[發明專利]一種硫化物重金屬螯合捕集劑及其制備方法

有效

• 申請號: 201010144140.8
• 申請日: 2010-04-12
• 公開（公告）號: CN101898824A
• 公開（公告）日: 2010-12-01
• 發明（設計）人: 王風賀;車呈芳
• 申請（專利權）人: 南京師范大學
• 主分類號: C02F1/62
• 分類號: C02F1/62;C07C323/42;C07C319/12
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 程化銘

技術領域

本發明涉及水體中重金屬離子的去除、凈化或捕集技術，具體說是一種硫化物重金屬螯合捕集劑的制備及其在水處理中的應用方法。?

背景技術

重金屬是指比重大于4或5的金屬，如銅(Cu)、鋅(Zn)、鉛(Pb)、鈷(Co)、鎳(Ni)、鉻(Cr)、鎘(Cd)、汞(Hg)等，約有45種，砷(As)雖不屬于重金屬，但因其來源以及危害與重金屬相似，通常也將砷列入重金屬類。上述重金屬離子具有在自然環境下性質穩定、在生物體內累積、低濃度且具有長期的毒副作用等特點，若得不到妥善處理，將對環境造成嚴重污染。?

傳統的pH調節沉淀法處理含重金屬離子的廢水，即通過投加氫氧化鈉、碳酸鈉、石灰等堿性化學物質，將廢水的pH值調到11左右，形成相應的重金屬氫氧化物沉淀以去除重金屬離子。pH調節沉淀法，需精確控制pH值，以保證最佳的去除效果，若廢水中含有鋅離子、鋁離子等兩性離子，形成的氫氧化物沉淀在高pH時發生溶解，需要改變不同的pH值，進行多級沉淀處理。由于處理后廢水的pH值太高，上層清液必須泵入中和池，加酸回調pH至6～9，才能排放，處理步驟較為繁瑣。?

另一種處理方法是采用硫化堿沉淀法處理重金屬廢水，利用投加的硫化鈉與重金屬離子形成難溶的硫化物沉淀以去除重金屬離子。重金屬離子硫化物沉淀在水中的溶解度比相應的金屬氫氧化物沉淀低3-5個數量級，殘余在水溶液中重金屬離子濃度較小，而且多種金屬離子可以在一步沉淀過程中去除。與pH?調節沉淀法相比較，沉淀具有易分離、易過濾、后續處理簡單等優點。但使用過程中硫化鈉會產生硫化氫的異味，溶解時會發生氧化副反應，而且重金屬硫化物沉淀絮體顆粒細小、沉降時間太久等，降低了重金屬離子的去除效果。?

此外，以氫氧化物沉淀或硫化物沉淀進行重金屬污染物的控制，尤其對于含有螯合狀態重金屬離子的電鍍廢水治理，在實踐中均存在一定的局限性：首先重金屬的氫氧化物沉淀或硫化物沉淀遇酸均會重新溶解，或被空氣氧化分解，產生二次污染；其次上述兩種重金屬沉淀所產生的污泥含水量較大，沉淀不完全，難以保證重金屬廢水的完全達標排放。?

發明內容

本發明的目的在于，克服現有技術存在的缺陷，提供一種硫化物重金屬螯合捕集劑，可在常溫下與廢水中的Hg²⁺、Cd²⁺、Pb²⁺、Mn²⁺、Cu²⁺、Ni²⁺、Zn²⁺、Cr³⁺、Hg²⁺、Cr⁶⁺等各種重金屬離子迅速反應，生成穩定的非水溶性重金屬螯合物沉淀。同時，本發明還提供了硫化物重金屬螯合捕集劑的制備方法。?

為了解決上述問題，本發明通過將3，3’，5，5’-聯苯四甲酰氯的氯仿溶液與巰基乙胺鹽酸(又稱之為半胱胺鹽酸鹽)的氯仿溶液在冰水浴中反應，以三乙胺為縛酸劑，得到目標產物，高效的重金屬捕集劑，用于處理含絡合重金屬離子的工業廢水，本技術發明有效地抑制了硫化氫的產生，在常溫下與廢水中的Hg²⁺、Cd²⁺、Pb²⁺、Mn²⁺、Cu²⁺、Ni²⁺、Zn²⁺、Cr³⁺、Cr⁶⁺等各種絡合重金屬離子迅速反應，生成水不溶性硫化物沉淀。?

3，3’，5，5’-聯苯四甲酰氯的氯仿溶液與巰基乙胺鹽酸的氯仿溶液在冰水浴中反應，以三乙胺為縛酸劑，得到目標產物。反應方程式如下：?

以M為代表的重金屬離子(M＝Cu，Zn，Ni，Pb，Hg，Cd，Cr，et?al)與本發明硫化物重金屬螯合捕集劑或其鈉鹽、鉀鹽通過螯合反應，生成穩定的非水溶性重金屬硫化物沉淀，其分子結構式如下所示。?

實現本發明的目的所采取的技術方案是：?

一種硫化物重金屬螯合捕集劑，其反應原料組分配比是：?

3，3’，5，5’-聯苯四甲酰氯????????????400g?

巰基乙胺鹽酸???????????????????????????550g?

三乙胺?????????????????????????????????900g?

氯仿???????????????????????????????????5L?

按下述方法制得：?