[發明專利]水溶性三元螯合聚合物分子刷陰離子染料捕捉劑及其制備方法及其應用

有效

• 申請號: 201711127099.1
• 申請日: 2017-11-15
• 公開（公告）號: CN107902739B
• 公開（公告）日: 2020-09-11
• 發明（設計）人: 劉鋒;彭琦;陳燕舞;洪丹;張浥琨;郭志杰;唐秋實;霍應鵬
• 申請（專利權）人: 順德職業技術學院
• 主分類號: C02F1/56
• 分類號: C02F1/56;C02F1/52;C08G81/02;C02F101/20;C02F101/30;C02F103/14
• 代理公司: 佛山市科順專利事務所 44250
• 代理人: 梁紅纓

本發明涉及一種三元螯合聚合物分子刷陰離子染料捕捉劑及其制備方法及其應用，特點是由聚合物主鏈聚羥乙基丙烯酰胺、陽離子型高分子側鏈前驅體聚合物末端含羧基的聚甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨、功能高分子側鏈前驅體聚合物末端含羧基的聚N?乙烯胺基甲酰胺、水、催化劑即N?羥基琥珀酰亞胺、1?乙基?3?(3?二甲胺基丙基)碳二亞胺碘甲烷鹽、氫氧化鈉及乙二醇二乙醚二胺四乙酸二酐制備水溶性三元螯合聚合物分子刷陰離子染料捕捉劑，并將水溶性三元螯合聚合物分子刷陰離子染料捕捉劑用于處理染料合成或染整過程中排放出的染料廢水及藝術涂料廢水。其具有捕集能力強，沉降速度快，能處理絡合重金屬離子，能在數秒內捕獲陰離子染料分子及絡合型重金屬離子，快速生長成大的沉降顆粒，實現分離染料的目的，操作簡便，處理成本低，適應性強等優點。

技術領域

本發明屬于水處理技術及高分子功能材料領域，具體涉及一種三元螯合聚合物分子刷陰離子染料捕捉劑及其制備方法及其應用，其主要在染料合成或染整過程中排放出的染料廢水及藝術涂料廢水中應用，能實現同時除去染料廢水的陰離子染料分子及絡合型重金屬離子。

背景技術

傳統的廢水處理方法有物化法、化學混凝法、物理吸附法、生化法、電化學法等。化學混凝法是在染料廢水中加入混凝劑，使污染物形成膠粒，通過混凝沉淀或氣浮，從而去除廢水中的污染物。混凝沉淀法是實際應用中最廣泛的。混凝法能同時去除染料污染物和其他的大分子懸浮污染物。對廢水的處理效果主要取決于混凝劑的結構性質。目前使用的混凝劑主要有無機混凝劑和有機高分子混凝劑。無機混凝劑主要以鋁鹽和鐵鹽為主，對以膠體或懸浮態存在于廢水中的染料有較好的混凝效果，但是對于水溶性染料中分子量較小的，混凝效果則比較差。有機高分子混凝劑分子量大，溶入水中后分散為巨大數量的線性分子，對水中的膠體懸浮粒子的吸附架橋能力強。有機高分子混凝劑性質穩定，殘渣少，對pH值要求較寬，其中最有代表性的就是聚丙烯酰胺。但聚丙烯酰胺化學結構較為單一，存在著對染料分子捕捉能力較差，沉降速度較慢，無法處理絡合型重金屬離子等問題。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術的不足而提供一種水溶性三元螯合聚合物分子刷陰離子染料捕捉劑及其制備方法及其應用，捕集能力強，沉降速度快，能處理絡合重金屬離子，能在數秒內捕獲陰離子染料分子及絡合型重金屬離子，快速生長成大的沉降顆粒，實現分離染料的目的，操作簡便，處理成本低，適應性強。

為了達到上述目的，本發明的水溶性三元螯合聚合物分子刷陰離子染料捕捉劑的技術方案是這樣實現的，其特征在于包括1～10份的聚合物主鏈聚羥乙基丙烯酰胺（PHEMAA）、20～100份的陽離子型高分子側鏈前驅體聚合物末端含羧基的聚甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨（PDMC-COOH）、5～30份的功能高分子側鏈前驅體聚合物末端含羧基的聚N-乙烯胺基甲酰胺（PNVF-COOH）、100～500份的水、1～5份的催化劑即N-羥基琥珀酰亞胺(NHS)、1～5份的1-乙基-3-(3-二甲胺基丙基)碳二亞胺碘甲烷鹽(EDC·CH₃I)、1～10份的氫氧化鈉及20～80份的乙二醇二乙醚二胺四乙酸二酐(EGTAD）；以上均為質量份數。

在本技術方案中，所述聚合物主鏈聚羥乙基丙烯酰胺（PHEMAA）通過普通自由基聚合或可控活性聚合法合成PHEMAA聚合物主鏈；

所述陽離子型高分子前驅體聚合物PDMC-COOH主要采用偶氮二氰基戊酸為引發劑通過普通自由基聚合法合成末端含羧基的聚甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨（PDMC-COOH）聚合物；

所述功能高分子側鏈前驅體聚合物PNVF-COOH主要采用偶氮二氰基戊酸為引發劑通過普通自由基聚合合成末端含羧基的聚N-乙烯胺基甲酰胺（PNVF-COOH）聚合物；

所述乙二醇二乙醚二胺四乙酸二酐(EGTAD）的合成方法是：將40～80份的乙二醇二乙醚二胺四乙酸和40～80份的乙酸酐溶解于50～100份的2-甲基吡啶中，控制于50～70℃，反應20～40小時，獲得乙二醇二乙醚二胺四乙酸二酐。