一種多結合位點重金屬污水處理劑及其制備方法與流程

本發明涉及工業水處理
技術領域：
，尤其涉及一種重金屬污水處理劑，具體涉及一種多結合位點重金屬污水處理劑及其制備方法。
背景技術：
：重金屬污水是指礦冶、機械制造、化工、電子、儀表等工業生產過程中排出的含重金屬的污水。重金屬（如含鎘、鎳、汞、鋅等）污水是對環境污染最嚴重和對人類危害最大的工業污水之一。污水中的重金屬一般不能分解破壞，只能轉移其存在位置和轉變其物化形態。目前，經常使用的重金屬污水處理方法主要有化學法、物理法、生物法等，其中，化學法起效快、性價比高、維護簡單，更適合各種規模的重金屬污水處理。重金屬捕捉劑是化學法處理重金屬污水中最重要的一類化學藥劑，主要是利用特定基團與金屬離子的絡合作用，形成穩定復合物以去除重金屬離子。但現有的重金屬捕捉劑與重金屬離子的結合位點較少，去除重金屬離子的效率較低。技術實現要素：本發明針對現有技術的不足，提供了一種多結合位點重金屬污水處理劑及其制備方法，解決了
背景技術：
中重金屬捕捉劑結合位點少，去除效率低的問題。本發明是通過如下技術方案實現的，提供一種多結合位點重金屬污水處理劑的制備方法，所述方法按照如下步驟進行：S101：合成多位點內核：將摩爾比為1:1.8-2.2的叔丁基苯酚和多乙烯多胺混合，使叔丁基苯酚完全溶解在多乙烯多胺中，然后降溫至30-50℃，加入甲醛反應1.5-5小時，再加入溶劑反應，蒸出溶劑后得到叔丁基苯酚酚胺樹脂內核；其中，甲醛和叔丁基苯酚的摩爾比為1.8-2.2:1；S102：將所述叔丁基苯酚酚胺樹脂內核溶于水中并降溫至5-10℃，調節PH值為9-10，然后滴加二硫化碳，將溫度上升至20-40℃，反應2-6小時，得到產物；其中，所述叔丁基苯酚酚胺樹脂內核與二硫化碳的摩爾比為1:8-12。叔丁基苯酚酚胺樹脂中的氨基與二硫化碳發生縮合反應，得到產物。優選的，所述步驟S101中，將叔丁基苯酚和多乙烯多胺混合并加熱至100℃，使叔丁基苯酚完全溶解在多乙烯多胺中。優選的，所述步驟S101中，加入甲醛反應1.5-5小時后，再加入二甲苯升溫至100℃脫水反應4小時，蒸出二甲苯后得到叔丁基苯酚酚胺樹脂內核，其中，所述二甲苯的加入量為加入二甲苯前的物料總量的二分之一。二甲苯作為溶劑，起到加速反應的作用。除了二甲苯外，還可以使用其他溶劑，比如苯等。優選的，所述步驟S102中，加入50%的NaOH水溶液調節PH為9-10，再滴加二硫化碳。優選的，所述多乙烯多胺為乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺或五乙烯六胺。所述多乙烯多胺包括但不限于上述幾種，還可以有更多選擇。為解決上述技術問題，本發明還提供一種多結合位點重金屬污水處理劑，采用上述的方法制備而成。本發明實施例提供的技術方案可以包含以下有益效果：本發明提供一種多結合位點重金屬污水處理劑及其制備方法，所述的制備方法包括兩個步驟：多位點內核的合成以及多位點內核與二硫化碳反應生成污水處理劑，本發明提供的方法選用的反應主體的基團分布合理，形成的叔丁基苯酚酚胺樹脂內核與二硫化碳的結合位點多，在同樣分子量的前提下具有多個活性基團參與反應形成結合位點，使合成的重金屬污水處理劑的結合位點多，加藥量少，去除效率高。附圖說明為了更清楚的說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單介紹，顯而易見的，對于本領域技術人員而言，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本發明實施例提供的一種多結合位點重金屬污水處理劑的制備方法的叔丁基苯酚酚胺樹脂內核合成反應式。具體實施方式為了使本
技術領域：
的人員更好地理解本發明中的技術方案,下面將對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都應當屬于本發明的保護范圍。實施例1本實施例提供一種多結合位點重金屬污水處理劑的制備方法，所述方法按照如下步驟進行：S101：將0.1mol叔丁基苯酚、0.21mol四乙烯五胺分別加入到裝有磁子、恒壓滴液漏斗的三口瓶中，用磁力攪拌油浴鍋將其加熱到100℃使叔丁基苯酚完全溶解在四乙烯五胺中。在攪拌的條件下降低溫度至40℃，取0.21mol的甲醛倒入恒壓滴液漏斗緩慢滴入到三口瓶內，滴加完畢后恒溫反應4小時，加入約物料總量二分之一的二甲苯，升溫至100℃，高溫下脫水反應4個小時，蒸出二甲苯后，得到紅棕色粘稠液體，即為叔丁基苯酚酚胺樹脂內核，其產率大于95%，其合成反應式如附圖1所示；S102：將步驟S101中合成的叔丁基苯酚酚胺樹脂內核產物0.1mol溶于水中，降溫至5-10°C，加入50%NaOH水溶液80g，緩慢滴加1.0molCS2，滴加完畢，將反應體系恢復至室溫繼續攪拌反應3h，得到多結合位點重金屬污水處理劑產物。實施例2本實施例提供一種多結合位點重金屬污水處理劑的制備方法，所述方法按照如下步驟進行：S101：將0.1mol叔丁基苯酚、0.2mol五乙烯六胺分別加入到裝有磁子、恒壓滴液漏斗的三口瓶中，用磁力攪拌油浴鍋將其加熱到100℃使叔丁基苯酚完全溶解在四乙烯五胺中。在攪拌的條件下降低溫度至50℃，取0.2mol的甲醛倒入恒壓滴液漏斗緩慢滴入到三口瓶內，滴加完畢后恒溫反應5小時，加入約物料總量二分之一的二甲苯，升溫至100℃，高溫下脫水反應4個小時，蒸出二甲苯后，得到紅棕色粘稠液體，即為叔丁基苯酚酚胺樹脂內核，產率大于93%。S102：將步驟S101合成的反應產物0.1mol溶于水中，降溫至5-10°C，加入50%NaOH水溶液96g，緩慢滴加1.2molCS2，滴加完畢，將反應體系升至40°C繼續攪拌反應6h，得到多結合位點重金屬污水處理劑產物。實施例3本實施例提供一種多結合位點重金屬污水處理劑的制備方法，所述方法按照如下步驟進行：S101：將0.1mol叔丁基苯酚、0.22mol乙二胺分別加入到裝有磁子、恒壓滴液漏斗的三口瓶中，用磁力攪拌油浴鍋將其加熱到100℃使叔丁基苯酚完全溶解在四乙烯五胺中。在攪拌的條件下降低溫度至30℃，取0.22mol的甲醛倒入恒壓滴液漏斗緩慢滴入到三口瓶內，滴加完畢后恒溫反應1.5小時，加入約物料總量二分之一的二甲苯，升溫至100℃，高溫下脫水反應4個小時，蒸出二甲苯后，得到紅棕色粘稠液體，即為叔丁基苯酚酚胺樹脂內核，產率大于96%。S102：將步驟S101合成的反應產物0.1mol溶于水中，降溫至5-10°C，加入50%NaOH水溶液32g，緩慢滴加0.4molCS2，滴加完畢，將反應體系恢復至室溫繼續攪拌反應2h，得到多結合位點重金屬污水處理劑產物。實施例4本實施例提供一種多結合位點重金屬污水處理劑的制備方法，所述方法按照如下步驟進行：S101：將0.1mol叔丁基苯酚、0.19mol二乙烯三胺分別加入到裝有磁子、恒壓滴液漏斗的三口瓶中，用磁力攪拌油浴鍋將其加熱到100℃使叔丁基苯酚完全溶解在四乙烯五胺中。在攪拌的條件下降低溫度至35℃，取0.19mol的甲醛倒入恒壓滴液漏斗緩慢滴入到三口瓶內，滴加完畢后恒溫反應3小時，加入約物料總量二分之一的二甲苯，升溫至100℃，高溫下脫水反應4個小時，蒸出二甲苯后，得到紅棕色粘稠液體，即為叔丁基苯酚酚胺樹脂內核，產率大于94%。S102：將步驟S101合成的反應產物0.1mol溶于水中，降溫至5-10°C，加入50%NaOH水溶液48g，緩慢滴加0.6molCS2，滴加完畢，將反應體系恢復至室溫繼續攪拌反應3h，得到多結合位點重金屬污水處理劑產物。實施例5本實施例提供一種多結合位點重金屬污水處理劑的制備方法，所述方法按照如下步驟進行：S101：將0.1mol叔丁基苯酚、0.18mol三乙烯四胺分別加入到裝有磁子、恒壓滴液漏斗的三口瓶中，用磁力攪拌油浴鍋將其加熱到100℃使叔丁基苯酚完全溶解在四乙烯五胺中。在攪拌的條件下降低溫度至35℃，取0.18mol的甲醛倒入恒壓滴液漏斗緩慢滴入到三口瓶內，滴加完畢后恒溫反應4小時，加入約物料總量二分之一的二甲苯，升溫至100℃，高溫下脫水反應4個小時，蒸出二甲苯后，得到紅棕色粘稠液體，即為叔丁基苯酚酚胺樹脂內核，產率大于94%。S102：將步驟S101合成的反應產物0.1mol溶于水中，降溫至5-10°C，加入50%NaOH水溶液64g，緩慢滴加0.8molCS2，滴加完畢，將反應體系恢復至室溫繼續攪拌反應4h，得到多結合位點重金屬污水處理劑產物。將本發明實施例1至實施例5制得的多結合位點重金屬污水處理劑產物分別用于重金屬處理，下面將結合具體數據對本發明實施例進行描述：重金屬溶液配制：（1）模擬重金屬離子廢水溶液：根據各重金屬相對原子質量及其所在化合物的分子量分別計算稱取一定量的該金屬化合物，配置一定濃度的Cu2+、Hg2+、Cd2+、Pb2+、Cr3+等溶液；各模擬重金屬廢水溶液濃度如下：Cu2+=70.3mg/L；Hg2+=193.5mg/L；Pb2+=99.9mg/L；Cd2+=109.5mg/L；Cr2+=85.7mg/L；（2）分別稱取上述實施例1至實施例5中剛合成好并烘干的多結合位點重金屬污水處理劑，溶于一定量去離子水中，定溶于1000mL容量瓶中，使多結合位點重金屬污水處理劑溶液的濃度為0.002g/mL。將上述實施例1至實施例5的多結合位點重金屬污水處理劑分別稀釋至濃度為50mg/L，然后采用下述方法進行重金屬離子的捕集處理：（1）分別取上述已模擬好的重金屬離子廢水試樣100mL于相應錐形瓶內；（2）控制廢水試樣的pH為8、攪拌30min，向多個試樣中分別投加上述實施例1至實施例5的污水處理劑、MFZ和TMT-15處理劑，對重金屬進行捕集，反應10min，靜置沉降；（3）取上層液體離心20min；（4）再取離心后的上層液體用雙層0.22微孔濾膜抽濾得到待測澄清溶液；（5）取適量過濾后的清液準備分析測試通過ICP測試捕集后的重金屬離子濃度，并計算重金屬離子的去除率，計算結果如下表1所示：表1：不同處理劑處理的重金屬溶液中重金屬離子的去除率對比去除率Cu2+Hg2+Pb2+Cr3+Cd2+實施例194.0%95.3%98.1%95.6%93.2%實施例299.1%95.0%95.4%97.6%93.7%實施例391.8%90.8%92.7%93.2%89.4%實施例492.2%93.1%96.0%95.4%93.8%實施例597.4%96.3%95.5%92.9%95.3%MFZ對比例75.2%80.5%90.6%62.8%70.1%TMT-15對比例78.1%92.3%91.0%88.9%76.4%上述實施實例中使用的的實驗方法均為常規方法；所用的材料、普通的重金屬捕集劑等，均可從商業途徑得到。實施例1至實施例5、MFZ對比例和TMT-15對比例的反應條件完全相同。由上表1可知，采用實施例1至實施例5的處理劑處理的試樣中，重金屬離子的去除率明顯高于兩個對比例處理的試樣，因此，本發明提供的方法制備的多結合位重金屬污水處理劑的去除效率較高，在達到相同的取出效率的前提下，本發明提供的處理劑的加藥量少，能降低成本，且其制備方法簡單、易于操作。當然，上述說明也并不僅限于上述舉例，本發明未經描述的技術特征可以通過或采用現有技術實現，在此不再贅述；以上實施例及附圖僅用于說明本發明的技術方案并非是對本發明的限制，參照優選的實施方式對本發明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，本
技術領域：
的普通技術人員在本發明的實質范圍內所做出的變化、改型、添加或替換都不脫離本發明的宗旨，也應屬于本發明的權利要求保護范圍。當前第1頁1 2 3