本發(fā)明涉及精細(xì)化工領(lǐng)域，特別涉及一種絮凝劑的制備方法及絮凝劑的應(yīng)用。
背景技術(shù)：
造紙黑液為工業(yè)制漿造紙過(guò)程中產(chǎn)生的污染廢水，含有大量的木質(zhì)素，呈黑褐色，故稱作黑液。制漿工藝過(guò)程中大量的木質(zhì)素、半纖維素以及殘?zhí)堑任镔|(zhì)與加入的水和堿一起形成黑液。黑液的顏色深，堿性大(pH約9～12)，COD高達(dá)9000mg/L～30000mg/L，并含有松香酸和不飽和脂肪酸等許多有毒物質(zhì)，肆意排放可嚴(yán)重污染環(huán)境。隨著世界經(jīng)濟(jì)格局的轉(zhuǎn)變和我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)轉(zhuǎn)型的明顯加速，我國(guó)制漿造紙工業(yè)發(fā)展面臨的環(huán)境約束日益突顯，已成為制約我國(guó)制漿造紙工業(yè)可持續(xù)發(fā)展首要問(wèn)題，亟需加快結(jié)構(gòu)調(diào)整。造紙黑液的固形物成分中，約有35％為無(wú)機(jī)物，主要是NaOH和SiO2等；約65％為有機(jī)物，主要是木質(zhì)素、半纖維素以及少量的糖類、有機(jī)酸等。黑液主要組成中的木質(zhì)素是自然界中唯一能提供大宗芳香基可的再生資源，主要由愈創(chuàng)木基丙烷(G)、紫丁香基丙烷(S)和對(duì)羥苯基丙烷(H)三種基本結(jié)構(gòu)單元通過(guò)C-O、C-C鍵連接而成，其在能源、醫(yī)藥和化工領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。造紙黑液中木質(zhì)素的含量約15～25g/L，主要以堿化木質(zhì)素和硫化木質(zhì)素形式溶解于黑液中，由于分離純化困難得不到充分利用，變成了環(huán)境污染物，同時(shí)也造成了資源的浪費(fèi)。
將造紙黑液酸化至pH為2～3，經(jīng)加熱后堿性木質(zhì)素中的Na+被H+取代可形成絮狀沉淀析出，達(dá)到回收蔗渣木質(zhì)素的目的，通過(guò)酸化沉淀法，木質(zhì)素的回收率可達(dá)70％以上。但是，由于酸中和造紙黑液過(guò)程中，木質(zhì)素以膠體微粒形式析出，由于布朗運(yùn)動(dòng)和靜電排斥力而呈現(xiàn)沉降穩(wěn)定性，通常不能利用重力自然沉降的方法除去，必須加入絮凝劑以破壞溶膠的穩(wěn)定性，使細(xì)小的膠體微粒凝聚再絮凝成較大的顆粒而沉淀?，F(xiàn)市場(chǎng)上通用的絮凝劑包括聚合氯化鋁(PAC)、聚合硫酸鋁(PAS)、聚合氯化鐵(PFC)、聚硅酸硫酸鐵(PFSS)、聚合氯化鋁鐵(PAFC)、陽(yáng)離子淀粉、聚丙烯酰胺等，由于在pH為2～3時(shí)的絮凝性能差甚至不具備絮凝作用，不適用性造紙黑液回收木質(zhì)素。專利文獻(xiàn)CN20151025824.6公開(kāi)了一種絮凝劑的制備方法，具體是通過(guò)5羥甲基糠醛作為交聯(lián)劑，3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨或2，3-環(huán)氧丙基三甲基氯化銨作為陽(yáng)離子試劑，制備了具有交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的、多孔結(jié)構(gòu)的5羥甲基糠醛交聯(lián)陽(yáng)離子淀粉絮凝劑，該絮凝劑因?yàn)榫哂薪宦?lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，可以在酸堿溶液中穩(wěn)定存在；同時(shí)具有多孔結(jié)構(gòu)和陽(yáng)離子特性，可以更容易將溶液中的懸浮顆粒和膠體聚集沉降，是一種優(yōu)異的絮凝劑，可用于工業(yè)廢液回收木質(zhì)素，并用作粘結(jié)劑應(yīng)用于生物質(zhì)顆粒燃料的成型制備中。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
鑒于上述造紙黑液回收木質(zhì)素過(guò)程中的諸多問(wèn)題，本發(fā)明目的在于提供一種絮凝劑的制備方法及絮凝劑的應(yīng)用。通過(guò)獨(dú)特的5-羥甲基糠醛作為交聯(lián)劑、N-十六烷基-N,N-二甲基芐基氯化銨作為陽(yáng)離子試劑，并進(jìn)一步在淀粉分子上接枝聚丙烯酰胺，增加了絮凝劑的適用性和絮凝能力，在pH為1～3的酸性溶液中依然具有良好的絮凝性能，尤其適合應(yīng)用于造紙黑液回收木質(zhì)素上，具有高效、快速、適應(yīng)性廣和低成本的特點(diǎn)。
為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種絮凝劑的制備方法，包括以下步驟：
(1)反應(yīng)物料的調(diào)配：按重量份數(shù)計(jì)，將100份木薯淀粉、20～60份陽(yáng)離子試劑、20～60份交聯(lián)劑、2～5份氫氧化鈉、1～3份脂肪醇聚氧乙烯醚、10～20份丙烯酰胺溶液和300份去離子水加入反應(yīng)器中，以300r/min的轉(zhuǎn)速攪拌均勻；
(2)淀粉的改性反應(yīng)：按重量份數(shù)計(jì)，用真空泵將反應(yīng)器的壓力降至-0.09～-0.1MPa后，通入純度大于99.99％的氮?dú)獠⒕S持反應(yīng)器壓力在0.15～0.2MPa，加入1～5份硝酸鈰銨，保持300r/min的攪拌速度，將反應(yīng)器加熱至80～85℃，100～240min后停止反應(yīng)，自然冷卻至室溫，得到反應(yīng)溶液；
(3)反應(yīng)物的分離：按重量份數(shù)計(jì)，用酸調(diào)節(jié)反應(yīng)溶液的pH值至6～7后，加入500～700份無(wú)水乙醇，并進(jìn)行減壓抽濾，收集沉淀物；
(4)純化及干燥：沉淀物用無(wú)水乙醇洗滌2～4次后，于60～80℃真空干燥24h，粉碎并過(guò)100目篩，即得交聯(lián)陽(yáng)離子淀粉接枝聚丙烯酰胺絮凝劑。
在本發(fā)明中，作為進(jìn)一步說(shuō)明，步驟(1)所述的陽(yáng)離子試劑為N-十六烷基-N,N-二甲基芐基氯化銨。
在本發(fā)明中，作為進(jìn)一步說(shuō)明，步驟(1)所述的交聯(lián)劑為5-羥甲基糠醛或含有5-羥甲基糠醛的混合溶液。
在本發(fā)明中，作為進(jìn)一步說(shuō)明，所述的含有5-羥甲基糠醛的混合溶液為以果糖為原料，水為反應(yīng)溶劑，二氧化碳為催化劑，在250℃降解60min后未經(jīng)分離純化的混合液。進(jìn)一步地，在250℃的反應(yīng)溫度時(shí)壓力控制為20～25MPa。
在本發(fā)明中，作為進(jìn)一步說(shuō)明，所述的果糖和水的重量比為3～25：100。
在本發(fā)明中，作為進(jìn)一步說(shuō)明，步驟(1)所述的丙烯酰胺溶液為質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20～30％的丙烯酰胺水溶液。
在本發(fā)明中，作為進(jìn)一步說(shuō)明，所制得的絮凝劑的應(yīng)用于造紙黑液中絮凝回收木質(zhì)素。
在本發(fā)明中，作為進(jìn)一步說(shuō)明，所述的造紙黑液為蔗渣堿法制漿黑液、麥草堿法制漿黑液和桉樹(shù)化學(xué)機(jī)械法制漿黑液中的任意一種。
在本發(fā)明中，作為進(jìn)一步說(shuō)明，所述的造紙黑液中木質(zhì)素的含量為1～15％。
所述的造紙黑液中絮凝回收木質(zhì)素的步驟包括：
(1)通過(guò)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為72％的硫酸溶液將造紙黑液的pH調(diào)節(jié)至2～3后，加入一定量的絮凝劑，以300r/min的速度攪拌5min。
(2)靜置5～10min后，通過(guò)減壓抽濾進(jìn)行固液分離，收集沉淀的固體，于60℃真空干燥24小時(shí)，粉碎即得木質(zhì)素產(chǎn)品。
在本發(fā)明中，作為進(jìn)一步說(shuō)明，所述的絮凝劑的用量為造紙黑液重量的0.01～1％。
本發(fā)明的原理為：
淀粉是由是幾百～幾萬(wàn)個(gè)葡萄糖分子通過(guò)α-1,4-糖苷鍵連接而成的天然高分子，分子鏈中具有許多活性羥基，一定條件下，可通過(guò)淀粉上的羥基的醚化反應(yīng)，在淀粉大分子中引入叔氨基或季銨基，賦予淀粉陽(yáng)離子特性。N-十六烷基-N,N-二甲基芐基氯化銨是一種優(yōu)異的陽(yáng)離子試劑，容易與淀粉發(fā)生取代反應(yīng)，增加淀粉活性基團(tuán)數(shù)量并賦予其陽(yáng)離子特性，更加容易通過(guò)靜電作用將帶有負(fù)電荷的微細(xì)顆粒和膠體結(jié)合，聚集沉降。然而陽(yáng)離子淀粉本身穩(wěn)定性較差，尤其在強(qiáng)酸強(qiáng)堿溶液中其絮凝效果并不理想。5-羥甲基糠醛具有與糠醛相似的剛性呋喃環(huán)結(jié)構(gòu)，分子上具有活性-C＝O，-OH，是一種潛在的交聯(lián)劑，在一定條件下可以與淀粉分子鏈上的活性C-OH分別發(fā)生羥醛縮合反應(yīng)和成醚反應(yīng)，生成了具有網(wǎng)絡(luò)交聯(lián)結(jié)構(gòu)的淀粉材料，增加其在低pH環(huán)境中的穩(wěn)定性。
淀粉接枝聚丙烯酰胺是淀粉接枝物的一種，它含有很高的酰胺基團(tuán)和羥基團(tuán)，具有支化的團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，能很好地分散絮凝團(tuán)，并且分子量大。其絮凝效果在某些方面要明顯優(yōu)于單純的陽(yáng)離子淀粉絮凝劑，它既可絮凝無(wú)機(jī)物質(zhì)，又可絮凝有機(jī)物質(zhì)，且用量小，成本低，不產(chǎn)生二次污染，是固液分離和水處理的新型高分子絮凝劑。據(jù)此，在5-羥甲基糠醛和N-十六烷基-N,N-二甲基芐基氯化銨共同改性處理的交聯(lián)陽(yáng)離子淀粉基礎(chǔ)上，再接枝聚丙烯酰胺，將可獲取更佳優(yōu)異的絮凝能力。
本發(fā)明具有以下有益效果：
(1)pH適用范圍廣，適用由于制備的絮凝劑通過(guò)5-羥甲基糠醛進(jìn)行了改性，具有網(wǎng)絡(luò)交聯(lián)結(jié)構(gòu)，尤其在pH為1～3的酸性溶液中具有優(yōu)異的穩(wěn)定性和良好的絮凝性能。
(2)對(duì)有機(jī)物顆粒絮凝效果好，采用N-十六烷基-N,N-二甲基芐基氯化銨作為淀粉的陽(yáng)離子試劑，以及通過(guò)與聚丙烯氨酰胺接枝共聚，制備的絮凝劑具有長(zhǎng)鏈的烷基基團(tuán)，和較高的酰胺基團(tuán)、羥基基團(tuán)，更容易與木質(zhì)素等有機(jī)物微細(xì)顆粒和膠體發(fā)生結(jié)合。
【具體實(shí)施方式】
實(shí)施例1：
1.絮凝劑的制備：
(1)反應(yīng)物料的調(diào)配：按重量份數(shù)計(jì)，將100份木薯淀粉、35份N-十六烷基-N,N-二甲基芐基氯化銨、12份5-羥甲基糠醛、3份氫氧化鈉、2份脂肪醇聚氧乙烯醚、15份丙烯酰胺溶液和300份去離子水加入反應(yīng)器中，以300r/min的轉(zhuǎn)速攪拌均勻；
(2)淀粉的改性反應(yīng)：按重量份數(shù)計(jì)，用真空泵將反應(yīng)器的壓力降至-0.095MPa后，通入純度大于99.99％的氮?dú)獠⒕S持反應(yīng)器壓力在0.2MPa，加入1.5份硝酸鈰銨，保持300r/min的攪拌速度，將反應(yīng)器加熱至85℃，200min后停止反應(yīng)，自然冷卻至室溫，得到反應(yīng)溶液；
(3)反應(yīng)物的分離：按重量份數(shù)計(jì)，用酸調(diào)節(jié)反應(yīng)溶液的pH值至6.5后，加入600份無(wú)水乙醇，并進(jìn)行減壓抽濾，收集沉淀物；
(4)純化及干燥：沉淀物用無(wú)水乙醇洗滌2次后，于75℃真空干燥24h，粉碎并過(guò)100目篩，即得交聯(lián)陽(yáng)離子淀粉接枝聚丙烯酰胺絮凝劑。
2.絮凝劑在造紙黑液中回收木質(zhì)素的應(yīng)用：
(1)按重量份數(shù)計(jì)，通過(guò)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為72％的硫酸溶液將1000份木質(zhì)素含量為5％的蔗渣堿法制漿黑液的pH調(diào)節(jié)至2后，加入0.2份的絮凝劑，于300r/min的速度攪拌5min。
(2)靜置5min后，通過(guò)減壓抽濾進(jìn)行固液分離，收集沉淀的固體，于60℃真空干燥24小時(shí)，粉碎即得木質(zhì)素產(chǎn)品。
經(jīng)計(jì)算，通過(guò)本實(shí)施例中絮凝試驗(yàn)，造紙黑液中木質(zhì)素的回收率為90.14％，COD去除率為81.2％。
實(shí)施例2：
1.絮凝劑的制備：
(1)反應(yīng)物料的調(diào)配：按重量份數(shù)計(jì)，將100份木薯淀粉、20份N-十六烷基-N,N-二甲基芐基氯化銨、20份5-羥甲基糠醛、2份氫氧化鈉、1份脂肪醇聚氧乙烯醚、10份丙烯酰胺溶液和300份去離子水加入反應(yīng)器中，以300r/min的轉(zhuǎn)速攪拌均勻；
(2)淀粉的改性反應(yīng)：按重量份數(shù)計(jì)，用真空泵將反應(yīng)器的壓力降至-0.09MPa后，通入純度大于99.99％的氮?dú)獠⒕S持反應(yīng)器壓力在0.15MPa，加入1份硝酸鈰銨，保持300r/min的攪拌速度，將反應(yīng)器加熱至80℃，100min后停止反應(yīng)，自然冷卻至室溫，得到反應(yīng)溶液；
(3)反應(yīng)物的分離：按重量份數(shù)計(jì)，用酸調(diào)節(jié)反應(yīng)溶液的pH值至6后，加入500份無(wú)水乙醇，并進(jìn)行減壓抽濾，收集沉淀物；
(4)純化及干燥：沉淀物用無(wú)水乙醇洗滌2次后，于60℃真空干燥24h，粉碎并過(guò)100目篩，即得交聯(lián)陽(yáng)離子淀粉接枝聚丙烯酰胺絮凝劑。
2.絮凝劑在造紙黑液中回收木質(zhì)素的應(yīng)用：
(1)按重量份數(shù)計(jì)，通過(guò)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為72％的硫酸溶液將1000份木質(zhì)素含量為1％的麥草堿法制漿黑液的pH調(diào)節(jié)至2后，加入0.1份的絮凝劑，于300r/min的速度攪拌5min。
(2)靜置5min后，通過(guò)減壓抽濾進(jìn)行固液分離，收集沉淀的固體，于60℃真空干燥24小時(shí)，粉碎即得木質(zhì)素產(chǎn)品。
經(jīng)計(jì)算，通過(guò)本實(shí)施例中絮凝試驗(yàn)，造紙黑液中木質(zhì)素的回收率為81.25％，COD去除率為68.9％。
實(shí)施例3：
1.絮凝劑的制備：
(1)反應(yīng)物料的調(diào)配：按重量份數(shù)計(jì)，將100份木薯淀粉、25份N-十六烷基-N,N-二甲基芐基氯化銨、30份5-羥甲基糠醛、3份氫氧化鈉、1.5份脂肪醇聚氧乙烯醚、13份丙烯酰胺溶液和300份去離子水加入反應(yīng)器中，以300r/min的轉(zhuǎn)速攪拌均勻；
(2)淀粉的改性反應(yīng)：按重量份數(shù)計(jì)，用真空泵將反應(yīng)器的壓力降至-0.094MPa后，通入純度大于99.99％的氮?dú)獠⒕S持反應(yīng)器壓力在0.16MPa，加入2份硝酸鈰銨，保持300r/min的攪拌速度，將反應(yīng)器加熱至82℃，130min后停止反應(yīng)，自然冷卻至室溫，得到反應(yīng)溶液；
(3)反應(yīng)物的分離：按重量份數(shù)計(jì)，用酸調(diào)節(jié)反應(yīng)溶液的pH值至6.3后，加入580份無(wú)水乙醇，并進(jìn)行減壓抽濾，收集沉淀物；
(4)純化及干燥：沉淀物用無(wú)水乙醇洗滌3次后，于67℃真空干燥24h，粉碎并過(guò)100目篩，即得交聯(lián)陽(yáng)離子淀粉接枝聚丙烯酰胺絮凝劑。
2.絮凝劑在造紙黑液中回收木質(zhì)素的應(yīng)用：
(1)按重量份數(shù)計(jì)，通過(guò)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為72％的硫酸溶液將1000份木質(zhì)素含量為7％的桉樹(shù)化學(xué)機(jī)械法制漿黑液的pH調(diào)節(jié)至2.7后，加入3份的絮凝劑，于300r/min的速度攪拌5min。
(2)靜置8min后，通過(guò)減壓抽濾進(jìn)行固液分離，收集沉淀的固體，于60℃真空干燥24小時(shí)，粉碎即得木質(zhì)素產(chǎn)品。
經(jīng)計(jì)算，通過(guò)本實(shí)施例中絮凝試驗(yàn)，造紙黑液中木質(zhì)素的回收率為85.54％，COD去除率為78.3％。
實(shí)施例4：
1.前期準(zhǔn)備：
含有5-羥甲基糠醛的混合溶液的制備：按重量份數(shù)計(jì)，將10份果糖加入到100份水中，以二氧化碳為催化劑，在溫度為250℃、壓力為22MPa的條件下降解60min后，得到的未經(jīng)分離純化的混合液即為含有5-羥甲基糠醛的混合溶液。
2.絮凝劑的制備：
(1)反應(yīng)物料的調(diào)配：按重量份數(shù)計(jì)，將100份木薯淀粉、36份N-十六烷基-N,N-二甲基芐基氯化銨、40份含有5-羥甲基糠醛的混合溶液、4份氫氧化鈉、2份脂肪醇聚氧乙烯醚、14份丙烯酰胺溶液和300份去離子水加入反應(yīng)器中，以300r/min的轉(zhuǎn)速攪拌均勻；
(2)淀粉的改性反應(yīng)：按重量份數(shù)計(jì)，用真空泵將反應(yīng)器的壓力降至-0.098MPa后，通入純度大于99.99％的氮?dú)獠⒕S持反應(yīng)器壓力在0.17MPa，加入2.5份硝酸鈰銨，保持300r/min的攪拌速度，將反應(yīng)器加熱至81℃，120min后停止反應(yīng)，自然冷卻至室溫，得到反應(yīng)溶液；
(3)反應(yīng)物的分離：按重量份數(shù)計(jì)，用酸調(diào)節(jié)反應(yīng)溶液的pH值至6.3后，加入590份無(wú)水乙醇，并進(jìn)行減壓抽濾，收集沉淀物；
(4)純化及干燥：沉淀物用無(wú)水乙醇洗滌2次后，于67℃真空干燥24h，粉碎并過(guò)100目篩，即得交聯(lián)陽(yáng)離子淀粉接枝聚丙烯酰胺絮凝劑。
3.絮凝劑在造紙黑液中回收木質(zhì)素的應(yīng)用：
(1)按重量份數(shù)計(jì)，通過(guò)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為72％的硫酸溶液將1000份木質(zhì)素含量為10％的蔗渣堿法制漿黑液的pH調(diào)節(jié)至2.4后，加入4份的絮凝劑，于300r/min的速度攪拌5min。
(2)靜置6min后，通過(guò)減壓抽濾進(jìn)行固液分離，收集沉淀的固體，于60℃真空干燥24小時(shí)，粉碎即得木質(zhì)素產(chǎn)品。
經(jīng)計(jì)算，通過(guò)本實(shí)施例中絮凝試驗(yàn)，造紙黑液中木質(zhì)素的回收率為89.85％，COD去除率為75.4％。
實(shí)施例5：
1.前期準(zhǔn)備：
含有5-羥甲基糠醛的混合溶液的制備：按重量份數(shù)計(jì)，將3份果糖加入到100份水中，以二氧化碳為催化劑，在溫度為250℃、壓力為20MPa的條件下降解60min后，得到的未經(jīng)分離純化的混合液即為含有5-羥甲基糠醛的混合溶液。
2.絮凝劑的制備：
(1)反應(yīng)物料的調(diào)配：按重量份數(shù)計(jì)，將100份木薯淀粉、50份N-十六烷基-N,N-二甲基芐基氯化銨、45份含有5-羥甲基糠醛的混合溶液、3份氫氧化鈉、2.5份脂肪醇聚氧乙烯醚、17份丙烯酰胺溶液和300份去離子水加入反應(yīng)器中，以300r/min的轉(zhuǎn)速攪拌均勻；
(2)淀粉的改性反應(yīng)：按重量份數(shù)計(jì)，用真空泵將反應(yīng)器的壓力降至-0.093MPa后，通入純度大于99.99％的氮?dú)獠⒕S持反應(yīng)器壓力在0.19MPa，加入2份硝酸鈰銨，保持300r/min的攪拌速度，將反應(yīng)器加熱至83℃，175min后停止反應(yīng)，自然冷卻至室溫，得到反應(yīng)溶液；
(3)反應(yīng)物的分離：按重量份數(shù)計(jì)，用酸調(diào)節(jié)反應(yīng)溶液的pH值至6.5后，加入560份無(wú)水乙醇，并進(jìn)行減壓抽濾，收集沉淀物；
(4)純化及干燥：沉淀物用無(wú)水乙醇洗滌3次后，于70℃真空干燥24h，粉碎并過(guò)100目篩，即得交聯(lián)陽(yáng)離子淀粉接枝聚丙烯酰胺絮凝劑。
3.絮凝劑在造紙黑液中回收木質(zhì)素的應(yīng)用：
(1)按重量份數(shù)計(jì)，通過(guò)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為72％的硫酸溶液將1000份木質(zhì)素含量為6％的麥草堿法制漿黑液的pH調(diào)節(jié)至2.4后，加入7份的絮凝劑，于300r/min的速度攪拌5min。
(2)靜置7min后，通過(guò)減壓抽濾進(jìn)行固液分離，收集沉淀的固體，于60℃真空干燥24小時(shí)，粉碎即得木質(zhì)素產(chǎn)品。
經(jīng)計(jì)算，通過(guò)本實(shí)施例中絮凝試驗(yàn)，造紙黑液中木質(zhì)素的回收率為92.75％，COD去除率為85.3％。
實(shí)施例6：
1.前期準(zhǔn)備：
含有5-羥甲基糠醛的混合溶液的制備：按重量份數(shù)計(jì)，將8份果糖加入到100份水中，以二氧化碳為催化劑，在溫度為250℃、壓力為21MPa的條件下降解60min后，得到的未經(jīng)分離純化的混合液即為含有5-羥甲基糠醛的混合溶液。
2.絮凝劑的制備：
(1)反應(yīng)物料的調(diào)配：按重量份數(shù)計(jì)，將100份木薯淀粉、55份N-十六烷基-N,N-二甲基芐基氯化銨、43份含有5-羥甲基糠醛的混合溶液、3.5份氫氧化鈉、2.5份脂肪醇聚氧乙烯醚、16份丙烯酰胺溶液和300份去離子水加入反應(yīng)器中，以300r/min的轉(zhuǎn)速攪拌均勻；
(2)淀粉的改性反應(yīng)：按重量份數(shù)計(jì)，用真空泵將反應(yīng)器的壓力降至-0.098MPa后，通入純度大于99.99％的氮?dú)獠⒕S持反應(yīng)器壓力在0.17MPa，加入3份硝酸鈰銨，保持300r/min的攪拌速度，將反應(yīng)器加熱至84℃，220min后停止反應(yīng)，自然冷卻至室溫，得到反應(yīng)溶液；
(3)反應(yīng)物的分離：按重量份數(shù)計(jì)，用酸調(diào)節(jié)反應(yīng)溶液的pH值至6.7后，加入640份無(wú)水乙醇，并進(jìn)行減壓抽濾，收集沉淀物；
(4)純化及干燥：沉淀物用無(wú)水乙醇洗滌2次后，于72℃真空干燥24h，粉碎并過(guò)100目篩，即得交聯(lián)陽(yáng)離子淀粉接枝聚丙烯酰胺絮凝劑。
3.絮凝劑在造紙黑液中回收木質(zhì)素的應(yīng)用：
(1)按重量份數(shù)計(jì)，通過(guò)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為72％的硫酸溶液將1000份木質(zhì)素含量為12％的桉樹(shù)化學(xué)機(jī)械法制漿黑液的pH調(diào)節(jié)至2.8后，加入7份的絮凝劑，于300r/min的速度攪拌5min。
(2)靜置7min后，通過(guò)減壓抽濾進(jìn)行固液分離，收集沉淀的固體，于60℃真空干燥24小時(shí)，粉碎即得木質(zhì)素產(chǎn)品。
經(jīng)計(jì)算，通過(guò)本實(shí)施例中絮凝試驗(yàn)，造紙黑液中木質(zhì)素的回收率為88.45％，COD去除率為77.9％。
實(shí)施例7：
1.前期準(zhǔn)備：
含有5-羥甲基糠醛的混合溶液的制備：按重量份數(shù)計(jì)，將25份果糖加入到100份水中，以二氧化碳為催化劑，在溫度為250℃、壓力為25MPa的條件下降解60min后，得到的未經(jīng)分離純化的混合液即為含有5-羥甲基糠醛的混合溶液。
2.絮凝劑的制備：
(1)反應(yīng)物料的調(diào)配：按重量份數(shù)計(jì)，將100份木薯淀粉、60份N-十六烷基-N,N-二甲基芐基氯化銨、60份含有5-羥甲基糠醛的混合溶液、5份氫氧化鈉、3份脂肪醇聚氧乙烯醚、20份丙烯酰胺溶液和300份去離子水加入反應(yīng)器中，以300r/min的轉(zhuǎn)速攪拌均勻；
(2)淀粉的改性反應(yīng)：按重量份數(shù)計(jì)，用真空泵將反應(yīng)器的壓力降至-0.1MPa后，通入純度大于99.99％的氮?dú)獠⒕S持反應(yīng)器壓力在0.2MPa，加入5份硝酸鈰銨，保持300r/min的攪拌速度，將反應(yīng)器加熱至85℃，240min后停止反應(yīng)，自然冷卻至室溫，得到反應(yīng)溶液；
(3)反應(yīng)物的分離：按重量份數(shù)計(jì)，用酸調(diào)節(jié)反應(yīng)溶液的pH值至7后，加入700份無(wú)水乙醇，并進(jìn)行減壓抽濾，收集沉淀物；
(4)純化及干燥：沉淀物用無(wú)水乙醇洗滌4次后，于80℃真空干燥24h，粉碎并過(guò)100目篩，即得交聯(lián)陽(yáng)離子淀粉接枝聚丙烯酰胺絮凝劑。
3.絮凝劑在造紙黑液中回收木質(zhì)素的應(yīng)用：
(1)按重量份數(shù)計(jì)，通過(guò)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為72％的硫酸溶液將1000份木質(zhì)素含量為15％的蔗渣堿法制漿黑液的pH調(diào)節(jié)至3后，加入10份的絮凝劑，于300r/min的速度攪拌5min。
(2)靜置10min后，通過(guò)減壓抽濾進(jìn)行固液分離，收集沉淀的固體，于60℃真空干燥24小時(shí)，粉碎即得木質(zhì)素產(chǎn)品。
經(jīng)計(jì)算，通過(guò)本實(shí)施例中絮凝試驗(yàn)，造紙黑液中木質(zhì)素的回收率為87.47％，COD去除率為72.35％。
上述說(shuō)明是針對(duì)本發(fā)明較佳可行實(shí)施例的詳細(xì)說(shuō)明，但實(shí)施例并非用以限定本發(fā)明的專利申請(qǐng)范圍，凡本發(fā)明所提示的技術(shù)精神下所完成的同等變化或修飾變更，均應(yīng)屬于本發(fā)明所涵蓋專利范圍。