纳米微孔链状PAS-PDMDAAC混凝剂制备条件的优化与表征

以硫酸铝(AS)和二甲基二烯丙基氯化铵聚合物(PDMDAAC)为原料制备了无机-有机复合混凝剂(PAS-PDMDAAC)，并利用其对页岩气钻井废水中TOC的去除率为响应值，采用响应面法中Box-Behnken实验设计，优化了制备工艺条件。结果表明：复合混凝剂制备工艺条件对页岩气钻井废水中TOC的去除率影响显著性依次为反应温度>反应时间>Al/PDMDAAC 质量比；在响应曲面法模拟优化条件下，PAS-PDMDAAC复合混凝剂对页岩气钻井废水中TOC的去除率为74.35%；当反应温度为70 ℃，反应时间为70 min，AS/PDMDAAC质量比为6时，制备的复合混凝剂对页岩气钻井废水中TOC的去除率偏差为0.72%，符合实验精度要求。通过微观结构表征发现：PAS-PDMDAAC复合混凝剂中存在聚合羟基铝；AS水解形成羟基铝后，通过静电作用与PDMDAAC复合成规则的纳米微孔链状空间结构，并通过混凝实验溶液中Zeta电位变化，进一步验证了复合混凝剂中因静电作用使其电中和能力减弱的结论，此时复合混凝剂的最佳pH为6，弱酸性条件可避免铝盐类复合混凝剂的沉淀，以上研究结果为提高无机-有机复合混凝剂的混凝效果提供了参考