专利名称：一种疏水性高分子絮凝剂的红外光谱分析方法
技术领域：
本发明涉及一种疏水性高分子絮凝剂的红外光谱分析方法。
背景技术：
随着经济的快速发展，能源生产和消费产生的环境问题日趋严重，特别是水污染问题已成为社会各界普遍关注的热点问题。在诸多城市污水和工业废水中，石油工业含油废水最具有代表性。油田含油废水主要来自陆上和海上石油开采、加工、运输(事故和排水)、工业排水。油类污染物在水面上形成油膜，隔绝大气与水面，破坏水体的富氧条件，水中溶解氧的减少，会导致水体中的浮游生物因缺氧而窒息死亡；还会限制藻类等水生植物的光合作用，影响水体的自净；油类污染物附着于土壤颗粒表面，在土壤中形成油膜，使空气难以透入，破坏土壤和其中微生物的正常新陈代谢，影响农作物的正常生长；生物处理系统中，油含量超标将会影响活性污泥和生物膜的正常代谢，出水水质难以保证。因此，处理含油废水是极其必要的。含油废水中的油分通常以浮油、分散油、乳化油和溶解油等四种形式存在。由于存在形式的不同，处理含油废水的方法也就不同。目前国外油田含油污水处理采用的设施主要有沉砂池、隔油池、斜板隔油池、自然除油罐、混凝除油罐、粗粒化罐、压力沉降罐、浮选池 (柱)、压力滤罐、单阀滤罐、组合式处理装置、水力旋流分离器和精滤器等。采用的附属设施有各种缓冲制罐(池)、回收水罐(池)、反冲洗水罐(池)、污油罐、药剂设配系统、各种水泵和油水计量设施等。近年来，国外对含油污水(主要是采油污水)的处理已开发了一些新的设备，如新型密闭式浮选箱、水力旋流器、各种组合式油水分离器等。这些装置的成功开发对提高含油污水的处理效果、改进设备的处理效能、实现处理设备功能的一体化以及降低设备体积和工程造价等都大有裨益。然而并不是单一方法处理含油废水就可以达到出水水质要求的，实际废水处理工程需要几种处理方法组合成各种处理工艺系统来处理含油废水。随着科学技术的发展，近年来国内外油田含油污水的治理工艺在不断探索的同时已得到强化和改进。根据国外有关资料介绍，新的油田采油污水处理工艺的特点和重要标志是将水力旋流器引入流程，替代传统的隔油与浮选单元。美国北海油田回注含油污水处理工艺流程中，采用了 3个油水分离器和6个水力旋流器串联，处理后的水质可达到回注水的要求。其中油含量由200 500mg/L(主要以0/W型乳状液形式存在)降至20 30mg/L以下。另外，美国在新建的含油污水处理站中其处理工艺许多采用了气浮除油技术。美国墨西哥海湾油田采油污水处理工艺流程由油水分离器、絮凝、气浮、GAC-FBR(活性炭生物流化床反应器)、电渗析等单元组成，处理后日最高油含量不超过10mg/L，达到了非常严格的排放标准。许多学者的研究表明，处理含有一些难降解有机物的稠油污水一般采用生化氧化法，其工艺流程主要包括油水分离器、气浮、化学氧化、生物膜水解酸化、过滤等单元操作。为了提高含油废水处理效率已开发并生产了多种污水处理剂，包括混凝剂、絮凝齐U、浮选剂等。其中疏水性高分子絮凝剂作为高效水处理剂，可以加快水的净化速度，脱除水中的悬浮物及有毒物质。含油废水的处理方法也很多，其中气浮法特别是叶轮气浮法处理含油废水具有处理效率高、停留时间短、能耗低、占地小、操控与维护方便的特点。气浮时投加浮选剂不仅能获得更好的气浮效果，而且能缩短絮凝反应时间，这对实际工程中减少基建投资、降低能耗及运行费用具有重要的意义。根据絮凝剂的成分及制备方法的不同可大致将目前研究和应用的絮凝剂分为无机絮凝剂、有机絮凝剂、复合絮凝剂和微生物絮凝剂四大类。(1)无机絮凝剂无机絮凝剂的应用历史悠久，传统的无机絮凝剂有硫酸铝、氯化铝、硫酸亚铁、三氯化铁等低分子的无机盐类，其优点是较经济，但它们在水处理过程中存在较大的问题。其耗量大，聚集速度慢，形成的絮状物小，腐蚀性强，而且在废水处理中常常造成污泥脱水困难，污泥量大，在某些场合净水效果不理想，而逐渐被无机高分子絮凝剂所取代。无机高分子絮凝剂是在20世纪60年代后才在世界上发展起来。近几年，研制和应用聚合铝、铁、硅及各种复合型絮凝剂成为热点。无机高分子絮凝剂的品种在我国已逐步形成的系列中阳离子型的有聚合氯化铝(PAC)、聚合硫酸铝(PAQ，聚合磷酸铝(PAP)，聚合硫酸铁(PFC)、聚合磷酸铁(PFP)等；阴离子型的有活化硅酸(AQ、聚合硅酸(PQ ；无机复合型的有聚合氯化铝铁(PAFC)、聚硅酸硫酸铁(PFSQ、聚硅酸硫酸铝(PASS)，聚合硅酸氯化铁(PFSC)、聚合氯硫酸铁(PFCQ、聚合硅酸铝(PASI)、聚合硅酸铁(PFSI)、聚合磷酸铝铁(PSFP)、硅钙复合聚合氯化铁(SCPAFC)等。它们与传统的絮凝剂比较效能更优异，且比有机高分子絮凝剂价格低廉，而被广泛用于给水、工业废水以及城市污水的各种流程。(2)有机高分子絮凝剂有机高分子絮凝剂分子量大、种类繁多、具有很强的吸附架桥能力，与无机高分子絮凝剂相比，具有用量少、絮凝脱水能力强、沉降速度快、生成污泥量少，且受共存盐类、PH 值及温度影响小等优点，近几年受到广泛重视，其应用前景广阔。目前已经使用主要有合成和改性的有机高分子絮凝剂两大类型。(3)复合絮凝剂对于成份复杂的水体，单一絮凝剂通常不能满足水处理的要求。复合絮凝剂的研制就应运而生。复合絮凝剂大致分为无机复合絮凝剂、有机复合絮凝剂以及无机有机复合絮凝剂三大类。目前国内外的研究主要针对无机有机复合絮凝剂。该类絮凝剂的作用机理是污水杂质吸附无机絮凝剂后，通过有机高分子絮凝剂的吸附架桥作用而沉淀。由于协同效应，复合絮凝剂不仅包含了原有单一絮凝剂的优点，也弥补了各自的不足。近来国内外有诸多报道，如陈立丰、李明俊等用PAC-PAM复合絮凝剂和亚铁盐、PAM复合絮凝剂分别用于处理不同浊度污水和含C产的电镀废水。对它们的絮凝性能、机理以及最佳投药量等做了一系列深入的研究，表明在快搅阶段是以压缩双电层、吸附电中和为主，慢搅阶段是以桥连吸附为主，静沉阶段中异向絮凝和差层絮凝交替进行，达到迅速沉降的目的。李少杰等用阳离子聚丙烯酰胺和硅藻土复配实现了对中生菌素发酵液的高效絮凝，大大改善了其液固分离性能。(4)微生物絮凝剂微生物絮凝剂是指利用微生物技术，通过微生物的发酵，抽提，精制而得到的一类絮凝剂，具有高效、无毒、絮凝对象广泛、脱色效果独特等优点。20世纪70代，日本学者在研究酞酸醋生物降解过程中，发现了具有絮凝作用的微生物培养液。80年代后期，制成了命名为N0C-1的第一种生物絮凝剂并投入工业化生产和用于废水处理。红外线所具有的量子化能量可以激发分子的振动和转动能级，分子的振动和转动能级是量子化的，因此在红外线的电磁波作用下所吸收的能量是不连续的，只有当红外线能量恰好等于激发某一化学键从基态跃迁到激发态的某种振动能级所需要的能量时，这样的红外线才能被样品吸收。当连续改变照射到样品上的红外线的频率时，某些频率的光线能量会被相应的化学键的振动所消耗，从而减弱了投射光的能量。如当红外线的频率与分子振动频率不一致时，红外线对物质分子没有影响而完全通过；当红外线频率与分子振动频率完全一致时，分子就吸收这部分红外线，震动从基态变为激发态，于是这种频率的红外线强度减弱，表现出红外吸收现象。这种吸收与原子团的质量、相对位置、相互结合的化学键键能大小、整个分子的几何结构等因素有关。每个基团、化学键都有特殊的频率组，不论它们在什么化合物中出现，其红外区的吸收频率都出现在一定范围内，吸收的强弱与这种基团的数量有关。红外光谱在聚合物研究中占有十分重要的地位，可为聚合物的化学性质、立体结构、构象取向等提供定性和定量分析信息，在鉴定聚合物的主链结构、取代基位置、双键位置、侧链结构等方面已经到广泛的应用。

发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点和不足，提供一种疏水性高分子絮凝剂的红外光谱分析方法，该疏水性高分子絮凝剂的红外光谱分析方法能快速对疏水性高分子絮凝剂进行红外光谱分析，且分析精度高，分析步骤简单，降低了分析成本，为疏水性高分子絮凝剂的化学性质、立体结构、构象取向等提供定性和定量分析信息。本发明的目的通过下述技术方案实现一种疏水性高分子絮凝剂的红外光谱分析方法，包括以下步骤(a)制备疏水性高分子絮凝剂样品备用；(b)取一定量的疏水性高分子絮凝剂样品置于烧杯中并进行洗涤；(c)静置一段时间，疏水性高分子絮凝剂样品慢慢聚结成团状物，将此团状物再次洗涤成颗粒状；(d)再将其放入烘箱中烘烤；(e)取出后将其进行压片；(f)通过红外光谱分析仪对压片后疏水性高分子絮凝剂进行红外光谱分析。所述步骤(b)中，疏水性高分子絮凝剂样品通过无水乙醇进行洗涤。所述步骤(C)中，团状物通过丙酮洗涤成颗粒状。所述步骤(d)中，烘烤时间为10小时。综上所述，本发明的有益效果是能快速对疏水性高分子絮凝剂进行红外光谱分析，且分析精度高，分析步骤简单，降低了分析成本，为疏水性高分子絮凝剂的化学性质、立体结构、构象取向等提供定性和定量分析信息。
具体实施例方式下面结合实施例，对本发明作进一步的详细说明，但本发明的实施方式不仅限于此。实施例本发明涉及的一种疏水性高分子絮凝剂的红外光谱分析方法，其具体步骤如下(a)制备疏水性高分子絮凝剂样品备用；(b)取一定量的疏水性高分子絮凝剂样品置于烧杯中并进行洗涤；(C)静置一段时间，疏水性高分子絮凝剂样品慢慢聚结成团状物，将此团状物再次洗涤成颗粒状；(d)再将其放入烘箱中烘烤；(e)取出后将其进行压片；(f)通过红外光谱分析仪对压片后疏水性高分子絮凝剂进行红外光谱分析。所述步骤(b)中，疏水性高分子絮凝剂样品通过无水乙醇进行洗涤。所述步骤(C)中，团状物通过丙酮洗涤成颗粒状。所述步骤(d)中，烘烤时间为10小时。上述分析方法能快速对疏水性高分子絮凝剂进行红外光谱分析，且分析精度高， 分析步骤简单，降低了分析成本，为疏水性高分子絮凝剂的化学性质、立体结构、构象取向等提供定性和定量分析信息。以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质，对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种疏水性高分子絮凝剂的红外光谱分析方法，其特征在于，包括以下步骤(a)制备疏水性高分子絮凝剂样品备用；(b)取一定量的疏水性高分子絮凝剂样品置于烧杯中并进行洗涤；(c)静置一段时间，疏水性高分子絮凝剂样品慢慢聚结成团状物，将此团状物再次洗涤成颗粒状；(d)再将其放入烘箱中烘烤；(e)取出后将其进行压片；(f)通过红外光谱分析仪对压片后疏水性高分子絮凝剂进行红外光谱分析。
2.根据权利要求1所述的一种疏水性高分子絮凝剂的红外光谱分析方法，其特征在于，所述步骤(b)中，疏水性高分子絮凝剂样品通过无水乙醇进行洗涤。
3.根据权利要求1所述的一种疏水性高分子絮凝剂的红外光谱分析方法，其特征在于，所述步骤(c)中，团状物通过丙酮洗涤成颗粒状。
4.根据权利要求1所述的一种疏水性高分子絮凝剂的红外光谱分析方法，其特征在于，所述步骤(d)中，烘烤时间为10小时。
全文摘要
本发明公开了一种疏水性高分子絮凝剂的红外光谱分析方法。该疏水性高分子絮凝剂的红外光谱分析方法包括制备疏水性高分子絮凝剂样品备用；取样品置于烧杯中并洗涤；静置后聚结成团状物，将此团状物再次洗涤成颗粒状；再将其放入烘箱中烘烤；取出后将其进行压片；通过红外光谱分析仪对压片进行分析等步骤。本发明能快速对疏水性高分子絮凝剂进行红外光谱分析，且分析精度高，分析步骤简单，降低了分析成本，为疏水性高分子絮凝剂的化学性质、立体结构、构象取向等提供定性和定量分析信息。
文档编号G01N21/35GK102478507SQ201010567598
公开日2012年5月30日 申请日期2010年11月22日 优先权日2010年11月22日
发明者袁连海 申请人:袁连海