[發(fā)明專利]一種新型陰離子基金屬捕捉劑制備及其去除重金屬離子的方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010851638.1
• 申請(qǐng)日: 2020-08-21
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111995031A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-11-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王星敏;熊杰;汪松;李秋冬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 重慶工商大學(xué)
• 主分類號(hào): C02F1/56
• 分類號(hào): C02F1/56;C02F101/20
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

一種新型陰離子基金屬捕捉劑制備及其去除重金屬離子的方法，屬于環(huán)保功能材料金屬捕捉劑的制備技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明以十二烷基磺酸鈉、甲醛、二硫化碳、氫氧化鈉為主要原料，經(jīng)接枝共聚制備新型陰離子基金屬捕捉劑、廢水中金屬離子的捕捉去除、處理后廢水分析監(jiān)測(cè)及排放的簡(jiǎn)單工藝實(shí)現(xiàn)廢水中重金屬離子的的降解。本發(fā)明具有低成本、高效率、多用途、捕捉金屬離子快捷、操作方便、作業(yè)時(shí)間短等特點(diǎn)。本發(fā)明可廣泛應(yīng)用于工業(yè)廢（污）水、重金屬污染土壤的修復(fù)治理，提升環(huán)境質(zhì)量。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于環(huán)保功能材料金屬捕捉劑的制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種新型陰離子基金屬捕捉劑制備及其去除重金屬離子的方法。

背景技術(shù)

工業(yè)廢（污）水中各種金屬離子是造成水環(huán)境和土壤環(huán)境重金屬污染的重要原因之一。重金屬污染廢水、重金屬土壤污染等環(huán)境問(wèn)題極大損害了人類的生存環(huán)境和身體健康，重金屬污染治理成為世界性的熱點(diǎn)話題；從源頭遏制重金屬污染，成為學(xué)界研究的重點(diǎn)。重金屬污染廢水治理常見(jiàn)的處置方法有化學(xué)沉淀法，生物絮凝法，浮選法，離子交換法和膜過(guò)濾法，這些方法治理效果好、處理廢水能達(dá)標(biāo)排放，但存在治理成本高昂、工藝復(fù)雜、容易引起二次污染、金屬離子不易分離等缺點(diǎn)。一種成本低廉、工藝簡(jiǎn)單、治理效果好的金屬捕捉劑成為研究的重點(diǎn)，是實(shí)現(xiàn)工業(yè)廢（污）水源頭治理的重要手段。

現(xiàn)有金屬捕捉劑的制備方法，如2019年公開(kāi)的公開(kāi)號(hào)為CN109626536A的“一種陰離子基金屬捕捉劑的制備方法及其應(yīng)用”，公開(kāi)的方法是：以聚丙烯酰胺、氫氧化鈉、二硫化碳為原料，經(jīng)混合攪拌方式，即制備陰離子丙烯酰胺溶液、氫氧化鈉和二硫化碳混合溶液、去離子水定容后攪拌12~48h得到一種陰離子基金屬捕捉劑，應(yīng)用于去除初始濃度為5mg/L的重金屬離子Cr⁶⁺，，當(dāng)pH為9時(shí)，去除率最高，達(dá)到98.60%。該方法存在的不足之處有：（1）金屬捕捉劑制備時(shí)間長(zhǎng)達(dá)12~48h，制備時(shí)間長(zhǎng)，加大生產(chǎn)設(shè)備的占用時(shí)間，進(jìn)而增加生產(chǎn)成本；（2）金屬捕捉劑制備需使用聚合氯化鋁、硫酸鋁、明礬、硫酸亞鐵、三氯化鐵或聚合硫酸鐵中的一種或多種無(wú)機(jī)混凝劑為配料，多種配料使用不僅增加生產(chǎn)成本，而且也增加原材料堆放的庫(kù)存，進(jìn)而增加生產(chǎn)費(fèi)用；投加量大會(huì)影響金屬捕捉劑的去除效果；（3）制備金屬捕捉劑處理廢水中僅為單一重金屬離子組分Cr⁶⁺，其吸附容量?jī)H為5mg/L，且需在pH值為6~9范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)捕捉去除，未對(duì)中、高濃度和復(fù)雜多元重金屬?gòu)U水有應(yīng)用效果，有限的受用范圍影響產(chǎn)品的推廣應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是：提供一種新型陰離子基金屬捕捉劑制備及其去除重金屬離子的方法，具有低成本、高效率、多用途、捕捉金屬離子快捷、操作方便、作業(yè)時(shí)間短等特點(diǎn)。

本發(fā)明采用的原理是：熱力學(xué)條件下，十二烷基磺酸鈉經(jīng)甲醛溶液體系激活產(chǎn)生-S-O-活性部位，二硫化碳在堿性介質(zhì)作用下雙鍵斷開(kāi)生成C-S；經(jīng)加熱和攪拌的方式接枝共聚到十二烷基磺酸鈉支鏈的活性部位上，形成具有陰離子（-SH）的新型金屬捕捉劑。制備所得的捕捉劑具有大量的陰離子活性基團(tuán)（-SH），易與廢（污）水中各種金屬陽(yáng)離子形成穩(wěn)定的絡(luò)合物，從而團(tuán)聚形成大分子絮體，實(shí)現(xiàn)廢（污）水中重金屬離子的富集去除。

實(shí)現(xiàn)發(fā)明目的的技術(shù)方案是：一種新型陰離子基金屬捕捉劑制備及其去除重金屬離子的方法，以十二烷基磺酸鈉、甲醛、二硫化碳、氫氧化鈉為主要原料，經(jīng)接枝共聚制備新型陰離子基金屬捕捉劑、廢水中金屬離子的捕捉去除、處理后廢水分析監(jiān)測(cè)及排放的簡(jiǎn)單工藝實(shí)現(xiàn)廢水中重金屬離子的的降解。所述方法的具體步驟如下：

（1）接枝共聚制備新型陰離子基金屬捕捉劑