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CN112979872A - 一种重金属捕捉剂的合成及应用 - Google Patents

一种重金属捕捉剂的合成及应用 Download PDF

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CN112979872A CN202110168902.6A CN202110168902A CN112979872A CN 112979872 A CN112979872 A CN 112979872A CN 202110168902 A CN202110168902 A CN 202110168902A CN 112979872 A CN112979872 A CN 112979872A
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CN
China
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heavy metal
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epichlorohydrin
reacting
monomer
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CN202110168902.6A
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马昆鹏
王密
曹楚彦
黄涛
孟云峰
彭川
罗程
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Chinalco Environmental Protection And Ecological Technology Hunan Co ltd
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Chinalco Environmental Protection And Ecological Technology Hunan Co ltd
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    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F220/00—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride ester, amide, imide or nitrile thereof
    • C08F220/02—Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms; Derivatives thereof
    • C08F220/52—Amides or imides
    • C08F220/54—Amides, e.g. N,N-dimethylacrylamide or N-isopropylacrylamide
    • C08F220/58—Amides, e.g. N,N-dimethylacrylamide or N-isopropylacrylamide containing oxygen in addition to the carbonamido oxygen, e.g. N-methylolacrylamide, N-(meth)acryloylmorpholine
    • C08F220/585—Amides, e.g. N,N-dimethylacrylamide or N-isopropylacrylamide containing oxygen in addition to the carbonamido oxygen, e.g. N-methylolacrylamide, N-(meth)acryloylmorpholine and containing other heteroatoms, e.g. 2-acrylamido-2-methylpropane sulfonic acid [AMPS]
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
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    • C02F1/58—Treatment of water, waste water, or sewage by removing specified dissolved compounds
    • C02F1/62—Heavy metal compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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Abstract

本发明公开了一种重金属捕捉剂的合成及应用，包括以下步骤：S1.无水乙醇与环氧氯丙烷或甲基环氧氯丙烷体积比为10‑30：1，先将无水乙醇加入到反应器中，在搅拌的条件下加入环氧氯丙烷或甲基环氧氯丙烷，S2.将丙烯酰胺与环氧氯丙烷或甲基环氧氯丙烷加入丙烯酰胺，升温至40‑80度，反应2‑6h，冷却至30‑50度，加入碱，反应1‑3h，蒸出溶剂，得到单体A，S3.将S2得到的单体A与硫化氢，加入阴离子交换树脂做催化剂，在30‑50℃温度条件下反应，得到单体B；本发明通过使得巯基，胺基共同存在，实现巯基，胺基与重金属的共同作用，形成更加稳定的结构，实现多金属共同捕捉处理的效果，对重金属具有较好的处理效果，增加了环保性和安全性。

Description

一种重金属捕捉剂的合成及应用
技术领域
本发明属于重金属捕捉剂技术领域，具体涉及一种重金属捕捉剂的合成及应用。
背景技术
重金属污染是当前污染最严重，也是处理难度高，对人体危害最大的污染之一。由于重金属不能被分解破坏，因此目前对其的处理方法均是通过相转移的方式将其与废水分离。目前已研发的重金属废水处理方法中，如传统化学沉淀法、螯合吸附法、铁氧体法、离子交换法、离子浮选法、膜分离方法、电化学方法、吸附法和生物法等，与上述方法相比螯合絮凝吸附的方法，具有工艺简单，高效经济，适用于大规模重金属废水处理的能力，而其关键是所用的基团和骨架结构，具体为一种重金属捕捉剂的合成及应用。
发明内容
本发明可以实现巯基，胺基与重金属的共同作用，形成更加稳定的结构，实现多金属共同捕捉处理的效果，对重金属处理效果好，配方廉价易得，节约修复成本，目的在于提供一种重金属捕捉剂的合成及应用，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种重金属捕捉剂的合成及应用，包括以下步骤：
S1.无水乙醇与环氧氯丙烷或甲基环氧氯丙烷体积比为10-30：1，先将无水乙醇加入到反应器中，在搅拌的条件下加入环氧氯丙烷或甲基环氧氯丙烷；
S2.将丙烯酰胺与环氧氯丙烷或甲基环氧氯丙烷按摩尔比为：1：1-2.2，加入丙烯酰胺，升温至40-80度，反应2-6h，冷却至30-50度，加入碱，反应1-3h，蒸出溶剂，得到单体A；
S3.将S2得到的单体A与硫化氢按摩尔比1：1-3.5配合，加入阴离子交换树脂做催化剂，在30-50℃温度条件下反应，得到单体B；
S4.将S3得到的单体B与丙烯酸或丙烯酸钠按摩尔比为：1：0.1-1.9配合，加入水溶解，在冰浴的条件下通氮除氧1h，升温至50-70度，再按单体B质量的1.0-2.0％加入自由基引发剂，反应1-6h，过滤洗涤得到产品；
优选的，所述S2中的碱可以为：氢氧化钠，三乙胺，二乙胺，N,N二甲基甲酰胺。
优选的，所述S4中的自由基引发剂可以为：硫酸亚铁铵、过硫酸铵，过硫酸钾、偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐。
优选的，所述S4中的产品可以为：
Figure BDA0002938446030000021
Figure BDA0002938446030000022
优选的，所述步骤为：
Figure BDA0002938446030000023
优选的，所述S4中的产品应用方法为：取一定量含重金属污染的废水，加入S4中的产品，废水中重金属和产品的摩尔比1:1.1-1.5，搅拌5-10min，反应10-15min，静置0.2-1小时，过滤，取样上清液，检测相关金属含量。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过本合成方法，使得巯基，胺基共同存在，所以本药剂可以实现巯基，胺基与重金属的共同作用，形成更加稳定的结构，实现多金属共同捕捉处理的效果，对重金属具有较好的处理效果；本发明所用原料：无水乙醇、环氧氯丙烷、硫化氢等，配方廉价易得，工艺简单，能节省大量修复成本。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本发明提供一种技术方案：一种重金属捕捉剂的合成及应用，包括以下步骤：
先将无水100ml乙醇加入到500ml反应器中，在搅拌的条件下加入10ml环氧氯丙烷；加入8.3g丙烯酰胺，升温至60度，反应4h，冷却至40度，加入13ml三乙胺，反应3h，得单体A，保持温度不变，加入1g阴离子交换树脂做催化剂，缓慢通入6.6g硫化氢，保温2h，蒸出溶剂，得到14.3单体B；将单体B与1g丙烯酸，加入300ml水溶解，在冰浴的条件下通氮除氧1h，升温至70度，加入1.5g过硫酸铵，反应3h，过滤洗涤得到产品。
实施例2
本发明提供一种技术方案：一种重金属捕捉剂的合成及应用，包括以下步骤：
先将无水200ml乙醇加入到500ml反应器中，在搅拌的条件下加入20ml环氧氯丙烷；加入16.6g丙烯酰胺，升温至70度，反应3h，冷却至40度，加入26ml三乙胺，反应3h，得单体A，保持温度不变，加入3g阴离子交换树脂做催化剂，缓慢通入13.2g硫化氢，保温3h，蒸出溶剂，得到29.2单体B；将单体B与3g丙烯酸，加入500ml水溶解，在冰浴的条件下通氮除氧1h,升温至60度，加入1.5g过硫酸铵，反应4h，过滤洗涤得到产品。
实施例3
本发明提供一种技术方案：一种重金属捕捉剂的合成及应用，包括以下步骤：
先将无水200ml乙醇加入到500ml反应器中，在搅拌的条件下加入20ml环氧氯丙烷；加入16.6g丙烯酰胺，升温至70度，反应3h，冷却至40度，加入26ml三乙胺，反应3h，得单体A，保持温度不变，加入3g阴离子交换树脂做催化剂，缓慢通入13.2g硫化氢，保温3h，蒸出溶剂，得到29.2单体B；将单体B与25g丙烯酸，加入1000ml水溶解，在冰浴的条件下通氮除氧2h，升温至70度，加入1.5g偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐，反应4h，过滤洗涤得到产品。
将上述实施例中所得产品按照废水中重金属和产品的摩尔比1:1.1-1.5，分别加入三份500ml工业废水，搅拌5min，反应15min，静置30min，过滤，取样测相关金属含量。
本发明的工作原理及使用流程：本发明通过首先提取工业废水原样测试其中含重金属的摩尔含量,实施例中所用工业废水中重金属成分及摩尔含量分别为：铜3.2、锑12.5、锌4.6、锰3.14、铅4.4，取三份相同的工业废水，分别加入实施例中的产品，由于产品中巯基，胺基共同存在，可以实现巯基，胺基与重金属的共同作用，形成更加稳定的结构
Figure BDA0002938446030000041
实现多金属共同捕捉处理的效果，对重金属具有较好的处理，增加了环保性和安全性。
本发明相对原样中重金属含量对比的具体数据如下：
项目 铜 锑 锌 锰 铅
原样 3.2 12.5 4.6 3.14 4.4
实施例1 0.006 0.0025 0.5 0.8 0.01
去除率％ 99.81 99.98 89.13 74.52 99.7
实施例2 0.008 0.005 0.7 0.9 0.02
去除率％ 99.75 99.96 84.78 71.33 99.5
实施例3 0.005 0.003 0.5 0.6 0.02
去除率％ 99.84 99.97 89.13 80.89 99.5
通过上表实验数据，得出使用本发明的方法合成的重金属捕捉剂，应用在相同的工业废水中，可以满足对重金属的处理，因其原料易得，工艺简洁，极具推广价值。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种重金属捕捉剂的合成及应用，其特征在于，包括以下步骤：
S1.无水乙醇与环氧氯丙烷或甲基环氧氯丙烷体积比为10-30：1，先将无水乙醇加入到反应器中，在搅拌的条件下加入环氧氯丙烷或甲基环氧氯丙烷；
S2.将丙烯酰胺与环氧氯丙烷或甲基环氧氯丙烷按摩尔比为：1：1-2.2，加入丙烯酰胺，升温至40-80度，反应2-6h，冷却至30-50度，加入碱，反应1-3h，蒸出溶剂，得到单体A；
S3.将S2得到的单体A与硫化氢按摩尔比1：1-3.5配合，加入阴离子交换树脂做催化剂，在30-50℃温度条件下反应，得到单体B；
S4.将S3得到的单体B与丙烯酸或丙烯酸钠按摩尔比为：1：0.1-1.9配合，加入水溶解，在冰浴的条件下通氮除氧1h，升温至50-70度，再按单体B质量的1.0-2.0％加入自由基引发剂，反应1-6h，过滤洗涤得到产品。
2.根据权利要求1所述的一种重金属捕捉剂的合成及应用，其特征在于：所述S2中的碱可以为：氢氧化钠，三乙胺，二乙胺，N,N二甲基甲酰胺。
3.根据权利要求1所述的一种重金属捕捉剂的合成及应用，其特征在于：所述S4中的自由基引发剂可以为：硫酸亚铁铵、过硫酸铵，过硫酸钾、偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐。
4.根据权利要求1所述的一种重金属捕捉剂的合成及应用，其特征在于：所述S4中的产品可以为：
Figure FDA0002938446020000011
5.根据权利要求1所述的一种重金属捕捉剂的合成及应用，其特征在于：所述步骤为：
Figure FDA0002938446020000012
6.根据权利要求1所述的一种重金属捕捉剂的合成及应用，其特征在于：所述S4中的产品应用方法为：取一定量含重金属污染的废水，加入S4中的产品，废水中重金属和产品的摩尔比1:1.1-1.5，搅拌5-10min，反应10-15min，静置0.2-1小时，过滤，取样上清液，检测相关金属含量。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116162198A (zh) * 2023-03-02 2023-05-26 浦诺菲新材料有限公司 一种自修复氟涂层涂布液的制备方法，以及一种汽车漆面保护膜

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56147763A (en) * 1980-04-15 1981-11-16 Toyo Kasei Kogyo Kk Preparation of mercaptopropionic ester and thiodipropionic ester
CN1185431A (zh) * 1996-11-22 1998-06-24 法国埃勒夫阿基坦勘探生产公司 3－巯基丙酸酯的合成方法
CN101253221A (zh) * 2005-07-07 2008-08-27 栗村化学株式会社 链末端官能团化的聚环氧乙烷及使用该聚环氧乙烷的纳米级的过渡金属及金属盐的制造方法
US20090163599A1 (en) * 2004-06-18 2009-06-25 Markus Storr Mif adsorbant
CN104226277A (zh) * 2014-08-31 2014-12-24 青岛锦绣水源商贸有限公司 一种环保型吸附率极高的吸附剂
WO2016039750A1 (en) * 2014-09-11 2016-03-17 Halliburton Energy Services, Inc. Cyanamide-based carbon dioxide and/or hydrogen sulfide scavengers and methods of use in subterranean operations
CN109384875A (zh) * 2018-09-25 2019-02-26 太仓欧典新材料有限公司 一种聚丙烯酸树脂的制备方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56147763A (en) * 1980-04-15 1981-11-16 Toyo Kasei Kogyo Kk Preparation of mercaptopropionic ester and thiodipropionic ester
CN1185431A (zh) * 1996-11-22 1998-06-24 法国埃勒夫阿基坦勘探生产公司 3－巯基丙酸酯的合成方法
US20090163599A1 (en) * 2004-06-18 2009-06-25 Markus Storr Mif adsorbant
CN101253221A (zh) * 2005-07-07 2008-08-27 栗村化学株式会社 链末端官能团化的聚环氧乙烷及使用该聚环氧乙烷的纳米级的过渡金属及金属盐的制造方法
CN104226277A (zh) * 2014-08-31 2014-12-24 青岛锦绣水源商贸有限公司 一种环保型吸附率极高的吸附剂
WO2016039750A1 (en) * 2014-09-11 2016-03-17 Halliburton Energy Services, Inc. Cyanamide-based carbon dioxide and/or hydrogen sulfide scavengers and methods of use in subterranean operations
CN109384875A (zh) * 2018-09-25 2019-02-26 太仓欧典新材料有限公司 一种聚丙烯酸树脂的制备方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
唐蜀忠 等: "具正氮离子乙烯基化合物DMAPA制备及同丙烯酸胺共聚制备阳离子聚合物", 《西南石油学院学报》, vol. 17, no. 4, pages 1 - 6 *
胡江涛 等: "一种新型无甲醛耐久阻燃剂的制备及应用", 《印染助剂》, vol. 141, no. 6, pages 369 - 27 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116162198A (zh) * 2023-03-02 2023-05-26 浦诺菲新材料有限公司 一种自修复氟涂层涂布液的制备方法，以及一种汽车漆面保护膜
CN116162198B (zh) * 2023-03-02 2024-08-16 浦诺菲新材料有限公司 一种自修复氟涂层涂布液的制备方法，以及一种汽车漆面保护膜

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