CN114751529A - 一种环保无磷螯合剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及螯合剂技术领域，尤其是一种环保无磷螯合剂及其制备方法，所述螯合剂的制备方法如下：准备乙二胺二邻苯基乙酸钠、亚氨基二琥珀酸四钠、谷氨酸二乙酸四钠，亚氨基二琥珀酸四钠与谷氨酸二乙酸四钠能对铁、钙、镁离子很好的整合，同时对双氧水具有稳定作用无磷取代之前有磷的螯合剂，减少污水处理磷的超标，有益效果在于：葡萄糖酸钠具有优质的缓蚀阻垢的作用有利于提高螯合剂的稳定剂,并且由于缓蚀阻垢可以提高螯合剂的环保效果，通过添加的柠檬酸，柠檬酸与铁离子形成的螯合物溶解度低，加入适量铵盐生成柠檬酸单铵与Fe3+、Fe2+离子螯合，分别形成溶解度较大的柠檬酸亚铁铵和柠檬酸铁铵，在清除铁锈时出现沉淀，提高螯合剂的使用效果。

Description

一种环保无磷螯合剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及螯合剂技术领域，尤其涉及一种环保无磷螯合剂及其制备方法。
背景技术
螯合作用在化学研究和工业生产中有着广泛的应用，在化学工业和工业生产过程中，加入螯合剂使金属离子生成性质完全不同的螯合物，是降低和控制金属离子浓度的主要方法，螯合物在矿物浮选过程、湿法冶金、金属元素的提取与分离、物质的催化合成、水的软化、电镀工艺、医药工业、染色过程等中都有广泛的应用，螯合物广泛应用于过氧化氢及次氯酸类作漂白剂的化学、机械和脱墨纸浆的漂白，部分螯合剂在医学上可用于铅及汞等中毒的治疗等，具体用途如下：能有效抑制金属离子对过氧化氢及次氯酸类漂白剂引起的催化分解，提高漂白效率，节约漂液，降低漂白成本；能有效阻止钙、镁等金属离子在纸浆漂白过程中发生化学反应形成沉淀物，从而防止系统设备、管道结垢，并能逐步去除漂洗系统原有的结垢；具有一定的分散能力，可提高硅酸钠的分散性；保护纸浆纤维，防止氢氧化钠剥皮反应对纤维的破坏。
螯合剂的用途十分广泛，但并不是所有的螯合剂都具有优良的螯合效果，所以需要对螯合剂的螯合性能与效果进行进一步的改进，并且现有的螯合剂在使用的时候可能会出现大量沉淀影响使用效果。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种环保无磷螯合剂及其制备方法。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
设计一种环保无磷螯合剂及其制备方法，所述螯合剂的制备方法如下：
步骤一：准备乙二胺二邻苯基乙酸钠、亚氨基二琥珀酸四钠、谷氨酸二乙酸四钠，乙二胺二邻苯基乙酸钠对金属离子具有良好的控制效果，乙二胺二邻苯基乙酸钠具有强阴离子电荷在高温、高压和强酸碱性的水溶液里性能稳定，复杂的分子结构中含有多种价键，在水中溶解度大并且和配方中其他成分兼容性好，能够提高螯合剂的性能，亚氨基二琥珀酸四钠与谷氨酸二乙酸四钠能对铁、钙、镁离子很好的整合，同时对双氧水具有稳定作用无磷取代之前有磷的螯合剂，减少污水处理磷的超标。
步骤二：配制0.1mol/L的EDTA-2Na溶液，加入600-700mL新煮沸放冷至60-70℃的温水，搅拌至完全溶解。冷却后倒入1000mL容量瓶中，之后将水煮沸并使其自然冷却并与EDTA-2Na溶液结合，此溶液即为0.1mol/L EDTA-2Na溶液，再配制0.1mol/L硫酸亚铁溶液于烧杯中，加入约600mL煮沸自然冷却的水搅拌全溶解，再倒入 1000mL容量瓶中此溶液即为0.1mol/L硫酸亚铁溶液再将已预先配制好的0.1mol/L硫酸亚铁溶液和0.1mol/L EDTA-2Na溶液等体积混合，EDTA-2Na溶液与硫酸亚铁溶液能够防止螯合时出现大量的沉淀，之后将得到的溶液与步骤一混合；
步骤三：在装有冷凝管、温度计、滴液漏斗、搅拌器的四口烧瓶中加入一定量的马来酸酐、催化剂和一定量的去离子水然后缓缓升温至回流温度，之后缓慢滴加丙烯酸、引发剂和去离子水，之后冷却出料即得MA/AA水溶液，MA/AA水溶液对碳酸盐等具有很强的分散作用，热稳定性高，可在300℃高温等恶劣条件下使用，具有良好的相容性和协同增效作用，对水垢的生成具有良好的抑制作用，大大提高生成之后螯合剂的性能；
步骤四：采用发酵法先由葡萄糖制得葡萄糖酸，然后再与氢氧化钠进行中和可得葡萄糖酸钠，葡萄糖酸钠具有优质的缓蚀阻垢的作用可以提高螯合剂的稳定剂,并且由于缓蚀阻垢可以提高螯合剂的环保效果，然后再准备柠檬酸，柠檬酸与铁离子形成的螯合物溶解度低，加入适量铵盐生成柠檬酸单铵与Fe3+、Fe2+离子螯合，分别形成溶解度较大的柠檬酸亚铁铵和柠檬酸铁铵，在实际使用时就不会在清除铁锈时出现沉淀，最后将以上原料放入搅拌接充分混合搅拌反应然后过滤制成螯合剂。
优选的，所述螯合剂较常见的配位原子有氧、硫、氮并且磷、砷、硒也可生成螯合物，所述螯合剂合适的使用范围是pH为2-14。
优选的，所述螯合剂制作的反应温度在45-125摄氏度。
本发明提出的一种环保无磷螯合剂及其制备方法，有益效果在于：
1、通过添加的乙二胺二邻苯基乙酸钠具有强阴离子电荷在高温、高压和强酸碱性的水溶液里性能稳定，复杂的分子结构中含有多种价键，在水中溶解度大并且和配方中其他成分兼容性好，有利于提高螯合剂的性能，通过添加的亚氨基二琥珀酸四钠与谷氨酸二乙酸四钠能对铁、钙、镁离子很好的整合，同时对双氧水具有稳定作用且无磷取代之前有磷的螯合剂，减少污水处理磷的超标，有利于提高螯合剂的环保性能。
2、通过添加的MA/AA水溶液，MA/AA水溶液对碳酸盐等具有很强的分散作用，热稳定性高，可在300℃高温等恶劣条件下使用，具有良好的相容性和协同增效作用，对水垢的生成具有良好的抑制作用，有利于大大提高生成之后螯合剂的性能。
3、通过添加的葡萄糖酸钠，葡萄糖酸钠具有优质的缓蚀阻垢的作用有利于提高螯合剂的稳定剂,并且由于缓蚀阻垢可以提高螯合剂的环保效果，通过添加的柠檬酸，柠檬酸与铁离子形成的螯合物溶解度低，加入适量铵盐生成柠檬酸单铵与Fe3+、Fe2+离子螯合，分别形成溶解度较大的柠檬酸亚铁铵和柠檬酸铁铵，在清除铁锈时出现沉淀，提高螯合剂的使用效果。
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
一种环保无磷螯合剂及其制备方法，所述螯合剂的制备方法如下：
步骤一：准备乙二胺二邻苯基乙酸钠、亚氨基二琥珀酸四钠、谷氨酸二乙酸四钠，乙二胺二邻苯基乙酸钠对金属离子具有良好的控制效果，乙二胺二邻苯基乙酸钠具有强阴离子电荷在高温、高压和强酸碱性的水溶液里性能稳定，复杂的分子结构中含有多种价键，在水中溶解度大并且和配方中其他成分兼容性好，能够提高螯合剂的性能，亚氨基二琥珀酸四钠与谷氨酸二乙酸四钠能对铁、钙、镁离子很好的整合，同时对双氧水具有稳定作用无磷取代之前有磷的螯合剂，减少污水处理磷的超标。
步骤二：配制0.1mol/L EDTA-2Na溶液，加入600-700mL新煮沸放冷至60-70℃的温水，搅拌至完全溶解。冷却后倒入1000mL容量瓶中，之后将水煮沸并使其自然冷却并与EDTA-2Na溶液结合，此溶液即为0.1mol/L EDTA-2Na溶液，再配制0.1mol/L硫酸亚铁溶液于烧杯中，加入约600mL煮沸自然冷却的水搅拌全溶解，再倒入 1000mL容量瓶中此溶液即为0.1mol/L硫酸亚铁溶液再将已预先配制好的0.1mol/L硫酸亚铁溶液和0.1mol/L EDTA-2Na溶液等体积混合，EDTA-2Na溶液与硫酸亚铁溶液能够防止螯合时出现大量的沉淀，之后将得到的溶液与步骤一混合；
步骤三：在装有冷凝管、温度计、滴液漏斗、搅拌器的四口烧瓶中加入一定量的马来酸酐、催化剂和一定量的去离子水然后缓缓升温至回流温度，之后缓慢滴加丙烯酸、引发剂和去离子水，之后冷却出料即得MA/AA水溶液，MA/AA水溶液对碳酸盐等具有很强的分散作用，热稳定性高，可在300℃高温等恶劣条件下使用，具有良好的相容性和协同增效作用，对水垢的生成具有良好的抑制作用，大大提高生成之后螯合剂的性能；
步骤四：采用发酵法先由葡萄糖制得葡萄糖酸，然后再与氢氧化钠进行中和可得葡萄糖酸钠，葡萄糖酸钠具有优质的缓蚀阻垢的作用可以提高螯合剂的稳定剂,并且由于缓蚀阻垢可以提高螯合剂的环保效果，然后再准备柠檬酸，柠檬酸与铁离子形成的螯合物溶解度低，加入适量铵盐生成柠檬酸单铵与Fe3+、Fe2+离子螯合，分别形成溶解度较大的柠檬酸亚铁铵和柠檬酸铁铵，在实际使用时就不会在清除铁锈时出现沉淀，最后将以上原料放入搅拌接充分混合搅拌反应然后过滤制成螯合剂。
结论：通过制成的螯合剂并参与实际使用，此款螯合剂的螯合效果好速度快且沉淀物少且环保效果好。
实施例2
一种环保无磷螯合剂及其制备方法，所述螯合剂的制备方法如下：
步骤一：配制0.1mol/L的EDTA-2Na溶液，加入600-700mL新煮沸放冷至60-70℃的温水，搅拌至完全溶解。冷却后倒入1000mL容量瓶中，之后将水煮沸并使其自然冷却并与EDTA-2Na溶液结合，此溶液即为0.1mol/L EDTA-2Na溶液，再配制0.1mol/L硫酸亚铁溶液于烧杯中，加入约600mL煮沸自然冷却的水搅拌全溶解，再倒入 1000mL容量瓶中此溶液即为0.1mol/L硫酸亚铁溶液再将已预先配制好的0.1mol/L硫酸亚铁溶液和0.1mol/L EDTA-2Na溶液等体积混合，EDTA-2Na溶液与硫酸亚铁溶液能够防止螯合时出现大量的沉淀，之后将得到的溶液与步骤一混合；
步骤二：在装有冷凝管、温度计、滴液漏斗、搅拌器的四口烧瓶中加入一定量的马来酸酐、催化剂和一定量的去离子水然后缓缓升温至回流温度，之后缓慢滴加丙烯酸、引发剂和去离子水，之后冷却出料即得MA/AA水溶液，MA/AA水溶液对碳酸盐等具有很强的分散作用，热稳定性高，可在300℃高温等恶劣条件下使用，具有良好的相容性和协同增效作用，对水垢的生成具有良好的抑制作用，大大提高生成之后螯合剂的性能；
步骤三：采用发酵法先由葡萄糖制得葡萄糖酸，然后再与氢氧化钠进行中和可得葡萄糖酸钠，葡萄糖酸钠具有优质的缓蚀阻垢的作用可以提高螯合剂的稳定剂,并且由于缓蚀阻垢可以提高螯合剂的环保效果，然后再准备柠檬酸，柠檬酸与铁离子形成的螯合物溶解度低，加入适量铵盐生成柠檬酸单铵与Fe3+、Fe2+离子螯合，分别形成溶解度较大的柠檬酸亚铁铵和柠檬酸铁铵，在实际使用时就不会在清除铁锈时出现沉淀，最后将以上原料放入搅拌接充分混合搅拌反应然后过滤制成螯合剂。
结论：通过制成的螯合剂并参与实际使用，此款螯合剂的螯合效果一般且环保性差。
实施例3
一种环保无磷螯合剂及其制备方法，所述螯合剂的制备方法如下：
步骤一：准备乙二胺二邻苯基乙酸钠、亚氨基二琥珀酸四钠、谷氨酸二乙酸四钠，乙二胺二邻苯基乙酸钠对金属离子具有良好的控制效果，乙二胺二邻苯基乙酸钠具有强阴离子电荷在高温、高压和强酸碱性的水溶液里性能稳定，复杂的分子结构中含有多种价键，在水中溶解度大并且和配方中其他成分兼容性好，能够提高螯合剂的性能，亚氨基二琥珀酸四钠与谷氨酸二乙酸四钠能对铁、钙、镁离子很好的整合，同时对双氧水具有稳定作用无磷取代之前有磷的螯合剂，减少污水处理磷的超标。
步骤二：配制0.1mol/L EDTA-2Na溶液，加入600-700mL新煮沸放冷至60-70℃的温水，搅拌至完全溶解。冷却后倒入1000mL容量瓶中，之后将水煮沸并使其自然冷却并与EDTA-2Na溶液结合，此溶液即为0.1mol/L EDTA-2Na溶液，再配制0.1mol/L硫酸亚铁溶液于烧杯中，加入约600mL煮沸自然冷却的水搅拌全溶解，再倒入 1000mL容量瓶中此溶液即为0.1mol/L硫酸亚铁溶液再将已预先配制好的0.1mol/L硫酸亚铁溶液和0.1mol/L EDTA-2Na溶液等体积混合，EDTA-2Na溶液与硫酸亚铁溶液能够防止螯合时出现大量的沉淀，之后将得到的溶液与步骤一混合；
步骤三：在装有冷凝管、温度计、滴液漏斗、搅拌器的四口烧瓶中加入一定量的马来酸酐、催化剂和一定量的去离子水然后缓缓升温至回流温度，之后缓慢滴加丙烯酸、引发剂和去离子水，之后冷却出料即得MA/AA水溶液，MA/AA水溶液对碳酸盐等具有很强的分散作用，热稳定性高，可在300℃高温等恶劣条件下使用，具有良好的相容性和协同增效作用，对水垢的生成具有良好的抑制作用，大大提高生成之后螯合剂的性能；
步骤四：采用发酵法先由葡萄糖制得葡萄糖酸，然后再与氢氧化钠进行中和可得葡萄糖酸钠，葡萄糖酸钠具有优质的缓蚀阻垢的作用可以提高螯合剂的稳定剂,并且由于缓蚀阻垢可以提高螯合剂的环保效果，最后将以上原料放入搅拌接充分混合搅拌反应然后过滤制成螯合剂。
结论：通过制成的螯合剂并参与实际使用，此款螯合剂的螯合效果好速度快但是沉淀物多。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种环保无磷螯合剂及其制备方法，其特征在于：所述螯合剂的制备方法如下：
步骤一：准备乙二胺二邻苯基乙酸钠、亚氨基二琥珀酸四钠、谷氨酸二乙酸四钠，乙二胺二邻苯基乙酸钠对金属离子具有良好的控制效果，乙二胺二邻苯基乙酸钠具有强阴离子电荷在高温、高压和强酸碱性的水溶液里性能稳定，复杂的分子结构中含有多种价键，在水中溶解度大并且和配方中其他成分兼容性好，能够提高螯合剂的性能，亚氨基二琥珀酸四钠与谷氨酸二乙酸四钠能对铁、钙、镁离子很好的整合，同时对双氧水具有稳定作用无磷取代之前有磷的螯合剂，减少污水处理磷的超标。
步骤二：配制0.1mol/L的EDTA-2Na溶液，加入600-700mL新煮沸放冷至60-70℃的温水，搅拌至完全溶解。冷却后倒入1000mL容量瓶中，之后将水煮沸并使其自然冷却并与EDTA-2Na溶液结合，此溶液即为0.1mol/L EDTA-2Na溶液，再配制0.1mol/L硫酸亚铁溶液于烧杯中，加入约600mL煮沸自然冷却的水搅拌全溶解，再倒入1000mL容量瓶中此溶液即为0.1mol/L硫酸亚铁溶液再将已预先配制好的0.1mol/L硫酸亚铁溶液和0.1mol/L EDTA-2Na溶液等体积混合，EDTA-2Na溶液与硫酸亚铁溶液能够防止螯合时出现大量的沉淀，之后将得到的溶液与步骤一混合；
步骤三：在装有冷凝管、温度计、滴液漏斗、搅拌器的四口烧瓶中加入一定量的马来酸酐、催化剂和一定量的去离子水然后缓缓升温至回流温度，之后缓慢滴加丙烯酸、引发剂和去离子水，之后冷却出料即得MA/AA水溶液，MA/AA水溶液对碳酸盐等具有很强的分散作用，热稳定性高，可在300℃高温等恶劣条件下使用，具有良好的相容性和协同增效作用，对水垢的生成具有良好的抑制作用，大大提高生成之后螯合剂的性能；
步骤四：采用发酵法先由葡萄糖制得葡萄糖酸，然后再与氢氧化钠进行中和可得葡萄糖酸钠，葡萄糖酸钠具有优质的缓蚀阻垢的作用可以提高螯合剂的稳定剂,并且由于缓蚀阻垢可以提高螯合剂的环保效果，然后再准备柠檬酸，柠檬酸与铁离子形成的螯合物溶解度低，加入适量铵盐生成柠檬酸单铵与Fe3+、Fe2+离子螯合，分别形成溶解度较大的柠檬酸亚铁铵和柠檬酸铁铵，在实际使用时就不会在清除铁锈时出现沉淀，最后将以上原料放入搅拌接充分混合搅拌反应然后过滤制成螯合剂。
2.根据权利要求1所述的一种环保无磷螯合剂及其制备方法，其特征在于，所述螯合剂较常见的配位原子有氧、硫、氮并且磷、砷、硒也可生成螯合物，所述螯合剂合适的使用范围是pH为2-14。
3.根据权利要求1所述的一种环保无磷螯合剂及其制备方法，其特征在于，所述螯合剂制作的反应温度在45-125摄氏度。
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