CN105833847A - 一种生物环保性的重金属捕捉剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种生物环保性的重金属捕捉剂及其制备方法，由聚乙烯醇、大豆蛋白、二硫代氨基甲酸盐、三聚磷酸钠、偏铝酸钠、淀粉、绿豆粉、酚醛树脂和木质素磺酸钠制备而成，将大豆蛋白和二硫代氨基甲酸盐混合搅拌，边搅拌边缓慢滴加偏铝酸钠，充分反应，加入聚乙烯醇和三聚磷酸钠，充分反应，冷却至室温，加入酚醛树脂，调pH值，再加入淀粉进行反应，再加入绿豆粉和木质素磺酸钠，搅拌充分反应，反应结束后进行抽滤，用乙醇溶液洗涤，烘干，即可。本发明捕捉剂无污染，绿色环保，成本低，而且制备过程简单，稳定性强，处理含重金属离子污水效果好，具有很强的重金属离子捕捉能力。

Description

一种生物环保性的重金属捕捉剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及化工废水处理材料领域，具体是一种生物环保性的重金属捕捉剂及其制备方法。

背景技术

当今人类社会对重金属资源需求量迅速增长，在生产、加工和使用过程中产生大量含重金属及其化合物的废弃物，造成严重的重金属污染，严重影响生态系统的结构、功能和资源的利用。尤其是冶炼、化工、电子、汽车、采矿、电镀和轻工等行业因大量使用各类重金属和重金属化合物而排放大量含重金属离子的废水。这些含有重金属的工业废水会对地表水和地下水造成严重的污染，并且在环境中不能生物降解，容易蓄积，且很易通过根系进入植物体而被土壤作物吸收，抑制作物生长发育，促进旱衰，降低产量，并进一步通过食物链的传递和富集进入人体，导致癌变、畸型等，严重危害人体健康。

目前重金属离子废水的处理方法主要有氧化还原法、离子交换法、电解法、反渗透法、气浮法、化学沉淀法、吸附法等。这些处理方法在净化效率及经济效益方面都存在一些问题，存在去除不彻底、费用昂贵、产生有毒污泥或其他废料等缺点。随着重金属离子污水处理技术的不断发展，国内外相继开发出了各种重金属离子捕捉剂，重金属离子捕捉剂由于具有和重金属离子很强结合力的基团，能有效去除污水中的重金属离子，且不受重金属离子种类和络合剂的影响，己成为重金属离子废水污染治理领域研究的热点。目前国内外的重金属离子捕捉剂主要黄原酸酯类和二硫代氨基甲酸盐类。但这两种捕捉剂存在多种缺点，比如难溶于水，造成污水中的COD、BOD等指标超标，原料价格昂贵等，从而限制了其应用，难以大规模扩大应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种生物环保性的重金属捕捉剂及其制备方法，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：

一种生物环保性的重金属捕捉剂，由以下重量份的原料制备而成：聚乙烯醇40～50份，大豆蛋白36～40份，二硫代氨基甲酸盐20～24份，三聚磷酸钠18～24份，偏铝酸钠32～36份，淀粉33～35份，绿豆粉28～32份，酚醛树脂21～23份，木质素磺酸钠24～28份。

作为本发明进一步方案：具体由以下重量份的原料制备而成：聚乙烯醇45份，大豆蛋白38份，二硫代氨基甲酸盐22份，三聚磷酸钠21份，偏铝酸钠34份，淀粉34份，绿豆粉30份，酚醛树脂22份，木质素磺酸钠26份。

一种所述的生物环保性的重金属捕捉剂的制备方法，具体步骤如下：

(1)按配比称取上述各原料，备用；

(2)将大豆蛋白和二硫代氨基甲酸盐混合，搅拌30～40min，边搅拌边缓慢滴加偏铝酸钠，滴加完毕后，在30～40℃下搅拌7～8h，充分反应；

(3)加入聚乙烯醇和三聚磷酸钠，在55～65℃下搅拌2～3h，充分反应；

(4)将步骤(3)得到的反应溶液冷却至室温，加入酚醛树脂，调pH值至10～11，再加入淀粉，在40～45℃下搅拌4～5h；

(5)再加入绿豆粉和木质素磺酸钠，充分搅拌4～6h，反应结束后进行抽滤，然后用体积分数为60％的乙醇溶液洗涤3～4次，在34～38℃下烘干，得到固体产品。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明捕捉剂采用多种生物原料制备而成，无污染，绿色环保，成本低，而且制备过程简单，稳定性强，处理含重金属离子污水效果好，具有很强的重金属离子捕捉能力。

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

生物环保性的重金属捕捉剂，由以下重量份的原料制备而成：聚乙烯醇40份，大豆蛋白40份，二硫代氨基甲酸盐20份，三聚磷酸钠24份，偏铝酸钠32份，淀粉35份，绿豆粉28份，酚醛树脂23份，木质素磺酸钠24份。

上述实施例中生物环保性的重金属捕捉剂的制备步骤如下：

(1)按配比称取上述各原料，备用；

(2)将大豆蛋白和二硫代氨基甲酸盐混合，搅拌30min，边搅拌边缓慢滴加偏铝酸钠，滴加完毕后，在30℃下搅拌8h，充分反应；

(3)加入聚乙烯醇和三聚磷酸钠，在55℃下搅拌3h，充分反应；

(4)将步骤(3)得到的反应溶液冷却至室温，加入酚醛树脂，调pH值至10～11，再加入淀粉，在40℃下搅拌5h；

(5)再加入绿豆粉和木质素磺酸钠，充分搅拌4h，反应结束后进行抽滤，然后用体积分数为60％的乙醇溶液洗涤3次，在34℃下烘干，得到固体产品。

实施例2

生物环保性的重金属捕捉剂，由以下重量份的原料制备而成：聚乙烯醇45份，大豆蛋白38份，二硫代氨基甲酸盐22份，三聚磷酸钠21份，偏铝酸钠34份，淀粉34份，绿豆粉30份，酚醛树脂22份，木质素磺酸钠26份。

上述实施例中生物环保性的重金属捕捉剂的制备步骤如下：

(1)按配比称取上述各原料，备用；

(2)将大豆蛋白和二硫代氨基甲酸盐混合，搅拌35min，边搅拌边缓慢滴加偏铝酸钠，滴加完毕后，在35℃下搅拌7.5h，充分反应；

(3)加入聚乙烯醇和三聚磷酸钠，在60℃下搅拌2.5h，充分反应；

(4)将步骤(3)得到的反应溶液冷却至室温，加入酚醛树脂，调pH值至10～11，再加入淀粉，在42℃下搅拌4.5h；

(5)再加入绿豆粉和木质素磺酸钠，充分搅拌5h，反应结束后进行抽滤，然后用体积分数为60％的乙醇溶液洗涤4次，在36℃下烘干，得到固体产品。

实施例3

生物环保性的重金属捕捉剂，由以下重量份的原料制备而成：聚乙烯醇50份，大豆蛋白36份，二硫代氨基甲酸盐24份，三聚磷酸钠18份，偏铝酸钠36份，淀粉33份，绿豆粉32份，酚醛树脂21份，木质素磺酸钠28份。

上述实施例中生物环保性的重金属捕捉剂的制备步骤如下：

(1)按配比称取上述各原料，备用；

(2)将大豆蛋白和二硫代氨基甲酸盐混合，搅拌40min，边搅拌边缓慢滴加偏铝酸钠，滴加完毕后，在40℃下搅拌7h，充分反应；

(3)加入聚乙烯醇和三聚磷酸钠，在65℃下搅拌2h，充分反应；

(4)将步骤(3)得到的反应溶液冷却至室温，加入酚醛树脂，调pH值至10～11，再加入淀粉，在45℃下搅拌4h；

(5)再加入绿豆粉和木质素磺酸钠，充分搅拌6h，反应结束后进行抽滤，然后用体积分数为60％的乙醇溶液洗涤4次，在38℃下烘干，得到固体产品。

试验例

实验室模拟重金属离子污染废水，其中含有各种重金属离子的浓度均为lOmg/L。如表1所示，采取本发明制备复合重金属捕捉剂以及市场上常规的捕捉剂，经搅拌、静置、过滤后测定废水中重金属离子浓度的变化，可得该发明的重金属捕捉剂对重金属离子的吸附能力。

表1 重金属捕捉剂对重金属离子的吸附能力

由表1可见，使用本发明的重金属离子捕捉剂时，对Cu²⁺、Zn²⁺、Pb²⁺、Ni²⁺的吸附量均超过市场上现有的产品，同时该发明合成的捕捉剂来源于工、农、林废弃物木质素磺酸钠，因此，其成本更低，具有更好的经济效益。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

Claims (3)

1.一种生物环保性的重金属捕捉剂，其特征在于，由以下重量份的原料制备而成：聚乙烯醇40～50份，大豆蛋白36～40份，二硫代氨基甲酸盐20～24份，三聚磷酸钠18～24份，偏铝酸钠32～36份，淀粉33～35份，绿豆粉28～32份，酚醛树脂21～23份，木质素磺酸钠24～28份。

2.根据权利要求1所述的生物环保性的重金属捕捉剂，其特征在于，具体由以下重量份的原料制备而成：聚乙烯醇45份，大豆蛋白38份，二硫代氨基甲酸盐22份，三聚磷酸钠21份，偏铝酸钠34份，淀粉34份，绿豆粉30份，酚醛树脂22份，木质素磺酸钠26份。

3.一种如权利要求1或2所述的生物环保性的重金属捕捉剂的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：

(1)按配比称取上述各原料，备用；

(2)将大豆蛋白和二硫代氨基甲酸盐混合，搅拌30～40min，边搅拌边缓慢滴加偏铝酸钠，滴加完毕后，在30～40℃下搅拌7～8h，充分反应；

(3)加入聚乙烯醇和三聚磷酸钠，在55～65℃下搅拌2～3h，充分反应；

(4)将步骤(3)得到的反应溶液冷却至室温，加入酚醛树脂，调pH值至10～11，再加入淀粉，在40～45℃下搅拌4～5h；

(5)再加入绿豆粉和木质素磺酸钠，充分搅拌4～6h，反应结束后进行抽滤，然后用体积分数为60％的乙醇溶液洗涤3～4次，在34～38℃下烘干，得到固体产品。