一种重金属捕集剂及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及化工产品技术领域，具体为与无机母体接枝的硅烷基二硫代氨基甲酸 盐有关的一种重金属捕集剂及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 当前，工业发展迅速，但带来的环境污染也日益加剧，重金属离子污染是其重要方 面。由于重金属离子来源众多，成分复杂，废水排放标准逐渐提高。传统的中和沉淀法处理 重金属废水技术具有诸多缺陷，比如，需要严控PH值、易于二次污染、需分段沉淀导致工艺 复杂等；使用硅胶、硅藻土、膨润土等作为吸附剂的吸附法则较为依赖吸附剂的多孔性和高 比表面积，且对PH值较为敏感。鉴于此，国际上开始使用有机重金属捕集剂去除重金属离 子，比较多的是二硫代氨基甲酸盐（dithiocarbamate，简称DTC)，凭借其极强的螯合能力， 能够高效地去除多种重金属离子。
[0003] 使用有机多胺分子为母体可合成小分子DTC，虽然对重金属离子螯合效率高，但所 形成的絮体小，沉降性能较差；而以高分子如聚乙烯亚胺为母体合成的大分子DTC则由于 成本高而应用受限。文献报道了用淀粉、葡萄糖等天然高分子产物作为母体合成的DTC也 得到良好的重金属去除效果，但其母体不具有多孔性，仅作为型材起支撑和絮体作用，功能 较为单一。
【发明内容】
[0004] 为了克服上述现有DTC捕集剂存在的上述不足或缺陷，本发明提供一种由无机高 分子作为母体合成的DTC型重金属捕集剂及其制备方法；该捕集剂所使用的无机高分子母 体具有多孔性，本身就具有良好的吸附能力，接枝的DTC官能团也具有较强的螯合能力，因 此形成双功能捕集活性位；该捕集剂能与水中的Pb 2+、Cd2+、Cu2+、Cr' Hg2+等重金属离子迅 速螯合和吸附，使之沉淀并分离，将重金属分离去除。
[0005] 本发明的目是通过如下方式实现的： 一种重金属捕集剂的结构式为：
【主权项】
1. 一种重金属离子捕集剂，其特征在于，其结构为：
其中R为CH2CH2CH2、CH2CH2CH2NHCH2CH2、CH2CH2CH2NHCH2CH2NHCH2CH2*的一种，其中的N原子均可以按上述结构形成N_CS2Me官能团；Me=Na或K;其中具有螯合功能的结构为 N-CS2Me官能团。
2. 如权利要求1所述的重金属离子捕集剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤： (1) 将干燥的无机高分子母体置于溶剂中，加入氨基硅烷，回流反应，最后分离、洗涤、 干燥，得到氨基硅烷接枝的无机母体； (2) 在碱性条件下，将步骤（1)制备的氨基硅烷接枝的无机母体与二硫化碳反应，制 得DTC接枝的无机母体，即所述重金属捕集剂。
3. 根据权利要求2所述的重金属离子捕集剂的制备方法，其特征在于：所用无机高分 子母体为娃胶、膨润土、娃藻土或凹凸棒土中的一种。
4. 根据权利要求2所述的重金属离子捕集剂的制备方法，其特征在于：所述的氨基硅 烷为Y-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、N- @ -氨乙基-Y_氨丙基甲基二甲氧基硅烷、Y_二乙 烯三氨丙基甲基二甲氧基硅烷中的一种。
5. 根据权利要求2所述的重金属离子捕集剂的制备方法，其特征在于：所用溶剂为甲 苯、正辛烷、环己烷或石油醚中的一种。
6. 根据权利要求2所述的重金属离子捕集剂的制备方法，其特征在于：所用碱为氢氧 化钠或氢氧化钾中的一种。
【专利摘要】本发明公开了一种由无机高分子作为母体合成的DTC型重金属捕集剂及其制备方法；该捕集剂所使用的无机高分子母体具有多孔性，本身就具有良好的吸附能力，接枝的DTC官能团也具有较强的螯合能力，因此形成双功能捕集活性位；该捕集剂能与水中的Pb2+、Cd2+、Cu2+、Cr3+、Hg2+等重金属离子迅速螯合和吸附，使之沉淀并分离，将重金属分离去除。本发明与现有技术相比具有如下优点：1、用无机高分子材料作为捕集剂母体，相比传统的小分子量DTC捕集剂可显著增加絮体体积，有助于捕集后期沉降分离；2、用无机高分子材料作为捕集剂母体，相比传统的聚乙烯亚胺母体价格成本大大降低，有助于工业规模化生产和应用；3、用无机高分子材料作为捕集剂母体，其本身多孔，具有良好的吸附能力，与DTC较强的螯合能力结合，使合成的捕集剂形成螯合和吸附双功能捕集活性位，提高捕集能力。
【IPC分类】B01J20-22, C02F1-62, C02F1-52, C02F1-28, B01J20-30
【公开号】CN104609526
【申请号】CN201410828302
【发明人】李学峰, 李品将
【申请人】许昌学院
【公开日】2015年5月13日
【申请日】2014年12月29日