[發(fā)明專利]超快沉降型復(fù)合型重金屬捕捉劑及其生產(chǎn)方法及其應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711127109.1
• 申請日: 2017-11-15
• 公開（公告）號: CN107935152B
• 公開（公告）日: 2019-11-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉鋒;唐秋實(shí);陳燕舞;彭琦;洪丹;張浥琨;郭志杰;霍應(yīng)鵬;洪銀那
• 申請（專利權(quán)）人: 順德職業(yè)技術(shù)學(xué)院
• 主分類號: B01J20/26
• 分類號: B01J20/26;B01J20/30;C02F1/56;C02F1/52;C02F101/20;C02F103/16
• 代理公司: 佛山市科順專利事務(wù)所 44250
• 代理人: 梁紅纓

1.一種超快沉降型復(fù)合型重金屬捕捉劑，其特征在于包括1～10份的水溶性聚羥甲基丙烯酰胺-接枝-（聚乙烯胺基環(huán)己二胺四乙酸鈉-無規(guī)-聚乙烯胺基二硫代氨基甲酸鈉）(PHAM-g-(PVACDTANa-r-PVACS₂Na))、1～30份的二正丁基二硫代氨基甲酸鈉（TP）、1～60份的水及1～5份的氫氧化鉀；所述聚羥甲基丙烯酰胺-接枝-（聚乙烯胺基環(huán)己二胺四乙酸鈉-無規(guī)-聚乙烯胺基二硫代氨基甲酸鈉）(PHAM-g-(PVACDTANa-r-PVACS₂Na))的合成步驟如下：

步驟一 合成聚合物主鏈聚羥甲基丙烯酰胺（PHAM）

通過普通自由基聚合或可控活性聚合法合成聚合物主鏈聚羥甲基丙烯酰胺（PHAM）；

步驟二 功能高分子側(cè)鏈前驅(qū)體聚合物PNVF-COOH

合成功能高分子側(cè)鏈前驅(qū)體聚合物PNVF-COOH主要采用偶氮二氰基戊酸為引發(fā)劑，通過普通自由基聚合合成末端含羧基的聚N-乙烯基甲酰胺（PNVF-COOH）聚合物；

步驟三 合成1,2-環(huán)己二胺四乙酸二酐(CDTAD)

將1～80份的1,2-環(huán)己二胺四乙酸和1～80份的乙酸酐溶解于1～80份的2-甲基吡啶中，控制于50～70℃，反應(yīng)20～40小時(shí)，獲得1,2-環(huán)己二胺四乙酸二酐；

步驟四 合成PHAM-g-(PVACDTANa-r-PVACS₂Na)

將步驟一中所得到的1～10份的聚合物主鏈聚羥甲基丙烯酰胺（PHAM）與1～80份的功能高分子側(cè)鏈前驅(qū)體聚合物PNVF-COOH混合溶于100～500份的水里，加入1～5份的催化劑和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)，控溫于50～80℃，進(jìn)行酯化反應(yīng)10～70小時(shí)，使聚合物主鏈聚羥甲基丙烯酰胺（PHAM）的每個(gè)單元的羥基功能基團(tuán)與末端含羧基的功能高分子側(cè)鏈前驅(qū)體聚合物PNVF-COOH無規(guī)地發(fā)生酯化反應(yīng)，獲得聚羥甲基丙烯酰胺-接枝-聚N-乙烯基甲酰胺(PHAM-g-PNVF)；再加1～10份的氫氧化鉀，控溫于50～80℃，對接枝于聚合物主鏈聚羥甲基丙烯酰胺（PHAM）的功能高分子側(cè)鏈前驅(qū)體聚合物PNVF-COOH進(jìn)行水解反應(yīng)12～48小時(shí)，獲得聚羥甲基丙烯酰胺-接枝-聚乙烯胺（PHAM-PVA)；再加入步驟三中所得到的1～80份的1,2-環(huán)己二胺四乙酸二酐(CDTAD)，酰基化反應(yīng)5～24小時(shí)，酰化度范圍控制為80～99%，獲得聚羥甲基丙烯酰胺-接枝-（聚乙烯胺基環(huán)己二胺四乙酸鈉-無規(guī)-聚乙烯胺）(PHAM-g-(PVACDTANa-r-PVA))；再加入1～10份的二硫化碳，控溫于20～40℃，進(jìn)行加成反應(yīng)1～3小時(shí)，最終獲得水溶性聚羥甲基丙烯酰胺-接枝-（聚乙烯胺基環(huán)己二胺四乙酸鈉-無規(guī)-聚乙烯胺基二硫代氨基甲酸鈉）(PHAM-g-(PVACDTANa-r-PVACS₂Na))，所述催化劑是N-羥基琥珀酰亞胺(NHS)；

超快沉降型復(fù)合型重金屬捕捉劑的生產(chǎn)方法，將1～10份水溶性聚羥甲基丙烯酰胺-接枝-（聚乙烯胺基環(huán)己二胺四乙酸鈉-無規(guī)-聚乙烯胺基二硫代氨基甲酸鈉）(PHAM-g-(PVACDTANa-r-PVACS₂Na))、1～30份的二正丁基二硫代氨基甲酸鈉（TP），1～60份的水和1～5份的氫氧化鉀混合后，常溫?cái)嚢?小時(shí)，獲得超快沉降型復(fù)合型重金屬捕捉劑；

以上均為質(zhì)量份數(shù)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超快沉降型復(fù)合型重金屬捕捉劑，其特征在于所述聚羥甲基丙烯酰胺（PHAM）的聚合度為1～1000，所述功能高分子側(cè)鏈前驅(qū)體聚合物PNVF-COOH的聚合度為10～200，螯合型高分子側(cè)鏈PVACDTANa的接枝率5～80%及助沉降高分子側(cè)鏈PVACS₂Na的接枝率為1～5%。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超快沉降型復(fù)合型重金屬捕捉劑的應(yīng)用，其特征在于取0.1～1份超快沉降型復(fù)合型重金屬捕捉劑，加入到100～1000份的廢水中，常溫下攪拌1～5分鐘，調(diào)節(jié)pH至1～14，再加入0.01～0.1份的助沉降劑，常溫下攪拌1分鐘，5秒內(nèi)生成粒徑大于800μm的絮體沉淀，可快速實(shí)現(xiàn)去除廢水中的絡(luò)合型重金屬離子，以上均為質(zhì)量份數(shù)。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的超快沉降型復(fù)合型重金屬捕捉劑的應(yīng)用，其特征在于所述助沉降劑為氯化鈣、硫酸鎂、氯化亞鐵、三氯化鐵、三氯化鋁的一種或兩種以上的任意組合。