[發明專利]一種超支化高分子多功能污水處理劑及合成方法

有效

• 申請號: 201510361777.5
• 申請日: 2015-06-26
• 公開（公告）號: CN105152299B
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 李連山;張立鵬;靖波;柳沛豐
• 申請（專利權）人: 濟南雅歌新材料科技有限公司
• 主分類號: C02F1/56
• 分類號: C02F1/56
• 代理公司: 濟南譽豐專利代理事務所(普通合伙企業)37240
• 代理人: 李茜

技術領域

本發明屬于工業水處理技術領域，尤其涉及一種超支化高分子多功能污水處理劑及合成方法。

背景技術

近年來，隨著電鍍和印制電路板制造工業的迅猛發展，排出大量的含銅、鋅、猛、鎘、鎮等重金屬離子的廢水，這些廢水中經常含有能與金屬離子結合產生及其穩定態的新型絡合劑，例如梓檬酸鹽、EDTA、有機膦酸、三乙醇胺、酒石酸鹽、焦磷酸鹽等絡合劑，致使水質成分變的越來越復雜。對于絡合態的重金屬，中和沉淀法處理廢水很難達到國家排放標準，從而致使大量重金屬進入環境水體中；近年來研究較多的有機硫類重金屬捕集劑（二硫代氨基甲酸鹽（DTC)類重金屬捕集劑、黃原酸類重金屬捕集、TMT類重金屬捕集劑）處理后的廢水，絮體體小、量大、水多，極易產生二次污染，給人類及其他生物生存的水環境帶來了極大危害。

發明內容

本發明的目的在于，克服現有技術的不足，提供了一種超支化高分子多功能污水處理劑，該處理劑與重金屬離子作用位點多、分子量大、效率高，能實現重金屬離子、懸浮物、浮油等一體去除，此外，生成的絮泥含水少，能夠減輕絮體處理的負擔。本發明還提供了一種超支化高分子多功能污水處理劑的合成方法。

為解決上述技術問題，本發明的技術方案為：一種超支化高分子多功能處理劑的合成方法，該方法包括如下步驟：

（1）乙烯基硅氧烷和巰基乙胺或三羥甲基丙烷三(3-巰基丙酸酯)發生thiol-ene反應，生成初步功能化的超支化高分子內核；

（2）步驟（1）的反應產物先與環氧氯丙烷反應，然后再與有機胺反應，生成超支化高分子，所述的有機胺為多乙烯多胺和三乙胺；

（3）通過加入功能化反應型單體反應，合成含多種官能團的高分子金屬捕捉劑。

步驟（1）所述的乙烯基硅氧烷為2,4,6-三甲基-2,4,6-三乙烯基環三硅氧烷、2,4,6,8-四甲基-2,4,6,8-四 乙烯基環四 硅氧烷、乙烯基硅油的一種或幾種的任意比混合。

所述步驟（1）加入的乙烯基硅氧烷中乙烯基官能團和巰基官能團摩爾量之比為1:1-1.5。

所述步驟（2）中所加入環氧氯丙烷、有機胺與步驟（1）中所加入的巰基官能團摩爾比為（1-1.02）:（1-1.02）：1。所述步驟（2）中所加入的多乙烯多胺和三乙胺的摩爾比為10-1:1。

所述步驟（3）中，功能化反應型單體包括CS₂、巰基乙酸、O-酰基脲中間體的一種或兩種以上任意比例混合。

所述乙烯基硅氧烷與功能化反應型單體的摩爾比 1:10-40。

所述步驟（1）的反應溫度為0-25 oC，時間為1 h-8 h。

所述步驟（2）的反應溫度為5-110 oC，時間為1 h-8 h，調節pH在8-11。

所述步驟（3）的反應溫度為5-25 oC，時間為1 h-8 h，調節pH為9-14。

根據上述合成方法制備的一種超支化高分子多功能污水處理劑。

本發明所述的多乙烯多胺為乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、五乙烯六胺、六乙烯七胺，七乙烯八胺，八乙烯九胺，九乙烯十胺、三乙烯五胺一種或任意幾種的任意比例混合。

本發明的有益效果是：本發明的超支化高分子多功能污水處理劑，其超支化高分子分子骨架和分子端位含有大量可以實現重金屬離子、懸浮物、膠體、浮油等一體去除的官能團；超支化高分子內核為有機硅氧烷結構，有機硅氧烷結構具有低表面能，易于定位在固體懸浮物顆粒和膠體溶液的表界面，并能減少生成絮體的含水量。該處理劑與重金屬離子作用位點多、分子量大、效率高，能實現重金屬離子、懸浮物、浮油等一體去除，此外，生成的絮泥含水少，能夠減輕絮體處理的負擔。

具體實施方式

下述實施實例中使用的的實驗方法，均為常規方法；所用的材料、試劑等，均可從商業途徑得到。

重金屬溶液配制：

(1) 模擬重金屬離子廢水溶液：根據各重金屬相對原子質量及其所在化合物的分子量分別計算稱取一定量的該金屬化合物，配置一定濃度的Cu²⁺、Zn²⁺、Hg²⁺、Cd²⁺ Pb²⁺、Cr³⁺等溶液。

各模擬重金屬廢水溶液濃度如下：

Cu²⁺=70.3 mg/L; Zn²⁺=75.2 mg/L；Hg²⁺=193.5 mg/L；Pb²⁺=99.9 mg/L；