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聚丙烯酰胺與鹽的反應

作者:利星 發(fā)布日期:2024-12-06

鹽對聚丙烯酰胺PAM)的影響機制離子強度方面:鹽在溶液中會(huì )電離產(chǎn)生離子,從而增加溶液的離子強度。當 PAM 處于這種高離子強度的溶液中時(shí),其分子鏈周?chē)碾p電層會(huì )被壓縮。對于離子型 PAM(陽(yáng)離子型或陰離子型),這種壓縮作用會(huì )使分子鏈上的電荷相互作用減弱。例如,陰離子型 PAM 分子鏈帶有負電荷,在低鹽濃度下,分子鏈之間由于電荷排斥而較為伸展;當加入鹽后,陽(yáng)離子(如氯化鈉中的)會(huì )中和部分負電荷,使分子鏈蜷縮,溶液的黏度降低。

電荷屏蔽效應:鹽的離子會(huì )對 PAM 分子鏈的電荷產(chǎn)生屏蔽作用。以陽(yáng)離子型 PAM 為例,其分子鏈上的正電荷在溶液中會(huì )吸引負離子。當有鹽存在時(shí),鹽的負離子(如)會(huì )聚集在 PAM 分子鏈周?chē)?,減少了分子鏈與其他帶負電物質(zhì)之間的靜電吸引力,從而影響 PAM 的吸附等性能。

鹽的種類(lèi)差異:不同種類(lèi)的鹽對 PAM 的影響不同。對于含有多價(jià)陽(yáng)離子(如、)的鹽,其對 PAM 的作用比單價(jià)陽(yáng)離子(如、)的鹽更為顯著(zhù)。多價(jià)陽(yáng)離子能夠與 PAM 分子鏈上的電荷位點(diǎn)發(fā)生更強的相互作用,會(huì )導致分子鏈的聚集甚至沉淀。例如,在含有氯化鈣()的溶液中,會(huì )與陰離子型 PAM 的羧基(如果水解產(chǎn)生)結合,形成交聯(lián)結構或沉淀。

反應條件對相互作用的影響鹽濃度的影響:隨著(zhù)鹽濃度的增加,對 PAM 分子鏈的影響逐漸增強。在較低鹽濃度時(shí),只是輕微地改變 PAM 的分子鏈形態(tài)和溶液黏度;當鹽濃度較高時(shí),會(huì )導致 PAM 分子鏈明顯蜷縮、聚集,甚至失去其原有的功能。例如,在水處理中,當氯化鈉濃度從 0.1mol/L 增加到 1mol/L 時(shí),陰離子型 PAM 作為絮凝劑的效果會(huì )明顯下降,因為其分子鏈無(wú)法有效地伸展和吸附懸浮顆粒。

溫度條件:溫度會(huì )影響鹽的溶解和離子的活性,同時(shí)也對 PAM 的分子鏈狀態(tài)有影響。在較高溫度下,鹽的溶解速度加快,離子在溶液中的運動(dòng)更加劇烈,對 PAM 分子鏈的影響也更快更明顯。過(guò)高的溫度會(huì )導致 PAM 分子鏈的降解,特別是在有鹽存在的情況下,這種降解會(huì )被加速。例如,在 60 - 80℃的高溫環(huán)境下,PAM 分子鏈在鹽溶液中的穩定性會(huì )降低,會(huì )發(fā)生斷裂,使溶液的性質(zhì)發(fā)生變化。

PAM 的類(lèi)型和分子量:不同類(lèi)型的 PAM 對鹽的反應不同。陽(yáng)離子型 PAM 和陰離子型 PAM 由于電荷性質(zhì)不同,受鹽的影響方式也有所差異。分子量也很關(guān)鍵,高分子量的 PAM 分子鏈長(cháng),受鹽的影響會(huì )更明顯。例如,分子量為 2000 萬(wàn)的 PAM 在鹽溶液中的分子鏈蜷縮程度比分子量為 1000 萬(wàn)的 PAM 更大,因為長(cháng)分子鏈有更多的電荷位點(diǎn)受到鹽離子的作用。

在不同應用場(chǎng)景中的作用和現象水處理領(lǐng)域:在絮凝過(guò)程中,鹽的存在會(huì )干擾 PAM 的絮凝效果。如果廢水中鹽含量較高,需要調整 PAM 的用量或類(lèi)型。例如,對于含有大量鹽分的工業(yè)廢水(如印染廢水或化工廢水),使用常規的陰離子型 PAM 效果不佳,此時(shí)可以考慮使用抗鹽性較好的兩性 PAM 或者對廢水進(jìn)行預處理以降低鹽度。

在水的軟化處理中,鹽(如、)可以與 PAM 配合使用。PAM 可以吸附在水垢形成的晶核上,鹽的離子可以調節水中的硬度離子濃度,兩者協(xié)同作用可以防止水垢的形成或去除已形成的水垢。

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