CN103204974B

CN103204974B - 一种重金属捕集剂及其制备方法

Info

Publication number: CN103204974B
Application number: CN201310128816.8A
Authority: CN
Inventors: 韦晓燕; 谭军; 欧阳玉霞; 文晓刚; 范举红; 刘锐; 余素林; 万梅; 兰亚琼
Original assignee: Jiaxing University; Yangtze Delta Region Institute of Tsinghua University Zhejiang
Current assignee: Jiaxing University; Yangtze Delta Region Institute of Tsinghua University Zhejiang
Priority date: 2013-04-12
Filing date: 2013-04-12
Publication date: 2015-06-24
Anticipated expiration: 2033-04-12
Also published as: CN103204974A

Abstract

本发明公开了一种重金属捕集剂及其制备方法，该制备方法包括：（1）取淀粉，与交联剂在催化剂作用下发生交联反应，制得交联淀粉；（2）以水为介质，在引发剂作用下，交联淀粉与丙烯酰胺单体发生接枝共聚反应，所得接枝共聚物即为所述的重金属捕集剂。所述重金属捕集为交联淀粉与丙烯酰胺的接枝共聚物，接枝率为160.0～190.0%，特征粘度为380～460ml/g。与现有技术相比，本发明将交联淀粉替换天然淀粉与丙烯酰胺接枝共聚制得重金属捕集剂，可以反应体系的粘度，交联淀粉和丙烯酰胺均不发生粘壁，产物易于出料。本发明重金属捕集剂与重金属离子形成螯合物不溶于水，易于从溶液中分离。

Description

一种重金属捕集剂及其制备方法

技术领域

本发明属于工业污水治理技术领域，尤其涉及一种重金属捕集剂及其制备方法。

背景技术

工业废水中常含有铬、镉、镍、铜、铅、锌等重金属离子或络合重金属离子。在水体中，重金属离子的难降解性和毒害性，对渔业和农业等产生严重影响，而且重金属离子还能在人体和生物体内积累，且无法被微生物降解，直接或间接地危害人体健康。

重金属废水治理方法很多，其中电化学法、还原法、膜分离法、溶剂萃取法和生物法因操作成本高而使用受限，传统的化学沉淀法存在着处理后水质仍难以达标且易造成二次污染等问题。高分子重金属捕集剂法是目前水体重金属防治的重点方法，高分子重金属捕集剂能在常温和很宽pH值条件范围内结合重金属离子，生成稳定且难溶于水的金属螯合物，重金属离子残留浓度低，而且不会产生二次污染。

现有的重金属捕集剂多为合成有机高分子，存在单体毒性大、难降解的缺点，而天然高分子捕集剂具有原料来源广、成本低、合成工艺简单、产品易降解等优点，所以研究开发改性天然高分子捕集剂是目前国内外研究的热点。天然改性高分子的研究中，淀粉改性捕集剂的研究开发最引人注目，因为淀粉不仅资源广，价格低廉，产物完全可以被生物降解，在自然界形成良性循环，而且与其它高分子改性捕集剂相比，它的水溶性良好，更适合作重金属捕集剂。

淀粉接枝丙烯酰胺是淀粉与丙烯酰胺的接枝共聚物，由于具有絮凝效果好、可降解和原料廉价易得等优点，多用作污水处理中的有机高分子絮凝剂。水溶液聚合法是制备淀粉接枝丙烯酰胺的传统方法，由于采用水作为反应介质，三废处理少，对环境具有一定的友好性，但是它存在聚合中产物粘壁、不易出料等问题。

降林华等人（化学研究与应用,2007,19(10):1070-1075）公开了用水溶液聚合法合成淀粉接枝丙烯酰胺絮凝剂的方法。该文中探讨了高锰酸钾、硝酸铈铵和过硫酸钾三种引发剂对聚合反应的影响，认为高锰酸钾转化率和接枝率虽高，但粘度较低，这是因为引发接枝的链较短，均聚物较多，难以形成接枝大分子；硝酸铈铵则易于引发大分子链的接枝共聚，所得聚合物的粘度在三者中最好，但转化率和接枝率较低，作者还通过正交试验确定了以硝酸铈铵为引发体系的最佳工艺参数：当引发剂用量为1.1mmol/L，淀粉用量为35g/L，单体用量为1.48mol/L，反应温度为25℃，反应时间2h时，单体转化率达92.5%，接枝率最大值271.2%，粘度最高可达587.83m1/g。

此外，反相乳液聚合法是近年来出现的一种新的聚合法。它具有高聚合速率、所得聚合物分子量较高而且分布较窄、体系温度均匀易控、副反应少，克服了溶液聚合的许多缺点，但反应介质为有机溶剂造成生产成本高，危险性增大。公开号为CN101704928A的中国专利文献提供了一种反相乳液法制备淀粉丙烯酰胺接枝共聚物的方法：以液体石蜡为油相，选用高锰酸钾作为引发剂，采用由司盘80、吐温80和烷基酚聚氧乙烯(4)醚组成的复配乳化剂，可形成稳定的高分子量速溶的淀粉接枝丙烯酰胺聚合物。

根据捕集剂结构可以看出，重金属捕集剂通常含有若干配位原子，常见的有氧(O)、氮(N)、硫(S)和磷(P)等，这些配位原子作为供电子体可与许多重金属离子发生强烈的螯合作用而形成沉淀。由于淀粉接枝丙烯酰胺酰胺基团中的氮原子也能与重金属离子形成配位化合物，所以它也是一种较好的重金属捕集剂，Khalil和Farag等人（Utilization of Some StarchDerivatives in Heavy Metal Ions Removal[J].Journal of Applied PolymerScience,1998,69(6):45-50）研究了淀粉接枝丙烯酰胺对Hg²⁺、Cu²⁺、Zn²⁺、Ni²⁺、Co²⁺、Cd²⁺、Pb²⁺等多种重金属离子的去除效果，结果表明淀粉接枝丙烯酰胺对Hg²⁺去除率为92.3%，对Cu²⁺去除率为79.2%。即其具有较好的络合重金属离子的能力，但因淀粉接枝丙烯酰胺易溶，造成其沉淀不完全，固液不易分离。

发明内容

本发明提供了一种重金属捕集剂的制备方法，解决了现有方法水溶液聚合中出现粘壁，不易出料的问题。

一种重金属捕集剂的制备方法，包括：

（1）取淀粉，与交联剂在催化剂作用下发生交联反应，制得交联淀粉；

以环氧氯丙烷为例，反应式为：

（2）以水为介质，在引发剂作用下，交联淀粉与丙烯酰胺单体发生接枝共聚反应，所得接枝共聚物即为所述的重金属捕集剂；

以硝酸铈铵为引发剂为例，反应式为：

CSt+Ce⁴⁺→CSt·+Ce³⁺

CSt·+AM→CSt-AM

交联淀粉可以降低反应体系的粘度，而且与淀粉比较，具有更好的抗酸碱性、稳定性和抗溶胀性；交联淀粉与丙烯酰胺聚合时溶液体系为乳白色液体，而不是淀粉与丙烯酰胺水溶液聚合时的透明凝胶状，所以不会出现粘壁的现象，易于出料。

所述淀粉可以是玉米淀粉、小麦淀粉、高粱淀粉、马铃薯淀粉、稻米淀粉、木薯淀粉等，优选为玉米淀粉。

所述交联剂可以是三偏磷酸钠、三氯氧磷、丙烯醛或环氧氯丙烷，优选为环氧氯丙烷。

交联剂与淀粉的配比根据交联剂和淀粉种类的不同而略有变化，当采用环氧氯丙烷和玉米淀粉作为原料时，所述环氧氯丙烷和玉米淀粉的质量比可以为1：20～1：50，优选为1：20～1：40。

所述催化剂可以是KOH或NaOH溶液，优选为KOH溶液，质量百分比浓度可以是10～25%，若碱液浓度过高，会造成淀粉链断裂；碱液浓度过低，则影响反应速度，同时还会出现淀粉糊化现象，更优选为10～20%。

所述交联反应的温度可以为20～35℃，优选为20～25℃，所述交联反应的时间为3～18h，优选为3～6h。

步骤（1）可以采用以下操作：

将淀粉溶于氯化钠溶液，调节pH至9～12，接着逐滴加入交联剂，反应完全后，分离纯化制得交联淀粉。

氯化钠溶液一般为1%，氯化钠可以抑制淀粉的水解，增加试剂对淀粉的穿透性，使交联反应更加均匀、有效且容易控制，当然，氯化钠也可由硫酸钠代替。淀粉溶液的质量百分比浓度一般为50～65%。

反应的产物除交联淀粉外，还包括剩余碱液、氯化钠、残留的交联剂等，需要进行分离纯化，具体可以是：

（1）中和反应液；

（2）将反应液进行洗涤、过滤。

中和时能够除去交联反应后剩余的碱液，避免对后续接枝共聚反应产生不良影响；洗涤、过滤则可以除去产物交联淀粉中的氯化钠及反应过程中产生的固体杂质，避免固体杂质对后续反应产生不良影响。

沉降积表示淀粉交联程度，沉降积越小，交联程度愈高。交联淀粉为立体网状结构，交联度太高阻碍后续接枝共聚反应中其与引发剂分子的碰撞接触，不利于链引发和链增长反应，从而使接枝共聚的单体转化率和接枝率会降低，沉降积一般为24～64mL，更优选为40～46mL。

所述引发剂可以是铈盐、过硫酸盐或锰盐，其中，铈盐可以为硝酸铈铵、硫酸铈铵等，过硫酸盐可以为过硫酸铵、过硫酸钾等，锰盐可以为高锰酸钾、焦磷酸锰等。优选的，所述引发剂为硝酸铈铵。

反应时，引发剂的浓度要适宜，若引发剂浓度过高，产生交联淀粉自由基数目过多，互相碰撞的几率增大，导致链终止反应加速，单体转化率和接枝效率下降。

引发剂在反应体系中的浓度因种类不同而有所差异，以硝酸铈铵作为引发剂时，硝酸铈铵在反应体系中的浓度为1×10^-4～1×10^-3mol/L，优选为6×10^-4～8×10^-4mol/L。

丙烯酰胺过多会使均聚副反应加剧，降低接枝效率，增加了后处理的难度，不利于后处理的进行，所述交联淀粉和丙烯酰胺单体的质量比可以为1：1～1：3，优选为1：2。

接枝共聚反应的温度不宜过高，过高会爆聚和增加副反应，降低了交联淀粉接枝丙烯酰胺的最终收率，接枝共聚反应的温度一般为25～50℃，优选为30～35℃；时间一般为2～8小时，优选为2～6小时。

步骤（2）可以如下操作，

将交联淀粉溶于水，通入氮气搅拌糊化后，加入丙烯酰胺单体水溶液和引发剂，搅拌反应，分离纯化制得所述金属捕集剂，即为交联淀粉接枝丙烯酰胺。

交联淀粉溶于水后，交联淀粉的浓度一般为60～100g/L，丙烯酰胺单体水溶液的质量百分比浓度一般为50%。

接枝共聚反应完成后，反应液除产物交联淀粉接枝丙烯酰胺外，还有少量聚丙烯酰胺、未反应丙烯酰胺单体、引发剂等，需要分离纯化，具体为：

往反应液加入萃取剂，分离析出的沉淀，再经抽提精制得产品，预造粒，干燥。

萃取剂可以采用丙酮等有机溶剂，丙酮可以溶解丙烯酰胺单体和引发剂，聚合物包括聚丙烯酰胺和交联淀粉接枝丙烯酰胺则以白色颗粒物沉淀析出，抽提剂可采用乙二醇-冰醋酸（体积比=6：4）的混合液，该混合液可以溶解白色颗粒物沉淀中的聚丙烯酰胺。

预造粒可在螺杆式挤出机中进行，干燥可在流化床干燥器中进行精馏，得到纯度为99.5%以上的交联淀粉接枝丙烯酰胺。

本发明还提供一种所述制备方法制得的重金属捕集剂，该重金属捕集为交联淀粉与丙烯酰胺的接枝共聚物，接枝率为160.0～190.0%，特征粘度为380～460ml/g。

本发明重金属捕集剂与重金属离子形成螯合物不溶于水，易于从溶液中分离。

与现有技术相比，本发明将交联淀粉替换天然淀粉与丙烯酰胺接枝共聚制得重金属捕集剂，可以降低反应体系的粘度，交联淀粉和丙烯酰胺均不发生粘壁，产物易于出料。

附图说明

图1为本发明重金属捕集剂的生产工艺流程图；

图2为本发明重金属捕集剂的生产装置；

图3为实施例1制得的重金属捕集剂的红外光谱图。

具体实施方式

以下实例中的沉降积、接枝率和接枝效率均按下述方法测定：

1、沉降积

交联淀粉用研钵磨碎后，经100目筛筛分过的细粉为样品，置于125℃真空箱中烘干90min。准确称取10g样品于250mL烧杯中，加入100mL水溶解后，置于250mL三口烧瓶中，冷凝回流，用磁力搅拌，在85℃的恒温条件下反应20min，冷却至室温后，将其移入100mL量筒中，定容，连续静止沉降24小时后，量筒中沉淀物的体积定义为沉降积。

2、单体转化率C、接枝率G、接枝效率EG

C=[(W₁-W₀)/W_n]×100%

G=[(W₂-W₀)/W_n]×100%

EG=(W₂/W₁)×100%

W₀：交联淀粉质量；W_n：单体质量；W₁：粗产品质量；W₂：精产品质量。

本发明重金属捕集剂采用如图2所示装置制备，包括依次连接的交联反应釜4、中和釜5、转筒真空过滤机7、溶解槽11、接枝共聚反应釜13、萃取槽17、抽提塔19、螺杆式挤出机20、流化床干燥器21和成品储槽22，交联反应釜4和接枝共聚反应釜5均设有夹套，便于对釜内温度的控制。

交联反应釜4是淀粉与交联剂进行交联反应的场所，交联反应釜4的上方设有三个储罐，分别为淀粉水溶液储罐1、交联剂储罐2和稀碱液储罐3，用于向交联反应釜4内通入反应原料。

中和釜5连接酸液储罐6，转筒真空过滤机7连接洗涤水储罐8，洗涤时，可以向转筒真空过滤机7内加入清洁的水，转筒真空过滤机7的下方还设有废水池9，用于存储洗涤过程中排出的废水。

溶解槽11的上方设有去离子水储罐12，向溶解槽11内加入去离子水，可以溶解槽内的交联淀粉。

接枝共聚反应釜13为接枝共聚反应场所，接枝共聚反应釜13的上方设有引发剂储罐15和丙烯酰胺溶液储罐16，接枝共聚反应釜13内的底部设有气体分布器14，气体分布器14连接氮气储罐10。

萃取槽17的上方设有萃取剂储罐18。

结合图1，上述装置内的物料的详细流程为：

淀粉水溶液、碱液和环氧氯丙烷在交联反应釜4中进行交联反应，反应结束后，反应液经中和釜5调整pH值为6～7，中和后的反应液经转筒真空过滤机7过滤洗涤后得到交联淀粉，洗涤废水排放至废水池9。

交联淀粉（W₀）在溶解槽11内溶于一定量的去离子水中，通N₂搅拌糊化后，和丙烯酰胺（W_n）溶液、硝酸铈铵溶液在接枝共聚反应釜13进行接枝共聚反应，反应液进入萃取槽17进行丙酮萃取分层，上层分离出的丙酮回流至萃取剂储罐18作为萃取剂，可重复利用，底层分离得到交联淀粉接枝丙烯酰胺粗品（W₁）。

将交联淀粉接枝丙烯酰胺粗品在抽提塔19内进一步分离纯化后送入螺杆式挤出机20进行预造粒，预造粒后通过流化床干燥器21进行干燥，最后得到交联淀粉接枝丙烯酰胺产品（W₂），储存至成品储槽22内。

实施例1

（1）将玉米淀粉溶于1%氯化钠溶液制成质量百分比浓度为65%的玉米淀粉水溶液，将其与环氧氯丙烷和质量百分比浓度为15%的KOH溶液在交联反应釜中进行反应，体系的pH为11，交联温度控制在25℃左右，反应时间为3小时，环氧氯丙烷和玉米淀粉的质量比为1：50。

（2）交联反应结束后，反应液进入中和釜进行中和，调整pH值为6～7。

（3）中和后的反应液进入转筒真空过滤机进行过滤和洗涤，废水排放至废水池，固相送入溶解槽，加入去离子水配置成浓度为60g/L交联淀粉水溶液，经测试所得交联淀粉沉降积为46mL。

（4）将交联淀粉水溶液送入接枝共聚反应釜中，通入氮气搅拌糊化，再加入50%丙烯酰胺单体水溶液和去离子水，搅拌均匀后，滴加硝酸铈铵溶液，最终混合体系中，交联淀粉浓度为30g/L，交联淀粉和丙烯酰胺的质量比为1：2，硝酸铈铵浓度为0.6mmol/L，反应温度控制在35℃，反应时间为2小时。

（5）接枝共聚反应结束后，反应液进入萃取槽通过丙酮进行萃取，得到粗产品。

（6）将白色的粗产品置于抽提塔中进行抽提精制。

（7）抽提精制出的沉淀采用螺杆式挤出机进行预造粒，预造粒后的产物通过流化床干燥器进行干燥，得到交联淀粉接枝丙烯酰胺产品。

如图3所示，3389.47cm^-1是淀粉中-OH的伸缩振动与-NH₂的伸缩振动吸收峰叠加产生，1669.46cm^-1是酰胺上-C=O的伸缩振动峰，2931.38cm^-1是-CH₂对称伸缩振动，1448.07cm^-1是-CH₂的剪式振动，1027.15cm^-1是葡萄糖环的特征峰，说明已成功制备得到交联淀粉接枝丙烯酰胺。

肉眼观察，接枝共聚反应体系呈乳白色液体，未发现明显的粘壁问题，最终测定计算得到，单体转化率为97.4%，接枝率185.07%，接枝效率为96.7%，特征粘度为460mL/g。

实施例2

（1）将玉米淀粉溶于1%氯化钠溶液制成质量百分比浓度为60%的玉米淀粉水溶液，将其与环氧氯丙烷和质量百分比浓度为13%的KOH溶液在交联反应釜中进行反应，体系的pH为10，交联温度控制在20℃左右，反应时间为6小时，环氧氯丙烷和玉米淀粉的质量比为1：50。

（3）中和后的反应液进入转筒真空过滤机进行过滤和洗涤，废水排放至废水池，固相送入溶解槽，加入去离子水配置成浓度为75g/L交联淀粉水溶液，经测定交联淀粉沉降积为40mL。

（4）将交联淀粉水溶液送入接枝共聚反应釜中，通入氮气搅拌糊化，再加入50%丙烯酰胺单体水溶液和去离子水，搅拌均匀后，滴加硝酸铈铵溶液，最终混合体系中，交联淀粉的浓度为45g/L，交联淀粉和丙烯酰胺的质量比为1：2，硝酸铈铵浓度为0.6mmol/L，反应温度控制在35℃，反应时间为2小时。

（6）将白色的粗产品置于抽提塔中进行抽提精制。

（7）抽提精制出的产物通过螺杆式挤出机进行预造粒，预造粒后的产物通过流化床干燥器进行干燥，得到交联淀粉接枝丙烯酰胺产品。

肉眼观察，接枝共聚反应体系呈乳白色液体，未发现明显的粘壁问题。最终产品经测定计算得到：单体转化率为96.5%，接枝率183.62%，接枝效率为96.8%，特征粘度为410mL/g。

实施例3

（1）将玉米淀粉溶于1%氯化钠溶液制成质量百分比浓度为55%的玉米淀粉水溶液，将其与环氧氯丙烷和质量百分比浓度为13%的KOH溶液在交联反应釜中进行反应，体系的pH为10，交联温度控制在25℃左右，反应时间为6小时，环氧氯丙烷和玉米淀粉的质量比为1：50。

（3）中和后的反应液进入转筒真空过滤机进行过滤和洗涤，废水排放至废水池，固相送入溶解槽，加入去离子水配置成浓度为85g/L交联淀粉水溶液，经测试所得交联淀粉沉降积为44mL。

（4）将交联淀粉水溶液送入接枝共聚反应釜中，通入氮气搅拌糊化，再加入50%丙烯酰胺单体水溶液和去离子水，搅拌均匀后，滴加硝酸铈铵溶液，最终混合体系中，交联淀粉为50g/L，交联淀粉和丙烯酰胺的质量比为1：2，硝酸铈铵浓度为0.8mmol/L，反应温度控制在35℃，反应时间为2小时。

（6）将白色的粗产品置于抽提塔中进行抽提精制。

肉眼观察，接枝共聚反应体系呈乳白色液体，未发现明显的粘壁问题。最终测定计算得到：单体转化率为94.5%，接枝率169.92%，接枝效率为93.4%，特征粘度为390mL/g，

实施例4

（1）将玉米淀粉溶于1%氯化钠溶液制成质量百分比浓度为50%的玉米淀粉水溶液，将其与环氧氯丙烷和质量百分比浓度为15%的KOH溶液在交联反应釜中进行反应，体系的pH为11，交联温度控制在25℃左右，反应时间为5小时，环氧氯丙烷和玉米淀粉的质量比为1：45。

（3）中和后的反应液进入转筒真空过滤机进行过滤和洗涤，废水排放至废水池，固相送入溶解槽，加入去离子水配置成浓度为100g/L交联淀粉水溶液，测定所得交联淀粉沉降积为43mL。

（4）将交联淀粉水溶液送入接枝共聚反应釜中，通入氮气搅拌糊化，再加入50%丙烯酰胺单体水溶液和去离子水，搅拌均匀后，滴加硝酸铈铵溶液，最终混合体系中，交联淀粉为50g/L，交联淀粉和丙烯酰胺的质量比为1：2，硝酸铈铵浓度为0.6mmol/L，反应温度控制在30℃，反应时间为3小时。

（5）接枝共聚反应结束后，反应液进入萃取槽通过丙酮进行萃取。

（6）萃取后的白色固体在抽提塔中进行抽提精制。

肉眼观察，接枝共聚反应体系呈乳白色液体，未发现明显的粘壁问题，最终测定计算得到：单体转化率为92.3%，接枝率170.08%，接枝效率为94.9%，特征粘度为440mL/g。

实施例5

（1）将玉米淀粉溶于1%氯化钠溶液中制成质量百分比浓度为65%的玉米淀粉水溶液，将其与环氧氯丙烷和质量百分比浓度为15%的KOH溶液在交联反应釜中进行反应，体系的pH为11，交联温度控制在25℃左右，反应时间为5小时，环氧氯丙烷和玉米淀粉的质量比为1：45。

（3）中和后的反应液进入转筒真空过滤机进行过滤和洗涤，废水排放至废水池，固相送入溶解槽，加入去离子水配置成浓度为70g/L交联淀粉水溶液，测定所得交联淀粉沉降积为43mL。

（4）将交联淀粉水溶液送入接枝共聚反应釜中，通入氮气搅拌糊化，再加入50%丙烯酰胺单体水溶液和去离子水，搅拌均匀后，滴加硝酸铈铵溶液，最终混合体系中，交联淀粉为35g/L，交联淀粉和丙烯酰胺的质量比为1：2，硝酸铈铵浓度为0.6mmol/L，反应温度控制在30℃，反应时间为4小时。

（6）将白色的粗产品置于抽提塔中进行抽提精制。

肉眼观察，接枝共聚反应体系呈乳白色液体，未发现明显的粘壁问题，最终测试计算得到：单体转化率为92.2%，接枝率165.62%，接枝效率为93.4%，特征粘度为386mL/g。

实施例6

选用浙江嘉兴市某公司印刷线路板废水，测得铜离子浓度为225.16mg/L，COD值为40mg/L，pH值为5.3，分别加入实施例1-5制备的重金属捕集剂，终浓度为60mg/L，搅拌速率为60r/min^-1，反应10min后静止，取上清液测定铜离子去除率和水中COD值。

经检测，投加重金属捕集剂处理后，水中铜离子去除率分别为91.0%、86.4%、85.1%、89.9和84.9%，水中COD值分别为49.2mg/L、48.3mg/L、52.1mg/L、47.6mg/L和50.1mg/L，水中COD值增加来自于残留的重金属捕集剂，可见本发明制备得到的金属捕集剂可以有效去除水体中的重金属离子，且搅拌处理废水后，静止10分钟左右，即可较好的分层，重金属捕集剂沉降到底部，容易清除。

对比例：

（1）淀粉接枝丙烯酰胺的制备

将淀粉水溶液送入接枝共聚反应釜中，通入氮气搅拌糊化，再加入50%丙烯酰胺溶液和去离子水，搅拌均匀后，滴加硝酸铈铵溶液，最终混合体系中，淀粉为45g/L，淀粉和丙烯酰胺的质量比为1：3，硝酸铈铵浓度为0.6mmol/L，反应温度控制在30℃，反应时间为6小时；

接枝共聚反应结束后，反应液进入萃取槽通过丙酮进行萃取；

萃取后的白色固体在抽提塔中进行抽提精制；

抽提精制出的产物通过螺杆式挤出机进行预造粒，预造粒后的产物通过流化床干燥器进行干燥，得到淀粉接枝丙烯酰胺产品。

肉眼观察，反应体系呈透明凝胶状，出料速度极慢，且粘壁严重。

（2）采用相同的方法向废水中投加淀粉接枝丙烯酰胺，淀粉接枝丙烯酰胺的终浓度为60mg/L，相同的条件下处理上述废水后，取上清液测定其铜离子去除率为70.2%，COD值为154.1，且搅拌处理废水后，静止40分钟左右，重金属捕集剂沉降到底部，且固液相交处分层不明显。

上述方法中，水中铜离子浓度和COD值的测定参照现有技术。

Claims

1.一种重金属捕集剂的制备方法，包括：

(1)取淀粉，与交联剂在催化剂作用下发生交联反应，制得交联淀粉；

(2)以水为介质，在引发剂作用下，交联淀粉与丙烯酰胺单体发生接枝共聚反应，所得接枝共聚物即为所述的重金属捕集剂；

所述交联淀粉与丙烯酰胺单体的质量比为1：1～1：3；

所述交联淀粉的沉降积为24～64mL；

所述淀粉为玉米淀粉；

所述接枝共聚反应的温度为25～50℃，时间为2～8小时；

交联淀粉与丙烯酰胺的接枝共聚物接枝率为160.0～190.0％，特征粘度为380～460ml/g。

2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述引发剂为铈盐、过硫酸盐或锰盐。

3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述引发剂为硝酸铈铵。

4.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述引发剂在反应体系中的浓度为1×10^-4～1×10^-3mol/L。

5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述交联剂为环氧氯丙烷。