CN107902739B - 水溶性三元螯合聚合物分子刷阴离子染料捕捉剂及其制备方法及其应用 - Google Patents

水溶性三元螯合聚合物分子刷阴离子染料捕捉剂及其制备方法及其应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种三元螯合聚合物分子刷阴离子染料捕捉剂及其制备方法及其应用，特点是由聚合物主链聚羟乙基丙烯酰胺、阳离子型高分子侧链前驱体聚合物末端含羧基的聚甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、功能高分子侧链前驱体聚合物末端含羧基的聚N‑乙烯胺基甲酰胺、水、催化剂即N‑羟基琥珀酰亚胺、1‑乙基‑3‑(3‑二甲胺基丙基)碳二亚胺碘甲烷盐、氢氧化钠及乙二醇二乙醚二胺四乙酸二酐制备水溶性三元螯合聚合物分子刷阴离子染料捕捉剂，并将水溶性三元螯合聚合物分子刷阴离子染料捕捉剂用于处理染料合成或染整过程中排放出的染料废水及艺术涂料废水。其具有捕集能力强，沉降速度快，能处理络合重金属离子，能在数秒内捕获阴离子染料分子及络合型重金属离子，快速生长成大的沉降颗粒，实现分离染料的目的，操作简便，处理成本低，适应性强等优点。

Description

水溶性三元螯合聚合物分子刷阴离子染料捕捉剂及其制备方 法及其应用
技术领域
本发明属于水处理技术及高分子功能材料领域，具体涉及一种三元螯合聚合物分子刷阴离子染料捕捉剂及其制备方法及其应用，其主要在染料合成或染整过程中排放出的染料废水及艺术涂料废水中应用，能实现同时除去染料废水的阴离子染料分子及络合型重金属离子。
背景技术
传统的废水处理方法有物化法、化学混凝法、物理吸附法、生化法、电化学法等。化学混凝法是在染料废水中加入混凝剂，使污染物形成胶粒，通过混凝沉淀或气浮，从而去除废水中的污染物。混凝沉淀法是实际应用中最广泛的。混凝法能同时去除染料污染物和其他的大分子悬浮污染物。对废水的处理效果主要取决于混凝剂的结构性质。目前使用的混凝剂主要有无机混凝剂和有机高分子混凝剂。无机混凝剂主要以铝盐和铁盐为主，对以胶体或悬浮态存在于废水中的染料有较好的混凝效果，但是对于水溶性染料中分子量较小的，混凝效果则比较差。有机高分子混凝剂分子量大，溶入水中后分散为巨大数量的线性分子，对水中的胶体悬浮粒子的吸附架桥能力强。有机高分子混凝剂性质稳定，残渣少，对pH值要求较宽，其中最有代表性的就是聚丙烯酰胺。但聚丙烯酰胺化学结构较为单一，存在着对染料分子捕捉能力较差，沉降速度较慢，无法处理络合型重金属离子等问题。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足而提供一种水溶性三元螯合聚合物分子刷阴离子染料捕捉剂及其制备方法及其应用，捕集能力强，沉降速度快，能处理络合重金属离子，能在数秒内捕获阴离子染料分子及络合型重金属离子，快速生长成大的沉降颗粒，实现分离染料的目的，操作简便，处理成本低，适应性强。
为了达到上述目的，本发明的水溶性三元螯合聚合物分子刷阴离子染料捕捉剂的技术方案是这样实现的，其特征在于包括1～10份的聚合物主链聚羟乙基丙烯酰胺（PHEMAA）、20～100份的阳离子型高分子侧链前驱体聚合物末端含羧基的聚甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵（PDMC-COOH）、5～30份的功能高分子侧链前驱体聚合物末端含羧基的聚N-乙烯胺基甲酰胺（PNVF-COOH）、100～500份的水、1～5份的催化剂即N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)、1～5份的1-乙基-3-(3-二甲胺基丙基)碳二亚胺碘甲烷盐(EDC·CH3I)、1～10份的氢氧化钠及20～80份的乙二醇二乙醚二胺四乙酸二酐(EGTAD）；以上均为质量份数。
在本技术方案中，所述聚合物主链聚羟乙基丙烯酰胺（PHEMAA）通过普通自由基聚合或可控活性聚合法合成PHEMAA聚合物主链；
所述阳离子型高分子前驱体聚合物PDMC-COOH主要采用偶氮二氰基戊酸为引发剂通过普通自由基聚合法合成末端含羧基的聚甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵（PDMC-COOH）聚合物；
所述功能高分子侧链前驱体聚合物PNVF-COOH主要采用偶氮二氰基戊酸为引发剂通过普通自由基聚合合成末端含羧基的聚N-乙烯胺基甲酰胺（PNVF-COOH）聚合物；
所述乙二醇二乙醚二胺四乙酸二酐(EGTAD）的合成方法是：将40～80份的乙二醇二乙醚二胺四乙酸和40～80份的乙酸酐溶解于50～100份的2-甲基吡啶中，控制于50～70℃，反应20～40小时，获得乙二醇二乙醚二胺四乙酸二酐。
为了达到上述目的，本发明的水溶性三元螯合聚合物分子刷阴离子染料捕捉剂的制备方法的技术方案是这样实现的，其特征在于将1～10份的聚合物主链聚羟乙基丙烯酰胺（PHEMAA）、20～100份的阳离子型高分子侧链前驱体聚合物末端含羧基的聚甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵（PDMC-COOH）和5～30份的功能高分子侧链前驱体聚合物末端含羧基的聚N-乙烯胺基甲酰胺（PNVF-COOH）混合溶于100～500份的水里，加入1～5份的催化剂即N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)和1～5份的1-乙基-3-(3-二甲胺基丙基)碳二亚胺碘甲烷盐(EDC·CH3I)，控温于50～80℃，进行酯化反应10～70小时，获得聚羟乙基丙烯酰胺-接枝-（聚甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵-无规-聚N-乙烯胺基甲酰胺）(PHEMAA-g-(PDMC-r-PNVF))；再加入1～10份的氢氧化钠，控温于50～80℃，进行水解反应12～48小时，获得聚羟乙基丙烯酰胺-接枝-（聚甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵-无规-聚乙烯胺）（PHEMAA-g-(PDMC-r-PVA）)；再加入20～80份的乙二醇二乙醚二胺四乙酸二酐(EGTAD），进行酰基化反应12～48小时，获得聚羟乙基丙烯酰胺-接枝-（聚甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵-无规-聚乙烯胺基乙二醇二乙醚二胺四乙酸钠）(PHEMAA-g-(PDMC-r-PVAEGTANa))即水溶性三元螯合聚合物分子刷阴离子染料捕捉剂，以上均为质量份数。
在本技术方案中，所述聚羟乙基丙烯酰胺（PHEMAA）的聚合度为10～200，所述阳离子型高分子侧链前驱体聚合物PDMC-COOH及功能高分子侧链前驱体聚合物PNVF-COOH的聚合度均为10～200，阳离子高分子侧链PDMC的接枝率为1～80%及螯合型高分子侧链PVAEGTANa的接枝率为1～20%。
为了达到上述目的，本发明的水溶性三元螯合聚合物分子刷阴离子染料捕捉剂的应用的技术方案是这样实现的，其特征在于将0.1～1份的水溶性三元螯合聚合物分子刷阴离子染料捕捉剂加入到100～1000份的废水中，常温下搅拌1～5分钟，调节pH至2～5，废水中阴离子染料分子与水溶性三元螯合聚合物分子刷阴离子染料捕捉剂的阳离子型侧链PDMC发生静电吸附，废水中重金属离子与水溶性三元螯合聚合物分子刷阴离子染料捕捉剂的螯合型侧链PVAEGTANa发生螯合吸附，再加入0.01～0.1份的助沉降剂，常温下搅拌1分钟，助沉降剂的过量金属离子将进一步快速与水溶性三元螯合聚合物分子刷阴离子染料捕捉剂的螯合型侧链PVAEGTANa发生螯合交联沉淀反应，10秒内生成粒径大于100 mm的絮体沉淀，可快速实现去除废水中的阴离子染料及络合型重金属离子，以上均为质量份数。
在本技术方案中，所述助沉降剂为氯化钙、硫酸镁、氯化亚铁、三氯化铁、三氯化铝的一种或两种以上的任意组合。
本发明与现有技术相比，具有如下的优点及效果：
1、本发明解决了传统合成类高分子染料絮凝剂结构单一及捕捉性能差的缺陷，本发明含有二种不同功能的高分子侧链，阳离子型高分子侧链PDMC对阴离子染料具有很好的静电吸附能力，螯合型侧链PVAEGTANa对重金属离子发生螯合吸附， PVAEGTANa高分子侧链将进一步与过量的助沉降剂金属离子快速发生螯合交联沉淀反应，达到高效捕捉及快速沉降功能，出水基本无色；
2、本发明具有沉降速度的技术优势，能在少量助沉降剂下，发生螯合交联沉淀反应，数秒内快速生成大的聚集体，产生的污泥量少；
3、本发明具有双重功能，能同时捕捉阴离子染料及重金属离子，解决了传统絮凝剂无法处理染料废水中络合型重金属离子问题。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。以下实施例中所涉及的份数均是质量份数。
实施例一
其是一种水溶性三元螯合聚合物分子刷阴离子染料捕捉剂，由以下步骤制备得到：
步骤一 合成聚合物主链PHEMAA
取2份的偶氮二异丁腈引发剂、200份的羟乙基丙烯酰胺（HEMAA）、200的份甲醇，在氮气保护下60℃进行聚合反应7小时，得到聚合度（DP）为35的聚羟乙基丙烯酰胺（PHEMAA）；
步骤二 合成阳离子型高分子侧链前驱体聚合物PDMC-COOH和功能高分子侧链前驱体聚合物PNVF-COOH
阳离子型高分子侧链PDMC-COOH的合成：取4份的偶氮二氰基戊酸引发剂、150份的甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵（DMC）和150份的水，在氮气保护下60℃进行自由基聚合反应6小时，得到聚合度（DP）为30的PDMC-COOH；
功能高分子侧链前驱体聚合物PNVF-COOH的合成：取4份的偶氮二氰基戊酸引发剂、300份的N-乙烯胺基甲酰胺（NVF）和300份的水，在氮气保护下65℃进行自由基聚合反应5小时，得到聚合度（DP）为50的PNVF-COOH；
步骤三 合成乙二醇二乙醚二胺四乙酸二酐(EGTAD）
将40份的乙二醇二乙醚二胺四乙酸和40份的乙酸酐溶解于50份的2-甲基吡啶中，控制于50℃，反应20小时，获得乙二醇二乙醚二胺四乙酸二酐；
步骤四 合成PHEMAA-g-(PDMC-r-PVAEGTANa)
取步骤一中所得到的1份的聚羟乙基丙烯酰胺（PHEMAA）与步骤二中所得到的25份的阳离子型高分子侧链前驱体聚合物PDMC-COOH和7份的功能高分子侧链前驱体聚合物PNVF-COOH混合溶于100份的水里，再加入1份的N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)和1份的1-乙基-3-(3-二甲胺基丙基)碳二亚胺碘甲烷盐(EDC·CH3I)，50℃下反应20小时，获得水溶性三元螯合聚合物分子刷PHEMAA-g-( PDMC-r-PNVF)；再加入2份的氢氧化钠，控温于50℃，进行水解反应48小时，获得聚羟乙基丙烯酰胺-接枝-（聚甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵-无规-聚乙烯胺）（PHEMAA-g-(PDMC-r-PVA）)；再加入步骤三中所得到的20份的乙二醇二乙醚二胺四乙酸二酐(EGTAD），控温于50℃，进行酰基化反应26小时，获得聚羟乙基丙烯酰胺-接枝-（聚甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵-无规-聚乙烯胺基乙二醇二乙醚二胺四乙酸钠）(PHEMAA-g-(PDMC-r-PVAEGTANa))即水溶性三元螯合聚合物分子刷阴离子染料捕捉剂，采用核磁共振仪测定PDMC和PVAEGTANa侧链的接枝率分别为24%和6%。
在本实施例中，水溶性三元螯合聚合物分子刷阴离子染料捕捉剂的应用
取本实施例的水溶性三元螯合聚合物分子刷阴离子染料捕捉剂做染料废水测试，取100份的含甲基红40 mg/L的废水，添加到0.1份的水溶性三元螯合聚合物分子刷阴离子染料捕捉剂中，常温下搅拌1分钟，采用0.1 mol/L盐酸调节废水pH值到2.0，再加入0.01份的助沉降剂氯化钙，常温下搅拌1分钟，10秒内生成粒径大于120 mm的絮体沉淀。过滤，采用紫外吸收分光光度计测定滤液中甲基红浓度为0.03 mg/L，脱除效率>99%。
实施例二
其是一种水溶性三元螯合聚合物分子刷阴离子染料捕捉剂，由以下步骤制备得到：
步骤一 合成聚合物主链PHEMAA
取2份的2-溴异丁酸乙酯引发剂、2份的CuBr及2份的4,4-联2-甲基吡啶（BPy）、100份的羟乙基丙烯酰胺（HEMAA）、50份的甲醇，在氮气保护下55℃进行聚合反应12小时，得到聚合度（DP）为110的聚羟乙基丙烯酰胺（PHEMAA）；
步骤二 合成阳离子型高分子侧链前驱体聚合物PDMC-COOH和功能高分子侧链前驱体聚合物PNVF-COOH
阳离子型高分子侧链PDMC-COOH的合成：取3份的偶氮二氰基戊酸引发剂、150份的甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵（DMC）和100份的水，在氮气保护下70℃进行自由基聚合反应12小时，得到聚合度（DP）为120的PDMC-COOH；
功能高分子侧链前驱体聚合物PNVF-COOH的合成：取2份的偶氮二氰基戊酸引发剂、200份的N-乙烯胺基甲酰胺（NVF）和200份的水，在氮气保护下60℃进行自由基聚合反应12小时，得到聚合度（DP）为125的PNVF-COOH；
步骤三 合成乙二醇二乙醚二胺四乙酸二酐(EGTAD）
将60份的乙二醇二乙醚二胺四乙酸和60份的乙酸酐溶解于80份的2-甲基吡啶中，控制于70℃，反应40小时，获得乙二醇二乙醚二胺四乙酸二酐；
步骤四 合成PHEMAA-g-(PDMC-r-PVAEGTANa)
取步骤一中所得到的5份的聚羟乙基丙烯酰胺（PHEMAA）与步骤二中所得到的80份的阳离子型高分子侧链前驱体聚合物PDMC-COOH和15份的功能高分子侧链前驱体聚合物PNVF-COOH混合溶于300份的水里，再加入3份的N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)和3份的1-乙基-3-(3-二甲胺基丙基)碳二亚胺碘甲烷盐(EDC·CH3I)，70℃下反应50小时，获得水溶性三元螯合聚合物分子刷PHEMAA-g-( PDMC-r-PNVF)；再加入5份的氢氧化钠，控温于70℃，进行水解反应36小时，获得聚羟乙基丙烯酰胺-接枝-（聚甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵-无规-聚乙烯胺）（PHEMAA-g-(PDMC-r-PVA）)；再加入步骤三中所得到的50份的乙二醇二乙醚二胺四乙酸二酐(EGTAD），控温于70℃，进行酰基化反应36小时，获得聚羟乙基丙烯酰胺-接枝-（聚甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵-无规-聚乙烯胺基乙二醇二乙醚二胺四乙酸钠）(PHEMAA-g-(PDMC-r-PVAEGTANa))即水溶性三元螯合聚合物分子刷阴离子染料捕捉剂，采用核磁共振仪测定PDMC和PVAEGTANa侧链的接枝率分别为29%和9%。
在本实施例中，水溶性三元螯合聚合物分子刷阴离子染料捕捉剂的应用
取本实施例水溶性三元螯合聚合物分子刷阴离子染料捕捉剂做染料废水测试，取500份含刚果红 40 mg/L、镉离子4mg/L和柠檬酸0.2 mg/L的废水，添加本实施例产品0.5份的水溶性三元螯合聚合物分子刷阴离子染料捕捉剂中，常温下搅拌3分钟，采用0.1 mol/L盐酸调节废水pH值到4.0，再加入0.05份的助沉降剂三氯化铁，常温下搅拌1分钟，4秒内生成粒径大于260 mm的絮体沉淀，过滤，采用紫外吸收分光光度计及原子吸收分光光度计分别测定滤液中刚果红浓度为0.06 mg/L及Cd2+离子浓度为0.02 mg/L，脱除效率>99%。
实施例三
其是一种水溶性三元螯合聚合物分子刷阴离子染料捕捉剂，由以下步骤制备得到：
步骤一 合成PHEMAA聚合物主链
取1份的2-溴异丁酸乙酯引发剂、1份的CuBr及1份的4,4-联2-甲基吡啶（BPy）、100份的羟乙基丙烯酰胺（HEMAA）、50份的甲醇，在氮气保护下70℃进行聚合反应10小时，得到聚合度（DP）为195的聚羟乙基丙烯酰胺（PHEMAA）；
步骤二 合成阳离子型高分子侧链前驱体聚合物PDMC-COOH和功能高分子侧链前驱体聚合物PNVF-COOH
阳离子型高分子侧链PDMC-COOH的合成：取1份的偶氮二氰基戊酸引发剂、150份的甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵（DMC）和100份的水，在氮气保护下75℃进行自由基聚合反应18小时，得到聚合度（DP）为180的PDMC-COOH；
功能高分子侧链前驱体聚合物PNVF-COOH的合成：取2份的偶氮二氰基戊酸引发剂、200份的N-乙烯胺基甲酰胺（NVF）和100份的水，在氮气保护下75℃进行自由基聚合反应12小时，得到聚合度（DP）为190的PNVF-COOH；
步骤三 合成乙二醇二乙醚二胺四乙酸二酐(EGTAD）
将80份的乙二醇二乙醚二胺四乙酸和80份的乙酸酐溶解于100份的2-甲基吡啶中，控制于60℃，反应30小时，获得乙二醇二乙醚二胺四乙酸二酐；
步骤四 合成PHEMAA-g-(PDMC-r-PVAEGTANa)
取步骤一中所得到的3份的聚羟乙基丙烯酰胺（PHEMAA）与步骤二中所得到的100份的阳离子型高分子侧链前驱体聚合物PDMC-COOH和30份的功能高分子侧链前驱体聚合物PNVF-COOH混合溶于300份的水里，再加入5份的N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)和5份的1-乙基-3-(3-二甲胺基丙基)碳二亚胺碘甲烷盐(EDC·CH3I)，80℃下反应70小时，获得水溶性三元螯合聚合物分子刷PHEMAA-g-( PDMC-r-PNVF)；再加入10份的氢氧化钠，控温于80℃，进行水解反应12小时，获得聚羟乙基丙烯酰胺-接枝-（聚甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵-无规-聚乙烯胺）（PHEMAA-g-(PDMC-r-PVA）)；再加入步骤三中所得到的80份的乙二醇二乙醚二胺四乙酸二酐(EGTAD），控温于80℃，进行酰基化反应48小时，获得聚羟乙基丙烯酰胺-接枝-（聚甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵-无规-聚乙烯胺基乙二醇二乙醚二胺四乙酸钠）(PHEMAA-g-(PDMC-r-PVAEGTANa)) 即水溶性三元螯合聚合物分子刷阴离子染料捕捉剂，采用核磁共振仪测定PDMC和PVAEGTANa侧链的接枝率分别为75%和18%。
在本实施例中，水溶性三元螯合聚合物分子刷阴离子染料捕捉剂的应用
取本实施例的水溶性三元螯合聚合物分子刷阴离子染料捕捉剂做染料废水测试，取1000份的含甲基橙60 mg/L、铅离子2mg/L和柠檬酸0.2mg/L的废水，添加到1.0份的水溶性三元螯合聚合物分子刷阴离子染料捕捉剂中，常温下搅拌5分钟，采用0.1 mol/L盐酸调节废水pH值到5.0，再加入0.1份的助沉降剂三氯化铝，常温下搅拌1分钟，4秒内生成粒径大于300 mm的絮体沉淀，过滤，采用紫外吸收分光光度计及原子吸收分光光度计分别测定滤液中甲基橙浓度为0.03 mg/L及Pb2+离子浓度为0.02 mg/L，脱除效率>99%。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种水溶性三元螯合聚合物分子刷阴离子染料捕捉剂，其特征在于包括1～10份的聚合物主链聚羟乙基丙烯酰胺（PHEMAA）、20～100份的阳离子型高分子侧链前驱体聚合物末端含羧基的聚甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵（PDMC-COOH）、5～30份的功能高分子侧链前驱体聚合物末端含羧基的聚N-乙烯胺基甲酰胺（PNVF-COOH）、100～500份的水、1～5份的催化剂即N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)、1～5份的1-乙基-3-(3-二甲胺基丙基)碳二亚胺碘甲烷盐(EDC·CH3I)、1～10份的氢氧化钠及20～80份的乙二醇二乙醚二胺四乙酸二酐(EGTAD）；
所述聚合物主链聚羟乙基丙烯酰胺（PHEMAA）通过普通自由基聚合或可控活性聚合法合成PHEMAA聚合物主链；
所述阳离子型高分子前驱体聚合物PDMC-COOH采用偶氮二氰基戊酸为引发剂通过普通自由基聚合法合成末端含羧基的聚甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵（PDMC-COOH）聚合物；
所述功能高分子侧链前驱体聚合物PNVF-COOH采用偶氮二氰基戊酸为引发剂通过普通自由基聚合合成末端含羧基的聚N-乙烯胺基甲酰胺（PNVF-COOH）聚合物；
所述乙二醇二乙醚二胺四乙酸二酐(EGTAD）的合成方法是：将40～80份的乙二醇二乙醚二胺四乙酸和40～80份的乙酸酐溶解于50～100份的2-甲基吡啶中，控制于50～70℃，反应20～40小时，获得乙二醇二乙醚二胺四乙酸二酐；
以上均为质量份数。
2.根据权利要求1所述的水溶性三元螯合聚合物分子刷阴离子染料捕捉剂的应用，其特征在于将0.1～1份的水溶性三元螯合聚合物分子刷阴离子染料捕捉剂加入到100～1000份的废水中，常温下搅拌1～5分钟，调节pH至2～5，废水中阴离子染料分子与水溶性三元螯合聚合物分子刷阴离子染料捕捉剂的阳离子型侧链PDMC发生静电吸附，废水中重金属离子与水溶性三元螯合聚合物分子刷阴离子染料捕捉剂的螯合型侧链PVAEGTANa发生螯合吸附，再加入0.01～0.1份的助沉降剂，常温下搅拌1分钟，助沉降剂的过量金属离子将进一步快速与水溶性三元螯合聚合物分子刷阴离子染料捕捉剂的螯合型侧链PVAEGTANa发生螯合交联沉淀反应，10秒内生成粒径大于100 μm的絮体沉淀，可快速实现去除废水中的阴离子染料及络合型重金属离子，以上均为质量份数。
3.根据权利要求2所述的水溶性三元螯合聚合物分子刷阴离子染料捕捉剂的应用，其特征在于所述助沉降剂为氯化钙、硫酸镁、氯化亚铁、三氯化铁、三氯化铝的一种或两种以上的任意组合。
4.一种水溶性三元螯合聚合物分子刷阴离子染料捕捉剂的制备方法，其特征在于将1～10份的聚合物主链聚羟乙基丙烯酰胺（PHEMAA）、20～100份的阳离子型高分子侧链前驱体聚合物末端含羧基的聚甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵（PDMC-COOH）和5～30份的功能高分子侧链前驱体聚合物末端含羧基的聚N-乙烯胺基甲酰胺（PNVF-COOH）混合溶于100～500份的水里，加入1～5份的催化剂即N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)和1～5份的1-乙基-3-(3-二甲胺基丙基)碳二亚胺碘甲烷盐(EDC·CH3I)，控温于50～80℃，进行酯化反应10～70小时，获得聚羟乙基丙烯酰胺-接枝-（聚甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵-无规-聚N-乙烯胺基甲酰胺）(PHEMAA-g-(PDMC-r-PNVF))；再加入1～10份的氢氧化钠，控温于50～80℃，进行水解反应12～48小时，获得聚羟乙基丙烯酰胺-接枝-（聚甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵-无规-聚乙烯胺）（PHEMAA-g-(PDMC-r-PVA）)；再加入20～80份的乙二醇二乙醚二胺四乙酸二酐(EGTAD），进行酰基化反应12～48小时，获得聚羟乙基丙烯酰胺-接枝-（聚甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵-无规-聚乙烯胺基乙二醇二乙醚二胺四乙酸钠）(PHEMAA-g-(PDMC-r-PVAEGTANa))即水溶性三元螯合聚合物分子刷阴离子染料捕捉剂，以上均为质量份数。
5.根据权利要求4所述的水溶性三元螯合聚合物分子刷阴离子染料捕捉剂的制备方法，其特征在于所述聚羟乙基丙烯酰胺（PHEMAA）的聚合度为10～200，所述阳离子型高分子侧链前驱体聚合物PDMC-COOH及功能高分子侧链前驱体聚合物PNVF-COOH的聚合度均为10～200，阳离子高分子侧链PDMC的接枝率为1～80%及螯合型高分子侧链PVAEGTANa的接枝率为1～20%。
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