[發明專利]黏土基黃原酸鹽和制備方法及其應用

無效

• 申請號: 201010554890.2
• 申請日: 2010-11-19
• 公開（公告）號: CN102463104A
• 公開（公告）日: 2012-05-23
• 發明（設計）人: 王永斌
• 申請（專利權）人: 王永斌
• 主分類號: B01J20/22
• 分類號: B01J20/22;B01J20/30;C02F1/28;C02F1/54;C02F1/62
• 代理公司: 蘭州振華專利代理有限責任公司 62102
• 代理人: 張真

技術領域

本發明屬于化學品材料，主要涉及黏土基黃原酸鹽和黏土基黃原酸鹽的制備方法及其應用。

背景技術

重金屬離子捕捉劑是一種具有螯合官能團的、能從含金屬離子的溶液中選擇捕集、分離、沉淀特定金屬離子的有機物，螫合沉淀法利用了螯合劑在常溫下能與廢水中Hg²⁺、Cd²⁺、Cu²⁺、Pb²⁺、Mn²⁺、Ni²⁺、Zn²⁺、Cr³⁺等多種重金屬離子迅速反應的特點，生成不溶于水的螫合鹽并能生成較大的礬花，從而達到捕集去除重金屬離子的目的。若加入少量有機或(和)無機絮凝劑則可取得極優異的沉降效果。目前在實際研究應用較多的重金屬離子捕捉劑主要有黃原酸酯和二硫代胺基甲酸鹽類衍生物兩類。

黃原酸酯類重金屬捕捉劑是用二硫化碳與含羥基化合物進行黃原酸酯化反應而成。美國農業部北部地區研究中心R，E.Wing博士于20世紀70年代研制出了不溶性黃原酸酯類高分子螯合劑，并用于重金屬廢水處理，能有效地脫除重金屬離子且沉淀快、易過濾、pH范圍寬，被稱為“最佳金屬捕集劑”并被評為1978年美國100項得獎新產品之一。因其需要用價格昂貴的陽離子聚合物，并且處理時要求操作控制較嚴格，限制了其應用。于是后來研究了不用陽離子聚合物的不溶性交聯淀粉黃原酸酯(Insoluble?Cross?Starch?Xantate-ISX)脫除重金屬離子并獲得了成功。后來，又有人用稻草代替淀粉、用蔗渣代替淀粉、用木屑代替淀粉等等，它們具有與淀粉黃原酸酯相仿的效果，且這些產品可使價格進一步降低，并且變廢為寶用于廢水處理。但黃原酸酯類螫合容量不是很大，且是不溶性的固體形式，在連續投藥處理應用中有一定困難。

目前，二硫代氨基甲酸鹽(dithiocarbamate，DTC)類衍生物國內外研究報道較多，例如中國專利CN1215250A、CN1069008A、CN1631940A、CN1831020A、CN200510062757、CN101265281A、CN1337923A、CN1556849A、CN1793166A，以及美國專利US6454963B1、US5372726、US20060060538A1等等中所涉及的重金屬捕捉劑均屬于此類。DTC類重金屬捕捉劑的基本合成方法就是將～CSSNa基團接枝到高分子鏈的胺基上。其對重金屬有極強的螯合能力，在環境治理中主要有螯合制和螯合樹脂兩種利用形式。前者主要用于成分復雜污染物中重金屬離子的去除；后者主要用于環境分析中金屬的分離與預富集。DTC類重金屬捕捉劑的主要缺點是如果原料多胺的碳鏈較短，則合成的產物和重金屬離子螯合后產生的礬花較小，沉降過慢；如果原料中多胺較長，則價格較昂貴，且在污水中分散困難，產品不能得到大面積推廣應用。

隨著現代科技革命和產業的快速發展、人類生活質量不斷提高，環境保護意識普遍加強，環境保護和環境治理問題愈來愈受到政府和社會各界的重視，環境產業和生態建設為非金屬礦物深加工技術和非金屬礦物材料發展提供了重要機遇。許多非金屬礦物本身就具有選擇性吸附有害及脫除各種有機和無機污染物的功能，經過適當加工后可以用來制備新型環境保護材料，這些材料具有原料易得，單位加工處理成本低廉，本身不產生二次污染、效果顯著等優點。專利CN101081359A提供了利用膨潤土進行黃原酸化后，作為重金屬離子吸附劑的方法；專利CN100558460C提供了一種黃原酸化膨潤土吸附劑及其制備方法；專利CN101757885A提供了利用蒙脫石進行二硫代氨基甲酸改性，得到二硫代氨基甲酸插層蒙脫石，作為重金屬捕捉劑的方法。這些方法對非金屬礦物材料的改性研究提供了一種新的技術方案，但缺點是所用的技術方案仍較復雜，所用的原材料需要經過特定加工處理，不利于大規模開發利用成本低廉的非金屬礦物材料在水污染治理、固體廢棄物的處置和處理、土壤重金屬污染修復、核污染和核廢料防治、地表水和地下水水質改善等方面的應用。

各種礦物粘土采用酸活化、鹽活化、有機改性等加工技術及其產品的應用已有報道，但對各種礦物粘土堿化后加入二硫化碳反應得到新型黏土基二硫代碳酸鹽化合物，以及其制備方法和應用未見報道。

發明內容：

本發明的目的在于避免現有技術的不足，提供一種黏土基黃原酸鹽類化合物。

另一目的是提供一種黏土基黃原酸鹽的制備方法及其應用。