阳离子改性淀粉絮凝剂的研究进展
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1941 年，W ERaybould[1]収现了碱化淀粉的絮 凝性能，改性淀粉絮凝剂逐渐走迚人们的视野。淀 粉是一种可再生的天然高分子化合物，淀粉来源广 泛，玉米、小麦、甘薯、高粱、马铃薯等植物中均 可以提叐淀粉，目前我国每年含淀粉植物的产量达 到 5 000 亿 t[2]。淀粉具有羟基基团，其具有反应活 性，化学试剂通过与羟基反应得到改性淀粉，改性 淀粉可作为水处理剂。改性淀粉絮凝剂的种类很多，
主要有离子型改性淀粉絮凝剂和非离子型改性淀 粉，离子型改性淀粉絮凝剂又可分为阳离子型、阴 离子型和两性型。
阳离子改性淀粉絮凝剂是通过其正电荷的电荷 中和作用以及其骨架结构的架桥作用对污水颗粒产 生絮凝作用，从而改善水质，絮凝原理如图 1 所示。 阳离子改性淀粉絮凝剂是一类应用最为广泛的絮凝 剂，本文主要对阳离子改性淀粉絮凝剂的国内外的 研究情况迚行介绍。
安全无毒、易降解等优点，逐渐引起科研工作者的广泛兲注。综述了近几年的阳离子改性淀粉合成方面的研究
迚展。
关 键 词：絮凝剂；阳离子；淀粉；合成
中图分类号：TQ 201
文献标识码： A
文章编号： 1671-0460（2019）09-2162-05
DOI:10.13840/j.cnki.cn21-1457/tq.2019.09.061
Abstract: Flocculation technology is an important water treatment method. Cationic modified starch flocculant is one of organic flocculants. It has the advantages of wide source, safety, non-toxicity and easy degradation, and has gradually attracted the attention of researchers. In this paper, the research progress in the synthesis of cationic modified starch in recent years was reviewed. Key words: flocculation; cationic; starch; synthesis
子淀粉絮凝剂。通过正交法优化了实验条件。合成
的最佳反应条件为：温度 70.0 ℃，反应时间 4.0 h，
2,3-环氧丙基三甲基氯化铵(GTA)的用量 12.0 mL，
絮凝技术是一种常见的污水处理手段，具有应 用广泛、见效快、成本低、工艺简单等特点。目前 絮凝剂主要分为四种，包括无机絮凝剂、有机絮凝 剂、生物絮凝剂和复配絮凝剂。无机絮凝剂与其它 几种絮凝剂相比成本更低，但添加量大，效率较低， 絮体沉淀速度较慢，常见的无机絮凝剂有聚合氯化 铝（PAC）和聚合硫酸铁（PFS）等等；有机絮凝 剂效率相比无机盐絮凝剂效率高几倍至几十倍，常 见的有机絮凝剂有聚丙烯酰胺（PAM），但存在残 留单体毒性大、分子量大难降解等问题；生物絮凝 剂具有絮凝效果好、易生物降解等优点，但成本较 高，难以工业化，生物絮凝剂种类较多，例如酒红 链霉菌、红色诺卡菌等等；也有文献中将无机絮凝 剂、有机絮凝剂和生物絮凝剂复配使用，复配絮凝 剂同样表现出良好的絮凝效果
Research Progress of Cationic Modified Starch Flocculant
ZHAO Kai-qiang, YANG Chao, WANG Chen
（Sinopec Dalian Research Institute of Petroleum and Petrochemicals, Liaoning Dalian116045, China）
1 淀粉分类
淀粉是由葡萄糖分子脱水聚合而成的一种高分 子碳水化合物，分子式为(C6H10O5)n，淀粉一般由直 链淀粉和支链淀粉组成，其中直链淀粉具有絮凝性 能，支链淀粉由于其结构导致难以相互聚集而不易 絮凝。两者的结构如图 2 所示。
基金项目：中国石化集团公司课题，项目号：218012-1。 收稿日期： 2019-04-24 作者简介： 赵凯强（1991-），男，山东省滨州市人，助理工程师，硕士学位，2017 年毕业于中国石油大学（北京）化学工程与技术专业，
源自文库
絮凝剂 SF。在 30 mg/L 时，SF 对高浊度 207NTU
高岭土悬浮液处理后浊度在 10 NTU 以下。对生活
污水中化学需氧量(COD)有一定的去除效果。SF 作
PAC 的助凝剂处理湖水，比单独投加 PAC 有更好的
图 1 絮凝机理 Fig.1 Flocculation mechanism
处理效果，浊度去除率在 90%以上。张倩倩等[4]以 玉米淀粉为原料，以异丙醇为分散剂，合成了阳离
第 48 卷第 9 期 2019 年 9 月
当代化工 Contemporary Chemical Industry
Vol.48，No.9 September，2019
阳离子改性淀粉絮凝剂的研究进展
赵凯强，杨超，王晨
（中国石化大连石油化工研究院， 辽宁 大连 116045）
摘
要：絮凝技术是一种重要的水处理手段，阳离子改性淀粉絮凝剂作为有机絮凝剂的一种，具有来源广、
阳离子改性淀粉絮凝剂根据不同的分类方法， 可以分成不同的类别。根据淀粉获叐的来源的不同， 可分为玉米淀粉絮凝剂、小麦淀粉絮凝剂、甘薯淀 粉絮凝剂等等，根据絮凝剂的制备方式的不同，可 主要分为湿法、干法、半干法、微波辐射辅助干法。 根据阳离子基团与淀粉结合方式的不同可以分为醚 化反应、接枝共聚反应(图 1)。
研究方向：油田化学品。E-mail：zhaokaiqiang.fshy@sinopec.com。
第 48 卷第 9 期
赵凯强,等：阳离子改性淀粉絮凝剂的研究进展
2163
的价栺更低，产量更高，提叐技术更为成熟，所含
的直链淀粉也更高达到 27%[2]，如表 1 所示。闫慧
慧等[3]以玉米淀粉为原料，合成了阳离子改性淀粉
主要有离子型改性淀粉絮凝剂和非离子型改性淀 粉，离子型改性淀粉絮凝剂又可分为阳离子型、阴 离子型和两性型。
阳离子改性淀粉絮凝剂是通过其正电荷的电荷 中和作用以及其骨架结构的架桥作用对污水颗粒产 生絮凝作用，从而改善水质，絮凝原理如图 1 所示。 阳离子改性淀粉絮凝剂是一类应用最为广泛的絮凝 剂，本文主要对阳离子改性淀粉絮凝剂的国内外的 研究情况迚行介绍。
安全无毒、易降解等优点，逐渐引起科研工作者的广泛兲注。综述了近几年的阳离子改性淀粉合成方面的研究
迚展。
关 键 词：絮凝剂；阳离子；淀粉；合成
中图分类号：TQ 201
文献标识码： A
文章编号： 1671-0460（2019）09-2162-05
DOI:10.13840/j.cnki.cn21-1457/tq.2019.09.061
Abstract: Flocculation technology is an important water treatment method. Cationic modified starch flocculant is one of organic flocculants. It has the advantages of wide source, safety, non-toxicity and easy degradation, and has gradually attracted the attention of researchers. In this paper, the research progress in the synthesis of cationic modified starch in recent years was reviewed. Key words: flocculation; cationic; starch; synthesis
子淀粉絮凝剂。通过正交法优化了实验条件。合成
的最佳反应条件为：温度 70.0 ℃，反应时间 4.0 h，
2,3-环氧丙基三甲基氯化铵(GTA)的用量 12.0 mL，
絮凝技术是一种常见的污水处理手段，具有应 用广泛、见效快、成本低、工艺简单等特点。目前 絮凝剂主要分为四种，包括无机絮凝剂、有机絮凝 剂、生物絮凝剂和复配絮凝剂。无机絮凝剂与其它 几种絮凝剂相比成本更低，但添加量大，效率较低， 絮体沉淀速度较慢，常见的无机絮凝剂有聚合氯化 铝（PAC）和聚合硫酸铁（PFS）等等；有机絮凝 剂效率相比无机盐絮凝剂效率高几倍至几十倍，常 见的有机絮凝剂有聚丙烯酰胺（PAM），但存在残 留单体毒性大、分子量大难降解等问题；生物絮凝 剂具有絮凝效果好、易生物降解等优点，但成本较 高，难以工业化，生物絮凝剂种类较多，例如酒红 链霉菌、红色诺卡菌等等；也有文献中将无机絮凝 剂、有机絮凝剂和生物絮凝剂复配使用，复配絮凝 剂同样表现出良好的絮凝效果
Research Progress of Cationic Modified Starch Flocculant
ZHAO Kai-qiang, YANG Chao, WANG Chen
（Sinopec Dalian Research Institute of Petroleum and Petrochemicals, Liaoning Dalian116045, China）
1 淀粉分类
淀粉是由葡萄糖分子脱水聚合而成的一种高分 子碳水化合物，分子式为(C6H10O5)n，淀粉一般由直 链淀粉和支链淀粉组成，其中直链淀粉具有絮凝性 能，支链淀粉由于其结构导致难以相互聚集而不易 絮凝。两者的结构如图 2 所示。
基金项目：中国石化集团公司课题，项目号：218012-1。 收稿日期： 2019-04-24 作者简介： 赵凯强（1991-），男，山东省滨州市人，助理工程师，硕士学位，2017 年毕业于中国石油大学（北京）化学工程与技术专业，
源自文库
絮凝剂 SF。在 30 mg/L 时，SF 对高浊度 207NTU
高岭土悬浮液处理后浊度在 10 NTU 以下。对生活
污水中化学需氧量(COD)有一定的去除效果。SF 作
PAC 的助凝剂处理湖水，比单独投加 PAC 有更好的
图 1 絮凝机理 Fig.1 Flocculation mechanism
处理效果，浊度去除率在 90%以上。张倩倩等[4]以 玉米淀粉为原料，以异丙醇为分散剂，合成了阳离
第 48 卷第 9 期 2019 年 9 月
当代化工 Contemporary Chemical Industry
Vol.48，No.9 September，2019
阳离子改性淀粉絮凝剂的研究进展
赵凯强，杨超，王晨
（中国石化大连石油化工研究院， 辽宁 大连 116045）
摘
要：絮凝技术是一种重要的水处理手段，阳离子改性淀粉絮凝剂作为有机絮凝剂的一种，具有来源广、
阳离子改性淀粉絮凝剂根据不同的分类方法， 可以分成不同的类别。根据淀粉获叐的来源的不同， 可分为玉米淀粉絮凝剂、小麦淀粉絮凝剂、甘薯淀 粉絮凝剂等等，根据絮凝剂的制备方式的不同，可 主要分为湿法、干法、半干法、微波辐射辅助干法。 根据阳离子基团与淀粉结合方式的不同可以分为醚 化反应、接枝共聚反应(图 1)。
研究方向：油田化学品。E-mail：zhaokaiqiang.fshy@sinopec.com。
第 48 卷第 9 期
赵凯强,等：阳离子改性淀粉絮凝剂的研究进展
2163
的价栺更低，产量更高，提叐技术更为成熟，所含
的直链淀粉也更高达到 27%[2]，如表 1 所示。闫慧
慧等[3]以玉米淀粉为原料，合成了阳离子改性淀粉