專利名稱：一種超分子微濾試劑及其制備方法
技術領域：
本發明涉及一種強化微濾試劑及其制備技術。
技術背景目前低濃度的重金屬廢水的深度處理大多采用吸附法和膜過濾 法。吸附法包括離子交換樹脂，特種樹脂和活性碳吸附法等，但其指 標不穩定，且樹脂和活性碳的再生會產生酸堿廢液，造成環境污染， 并且去除重含有大量強絡合劑的金屬廢水效果不理想，雖然特種樹脂 用于處理廢水有一定的效果，但特種樹脂價格昂貴，難于推廣。膜過濾法作為一種高新技術在工業廢水深度處理領域已有廣泛 的研究和探索，已成為工業廢水深度處理和回用不可缺少的技術之一。膜過濾法包括納濾、反滲透(RO)、超濾和微濾等。其中反滲透法 對于操作環境要求較高，且反滲透膜本身的成本也高，因此反滲透工 藝費用昂貴。傳統的超濾或微濾通常只能分離水溶液中的大分子物 質，無法去除小分子有機物和金屬離子。強化超濾法具有工藝簡單、能耗低、在室溫下操作、規模易于調 整等優點，可以單獨也可以同時去除廢水中的重金屬離子，還可以通 過某些措施回收有價值的有機物或重金屬。但強化超濾法仍存在以下不足 一是沒有經濟簡便的方法將濃縮液中的有機物或重金屬離子分離出來；二是在超濾的滲透液中還含有表面活性劑或聚合物，可能造 成二次污染。強化膜分離技術主要有膠束強化超濾(micellar-enhanced ultrafiltration, MEUF)禾Q聚合物強化超濾 (polymer enhanced ultrafiltration, PEUF兩種，前者的樣品預處理劑是表面活性劑，后者 的樣品預處理劑是水溶性聚合物。發明內容本發明的目的在于提供一種超分子強化微濾試劑，以克服現有強 化微濾技術存在的成本高、效率低、造成二次污染的缺點。本發明的另一個目的是提供上述超分子強化微濾試劑的制備方法。本發明提供的超分子強化微濾試劑為1,3,5—六氫三嗪二硫代氨 基甲酸鈉(SHC)，能和廢水中的絡合重金屬離子反應，生成超分子顆 粒，這些顆粒能容易地通過微濾而去除。此超分子強化微濾試劑SHC的制備方法如下在5~25°C下， 緩慢滴加氨水溶液到的甲醛溶液中，其滴加量為甲醛量的1 3倍。然 后向上述混合溶液中滴加CS2和催化劑10 60免Na2CO3水溶液，攪 拌3~9小時，后用乙醇結晶得到1,3,5—六氫三嗪二硫代氨基甲酸鈉 白色固體。其反應式為3HCHO + 3NH3 '1120 + 3CS2 + 3Na2C03 = Na3HTDC + 3NaHC03 + 6H20 ( I )與現有技術相比，本發明具有如下有益效果本發明的超分子微 濾試劑1,3，5 —六氫三嗪二硫代氨基甲酸鈉能與金屬離子結合后沉淀充分，避免了處理廢水的二次污染。本發明首次將配位超分子化學原 理應用于強化微濾技術，為低濃度重金屬廢水，特別是低濃度絡合重金屬廢水的深度處理提供了一個低成本、高效率、低污染的途徑。1，3，5 一六氫三嗪二硫代氨基甲酸鈉的制備方法簡單，而且原料便宜，使得 現有技術中的微濾技術明顯提高了效率，大幅降低了成本。
具體實施方式
實施例l在20°C下，緩慢滴加氨水溶液到甲醛溶液中，其滴加體積量為 甲醛量的2倍。然后滴加CS2和催化劑40呢Na2CO3水溶液，攪拌6 小時，后用乙醇結晶得到1，3，5—六氫三嗪二硫代氨基甲酸鈉白色固 體，產率為80%。實施例2向絡合重金屬廢水中加入超分子強化微濾的試劑SHC，在攪拌 的情況下進行反應，將反應后所得懸浮液泵入膜分離器，調節壓力 和流量，進行超分子微濾。實施例3向含Cu"濃度為3.0 mg/L的CuEDTA溶液中加入超分子強化微 濾的試劑SHC， SHC與銅離子反應形成超分子膠體顆粒，其與 CuEDTA形成超分子顆粒的化學反應如下式所示2nNa3SHC + 3nCuS04 = [Cu3(SHC)2]n I + 3nNa2S04 ( II ) 攪拌lmin后，在pH7.8和40kPa的壓力的條件下進行超分子 微濾。操作30min， 60min， 90min， 120min， 150min時，測得銅離 子的去除率分別為99.2%， 99.5%， 99.4%， 99.6%和99.3%，所有銅 離子的剩余濃度都低于0.1 mg/L。實施例4向含012+濃度為3.0 mg/L的CuEDTA溶液中加入超分子強化微 濾的試劑SHC， SHC與銅離子反應形成超分子膠體顆粒，反應過程 如化學反應式(II )。 攪拌1 min后，在pH 7.8和40 kPa、 50 kPa 及60kPa的壓力的條件下進行90min的超分子微濾。測得銅離子的 去除率分別為99.4%， 99.6%和99.5%,所有銅離子的剩余濃度都低 于O.l mg/L。實施例5向含Cu"濃度為3.0 mg/L的CuEDTA溶液中投加超分子強化微 濾的試劑SHC， SHC與銅離子反應形成超分子膠體顆粒。攪拌lmin 后，在40kPa的壓力不同的pH(3、 7.8、 10)的條件下進行50min的 超分子微濾。測得銅離子的去除率分別為99.4%、 99.1%和92.5%。
權利要求
1、一種超分子微濾試劑，其化學名為1，3，5-六氫三嗪二硫代氨基甲酸鈉。
2、 一種權利要求1所述超分子微濾試劑的制備方法，其特征在 于按如下步驟進行a、在5~25°C下滴加氨水溶液到甲醛溶液中；b、 向前述溶液中滴加二硫化碳和碳酸鈉水溶液；c、攪拌后用乙醇結晶 得到1,3,5—六氫三嗪二硫代氨基甲酸鈉。
3、 如權利要求2所述的制備方法，其特征在于所述氨水溶液體 積為甲醛溶液體積的1~3倍。
4、 如權利要求2所述的制備方法，其特征在于所述碳酸鈉水溶 液的質量百分比濃度為10~60%。
5、 如權利要求2所述的制備方法，其特征在于所述攪拌的時間 為3~9小時。
全文摘要
本發明公開了一種超分子微濾試劑及其制備方法。本發明的超分子微濾試劑化學名為1，3，5-六氫三嗪二硫代氨基甲酸鈉，該化合物能和廢水中的絡合重金屬離子反應生成超分子顆粒，生成的微顆粒能容易地通過微濾而去除。本發明首次將配位超分子化學原理應用于強化微濾技術，為低濃度重金屬廢水，特別是低濃度絡合重金屬廢水的深度處理提供了一個低成本、高效率、低污染的途徑。1，3，5-六氫三嗪二硫代氨基甲酸鈉的制備方法簡單，而且原料便宜，使得現有技術中的微濾技術明顯提高了效率，大幅降低了成本。
文檔編號C02F1/62GK101270095SQ20081002685
公開日2008年9月24日 申請日期2008年3月18日 優先權日2008年3月18日
發明者付豐連, 亞 熊, 蔣樹賢 申請人:中山大學