次氯酸钠对聚丙烯酰胺的降解作用探讨

2 2.1
实验研究方法 实验方案 （1）采用适当浓度的 PAM 水溶液（如不加特殊说明，
一般体系浓度是取 300ppm） ，加入次氯酸钠试剂，在集热式 恒温加热磁力搅拌器中进行 PAM 的降解， 间隔时间取样， 采 用乌氏粘度法测定 PAM 的分子量。由相对分子质量的变化 (相对分子质量比 M／M 0)来表征聚丙烯酰胺的降解程度。 （2）采用适当浓度的 PAM 盐溶液（如不加特殊说明， 一般体系浓度是取 300ppm） ，加入次氯酸钠、过二硫酸铵加
降解速度，降解程度基本没有变化。
图5 图3 Fe 对次氯酸钠氧化降解作用影响 4 3.4 在含盐聚丙烯酰胺溶液中 Fe 对次氯酸钠氧化降解作
2+ 2+
阳离子对次氯酸钠降解性能的影响比较
结论与认识
2+ （1）加入 Fe 使次氯酸钠降解速度加快，程度明显降
用影响
2+ 研究表明 Fe 对氧化剂的降解作用有促进作用，所以通 2+ 过实验考察 Fe 对次氯酸钠降解作用的影响程度，实验结果
图1
次氯酸钠对聚丙烯酰胺氧化降解作用的研究
3.2
次氯酸钠对含盐聚丙烯酰胺氧化降解作用研究 通过实验分别考察了 15,25,50ppm 次氯酸钠对聚丙烯
隔时间取样，测定溶液的乌氏粘度。 2.2 溶液的配置方法 聚丙烯酰胺溶液的配制和聚丙烯酰胺盐溶液的配制的 方法如下： （1）用量筒量取所需的硝酸钠水溶液和矿化水溶液， 分别倒入烧杯， 将电动搅拌棒的搅拌子放入盛硝酸钠水溶液 的烧杯中，搅拌棒的叶片离烧杯底 3mm 为宜； （2）用分析天平准确称量所需 HPAM； （3）开动搅拌器，并逐渐升高转速，使水形成漩涡， 漩涡底至上液面 3cm 为宜，但不要露出烧杯底和搅拌棒叶 片。将 HPAM 均匀地撒在漩涡壁上，并在此转速下搅拌 5 分 钟； （4）将搅拌器的转速降至能使烧杯中的液面刚好形成 漩涡，搅拌至聚合物完全溶解； 2.3 氧化降解的试验方法 （1） 设定集热式恒温加热磁力搅拌器的温度以及转速； （2）待温度升高到设定温度时，分别将盛有聚丙烯酰 胺溶液、 磁子的锥形瓶放入集热式恒温加热磁力搅拌器， 恒 温 10 分钟； （3）加入氧化剂，并开始计时； （4）间隔一定时间测试反应液的乌氏粘度，随着粘度 变化越来越慢，测定的间隔时间可以拉长； （5）待反应粘度稳定后，停止反应。 3 3.1 结果及讨论 次氯酸钠对聚丙烯酰胺氧化降解作用的研究 通过实验分别考察了次氯酸钠在 50、 100、 20mg/L 使用
ω 1
m1- m0 100 m
(2)
式中：m1——干燥后试样与称量瓶质量的数值， m1=30.8801g；
16
李建明：次氯酸钠对聚丙烯酰胺的降解作用探讨 m0——称量瓶质量的数值，m0=30.1362g； m——试样的质量的数值，烘干前样重m=0.8457g 带入(2)式得：w=88.08 浓度时对 PAM 的降解性能，实验结果见图 2。次氯酸钠浓度 为 50ppm 时， 氧化降解速率已经很快， 且氧化剂的浓度越高， 速度越快。100ppm 次氯酸钠氧化降解聚丙烯酰胺的降解率 为 99%，50ppm 为 98%，20ppm 为 69%。
c——盐酸标准滴定溶液实际浓度的准确数值，取
c=0.05335mol/L； M1——丙烯酰胺键节的摩尔质量的数值，单位为克每摩 尔（g/moL）(M1=71.07)； M2——丙烯酸钠的摩尔质量的数值，单位为克每摩尔 （g/moL）(M2=94.04)；
m——试料的质量的数值，单位为克（g） （m1=0.0296g
酰胺盐溶液的降解性能。
图 2 次氯酸钠对含盐聚丙烯酰胺氧化降解作用研究
由图 2 知， 聚丙烯酰胺在五分内降解速度很快， 然后分 子量逐渐趋于不变。 且与聚丙烯酰胺水溶液对比发现， 浓度 为 15ppm 时， 仍有较快的降解速度和较大的降解程度， 而水 溶液中，降解速度很慢。原因可能是：PAM 溶液的降解程度 在很大程度上受金属离子含量的影响。 3.3
李建明：次氯酸钠对聚丙烯酰胺的降解作用探讨 Fe（OH）3 沉淀。因为降解过程中有黄色沉淀产生。对相同 浓度的次氯酸钠，Fe2+的浓度越高，降解程度越大，7ppmFe2+ 降解率为 36%，而 20ppmFe 降解率为 57% 。
2+
17
+ 2+ 解性能的影响最为显著，Na 次之。Mg 的加入加快了初始的
； m2=0.0285g）
w 1——试样的固含量的质量分数，%。
带入(1)式得：H1=12.42 取平均值得：H=13 1.2 固含量的测定方法 使用预先于120℃±2℃下干燥恒量的称量瓶称取约1g 试样，精确至0. 2mg，置于电热干燥箱中，在120℃±2℃下 干燥至恒量。 固含量以质量分数w1计，数值以%表示，按下式计算： H2=13.35
2+ 在集热式恒温加热磁力搅拌器中进行 PAM 的降解， Fe 试剂，
间隔时间取样，测定溶液的乌氏粘度。 （3）采用适当浓度的 PAM 水溶液（如不加特殊说明， Ca 、 一般体系浓度是取 300ppm） ， 加入不同阳离子， 如 Na 、
2+ Mg ，在集热式恒温加热磁力搅拌器中进行 PAM 的降解，间 + 2+
摘 要：通过实验的方法，探讨了次氯酸钠对 PAM 进行降解作用，并考察了 Fe2+、Ca2+、Na+、Mg2+对次氯酸
2+ 2+ + 2+ 钠降解作用的影响程度。得出加入 Fe 使次氯酸钠降解速度加快，程度明显降低；Ca 、Na 、Mg 含量在很 2+ 大程度上影响其降解程度，Ca 对次氯酸钠降解性能的影响最为显著；次氯酸钠对 PAM 的降解作用显著，
2+ + 2+ 低；Ca 、Na 、Mg 含量在很大程度上影响其降解程度。其 2+ Na+显著，
的加入加快了初始的降解速度，降解程度基本没有变化。 （2）次氯酸钠对 PAM 的降解作用显著；盐溶液配置的 相同浓度的聚丙烯酰胺溶液乌氏粘度明显小于用水配置的 聚丙烯酰铵溶液。 次氯酸钠对聚驱采油污水的处理方面有很 大实用价值。
2
+
2+
烯酰胺研究[J]. 工业用水与废水, 2007, 38(6): 22-24. [5] 任广萌, 孙德智. UV/H2O2/O3 氧化降解含聚丙烯酞胺废
响，结果见图 5。 由图 5 知：离子浓度均为 10g/L 时，Ca 对次氯酸钠降
2+
水的研究[R]. 中国精细化工协会: 68－71.
见图 4。由图 4 发现，加入 Fe 后对降解速度及程度影响甚 微。
2+
参考文献
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盐溶液配置的相同浓度的聚丙烯酰胺溶液乌氏粘度明显小于用水配置的聚丙烯酰铵溶液。 次氯酸钠对聚驱 采油污水的处理有很大实用价值。 关键词：聚丙烯酰胺；氧化降解；次氯酸钠
随着油产量的递减和高采出油含水量的出现， 目前我国 很多油田已进入了后期三次采油阶段， 如何提高采收率是摆 在我国油田的一个重大问题。 其中， 聚合物驱油作为油田三 次采油的一项重要技术，聚丙烯酰胺（PAM）驱油技术在延 长油田部分油区实施， 并取得了良好的增油控水效果， 具有 广阔的应用前景。但是随之而来的是大量含聚污水的产生， 由于该种污水具有粘度大、 原乳化严重和油从水中分离难度 大等特性， 现有采油污水处理技术很难保证含聚合物驱采油 污水达标处理， 因此寻找一种有效的聚驱采油污水处理方法 成为人们关注的问题。 化学氧化技术处理有机污染物可以将 污染物氧化为 CO2、水及其它无机物，从而实现污染物无害 化处理，具有快速、高效的优势。本文探讨了次氯酸钠对 PAM 进行降解作用，并考察了 Fe 、Ca 、Na 、Mg 对次氯酸 钠降解作用的影响程度。 1 聚丙烯酰胺降解前后性能测定 由于粘度大小与温度密切相关，虽然克氏粘度测试迅 速，方便，但是因为温度变化，引起误差较大，降解前后没 有观察到明显的规律性变化。 而乌氏粘度在测量时， 需要在 30 摄氏度的恒温水浴中恒温，这期间，聚丙烯酰胺仍然在 降解， 但考虑到每次测量时的相对误差， 及乌氏粘度的大小 可以折算出出聚合物的分子量大小， 从而更直观的反映出实 验结果。实验采取乌氏粘度法评价聚烯酰胺被降解的程度。 1.1 水解度的测定方法 将盛有100mL水的250mL锥形瓶置于电磁搅拌器上， 放入 搅拌子，开动搅拌。分别称取约0.03g粉状试样或相当量的 胶状试料，精确至0.2mg。加入到锥形瓶中，使其完全溶解。 加1滴甲基橙溶液、 1滴靛蓝二磺酸钠溶液， 用盐酸标准滴定
2+
[3] 胡 旸, 吕树祥, 邱元来. 采油废水中聚丙烯酰胺降解 研究进展[J]. 杭州化工, 2009, 39(3): 15-19. [4] 崔宝臣, 崔福义, 刘淑芝. UV-H2O2 协同降解水中聚丙
3.5
Na 及 Mg 离子对次氯酸钠降解性能的影响 比较 Ca 、 通过比较相同浓度的阳离子对次氯酸钠降解性能的影
2011 年 第 11 期 2011 年 11 月
化学工程与装备 Chemical Engineering & Equipment 李建明：次氯酸钠对聚丙烯酰胺的降解作用探讨
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次氯酸钠对聚丙烯酰胺的降解作用探讨
李建明，陈瑞生，曹天军，马学勉
（陕西延长石油（集团）有限责任公司油气勘探公司，陕西 延安 716000） 李建明：次氯酸钠对聚丙烯酰胺的降解作用探讨
2+ 2+ + 2+
溶液滴定。溶液由黄绿色变成浅灰色即为终点。 水解度H以质量分数计，数值以%表示，按下式计算：