[發明專利]一種多硫代酰肼型重金屬螯合劑的制備方法

有效

• 申請號: 201611104024.7
• 申請日: 2016-12-06
• 公開（公告）號: CN106588729B
• 公開（公告）日: 2021-05-28
• 發明（設計）人: 祝濤;王惠健
• 申請（專利權）人: 青島柏森環保工程有限公司
• 主分類號: C07C337/02
• 分類號: C07C337/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明屬于環境工程領域，具體涉及一種多硫代酰肼型重金屬螯合劑的制備方法。本發明的多硫代酰肼型重金屬螯合劑以有機酸二酰肼、二硫化碳為主要反應物，通過加成反應得到。所得的螯合劑產物分子中含有四對配位硫，且螯合劑分子中存在亞胺基、醚鍵等高效助螯基團，可顯著增強重金屬的穩定化程度。本發明合成工藝簡單，成本較低，投加量少，可顯著降低垃圾焚燒飛灰的無害化處理成本。

技術領域

本發明屬于環境工程領域，具體涉及一種多硫代酰肼型重金屬螯合劑的制備方法。

背景技術

生活垃圾處理處置是環境工程和環境衛生領域的重要課題之一。目前生活垃圾處理處置的方式有衛生填埋、好氧堆肥、厭氧發酵以及熱解、焚燒等，其中衛生填埋應用最普遍。生活垃圾的衛生填埋具有成本低、操作簡單等優勢，但隨著生活垃圾產生量的急劇增加，填埋場的選址及其潛在二次污染風險受到了極大的挑戰。焚燒法是一種生活垃圾減量化、無害化、資源化的新途徑，得到了越來越廣泛的應用。生活垃圾焚燒煙氣在除塵過程中產生的飛灰，因其中含有大量的重金屬元素，按照國家危險廢物名錄規定，屬于危險廢物，必須進行無害化處理后才能進行填埋處置。將焚燒飛灰中的重金屬通過螯合作用將其穩定化，是目前最常用的飛灰處理工藝，穩定化后的飛灰可進入填埋場進行填埋處置。

目前穩定飛灰中重金屬的螯合劑分為無機和有機兩大類，其中有機類螯合劑由于具備用量少、穩定化程度高、無二次污染等優點，得到了普遍的應用。常見的有機類飛灰螯合劑有乙二胺四乙酸鹽（EDTA）、二硫代氨基羧酸鹽（DTC）、三巰基三嗪三鈉鹽（TMT）等，主要通過有機分子中配位硫的螯合作用捕集飛灰中的重金屬。然而，這一類螯合劑中的配位硫密度相對較低，且無助螯基團，對活性較高的鉛、鎘等少數重金屬的螯合效果仍亟待加強。

發明內容

本發明以有機酸二酰肼、二硫化碳為主要反應物，通過加成反應得到了多硫代酰肼型重金屬螯合劑。由于有機酸二酰肼分子兩端均具有獨特的酰肼結構，在每個螯合劑產物分子中含有四對配位硫，且螯合劑分子中存在亞胺基、醚鍵等高效助螯基團，可顯著增強重金屬的穩定化程度。

本發明所述的多硫代酰肼型重金屬螯合劑的制備方法如下：（1）將有機酸二酰肼、氫氧化鈉、水加入反應釜，攪拌均勻并保持30分鐘。氫氧化鈉的摩爾數是有機酸二酰肼摩爾數的4-5倍，水的質量是有機酸二酰肼質量的10-15倍。（2）在10-30℃下，往反應釜中滴加二硫化碳，完畢后繼續攪拌反應2-5小時。二硫化碳的摩爾數是有機酸二酰肼摩爾數的4.2-4.5倍。反應后即可得到多硫代酰肼型重金屬螯合劑的水溶液。

本發明所述的制備多硫代酰肼型重金屬螯合劑的反應方程式為：

其中，反應式中n的值為0，或2，或4，或8，或10。

本發明得到的多硫代酰肼型重金屬螯合劑，具有羰基與硫羰基電子云交互形成醚鍵、亞胺基在電子云干涉下活性增強的特點，相對于其他有機類螯合劑，使用量可減少50%。

具體實施方式

下面結合實施例對本發明進行進一步的說明，但本發明不應受限于下述實施例。

實施例1

將乙二酸二酰肼、氫氧化鈉、水加入反應釜，攪拌均勻并保持30分鐘。其中乙二酸二酰肼加入量為118克，氫氧化鈉的加入量為160克，水的加入量為1180克。此后，保持反應體系溫度為15℃，往反應釜中滴加二硫化碳320克，完畢后繼續攪拌反應5小時，即得到多硫代酰肼型重金屬螯合劑的水溶液。

實施例2

將丁二酸二酰肼、氫氧化鈉、水加入反應釜，攪拌均勻并保持30分鐘。其中丁二酸二酰肼加入量為146克，氫氧化鈉的加入量為200克，水的加入量為1600克。此后，保持反應體系溫度為25℃，往反應釜中滴加二硫化碳330克，完畢后繼續攪拌反應2小時，即得到多硫代酰肼型重金屬螯合劑的水溶液。

實施例3