-6;
2)取0.6ml的2，3-环氧丙基三甲基氯化铵(ETMAC)添加到50ml环糊精溶液中，再倒入装有冷凝回流管的100ml烧瓶中;
3)用磁力搅拌器加热到200-210℃并连续搅拌混合液1-3小时;
4)将得到的固体在-45℃下抽真空冷冻干燥24小时后收集起来，得到污泥调理剂。
2.一种环糊精改性纳米球污泥调理剂，其特征在于：由权利要求1所述的制备方法制成。
3.根据权利要求2的环糊精改性纳米球污泥调理剂，其特征在于：作为污泥处理的絮凝剂，在进行污泥脱水前加入所述环糊精改性纳米球污泥调理剂，然后再利用压滤机进行脱水。
说明书
一种环糊精改性纳米球污泥调理剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及污泥调理剂技术领域，具体涉及一种环糊精改性纳米球污泥调理剂及其制备方法。
背景技术
环糊精(Cyclodextrin，CD)早在1891年就由Villiers首次从淀粉杆菌的淀粉消化液里发现，至今已有一百多年的历史。它是由环糊精葡萄糖残基转移酶Cyclodextringlycosyltransferase，CGTase)作用于淀粉、糖原、麦芽寡聚糖等葡萄糖聚合物而形成的由6-12个D-吡喃葡萄糖基以α-1，4-葡萄糖苷键连接而成的环状低聚糖。目前工业中所用的环糊精主要是α-、β-和γ-环糊精及其衍生物，分别对应于6、7和8个葡萄糖单元，尤其以β-环糊精应用最为广泛。
早在30年代就已经证实环糊精能形成包埋复合物，直到50年代对环糊精包埋复合物的研究才趋于成熟，继而发现环糊精能形成包络物，从而在食品、医药、化妆品、香精等方面的应用不断扩大，相关领域研究工作也随之活跃起来，近年来由于环糊精的酶被逐渐发现以及工业技术、工业的不断完善和应用领域的扩大，环糊精已经成为紧俏的化工产品。
鉴于α-、β-和γ-环糊精性质不同，α-CD分子空洞空隙较小，通常只能包接较小分子的客体物质，应用范围较小;γ-CD的分子洞大，但其生产成本高，工业上不能大量生产，其应用受到限制;β-CD的分子洞适中，应用范围广，生产成本低，是目前工业上使用最多的环糊精产品。但β-CD的疏水区域及其催化活性有限，使其在应用上受到一定的限制。为了克服环糊精本身缺点，所以要对环糊精母体进行改性处理，引入修饰基团，以此得到环糊精衍生物，从而广泛应用于各种工业。
现今污水处理厂剩余污泥的处理方法多采用有机高分子絮凝剂如聚丙烯酰胺(PAM)，无机混凝剂如聚合氯化铝(PAC)，这些调理剂或多或少存在着低毒性、难降解、对人类生活环境具有潜在危险的特点，而β-环糊精结构特殊、增稠性强以及能改变聚合物表面张力的特性，而且无毒、对人体无害、无二次污染，因此具有替代现有污泥调理剂的潜力。
综上，开发一种环糊精改性纳米球污泥调理剂，对于得到一种环境友好型的污泥调理剂，同时提高污泥脱水性能有重要意义。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种环糊精改性纳米球污泥调理剂及其制备方法，用以解决现有技术存在的脱水性能差，应用范围小的技术问题，以得到一种具有良好脱水和环保性能的纳米颗粒污泥调理剂。
本发明的技术解决方案是，提供一种以下步骤的环糊精改性纳米球污泥调理剂的制备方法，包括以下步骤：
1)用去离子水或蒸馏水配制质量浓度0.2-0.6%的β-环糊精溶液，用HCl或H2SO4调节pH到2-6;
2)取0.6ml的2，3-环氧丙基三甲基氯化铵(ETMAC)添加到50ml环糊精溶液中，再倒入装有冷凝回流管的100ml烧瓶中;
3)用磁力搅拌器加热到200-210℃并连续搅拌混合液1-3小时;
4)将得到的固体在-45℃下抽真空冷冻干燥24小时后收集起来，得到污泥调理剂。
本发明的另一技术解决方案是，提供一种以下的环糊精改性纳米球污泥调理剂，由上述方法制备而成。
采用本发明，与现有技术相比，具有以下优点：本发明将环糊精没有一定的熔点，加热到约200℃开始分解，有较好的热稳定性;无吸湿性，但容易形成各种稳定的水合物;它的疏水性空洞内可以嵌入各种有机化合物，形成包接复合物，并改变被包络合物的物理和化学性质;可以在环糊精分子上交链许多官能团或将环糊精交链与聚合物上，形成化学改性或者以环糊精为单体进行聚合，从而得到改性的环糊精。本发明的方法通过β-环糊精容易形成包埋复合物，利用阳离子2，3-环氧丙基三甲基氯化铵(ETMAC)将β-环糊精改性成为阳离子β-环糊精-2-羟丙基三甲基氯化铵(HPTA-βCD)，使其具有混凝功能，从而具有良好的污泥调理作用。该方法操作方便，改性后产物冷干后，尺寸极小，属于纳米级混凝剂，溶解后作为污泥调理剂，脱水性能良好。
