本发明专利技术公开了一种以聚乙烯醇为基链的高分子螯合剂的合成方法及应用。利用聚乙烯醇结构单元中的羟基与卤代环氧烷在酸性条件下反应生成醚化的聚乙烯醇，然后在碱性条件下与有机胺反应，再通过卤代环氧烷或二卤代烷或环氧树脂增链、交联而生成氨基聚乙烯醇衍生物，氨基聚乙烯醇衍生物在碱性条件下与二硫化碳反应生成对重金属离子具有良好吸附性能的高分子螯合剂。以本身就是大分子且含有大量羟基的聚乙烯醇为基链，是为了增大产品的分子量及有效基团的含量，从而提高对重金属离子的捕集效率及沉淀效果。本发明专利技术提供的高分子螯合剂处理各种废液中的重金属离子，具有捕集效率高、去除彻底、絮体粗大密实、沉降迅速等显著性能。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于重金属离子螯合捕集沉淀剂的合成
技术介绍
隨着工业的发展，环境污染问题曰益突出。其中有色金属冶炼、电镀、化工、印染等行 业的废水排放大量含重金属废水，对人类有较大毒性的重金属离子如Hg"、 As"、 (V'、 NT"、 C,、 Pb2+、 CcT等即使痕量存在也能引起严重的后果，因此对水体重重金属离子的去除显得尤为重要。传统的化学沉淀法如PH值控制法、硫化物沉淀法等方法存在操作要求高、对PH值敏感、 对重金属离子去除不彻底、沉淀污泥不稳定而容易重新析出造成二次污染等问题。高分子螯合剂是一种具有螯合官能团的能从含金属离子的溶液中选择捕集、分离、沉淀 特定金属离子的高分子。近年来高分子螯合剂被用于处理废水中的重金属离子，其分离沉淀 效果优于传统的小分子沉淀剂。高分子螯合剂作为配位原子的有第五族至第七族元素，实际 上以0、 N、 P、 S、 As、 Se为主，特别是0、 N、 P更为重要。高分子螯合剂的主要合成途径有两种 一种是含有螯合基的单体经过加聚、缩聚、逐步 聚合或开环聚合等方法制取；另一种是利用合成的或天然的高分，通过高分子化学反应引入 具有螯合功能的链基来合成。目前研究应用比较多的是黄原酸酯类和二硫代氨基甲酸盐类。有较多文献报道了不溶性黄原酸酯类高分子用于去除废水中重金属离子，大多是用天然 高分子如淀粉、纤维素、木屑等合成，文献报道显示了其对重金属有较好的去除效果。但黄 原酸酯是不稳定的，虽然经过镁盐转型，其稳定性还是不很理想；另外，因天然高分子空间位阻等原因导致接枝的螯合基团的数量较少，接枝率低，从而在使用吋用药量较大；此外，因为这些产品是固体形式，给使用造成一定的困难，増加了使用的设备要求和操作要求。例如公开号为CN1775751A的《用木屑生产木屑黄原酸酯及其用于处理重金属的方法》，也存在 类似问题。二硫代氨基甲酸盐类是一类对重金属螯合能力比较强的螯合剂。但一般的二硫代氨基甲 酸盐存在分子量小、形成的絮体小、沉淀效果不太好等缺点。公开号为CN W31020A的《一 种二硫代胺基甲酸二乙烯三胺乙基聚合物的合成方法》公开了一种交联的二硫代胺基甲酸盐 的合成并可用于含重金属离子废水的处理，此方法合成的产品有较好的吸附性能。但此方法 合成的是不溶性固体产品，不太方便应用于常规的连续加药处理方式。
技术实现思路
本专利技术的目的是，根据现有的高分子螯合剂不足之处，提供一种新的合成方法，提高螯 合剂的分子量、增加螯合基团的数量、提高螯合效率和沉淀效率。本专利技术的目的是通过这样的途径来实现的以聚乙烯醇为基链，以卤代环氧烷在酸性条件下醚化聚乙烯醇，然后与有机胺进行胺化反应，再在碱性条件下以卤代环氧烷进行増链交 联，最后与二硫化碳进行亲核加成而得到高分子螯合剂。以本身就是高分子的聚乙烯醇再进行接枝、增链交联，可极大提高螯合剂的分子量；充 分利用聚乙烯醇每个单元的羟基，醚化后接枝胺基再与二硫化碳亲核加成从而提高有效螯合 基团的数量。本专利技术所述的聚乙烯醇聚合度为500-2000;所述的醚化剂卤代环氧烷可以是环氧氯丙 烷，其添加比例(摩尔比)为聚乙烯醇单元的2-2.5倍；醚化反应的酸性环境通过添加无机 酸提供，无机酸可以是硫酸、盐酸，浓度为5%至40%，添加比例(质量比)为聚乙烯醇的 6-20倍；所述的有机胺可以是乙二胺、二乙烯三胺、多Z烯多胺等有机胺，其添加比例(摩 尔比)为隨化剂的l-4倍；所述的碱可以是氢氧化钠、氢氧化钾，其添加比例(摩尔比)为 有机胺所有氨基的0.8-1.5倍，使用吋先用1.5-4倍(质量比)的水溶解；所述的增链剂 可以使用环氧氯丙烷，添加比例(摩尔比)为有机胺的()-0.5倍；所述的二硫化碳添加比例 (摩尔比)为有机胺所有氨基的().5 - 1倍。本专利技术的具体实现步骤是这样的1) 将配好的酸液加入反应釜中，再加入聚乙烯醇，搅拌至聚乙烯醇完全溶解；2) 缓慢加入环氧氯丙烷，控制反应温度在室温至60℃ 之间，加完后继续搅拌-3小吋；3) 然后将胺缓慢加入反应釜，用冷却水控制反应温度在80℃ 以内，加完后继续搅拌l-2小吋；4) 将溶解好冷却后的碱液加入到反应釜中，搅拌0.5-l小吋；5) 再缓慢滴加增链剂，控制反应温度在80℃ 以内，加完后继续搅拌l-2小吋；6) 最后缓慢滴加二硫化碳，用冷却水控制反应温度为25℃ —35℃ ，继续搅拌反应4小吋 后即得以聚乙烯醇为基链的高分子螯合剂。附图说明图1为本实施例四的产品按不同加药量处理含EDTA络合铜离子废水后残余铜离子情况；图2为本实施例五中本专利技术的产品与市场上重金属捕捉剂产品对铜离子去除效果比较。具体实施例方式下面结合具体实施方式进一步说明本专利技术。实施例—(1)以"表一"中的三组不同原料配比，按以下步骤合成三份高分子螯合剂将配好的硫酸溶液加入反应釜中，开启搅拌器，缓慢加入聚Z烯醇，搅拌至聚乙烯醇完全溶解；缓慢 加入醚化剂(环氧氯丙烷)，控制反应温度在30℃ ,加完后继续搅拌2小吋；然后将二乙烯三 胺缓慢加入反应釜，用冷却水控制反应温度不超过80℃ ,加完后继续搅拌l小吋；将溶解好冷却至室温的氢氧化钠液加入到反应釜中，搅拌0. 5小吋；再缓慢滴加增链剂(环氧氯丙烷), 控制反应温度不超过80"C,加完后继续搅拌2小吋；然后缓慢滴加二硫化碳，用冷却水控制 反应温度为35T，继续搅拌反应4小吋，出料，装瓶备用。表一 原料配比<table><row><column>原料 </column><column>实例l-l </column><column>实例1-2 </column><column>实例1-3</column></row><row><column>聚乙烯醇(聚合度500)</column><column>6. 6g (约0. 15mol) </column><column>1.45g (约0.033mol)</column><column>4.4g (约O. lmol)</column></row><row><column>醚化剂环氧氯丙烷 </column><column>27. 75g (约O. 3mo]) </column><column>7. 71g (约0. 083mo]) </column><column>23. 13g (约0. 25moJ )</column></row><row><column>硫酸溶液 </column><column>5%, 44g</column><column>20%, 25g </column><column>35%, 29g</column></row><row本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种以聚乙烯醇为基链的高分子螯合剂的合成方法，其特征在于将聚乙烯醇通过与醚化剂卤代环氧烷在酸性环境下进行醚化反应、然后于碱性条件下与有机胺进行胺化反应、用卤代环氧烷或二卤代烷或环氧树脂为增链剂来增链交联、最后通过二硫化碳亲核加成而得。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：邓志之，胡瑞，
申请(专利权)人：广州市纳森化工有限公司，
类型：发明
国别省市：81[中国|广州]
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