本發(fā)明涉及水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種兩性型磁性復(fù)合絮凝劑acmf的制備方法及其應(yīng)用。

背景技術(shù)：

絮凝劑是水處理過程中最常使用的藥劑之一，其種類繁多、應(yīng)用廣泛。絮凝劑去除水中懸浮顆粒的作用機理主要包括吸附電中和作用、靜電簇作用、吸附架橋作用以及網(wǎng)捕卷掃作用等。水中的懸浮顆粒物在絮凝劑的作用下首先逐步形成較大的絮團，所形成的絮團在后續(xù)的氣浮或沉淀工藝中從水中分離出來，達到凈化水質(zhì)的目的。凈化的效率與絮凝劑的絮凝性能緊密相關(guān)，在實際使用過程中為了提高凈化效果，往往將兩種不同類型的絮凝劑配合投加。隨著材料科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，有機-無機復(fù)合材料不斷地推陳出新，在追求穩(wěn)定絮凝性能的同時可以將一些特殊功能材料與傳統(tǒng)絮凝劑復(fù)合在一起形成具有特殊功能的復(fù)合絮凝劑。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種兩性型磁性復(fù)合絮凝劑acmf的制備方法及其應(yīng)用，所述兩性型高分子絮凝劑的分子鏈上既帶有陽離子基團又帶有陰離子基團，在使用時能夠應(yīng)對水體中帶有不同電荷顆粒的情況，對水體ph的變化也有較好的適應(yīng)性，可很好的應(yīng)用于廢水處理中。

為實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)：

一種兩性型磁性復(fù)合絮凝劑的制備方法，包括以下步驟：丙烯酰胺(am)單體、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(amps)單體、二甲基二烯丙基氯化銨(dmdaac)單體以及經(jīng)油酸改性的fe3o4顆粒在有機-無機雙引發(fā)體系下進行水溶液聚合反應(yīng)，合成制備得到兩性型磁性復(fù)合絮凝劑acmf。

其具體步驟如下：

(1)按15-25％的質(zhì)量濃度稱取丙烯酰胺單體溶于一定量去離子水中，并投入丙烯酰胺單體質(zhì)量5-80％的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸單體，加入去離子水體積6-16％的二甲基二烯丙基氯化銨單體和丙烯酰胺單體質(zhì)量6-15％的經(jīng)油酸改性后的fe3o4顆粒，攪拌混合后轉(zhuǎn)入反應(yīng)瓶中；

(2)然后依次向反應(yīng)瓶中加入適量的乙二胺、尿素、edta和nahso3；隨后向反應(yīng)瓶中通氮氣15-35min；當水浴到達40-60℃時，向反應(yīng)瓶中緩慢滴加一定濃度的偶氮二異丁腈鹽酸鹽和(nh4)2s2o8的混合水溶液，保溫聚合4-8h；

(3)聚合完成后，加入丙酮沉淀產(chǎn)物，并用無水乙醇洗滌3次，產(chǎn)物經(jīng)70-90℃真空干燥6-10h后，經(jīng)破碎后制備得到兩性型磁性復(fù)合絮凝劑。

優(yōu)選地，所述步驟(1)中：按18-22％的質(zhì)量濃度稱取丙烯酰胺單體溶于一定量去離子水中，并投入丙烯酰胺單體質(zhì)量10-50％的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸單體，加入去離子水體積8-13％的二甲基二烯丙基氯化銨單體和丙烯酰胺單體質(zhì)量8-13％的經(jīng)油酸改性后的fe3o4顆粒，攪拌混合后轉(zhuǎn)入反應(yīng)瓶中。

優(yōu)選地，所述步驟(1)中：按20％的質(zhì)量濃度稱取丙烯酰胺單體溶于一定量去離子水中，并投入丙烯酰胺單體質(zhì)量13％的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸單體，加入去離子水體積10％的二甲基二烯丙基氯化銨單體和丙烯酰胺單體質(zhì)量10％的經(jīng)油酸改性后的fe3o4顆粒，攪拌混合后轉(zhuǎn)入反應(yīng)瓶中。

優(yōu)選地，所述丙烯酰胺單體與乙二胺、尿素、edta和nahso3的質(zhì)量比為10:(0.02-0.04)：(0.003-0.0075)：(0.003-0.0075)：(0.002-0.004)；水浴溫度為45-55℃。

優(yōu)選地，所述丙烯酰胺單體與乙二胺、尿素、edta和nahso3的質(zhì)量比為10：0.03：0.005：0.005：0.003；水浴溫度為50℃。

優(yōu)選地，所述步驟(2)中：加入去離子水體積10-30％的偶氮二異丁腈鹽酸鹽和(nh4)2s2o8的混合水溶液，該混合水溶液中偶氮二異丁腈鹽酸鹽的溶度為240-800mg/l，(nh4)2s2o8的溶度為200-600mg/l。

優(yōu)選地，所述步驟(2)中：加入去離子水體積20％的偶氮二異丁腈鹽酸鹽和(nh4)2s2o8的混合水溶液，該混合水溶液中偶氮二異丁腈鹽酸鹽的溶度為400mg/l，(nh4)2s2o8的溶度為300mg/l。

本發(fā)明中經(jīng)過油酸改性的fe3o4顆粒是通過以下方式得到的：在50ml蒸餾水中加入1.5-3.0g的納米fe3o4顆粒，超聲分散10-30min，形成均勻的懸浮液，向懸浮液緩慢倒入油酸，油酸與蒸餾水的體積比為0.8-1.5：1，并50-68℃恒溫水浴中振蕩24h，隨后用丙酮洗滌3次，產(chǎn)物再經(jīng)丙酮索式抽提48h后，在真空干燥箱中干燥24h，即得。

本發(fā)明基于fe3o4所具有穩(wěn)定的晶體結(jié)構(gòu)和很強的鐵磁性，利用油酸將其納米顆粒表面進行化學(xué)修飾，然后與丙烯酰胺(am)單體和二甲基二烯丙基氯化銨(dmdaac)單體、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(amps)單體在有機-無機雙引發(fā)體系下進行水溶液聚合反應(yīng)，合成制備得到兩性型磁性復(fù)合絮凝劑acmf。該兩性型高分子絮凝劑的分子鏈上既帶有陽離子基團又帶有陰離子基團，在使用時能夠應(yīng)對水體中帶有不同電荷顆粒的情況，對水體ph的變化也有較好的適應(yīng)性。

通本發(fā)明過多種分析方法，對兩性型磁性復(fù)合絮凝劑的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)進行了全面地表征，結(jié)果表明fe3o4被成功引入到復(fù)合絮凝劑的分子鏈上，使復(fù)合絮凝劑帶有磁性，在外磁場的作用下這一特性有利于縮短絮凝后續(xù)工藝泥水分離所需要的時間，從而能夠減小絮凝后續(xù)氣浮池或沉淀池的容積、減少占地面積、降低投資和運行成本。

發(fā)明通過對單體比例的調(diào)節(jié)，制備得到一種分子鏈上帶有正負電荷數(shù)相當?shù)膬尚孕痛判詮?fù)合絮凝劑acmf2(實施例2制備得到的兩性型磁性復(fù)合絮凝劑)，其為嵌段共聚物，分子鏈呈長直線性，可單獨使用。而acmf1、acmf3為接枝共聚物，分子鏈上存在有雜環(huán)，需與其他絮凝劑配合使用。

將acmf2分別在fe(oh)3膠體溶液模擬廢水和皂土模擬廢水中進行系統(tǒng)地混凝實驗研究。考察了ph、加藥量等因素對絮凝性能的影響，由實驗結(jié)果可知acmf2絮凝劑具有良好的絮凝性能，絮體團塊狀特征明顯，尺寸較大，易于快速分離。

附圖說明

圖1為acmf的傅里葉紅外光譜圖(a.acmf1；b.acmf2；c.acmf3)；

圖2為acmf1的熱重分析圖；

圖3為acmf2的熱重分析圖；

圖4為acmf3的熱重分析圖；

圖5為acmf樣品xrd圖譜；

圖6為acmf1樣品sem照片(2500倍)；

圖7為acmf1樣品sem照片(10000倍)；

圖8為acmf2樣品sem照片(2500倍)；

圖9為acmf2樣品sem照片(10000倍)；

圖10為acmf3樣品sem照片(2500倍)；

圖11為acmf3樣品sem照片(10000倍)；

圖12為acmf1能譜圖；

圖13為acmf2能譜圖；

圖14為acmf3能譜圖；

圖15為ph對acmf2混凝效果的影響圖；

圖16為acmf2加藥量對皂土模擬廢水混凝效果的影響圖；

圖17為acmf2加藥量對fe(oh)3膠體溶液模擬廢水混凝效果的影響圖。

具體實施方式

為使本發(fā)明實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

一種兩性型磁性復(fù)合絮凝劑的制備方法，將丙烯酰胺(am)單體、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(amps)單體、二甲基二烯丙基氯化銨(dmdaac)單體以及經(jīng)油酸改性的fe3o4顆粒在有機-無機雙引發(fā)體系下進行水溶液聚合反應(yīng)，合成制備得到兩性型磁性復(fù)合絮凝劑。

具體步驟如下：

(1)按15-25％的質(zhì)量濃度稱取am單體溶于一定量去離子水中(即加入去離子水后，am單體的質(zhì)量溶度為15-25％)，并投入am單體質(zhì)量5-80％的amps單體，加入去離子水體積6-16％的dmdaac和am單體質(zhì)量6-15％的經(jīng)油酸改性后的fe3o4顆粒，攪拌混合后轉(zhuǎn)入反應(yīng)瓶中；

其中步驟(1)中優(yōu)選的方案為按18-22％的質(zhì)量濃度稱取am單體溶于一定量去離子水中，并投入am單體質(zhì)量10-50％的amps單體，加入去離子水體積8-13％的dmdaac單體和am單體質(zhì)量8-13％的經(jīng)油酸改性后的fe3o4顆粒，攪拌混合后轉(zhuǎn)入反應(yīng)瓶中。

進一步優(yōu)選的方案為按20％的質(zhì)量濃度稱取am單體溶于一定量去離子水中，并投入am單體質(zhì)量13％的amps單體，加入去離子水體積10％的dmdaac單體和am單體質(zhì)量10％的經(jīng)油酸改性后的fe3o4顆粒，攪拌混合后轉(zhuǎn)入反應(yīng)瓶中。

(2)然后依次向反應(yīng)瓶中加入適量的乙二胺、尿素、edta和nahso3；隨后向反應(yīng)瓶中通氮氣15-35min；當水浴到達40-60℃時，向反應(yīng)瓶中緩慢滴加一定濃度的偶氮二異丁腈鹽酸鹽和(nh4)2s2o8的混合水溶液，保溫聚合4-8h；

其中am單體與乙二胺、尿素、edta和nahso3的質(zhì)量比為10:(0.02-0.04)：(0.003-0.0075)：(0.003-0.0075)：(0.002-0.004)；水浴溫度為45-55℃；偶氮二異丁腈鹽酸鹽和(nh4)2s2o8的混合水溶液的加入量為去離子水體積的10-30％，該混合水溶液中偶氮二異丁腈鹽酸鹽的溶度為240-800mg/l，(nh4)2s2o8的溶度為200-600mg/l；水浴溫度優(yōu)選為45-55℃。

進一步優(yōu)選的方案中，am單體與乙二胺、尿素、edta和nahso3的質(zhì)量比為10：0.03：0.005：0.005：0.003；偶氮二異丁腈鹽酸鹽和(nh4)2s2o8的混合水溶液的加入量為去離子水體積的20％，該混合水溶液中偶氮二異丁腈鹽酸鹽的溶度為400mg/l，(nh4)2s2o8的溶度為300mg/l；水浴溫度為50℃。

(3)聚合完成后，加入丙酮沉淀產(chǎn)物，并用無水乙醇洗滌3次，產(chǎn)物經(jīng)70-90℃真空干燥6-10h后，經(jīng)破碎后制備得到兩性型磁性復(fù)合絮凝劑。

實施例1：

一種兩性型磁性復(fù)合絮凝劑的制備方法，具體步驟為：

(1)將10gam單體溶于50ml去離子水中，并投入1.0gamps，加入5mldmdaac和1g經(jīng)油酸改性后的fe3o4顆粒，攪拌混合后轉(zhuǎn)入500ml的反應(yīng)瓶中；

(2)然后依次加入30mg乙二胺、5mg尿素、5mgedta和3mgnahso3；隨后向反應(yīng)瓶中通氮氣20min；當水浴到達50℃時，向反應(yīng)瓶中緩慢滴加10ml偶氮二異丁腈鹽酸鹽和(nh4)2s2o8的混合水溶液，其中偶氮二異丁腈鹽酸鹽的溶度為400mg/l，(nh4)2s2o8的溶度為300mg/l；保溫聚合6h；

(3)聚合完成后，加入丙酮沉淀產(chǎn)物，并用無水乙醇洗滌3次。產(chǎn)物經(jīng)80℃真空干燥8h后，經(jīng)破碎后制得兩性型磁性復(fù)合絮凝劑acmf1粉末，裝袋保存?zhèn)溆谩?/p>

實施例2：

一種兩性型磁性復(fù)合絮凝劑的制備方法，具體步驟為：

(1)將10gam單體溶于50ml去離子水中，并投入1.3gamps，加入5mldmdaac和1g經(jīng)油酸改性后的fe3o4顆粒，攪拌混合后轉(zhuǎn)入500ml的反應(yīng)瓶中；

(2)然后依次加入30mg乙二胺、5mg尿素、5mgedta和3mgnahso3；隨后向反應(yīng)瓶中通氮氣20min；當水浴到達50℃時，向反應(yīng)瓶中緩慢滴加10ml偶氮二異丁腈鹽酸鹽和(nh4)2s2o8的混合水溶液，其中偶氮二異丁腈鹽酸鹽的溶度為400mg/l，(nh4)2s2o8的溶度為300mg/l；保溫聚合6h；

(3)聚合完成后，加入丙酮沉淀產(chǎn)物，并用無水乙醇洗滌3次。產(chǎn)物經(jīng)80℃真空干燥8h后，經(jīng)破碎后制得兩性型磁性復(fù)合絮凝劑acmf2粉末，裝袋保存?zhèn)溆谩?/p>

實施例3：

一種兩性型磁性復(fù)合絮凝劑的制備方法，具體步驟為：

(1)將10gam單體溶于50ml去離子水中，并投入5.0gamps，加入5mldmdaac和1g經(jīng)油酸改性后的fe3o4顆粒，攪拌混合后轉(zhuǎn)入500ml的反應(yīng)瓶中；

(2)然后依次加入30mg乙二胺、5mg尿素、5mgedta和3mgnahso3；隨后向反應(yīng)瓶中通氮氣20min；當水浴到達50℃時，向燒瓶中緩慢滴加10ml偶氮二異丁腈鹽酸鹽和(nh4)2s2o8的混合水溶液，其中偶氮二異丁腈鹽酸鹽的溶度為400mg/l，(nh4)2s2o8的溶度為300mg/l；保溫聚合6h；

(3)聚合完成后，加入丙酮沉淀產(chǎn)物，并用無水乙醇洗滌3次。產(chǎn)物經(jīng)80℃真空干燥8h后，經(jīng)破碎后制得兩性型磁性復(fù)合絮凝劑acmf3粉末，裝袋保存?zhèn)溆谩?/p>

材料性能表征：

1、傅里葉紅外光譜分析

acmf的傅里葉紅外光譜圖如圖1所示；

由圖1可知：cmf和amf絮凝劑分子上的官能團特征峰在acmf絮凝劑分子上都能找到。其中，3410cm^-1處出現(xiàn)了羥基的吸收峰；2930cm^-1處為亞甲基中c-h的伸縮振動峰，1450cm^-1處為飽和c-h的彎曲振動峰，說明am與dmdaac和amps單體在聚合反應(yīng)過程中原來分子中的c＝c雙鍵打開，從而形成共聚物；1670cm^-1處為酰胺基中c＝o的伸縮振動峰，1620cm^-1處為酰胺基中n-h的彎曲振動峰，說明acmf中含有pam的特征官能團酰胺基；1120cm^-1處出現(xiàn)的特征峰是由于dmdaac分子中的雙鍵被打開后與分子中n⁺鍵合和雙甲基在聚合過程中形成了含氮的五元雜環(huán)，此處為五元雜環(huán)上c-n的伸縮振動峰，說明acmf中含有dmdaac的特征官能團；1180cm^-1，1040cm^-1，619cm^-1和498cm^-1處為amps中磺酸基的特征峰，其中1180cm^-1處為s＝o的不對稱伸縮振動峰，說明acmf中含有amps的特征官能團磺酸基。由此可以推測，acmf為am與dmdaac和amps的共聚物。

2、熱重分析

為了了解acmf作為有機-無機復(fù)合材料中有機成分和無機成分的比例，及其熱穩(wěn)定性，采用熱重分析的方法對不同接枝率的acmf進行分析測定。圖2-4依次為acmf1、acmf2、acmf3的熱重分析圖。

從圖2-4中可知acmf2絮凝劑的dsc曲線出現(xiàn)兩個強峰，說明共聚物是嵌段共聚物，而acmf1和acmf3絮凝劑的dsc曲線只有一個強峰，說明共聚物是接枝共聚物。

另外還可以看出第一階段在200℃左右時acmf1、acmf2、acmf3失重都為4％左右，說明在溫度較低時acmf系列絮凝劑的熱穩(wěn)定性差不多；第二階段acmf1在360℃，acmf2在340℃，acmf3在325℃時失重34％，說明隨著amps用量的增加，acmf系列絮凝劑熱分解的速率加快；第三階段在550℃時acmf1和acmf2分別達到恒重8.5％和10.7％，在500℃時acmf3達到恒重8.5％，仍然說明了熱分解速率和amps用量的正相關(guān)性。

3、粉末衍射分析

在acmf的傅里葉紅外光譜圖中同樣沒有出現(xiàn)fe-o的特征峰，為了求證acmf中含有fe3o4這種磁性物質(zhì)，通過粉末衍射的方法進行分析，結(jié)果如圖5所示。

從圖5可以看出，納米fe3o4顆粒在2θ＝30.32°，35.6°，43.28°，57.08°和62.8°處，對應(yīng)的晶面分別為(220)，(311)，(400)，(511)和(440)，與標準圖譜(jcpdsno.89-3854)完全符合。這說明合成的acmf樣品中含有fe3o4，且fe3o4的晶體結(jié)構(gòu)得到了完好地保留，從而保證了acmf樣品的磁學(xué)性質(zhì)。

4、掃描電鏡分析

為了更加直觀地看清acmf樣品中含有的fe3o4顆粒，采用掃描電鏡對納米fe3o4顆粒及acmf1-acmf3的表面形貌進行不同放大倍數(shù)下地觀察，其觀察結(jié)果如圖6-圖11所示。

從圖6-圖11可以看出，圖中可以看出經(jīng)過表面改性fe3o4顆粒均勻地分布在聚合物內(nèi)部，顆粒團聚現(xiàn)象消失，這就保證了acmf系列樣品中磁學(xué)性質(zhì)的均勻分布，從而在使用時能夠較好地利用絮凝劑的磁性。acmf中fe3o4顆粒平均粒徑為0.2μm。從acmf系列的sem照片中可以發(fā)現(xiàn)acmf系列聚合物表面仍然形成了“層狀凹凸”的結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)可能有利于acmf的水化作用，使acmf具有良好的水溶解性能。

5、能譜分析

能譜分析主要用于測定acmf中的元素，由acmf的制備方法可知，cmf中應(yīng)該含有c、h、o、n、fe、s和cl等元素。acmf1，acmf2和acmf3的能譜圖如圖12-14所示。

由圖12-圖14可以看出，acmf系列絮凝劑主要以c元素為主，o元素來源于am和amps分子中的酰胺基，n元素含量除了來源于am和amps分子中的酰胺基外，還來源于dmdaac分子中的銨離子，所以n元素的含量有時會高于o元素。隨著amps用量的增加，共聚物中s元素的含量逐漸增加。cl元素主要來源dmdaac，acmf1和acmf3中cl元素的含量基本相當，而acmf2中cl元素的含量則較高，這可能與前者是接枝共聚物而后者是嵌段共聚物有關(guān)。

6、磁化率

經(jīng)過對樣品的稱量、測試，得到的數(shù)據(jù)如表1所示；

表1acmf的磁化率

從表1中可以看出，acmf系列絮凝劑仍然具有較強的鐵磁性。這就表明只要合成過程中fe3o4顆粒用量不變，不論磁性復(fù)合絮凝劑的種類怎么變化，磁性大小都不會有大的改變，磁性大小僅與fe3o4顆粒投加量有關(guān)。合成過程沒有破壞fe3o4顆粒的晶體結(jié)構(gòu)。

7、特性粘度

為了考察制備的acmf絮凝劑分子量的大小，我們分別測定了acmf系列絮凝劑和已知分子量pam的特性粘度，結(jié)果見表2。

表2acmf與pam的特性粘度

由表2可知，保持dmdaac用量不變，amps用量較低的acmf1和acmf2特性粘度較低，而amps用量最高的acmf3的特性粘度非常大，甚至超過了分子量1000萬的apam的特性粘度。

8、zeta電位

將acmf1，acmf2和acmf3用去離子水以5g/l的濃度配成水溶液，測定zeta電位，結(jié)果如表3所示。

表3絮凝劑溶液zeta電位

從表3可以看出，acmf2絮凝劑溶液的zeta電位幾乎為零，說明在這樣的單體配比下合成的兩性型復(fù)合磁性絮凝劑分子上的凈電荷幾乎為零。而單體配比稍有不同的acmf1則表現(xiàn)出很強的正電性。

混凝實驗：

通過對acmf系列絮凝劑的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)表征已知，僅有acmf2為嵌段共聚物，分子呈長直線性，且分子上所帶正負電荷數(shù)相當，凈電荷最少，最符合兩性型絮凝劑的特征，因此對acmf2的混凝實驗效果進行考察。

其中實驗用皂土模擬廢水1為：用皂土和去離子水配制成1g/l的溶液，濁度為280-330ntu。fe(oh)3膠體溶液模擬廢水2為：采用六水合三氯化鐵和去離子水配制成1g/l的溶液，加熱煮沸2min后得到fe(oh)3膠體溶液，總鐵含量為210mg/l。將制備好的acmf2絮凝劑以5g/l的濃度溶解成溶液，貯存?zhèn)溆?。模擬廢水原水經(jīng)過30min靜置沉淀后取樣，而模擬廢水經(jīng)acmf處理后的絮體帶有磁性，因此混凝反應(yīng)結(jié)束后，將燒杯放置于永磁鐵之上靜置5min后取樣。取水樣時將滴管伸入在液面以下2cm處。

為了體現(xiàn)acmf2的兩性特征，分別考察ph值、加藥量對acmf2處理帶負電的皂土模擬廢水1的影響，以及加藥量對acmf2處理帶正電的fe(oh)3膠體溶液的影響。

1、ph值的影響

采用200ml皂土模擬廢水1：acmf2加藥量為1ml，攪拌轉(zhuǎn)速200r/min，攪拌時間2min，ph＝1、2、3、4、6、7、8、9、10、11和12。

acmf2絮凝劑在不同ph下混凝效果的變化結(jié)果如圖15所示。

從圖15中可以看出在ph＝7的中性條件下，濁度去除率與d2都相對較低，而在ph＝1-3和ph＝10-12的酸性和堿性條件下濁度去除率與d2則相對較高。這是因為在中性條件下，acmf2分子上的正負兩種電荷相互作用形成分子內(nèi)離子鍵，使得acmf2分子發(fā)生一定程度的卷曲，而在酸性和堿性條件下溶液中含有大量的h⁺或oh^-，對acmf2分子上正負電荷形成定向引力作用，使得acmf2分子的長直線性結(jié)構(gòu)得以保存，從而獲得較好的混凝效果。

同時，本發(fā)明中acmf2混凝形成的絮體在形貌較cmf絮凝劑成的絮體更為緊密，這主要是acmf2絮凝劑分子鏈呈長直線性，分子上同時帶有正負兩種電荷，靜電引力作用發(fā)揮更充分。

2、加藥量的影響

使用200ml皂土模擬廢水1：攪拌轉(zhuǎn)速200r/min，攪拌時間2min，ph＝2和10。acmf2加藥量為0.5ml，1.0ml，2.0ml，4.0ml，6.0ml和8.0ml。

200mlfe(oh)3膠體溶液模擬廢水2：攪拌轉(zhuǎn)速200r/min，攪拌時間2min，ph＝2。acmf2加藥量為2.0ml，2.5ml，3.0ml，3.5ml和4.0ml。

acmf2絮凝劑在不同加藥量下混凝效果的變化結(jié)果如圖16所示。

從圖16可以看出，在酸性條件下，加入0.5mlacmf2就已經(jīng)達到最高去除率99.21％，此時對應(yīng)的溶液zeta電位值為-2.34mv，與皂土顆粒帶電性同號，因此可以判斷在酸性條件下acmf2對皂土混凝作用機理主要為靜電簇作用。在加藥量為1ml時的去除率為97.39％，也相對較大，隨后逐漸下降到最低點85％左右，而溶液zeta電位值則比較平穩(wěn)，這是因為acmf2絮凝劑分子上正負電荷數(shù)相當，隨著加藥量的增加并不會對溶液zeta電位值有較大的改變。在堿性條件下，當加藥量達到1ml時去除率達到最大值98.71％，此時對應(yīng)的溶液zeta電位值為-8.49mv，與皂土顆粒帶電性同號，因此可以判斷在堿性條件下acmf2對皂土混凝作用機理也以靜電簇作用為主。與酸性條件相同，隨著加藥量的增加，去除率逐漸降到85％左右，溶液zeta電位值也較平穩(wěn)，這與acmf2兩性型的特征相關(guān)。

由圖16還可以看出，酸性條件下溶液zeta電位值的絕對值低于堿性條件下溶液zeta電位值的絕對值。這是因為皂土顆粒為凝膠顆粒，本身帶負電荷，在絮凝劑加入前溶液中的懸浮顆粒較多，即使在酸性條件下h⁺濃度較高，懸浮顆粒仍然帶有較多的負電荷，而當絮凝劑在酸性條件下加入后大量懸浮顆粒被去除，此時溶液中僅存少量懸浮顆粒，這些懸浮顆粒表面受到較多h⁺的締合作用的影響，使溶液zeta電位的絕對值減小。在堿性條件下，殘留的懸浮顆粒表面與溶液中的oh^-發(fā)生締合作用，使溶液的電負性相對較高。

從圖17中可以看出，acmf2加藥量為2.5ml時去除率達到最大值91.52％，此時對應(yīng)的溶液zeta電位值為+6.14mv，與fe(oh)3膠體顆粒帶電性同號。說明acmf2對fe(oh)3膠體溶液的混凝作用機理也為靜電簇作用。隨著加藥量的增加，去除率逐漸下降，溶液zeta電位值則仍然保持較為平穩(wěn)，體現(xiàn)出acmf2的兩性型特征。

綜合看來，acmf2絮凝劑作為兩性型絮凝劑不論是對帶負電的模擬廢水還是對帶正電的模擬廢水，都有很好的去除效果，且在酸性和堿性條件下也能取得同樣的效果。且混凝作用機理相同，都以靜電簇作用為主。

同時，acmf2絮凝劑在混凝處理皂土模擬廢水1和fe(oh)3膠體溶液模擬廢水2時形成的絮體團塊狀都比較明顯，且絮體團塊中都有黑色顆粒，說明除了靜電簇作用外，還有磁凝聚作用，另外還伴隨著吸附架橋和網(wǎng)捕卷掃作用。

本發(fā)明以納米fe3o4顆粒為磁性材料，以油酸為表面改性劑，以am和amps及dmdaac為單體，采用水溶液聚合的方法，通過控制amps和dmdaac的投加量，制備得到兩性型磁性復(fù)合絮凝劑acmf，并對其結(jié)構(gòu)和性質(zhì)進行了表征，通過系統(tǒng)的混凝實驗研究了acmf2磁性復(fù)合絮凝劑的絮凝性能、絮凝機理。通過多種分析方法，對acmf系列磁性復(fù)合絮凝劑進行了結(jié)構(gòu)和理化性質(zhì)的表征。表征結(jié)果表明成功制備了分子上同時帶有正負兩種電荷的兩性型磁性復(fù)合絮凝劑。