[發明專利]一種超支化型重金屬捕捉劑及其制備方法

有效

• 申請號: 201410431509.1
• 申請日: 2014-08-28
• 公開（公告）號: CN104192968A
• 公開（公告）日: 2014-12-10
• 發明（設計）人: 伍海斌
• 申請（專利權）人: 中山市宏科化工有限公司
• 主分類號: C02F1/62
• 分類號: C02F1/62
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 張海文

技術領域

本發明屬于廢水處理領域，具體涉及一種超支化型重金屬捕捉劑及其制備方法。

背景技術

隨著工業的發展，環境的污染越來越嚴重，含有重金屬離子的污水量也越來越大。含有重金屬離子污水主要來源于金屬冶煉、礦山開采、機械加工、電子行業和部分化工企業。含有重金屬離子的工業廢水會對地表水、地下水和土壤造成嚴重污染，而且很容易通過根系進入植物體內而被吸收，抑制作物的生長發育，降低產量，并進一步通過食物鏈的傳遞和富集進入人體而導致癌變、畸形等，嚴重危害到人體健康。

近年來人們對重金屬污水處理的研究十分重視，主要的處理方法有氧化還原法、離子交換法、電解法、反滲透法、化學沉淀法、吸附法等。這些處理方法在凈化效率及經濟效益方面都存在一些問題，存在去除不徹底、費用昂貴、產生有毒污泥或其他廢料等缺點。隨著重金屬離子污水處理技術的不斷發展，國內外相繼開發出各種金屬離子螯合劑，由于其具有對重金屬離子有很強結合力的基團，因此能夠有效地去除污水中的重金屬離子，但是常用的螯合劑分子基本上是線性結構，且所含有的螯合基團密度較小，其螯合能力還有待進一步提高。

發明內容

本發明的目的是提供一種超支化型重金屬捕捉劑，含有高密度的螯合基團，因此具有很強的重金屬離子螯合能力，能夠大大提高對廢水中重金屬離子的捕捉效率，具有添加量少、螯合效率高的優點。本發明的另一個目的是提供該超支化型重金屬捕捉劑的制備方法。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

一種超支化型重金屬捕捉劑，其為超支化的二硫代氨基甲酸鹽重金屬捕捉劑，具有高度支化的主鏈，其各支鏈上含有重金屬離子捕捉基團。

優選地，其由超支化的多元胺基化合物與二硫化碳反應得到。

優選地，所述超支化的多元胺基化合物是由三元環氧化合物與二元伯胺化合物聚合而成。

優選地，所述三元環氧化合物為丙三醇三縮水甘油醚、三羥甲基丙烷三縮水甘油醚、三羥甲基乙烷三縮水甘油醚、蓖麻油三縮水甘油醚中的任意一種或多種。

優選地，所述二元伯胺化合物為乙二胺、丙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺中的任意一種或多種。

優選地，所述三元環氧化合物和所述二元伯胺化合物的摩爾比為1：(2～3)。

優選地，所述二硫化碳和所述二元伯胺化合物的摩爾比為(2～6)：1。

一種制備所述的超支化型重金屬捕捉劑的方法，包括以下步驟：

a：將二元伯胺化合物注入反應釜中，一邊攪拌一邊加熱，另外將三元環氧化合物注入到高位槽中備用；

b：當反應釜中溫度升到40-80℃時，在攪拌的同時滴加高位槽中的三元環氧化合物，滴完后繼續保溫攪拌反應2-4h，得到超支化的多元胺基化合物；

c：調整溫度至30-50℃，滴入強堿溶液，攪拌熟化使其溶解均勻；

d：維持溫度在30-50℃，滴加二硫化碳，滴完后繼續攪拌反應3-5h，反應完全后冷卻出料。

優選地，所述強堿溶液為氫氧化鈉溶液或氫氧化鉀溶液。

優選地，所述強堿溶液的質量百分比濃度為20-40％。

在本發明的一種實施方式中，主要發生的反應如下，其中R表示三元環氧化合物的分子主鏈，A表示二元伯胺化合物的分子主鏈：

在本發明的另一種實施方式中，在上述反應生成R’的基礎上，還可進一步進行下述反應：

該產物進一步與CS₂反應。

在本發明的一些其他實施方式中，二元伯胺化合物的加入量可以變化，使得上述反應產物的部分三元環氧基團不進行開環反應。

本發明的有益效果是：本發明的超支化型重金屬捕捉劑，具體地說，是超支化的二硫代氨基甲酸鹽重金屬捕捉劑，通過三元環氧化合物和二元伯胺化合物的反應，后者的胺基與前者的環氧基發生開環反應，一個二元伯胺化合物分子可以結合2個三元環氧化合物分子，每個三元環氧化合物分子可以結合3個二元伯胺化合物分子，所得產物之間通過互相交聯，最終可以得到超支化的多元胺基化合物，其含有大量的支鏈，各個支鏈上也含有大量的胺基；接著再加入硫化劑二硫化碳，將-CS₂-基團接枝到高度支化的高分子鏈的胺基上，由此得到超支化的二硫代氨基甲酸鹽重金屬捕捉劑，其含有高密度的螯合基團，因此具有很強的重金屬離子螯合能力，能夠大大提高對廢水中重金屬離子的捕捉效率，具有添加量少、螯合效率高的優點。

附圖說明

圖1是實施例1的產品進行銅離子去除效果測試的結果；