CN114790023B - 微胶囊化过渡金属离子捕捉剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种微胶囊化过渡金属离子捕捉剂，其包括：芯材和包覆于芯材表面的壁材，其中，所述芯材为含硫的碱金属盐，所述壁材为聚脲类树脂。所述微胶囊化过渡金属离子捕捉剂通过壁材将芯材包覆，不仅起到捕捉过渡金属离子杂质的作用，而且能够实现微胶囊化过渡金属离子捕捉剂芯材的缓释作用。
Description
技术领域
本申请涉及水处理领域和微胶囊技术领域，具体涉及微胶囊化过渡金属离子捕捉剂及其制备方法。
背景技术
目前，在液体化工产品在使用过程中，由于接触金属管道、设备或者特殊的工况，往往会受到过渡金属离子的污染，大部分情况下都需要除去这些微量的过渡金属离子杂质。现有的硫化物类金属离子捕捉剂的捕捉去除能力比较强，在环保和水处理行业得到广泛应用，能够将废水中的过渡金属离子降至ppm级以下。对于含有固定浓度的过渡金属离子杂质的液体，通过取样分析含量后，按需要直接投入现有的金属离子捕捉剂，能够对过渡金属离子杂质能够起到去除作用，但是对于浓度不断变化、不断积累、甚至是流动的液体时，定量加入金属离子捕捉剂并不能达到理想的效果，甚至可能会造成捕捉剂的二次污染。
因此，亟待开发出一种具有缓释效果而长期具有捕捉过渡金属离子作用的水处理剂。
发明内容
本申请是鉴于上述课题而进行的，其目的在于，提供一种微胶囊化过渡金属离子捕捉剂及其制备方法。在水性体系(例如包含过渡金属离子等的废水)中，本申请的微胶囊化过渡金属离子捕捉剂不仅起到捕捉过渡金属离子杂质的作用，而且能够实现微胶囊化过渡金属离子捕捉剂芯材的缓释作用，且投料方便、能够减少二次污染。
为了达到上述目的，本申请提供了一种微胶囊化过渡金属离子捕捉剂及其制备方法。
本申请的第一方面提供了一种微胶囊化过渡金属离子捕捉剂，包括：芯材和包覆于芯材表面的壁材，其中，所述芯材为含硫的碱金属盐，所述壁材为聚脲类树脂。
由此，本申请的微胶囊化过渡金属离子捕捉剂通过壁材将芯材包覆，从而实现芯材与外部水性体系的阻隔，并且，随着时间的推移，微胶囊化过渡金属离子捕捉剂的芯材能够通过壁材上的纳米通道缓慢地扩散到外部体系中，实现微胶囊化过渡金属离子捕捉剂的芯材的缓释，缓释时间长，可达两年以上。
在任意实施方式中，所述含硫的碱金属盐包含选自三聚硫氰酸三钠、二硫代氨基甲酸钠、黄原酸钠、三硫代碳酸钠以及二硫代磷酸钠中的至少一种；或者，
所述聚脲类树脂包含选自聚脲树脂、以及聚脲-聚氨酯树脂中的至少一种。
由此，通过选择所述含硫的碱金属盐包含选自三聚硫氰酸三钠、二硫代氨基甲酸钠、黄原酸钠、三硫代碳酸钠以及二硫代磷酸钠中的至少一种，具有良好的水溶性，能够高效稳定地捕捉水性体系中的过渡金属离子杂质。另外，通过选择上述的聚脲类树脂作为壁材，有利于外层壁材的性质稳定化，且有良好的耐溶剂能力，可实现芯材的稳定缓释。
在任意实施方式中，所述壁材与所述芯材的质量比为1:1～15:1，可选为1:1～10:1。
由此，壁材与芯材的质量比为1:1～15:1，微胶囊化过渡金属离子捕捉剂不会因为壁材过薄，而导致芯材通过壁材上的通道快速扩散到水性体系中，芯材缓释效果差，进而对水性体系造成二次污染；也不会因为微胶囊化过渡金属离子捕捉剂的壁材过厚，对芯材包覆过于严实，导致芯材释放到水性体系中的速率过慢，从而对水性体系中的过渡金属离子杂质捕捉效率过低。
在任意实施方式中，微胶囊化过渡金属离子捕捉剂的体积平均粒径D50为20～120μm，可选为20～35μm。
由此，微胶囊化过渡金属离子捕捉剂能够较均匀地悬浮于水性体系中，对水性体系中过渡金属离子杂质的捕捉效率高，而且便于回收利用。
在任意实施方式中，所述壁材的厚度为4～19μm。
由此，微胶囊化过渡金属离子捕捉剂的芯材具有良好的缓释效果，即缓释速度不会过快而对水性体系造成二次污染，也不会过慢而导致过渡金属离子杂质捕捉效率降低。
本申请的第二方面提供了一种微胶囊化过渡金属离子捕捉剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤(1)：将含硫的碱金属盐作为芯材溶解于水中形成水相；
步骤(2)：将多异氰酸酯、乳化剂、及不溶于水的挥发性溶剂混合溶解形成油相；以及
步骤(3)：将所述水相和所述油相进行混合，利用高剪切乳化机进行分散，形成分散液，然后将所述分散液转移至反应容器，在室温下边搅拌边滴加叔胺催化剂引发界面聚合，形成微胶囊，将所述微胶囊过滤干燥和过筛后，得到微胶囊化过渡金属离子捕捉剂。
由此，通过多异氰酸酯与水发生界面聚合反应制备形成聚脲类树脂，从而构成壁材，与此同时对芯材进行包覆，形成微胶囊化过渡金属离子捕捉剂。
在任意实施方式中，所述步骤(1)中的含硫的碱金属盐包含选自三聚硫氰酸三钠、二硫代氨基甲酸钠、黄原酸钠、三硫代碳酸钠、以及二硫代磷酸钠中的至少一种；或者，
所述步骤(2)中的多异氰酸酯包含选自多次甲基多苯基异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、异氰酸酯三聚体中的至少一种；或者，
所述步骤(2)中的乳化剂包含选自异构十三醇聚乙氧基醚、失水山梨醇脂肪酸酯、十二烷基醇聚氧乙烯醚、以及十八烷基醇聚氧乙烯醚中的至少一种；或者，
所述步骤(2)中的挥发性溶剂包含选自环己烷、正己烷、以及庚烷中的至少一种；或者，
所述步骤(3)中叔胺催化剂包含选自三乙胺、三乙烯二胺、以及N,N-二甲基对甲苯胺中的至少一种。
在任意实施方式中，所述步骤(3)中搅拌速度为1000r/min～2000r/min。
由此，通过搅拌速度来控制微胶囊化过渡金属离子捕捉剂的壁材厚度和粒径，从而使所形成的微胶囊化过渡金属离子捕捉剂的壁材厚度和粒径在合适的范围。
在任意实施方式中，所述多异氰酸酯与所述芯材的投料质量比为1:1～19:1。
由此，通过多异氰酸酯与芯材的投料质量比为1:1～19:1，形成的微胶囊化过渡金属离子捕捉剂具有良好的缓释效果和高效稳定的捕捉能力。
在任意实施方式中，相对于所述水相与所述油相的总质量，所述步骤(3)中投入的叔胺催化剂为5质量％以下。
由此，通过相对于所述所述水相与所述油相的总质量，所述步骤(3)中投入的叔胺催化剂为5质量％以下，从而能够促进聚脲类树脂的形成，缩短聚脲类树脂的形成时间，并且，还能够避免产生副反应等问题。
本申请使用界面聚合微胶囊化技术将遇水不分解的含硫的碱金属盐作为微胶囊化过渡金属离子捕捉剂的芯材包覆起来，实现过渡金属离子捕捉剂的胶囊化。这样就实现了微胶囊化过渡金属离子捕捉剂芯材与外部体系阻隔，但是随着时间的推移，微胶囊化过渡金属离子捕捉剂芯材可以缓慢的通过壁材纳米通道渗透扩散到外部，实现缓释，有效缓释时间长达2年以上。另外，使用本申请的微胶囊化过渡金属离子捕捉剂时无需严格测试过渡金属离子含量，直接将微胶囊化过渡金属离子捕捉剂添加到含有过渡金属离子杂质的水性体系中，即可实现对水性体系中过渡金属离子杂质的捕捉。处理完毕后，微胶囊化过渡金属离子捕捉剂可以回收，在芯材完全释放完前，可以有限次的循环使用。
附图说明
图1是本申请一实施方式的微胶囊化过渡金属离子捕捉剂的结构示意图。
具体实施方式
以下，适当地参照附图详细说明具体公开了本申请的微胶囊化过渡金属离子捕捉剂及其制备方法的实施方式。但是会有省略不必要的详细说明的情况。例如，有省略对已众所周知的事项的详细说明、实际相同结构的重复说明的情况。这是为了避免以下的说明不必要地变得冗长，便于本领域技术人员的理解。此外，附图及以下说明是为了本领域技术人员充分理解本申请而提供的，并不旨在限定权利要求书所记载的主题。
为了简明，本申请具体地公开了一些数值范围。然而，任意下限可以与任意上限组合形成未明确记载的范围；以及任意下限可以与其它下限组合形成未明确记载的范围，同样任意上限可以与任意其它上限组合形成未明确记载的范围。此外，每个单独公开的点或单个数值自身可以作为下限或上限与任意其它点或单个数值组合或与其它下限或上限组合形成未明确记载的范围。
微胶囊化过渡金属离子捕捉剂
本申请的一个实施方式中，本申请提出了一种微胶囊化过渡金属离子捕捉剂，其特征在于，包括：芯材和包覆于芯材表面的壁材；所述芯材为含硫的碱金属盐，所述壁材为聚脲类树脂。
由此，本申请的微胶囊化过渡金属离子捕捉剂通过壁材将芯材包覆起来，从而实现芯材与外部水性体系的阻隔，并且，随着时间的推移，微胶囊化过渡金属离子捕捉剂的芯材能够通过壁材上的纳米通道缓慢地扩散到外部水性体系中，实现微胶囊化过渡金属离子捕捉剂的芯材的缓释，缓释时间长，可达两年以上。
在一些实施方式中，例如，含硫的碱金属盐包含选自三聚硫氰酸三钠、二硫代氨基甲酸钠、黄原酸钠、三硫代碳酸钠以及二硫代磷酸钠中的至少一种；或者，
聚脲类树脂包含选自聚脲树脂、以及聚脲-聚氨酯树脂中的至少一种。
由此，选择上述含硫的碱金属盐，具有水溶性好，对过渡金属离子杂质的捕捉能力高效稳定。另外，选择上述的聚脲类树脂作为壁材，有利于外层壁材的性质稳定化，且有良好的耐溶剂能力，可实现对芯材的稳固包覆，能够持续稳定地进行芯材的缓释。
在一些实施方式中，例如，壁材与芯材的质量比为1:1～15:1，可选为1:1～10:1。
由此，壁材与芯材的质量比为1:1～15:1，微胶囊化过渡金属离子捕捉剂不会因为壁材过薄，而导致芯材通过壁材上的通道快速扩散到水性体系中，芯材缓释效果差，进而对水性体系造成二次污染；也不会因为微胶囊化过渡金属离子捕捉剂的壁材过厚，对芯材包覆过于严实，导致芯材释放到水性体系中的速率过慢，从而对水性体系中的过渡金属离子杂质捕捉效率过低。
在一些实施方式中，例如，微胶囊化过渡金属离子捕捉剂的体积平均粒径D50为20～120μm，可选为20～35μm。
体积平均粒径D50为即微胶囊化过渡金属离子捕捉剂中累计体积分布达到50％时所对应的粒径。在本申请中，微胶囊化过渡金属离子捕捉剂的体积平均粒径D50可采用激光衍射粒度分析法测定。例如参照标准GB/T 19077-2016，使用激光粒度分析仪(例如MalvernMaster Size 3000)进行测定。
若微胶囊化过渡金属离子捕捉剂的粒径偏大，则微胶囊化过渡金属离子捕捉剂容易沉于底部，导致微胶囊化过渡金属离子捕捉剂与水性体系的接触不够充分，从而对过渡金属离子杂质的处理效果不佳；若微胶囊化过渡金属离子捕捉剂的粒径偏小，则容易漂浮于水性体系表面，无法接触到水性体系底部的过渡金属离子杂质，从而导致对过渡金属离子杂质的处理效果不佳。
由此，微胶囊化过渡金属离子捕捉剂能够较均匀地悬浮于水性体系中，对水性体系中过渡金属离子杂质的捕捉效率高，而且便于回收利用。
在一些实施方式中，例如，壁材的厚度为4～19μm。
壁材的厚度直接影响芯材释放到水性体系中的速率。若壁材的厚度不超过19μm，芯材不会被壁材包覆的过于严实，芯材的释放速率适中，缓释效果良好，并且对过渡金属离子的捕捉效果较好。另外，若壁材的厚度不低于4μm，则能够实现壁材对芯材全面包覆，芯材不会被过快地释放到水性体系中，从而制备的微胶囊化过渡金属离子捕捉剂对过渡金属离子杂质的捕捉效率高，且具备缓释的效果。
由此，微胶囊化过渡金属离子捕捉剂的芯材能够有良好的缓释效果，不会因缓释过快而对水性体系造成二次污染，也不会因为缓释过慢而对过渡金属离子杂质捕捉效率过低。
微胶囊化过渡金属离子捕捉剂的制备方法
本申请的一个实施方式中，本申请还提供一种微胶囊化过渡金属离子捕捉剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤(1)：将含硫的碱金属盐作为芯材溶解于水中形成水相；
步骤(2)：将多异氰酸酯、乳化剂、以及不溶于水的挥发性溶剂混合溶解形成油相；以及
步骤(3)：将所述水相和所述油相进行混合，利用高剪切乳化机进行分散，形成分散液，然后将所述分散液转移至反应容器，在室温下边搅拌边滴加叔胺催化剂引发界面聚合，形成微胶囊，将所述微胶囊过滤干燥和过筛后，得到微胶囊化过渡金属离子捕捉剂。
由此，通过界面聚合微胶囊化技术将遇水不分解的含硫的碱金属盐作为微胶囊化过渡金属离子捕捉剂的芯材包覆起来，实现过渡金属离子捕捉剂的胶囊化。通过多异氰酸酯与水发生界面聚合反应制备壁材，在制备壁材的过程中，形成的壁材以芯材为核心逐渐增加壁材厚度，形成微胶囊化过渡金属离子捕捉剂，并通过搅拌来控制微胶囊化过渡金属离子捕捉剂的壁材厚度和粒径，从而获得捕捉性能和缓释性能良好的微胶囊化过渡金属离子捕捉剂。
在一些实施方式中，例如，所述步骤(1)中的含硫的碱金属盐包含选自三聚硫氰酸三钠、二硫代氨基甲酸钠、黄原酸钠、三硫代碳酸钠、以及二硫代磷酸钠中的至少一种；或者，
所述步骤(2)中的多异氰酸酯包含选自多次甲基多苯基异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、以及异氰酸酯三聚体中的至少一种；或者，
所述步骤(2)中的乳化剂包含选自异构十三醇聚乙氧基醚、失水山梨醇脂肪酸酯、十二烷基醇聚氧乙烯醚、以及十八烷基醇聚氧乙烯醚中的至少一种；或者，
所述步骤(2)中的挥发性溶剂包含选自环己烷、正己烷、以及庚烷中的至少一种；
所述步骤(3)中叔胺催化剂包含选自三乙胺、三乙烯二胺、以及N,N-二甲基对甲苯胺中的至少一种。
在一些实施方式中，例如，步骤(3)中搅拌速度为1000r/min～2000r/min。
由此，通过控制搅拌速度可调节微胶囊化过渡金属离子捕捉剂的粒径。若搅拌速度为2000r/min以下，则形成的微胶囊化过渡金属离子捕捉剂粒径不会偏小；若搅拌速度为1000r/min以上，则形成的微胶囊化过渡金属离子捕捉剂粒径不会偏大。因此，控制搅拌速度在1000r/min～2000r/min的范围，则形成的微胶囊化过渡金属离子捕捉剂的壁材厚度和粒径在一个比较合适的范围。
在一些实施方式中，例如，所述多异氰酸酯与所述芯材的投料质量比为1:1～19:1。
若多异氰酸酯与芯材的投料质量比为1:1以上，则形成的微胶囊化过渡金属离子捕捉剂的壁材不会偏薄，缓释效果良好。另外，若多异氰酸酯与芯材的投料质量比不高于19:1，则形成的微胶囊化过渡金属离子捕捉剂的壁材不会偏厚，对过渡金属离子杂质的捕捉效果良好。
由此，所述多异氰酸酯与所述芯材的投料质量比为1:1～19:1时，形成的微胶囊化过渡金属离子捕捉剂能够具有良好的缓释效果和高效稳定的捕捉能力。
在一些实施方式中，例如，相对于所述水相与所述油相的总质量，所述步骤(3)中投入的叔胺催化剂为5质量％以下。
所述叔胺催化剂能够促进所述多异氰酸酯与水的反应，从而缩短壁材的形成时间。叔胺催化剂的投加量越多，反应越剧烈，当叔胺催化剂的投加质量为5质量％以下时，能够缩短壁材形成的反应时间，反应也不会过于剧烈，能够避免副反应的产生等问题。
由此，相对于所述水相与所述油相的总质量，所述步骤(3)中投入的叔胺催化剂为5质量％以下，从而缩短了壁材形成的反应时间，反应不会过于激烈而发生一系列副反应。
实施例
以下，说明本申请的实施例。下面描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。实施例中未注明具体技术或条件的，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。本申请实施例中各成分的含量，如果没有特别说明，均以质量计。
实施例1：
1)将15.0g二硫代磷酸钠作为芯材溶解于200g水中形成水相；
2)将105.0g甲苯二异氰酸酯(科思创制T80)、20.0g六亚甲基二异氰酸酯三聚体(科思创制N3300)、136.0g多亚甲基多苯基异氰酸酯(万华化学制PM-200)、30.0g失水山梨糖醇脂肪酸酯(国药集团化学试剂有限公司制Span 80)、2.0g低分子量聚羧酸钠分散剂(上海鼎和制DH-502)、1500.0g环己烷混合溶解形成油相；
3)将所述水相和所述油相混合并置于高剪切乳化机3000r/min乳化分散形成稳定的分散液，然后转移至5000ml三口烧瓶。调节搅拌速度至1200r/min，室温下边搅拌边滴加三乙胺引发界面聚合，滴加速度控制在12.5g/h，总共滴入50.0g，滴加完之后继续反应4h，停止反应。经过滤干燥和过筛后，得到筛分粒径75μm以下的反应产物，用环己烷反复清洗6次，室温干燥除去溶剂和水分，得到微胶囊化过渡金属离子捕捉剂A1。
实施例2：
1)将25.0g二甲基硫代氨基甲酸钠作为芯材、和10.0g丙三醇溶解于300g水中形成水相；
2)将250.0g多亚甲基多苯基异氰酸酯(万华化学制PM-200)、20.0g六亚甲基二异氰酸酯三聚体(科思创制N3300)、30.0g异构十三醇聚氧乙烯基醚(沙索化学制MULTISO乳化剂)、2.0g低分子量聚羧酸钠分散剂(上海鼎和制DH-502)、1500.0g环己烷混合溶解形成油相；
3)将所述水相和所述油相混合并置于高剪切乳化机3000r/min乳化分散形成稳定的分散液，然后转移至5000ml三口烧瓶。调节搅拌速度至1500r/min，室温下边搅拌边滴加三乙胺引发界面聚合，滴加速度控制在25.0g/h，总共滴入100.0g，滴加完之后继续反应4h，停止反应。经过滤干燥和过筛后，得到筛分粒径75μm以下反应产物。用环己烷反复清洗6次，室温干燥除去溶剂和水分，得到微胶囊化过渡金属离子捕捉剂A2。
实施例3：
1)将30.0g三聚硫氰酸三钠作为芯材溶解于500g水中形成水相；
2)将250.0g多亚甲基多苯基异氰酸酯(万华化学制PM-200)、20.0g六亚甲基二异氰酸酯三聚体(科思创制N3300)、50.0g十二烷基醇聚氧乙烯基醚(海安石化制AEO-9)乳化剂、2.0g低分子量聚羧酸钠分散剂(上海鼎和制DH-502)、2000.0g环己烷混合溶解形成油相；
3)将所述水相和所述油相混合并置于高剪切乳化机3000r/min乳化分散形成稳定的分散液，然后转移至5000ml三口烧瓶。调节搅拌速度至1600r/min，室温下边搅拌边滴加三乙胺引发界面聚合，滴加速度控制在10.0g/h，总共滴入40.0g，滴加完之后继续反应4h，停止反应。经过滤干燥和过筛后，得到筛分粒径75μm以下反应产物。用环己烷反复清洗6次，室温干燥除去溶剂和水分，得到微胶囊化过渡金属离子捕捉剂A3。
实施例4：
1)将65.0g黄原酸钠作为芯材溶解于600g水中形成水相；
2)将300.0g多亚甲基多苯基异氰酸酯(万华化学制PM-200)、30.0g六亚甲基二异氰酸酯三聚体(科思创制N3300)、20.0g异构十三醇聚氧乙烯基醚(沙索化学制MULTISO)、4.0g低分子量聚羧酸钠分散剂(上海鼎和制DH-502)、2000.0g环己烷混合溶解形成油相；
3)将所述水相和所述油相混合并置于高剪切乳化机3000r/min乳化分散形成稳定的分散液，然后转移至5000ml三口烧瓶。调节搅拌速度至1800r/min，室温下边搅拌边滴加三乙胺引发界面聚合，滴加速度控制在7.5g/h，总共滴入30.0g，滴加完之后继续反应4h，停止反应。经过滤干燥和过筛后，得到筛分粒径50μm以下的反应产物。用环己烷反复清洗6次，室温干燥除去溶剂和水分，得到微胶囊化过渡金属离子捕捉剂A4。
实施例5：
1)将40.0g三硫代碳酸钠作为芯材溶解于600g水中形成水相；
2)将40.0g多亚甲基多苯基异氰酸酯(万华化学制PM-200)、20.0g六亚甲基二异氰酸酯三聚体(科思创制N3300)、10.0g异构十三醇聚氧乙烯基醚(沙索化学制MULTISO)、4.0g低分子量聚羧酸钠分散剂(上海鼎和制DH-502)、2000.0g环己烷混合溶解形成油相；
3)将所述水相和所述油相混合并置于高剪切乳化机3000r/min乳化分散形成稳定的分散液，然后转移至5000ml三口烧瓶。调节搅拌速度至2000r/min，室温下边搅拌边滴加三乙胺引发界面聚合，滴加速度控制在10.0g/h，总共滴入40.0g，滴加完之后继续反应4h，停止反应。经过滤干燥和过筛后，得到筛分粒径50μm以下反应产物。用环己烷反复清洗6次，室温干燥除去溶剂和水分，得到微胶囊化过渡金属离子捕捉剂A5。
实施例6：
1)将220.0g三聚硫氰酸三钠作为芯材溶解于1000g水中形成水相；
2)将250.0g多亚甲基多苯基异氰酸酯(万华化学制PM-200)、20.0g六亚甲基二异氰酸酯三聚体(科思创制N3300)、50.0g异构十三醇聚氧乙烯基醚(沙索化学制MULTISO)、2.0g低分子量聚羧酸钠分散剂(上海鼎和制DH-502)、2000.0g环己烷混合溶解形成油相；
3)将所述水相和所述油相混合并置于高剪切乳化机3000r/min乳化分散形成稳定的分散液，然后转移至5000ml三口烧瓶。调节搅拌速度至1500r/min，室温下边搅拌边滴加三乙胺引发界面聚合，滴加速度控制在10.0g/h，总共滴入40.0g，滴加完之后继续反应4h，停止反应。经过滤干燥和过筛后，得到筛分粒径180μm以下反应产物。用环己烷反复清洗6次，室温干燥除去溶剂和水分，得到微胶囊化过渡金属离子捕捉剂A6。
实施例7：
1)将220g三聚硫氰酸三钠作为芯材溶解于500g水中形成水相；
2)将250.0g多亚甲基多苯基异氰酸酯(万华化学制PM-200)、20.0g六亚甲基二异氰酸酯三聚体(科思创制N3300)、50.0g异构十三醇聚氧乙烯基醚(沙索化学制MULTISO)、2.0g低分子量聚羧酸钠分散剂(上海鼎和制DH-502)、2000.0g环己烷混合溶解形成油相；
3)将所述水相和所述油相混合并置于高剪切乳化机3000r/min乳化分散形成稳定的分散液，然后转移至5000ml三口烧瓶。调节搅拌速度至1500r/min，室温下边搅拌边滴加三乙胺引发界面聚合，滴加速度控制在10.0g/h，总共滴入40.0g，滴加完之后继续反应4h，停止反应。经过滤干燥和过筛后，得到筛分粒径50μm以下反应产物。用环己烷反复清洗6次，室温干燥除去溶剂和水分，得到微胶囊化过渡金属离子捕捉剂A7。
实施例8：
1)将14.65g三聚硫氰酸三钠作为芯材溶解于500g水中形成水相；
2)将250.0g多亚甲基多苯基异氰酸酯(万华化学制PM-200)、20.0g六亚甲基二异氰酸酯三聚体(科思创制N3300)、50.0g异构十三醇聚氧乙烯基醚(沙索化学制MULTISO)、2.0g低分子量聚羧酸钠分散剂(上海鼎和制DH-502)、2000.0g环己烷混合溶解形成油相；
3)将所述水相和所述油相混合并置于高剪切乳化机3000r/min乳化分散形成稳定的分散液，然后转移至5000ml三口烧瓶。调节搅拌速度至1500r/min，室温下边搅拌边滴加三乙胺引发界面聚合，滴加速度控制在10.0g/h，总共滴入40.0g，滴加完之后继续反应4h，停止反应。经过滤干燥和过筛后，得到筛分粒径75μm以下反应产物。用环己烷反复清洗6次，室温干燥除去溶剂和水分，得到微胶囊化过渡金属离子捕捉剂A8。
实施例9：
1)将23g三聚硫氰酸三钠作为芯材溶解于500g水中形成水相；
2)将250.0g多亚甲基多苯基异氰酸酯(万华化学制PM-200)、20.0g六亚甲基二异氰酸酯三聚体(科思创制N3300)、50.0g异构十三醇聚氧乙烯基醚(沙索化学制MULTISO)、2.0g低分子量聚羧酸钠分散剂(上海鼎和制DH-502)、2000.0g环己烷混合溶解形成油相；
3)将所述水相和所述油相混合并置于高剪切乳化机3000r/min乳化分散形成稳定的分散液，然后转移至5000ml三口烧瓶。调节搅拌速度至1500r/min，室温下边搅拌边滴加三乙胺引发界面聚合，滴加速度控制在10.0g/h，总共滴入40.0g，滴加完之后继续反应4h，停止反应。形成微胶囊，经过滤干燥和过筛后，得到筛分粒径75μm以下反应产物。用环己烷反复清洗6次，室温干燥除去溶剂和水分，得到微胶囊化过渡金属离子捕捉剂A9。
实施例10：
1)将53g三聚硫氰酸三钠作为芯材溶解于500g水中形成水相；
2)将250.0g多亚甲基多苯基异氰酸酯(万华化学制PM-200)、20.0g六亚甲基二异氰酸酯三聚体(科思创制N3300)、50.0g异构十三醇聚氧乙烯基醚(沙索化学制MULTISO)、2.0g低分子量聚羧酸钠分散剂(上海鼎和制DH-502)、2000.0g环己烷混合溶解形成油相；
3)将所述水相和所述油相混合并置于高剪切乳化机3000r/min乳化分散形成稳定的分散液，然后转移至5000ml三口烧瓶。调节搅拌速度至1500r/min，室温下边搅拌边滴加三乙胺引发界面聚合，滴加速度控制在10.0g/h，总共滴入40.0g，滴加完之后继续反应4h，停止反应。经过滤干燥和过筛后，得到筛分粒径50μm以下反应产物。用环己烷反复清洗6次，室温干燥除去溶剂和水分，得到微胶囊化过渡金属离子捕捉剂A10。
实施例11：
1)将105g三聚硫氰酸三钠作为芯材溶解于500g水中形成水相；
2)将250.0g多亚甲基多苯基异氰酸酯(万华化学制PM-200)、20.0g六亚甲基二异氰酸酯三聚体(科思创制N3300)、50.0g异构十三醇聚氧乙烯基醚(沙索化学制MULTISO)、2.0g低分子量聚羧酸钠分散剂(上海鼎和制DH-502)、2000.0g环己烷混合溶解形成油相；
3)将所述水相和所述油相混合并置于高剪切乳化机3000r/min乳化分散形成稳定的分散液，然后转移至5000ml三口烧瓶。调节搅拌速度至1500r/min，室温下边搅拌边滴加三乙胺引发界面聚合，滴加速度控制在10.0g/h，总共滴入40.0g，滴加完之后继续反应4h，停止反应。经过滤干燥和过筛后，得到筛分粒径50μm以下反应产物。用环己烷反复清洗6次，室温干燥除去溶剂和水分，得到微胶囊化过渡金属离子捕捉剂A11。
实施例12：
1)将7.3g三聚硫氰酸三钠作为芯材溶解于500g水中形成水相；
2)将250.0g多亚甲基多苯基异氰酸酯(万华化学制PM-200)、20.0g六亚甲基二异氰酸酯三聚体(科思创制N3300)、50.0g异构十三醇聚氧乙烯基醚(沙索化学制MULTISO)、2.0g低分子量聚羧酸钠分散剂(上海鼎和制DH-502)、2000.0g环己烷混合溶解形成油相；
3)将所述水相和所述油相混合并置于高剪切乳化机3000r/min乳化分散形成稳定的分散液，然后转移至5000ml三口烧瓶。调节搅拌速度至1500r/min，室温下边搅拌边滴加三乙胺引发界面聚合，滴加速度控制在10.0g/h，总共滴入40.0g，滴加完之后继续反应4h，停止反应。经过滤干燥和过筛后，得到筛分粒径80μm以下反应产物。用环己烷反复清洗6次，温干燥除去溶剂和水分，得到微胶囊化过渡金属离子捕捉剂A12。
实施例13：
1)将440g三聚硫氰酸三钠作为芯材溶解于1000g水中形成水相；
2)将250.0g多亚甲基多苯基异氰酸酯(万华化学制PM-200)、20.0g六亚甲基二异氰酸酯三聚体(科思创制N3300)、50.0g异构十三醇聚氧乙烯基醚(沙索化学制MULTISO)、2.0g低分子量聚羧酸钠分散剂(上海鼎和制DH-502)、2000.0g环己烷混合溶解形成油相；
3)将所述水相和所述油相混合并置于高剪切乳化机3000r/min乳化分散形成稳定的分散液，然后转移至5000ml三口烧瓶。调节搅拌速度至1500r/min，室温下边搅拌边滴加三乙胺引发界面聚合，滴加速度控制在10.0g/h，总共滴入40.0g，滴加完之后继续反应4h，停止反应。经过滤干燥和过筛后，得到筛分粒径50μm以下反应产物。用环己烷反复清洗6次，室温干燥除去溶剂和水分，得到微胶囊化过渡金属离子捕捉剂A13。
对比例1：
1)将30g三聚硫氰酸三钠作为芯材溶解于500g水中形成水相；
2)将250.0g多亚甲基多苯基异氰酸酯(万华化学制PM-200)、20.0g六亚甲基二异氰酸酯三聚体(科思创制N3300)、50.0g异构十三醇聚氧乙烯基醚(沙索化学制MULTISO)、2.0g低分子量聚羧酸钠分散剂(上海鼎和制DH-502)、2000.0g环己烷混合溶解形成油相；
3)将所述水相和所述油相混合并置于高剪切乳化机3000r/min乳化分散形成稳定的分散液，然后转移至5000ml三口烧瓶。调节搅拌速度至1500r/min，室温下边搅拌边滴加三乙胺引发界面聚合，滴加速度控制在10.0g/h，总共滴入40.0g，滴加完之后继续反应4h，停止反应。经过滤干燥和过筛后，得到筛分粒径75μm以下反应产物。用环己烷反复清洗6次，室温干燥除去溶剂和水分，得到微胶囊化过渡金属离子捕捉剂B1。
表1实施例1-13和对比例1的微胶囊化过渡金属离子捕捉剂的参数
性能测试：
1、含过渡金属离子的水溶液处理效果测试
(1)投入微胶囊化过渡金属离子捕捉剂24h水处理效果
使用蒸馏水配制同时含有20ppmCu2+和20ppm Fe2+的复合溶液待用。取1400g上述配制的复合溶液，均分成14份，将实施例1～13、对比例1中的水处理用微胶囊化过渡金属离子捕捉剂，按照1份上述配制的复合溶液添加0.5g上述水处理用微胶囊化过渡金属离子捕捉剂的方式，依次分别加入到14份上述配制的复合溶液中，搅拌反应24h后，分别依据HJ776-2015标准，使用ICP-AES测试水相体系中的过渡金属离子含量。
(2)水处理用微胶囊化过渡金属离子捕捉剂浸泡半年后的水处理效果
使用蒸馏水配制同时含有20ppm Cu2+和20ppm Fe2+的复合溶液待用。取1400g上述配制的复合溶液，均分成14份，将各0.5g经过半年浸泡处理后的实施例1～13、对比例1中的微胶囊化过渡金属离子捕捉剂，按照1份上述配制的复合溶液添加0.5g上述水处理用微胶囊化过渡金属离子捕捉剂的方式，依次分别加入到14份上述配制的复合溶液中，搅拌反应24h后，分别依据HJ776-2015标准，使用ICP-AES测试水相体系中的过渡金属离子含量。
(3)水处理用微胶囊化过渡金属离子捕捉剂浸泡2年后的水处理效果
使用蒸馏水配制同时含有20ppm Cu2+和20ppm Fe2+的复合溶液待用。取1400g上述配制的复合溶液，均分成14份，将各0.5g经过2年浸泡处理后的实施例1～13、对比例1中的微胶囊化过渡金属离子捕捉剂，按照1份上述配制的复合溶液添加0.5g上述微胶囊化过渡金属离子捕捉剂的方式，依次分别加入到14份上述配制的复合溶液中，搅拌反应24h后，分别依据HJ776-2015标准，使用ICP-AES测试水相体系中的过渡金属离子含量。
2、微胶囊壁材厚度
分别各取1g实施例1-13、对比例1中的微胶囊化过渡金属离子捕捉剂，碾碎，并用100g去离子水反复清洗，洗去芯材，过滤并干燥，然后依据JY/T010-1996标准，采用扫描电设备(蔡司制Sigma300)测量壁材的厚度。
表2含过渡金属离子的水溶液处理效果测试数据
备注：Cu2+和Fe2+初始浓度均为20ppm。
根据表1和表2可知，实施例1-11制备的微胶囊化过渡金属离子捕捉剂对水性体系中过渡金属离子(如Cu2+、Fe2+)具有良好的捕捉效果，且芯材的缓释效果良好。
根据表1和表2可知，实施例1-11制备的微胶囊化过渡金属离子捕捉剂使用二硫代磷酸钠、二硫代氨基甲酸钠、三聚硫氰酸三钠、黄原酸钠、三硫代碳酸钠、三聚硫氰酸三钠等含硫的碱金属盐作为芯材、使用聚脲树脂作为壁材，在第一次处理后，水性体系中的过渡金属离子下降明显，浸泡半年后和浸泡2年后对水性体系中过渡金属离子仍有良好的捕捉效果，说明这些微胶囊化过渡金属离子捕捉剂对水性体系中过渡金属离子具有良好的捕捉能力，并且在浸泡半年、两年后对水性体系中过渡金属离子仍然具有良好的捕捉效果，缓释效果良好。而相对于此，对比例1中使用氢氧化钠作为芯材，对水性体系中过渡金属离子几乎没有捕捉效果。
另外，与实施例1-11相比，实施例12和实施例13虽然也能够对水性体系中过渡金属离子具有良好的捕捉效果，且缓释效果良好。但是由于实施例12制备的微胶囊化过渡金属离子捕捉剂的壁材和芯材质量比为30.02：1(高于15：1)，与实施例1-11相比，第一次处理、浸泡半年、2年后对水性体系中过渡金属离子的捕捉效果较差，推测这是由于壁材对芯材的包裹过于厚，水性体系中的过渡金属离子难以进入到微胶囊化过渡金属离子捕收剂内部与芯材接触，而且芯材扩散到外部水性体系的通道过长，芯材的缓释效果变差。而实施例13制备的微胶囊化过渡金属离子捕捉剂的壁材和芯材质量比为0.5：1(低于1：1)，在第一次处理中对水性体系中过渡金属离子杂质的处理效果良好，但是与实施例1-11相比，在浸泡半年、2年后处理效果下降幅度较大，推测这是由于壁材过薄，微胶囊化过渡金属离子捕捉剂投入到水性体系中，芯材快速地释放到水性体系，从而导致缓释效果变差，在浸泡两年后，芯材几乎全部扩散到水性体系，因此对水性体系中的过渡金属离子的捕捉能力下降。
需要说明的是，本申请不限定于上述实施方式。上述实施方式仅为例示，在本申请的技术方案范围内具有与技术思想实质相同的构成、发挥相同作用效果的实施方式均包含在本申请的技术范围内。此外，在不脱离本申请主旨的范围内，对实施方式施加本领域技术人员能够想到的各种变形、将实施方式中的一部分构成要素加以组合而构筑的其它方式也包含在本申请的范围内。
Claims (10)
1.一种微胶囊化过渡金属离子捕捉剂，其特征在于，
包括：芯材和包覆于芯材表面的壁材，
其中，所述芯材为含硫的碱金属盐，
所述壁材为聚脲类树脂，所述壁材具有纳米通道；
所述壁材与所述芯材的质量比为1:1～15:1；
所述壁材的厚度为4～19μm。
2.根据权利要求1所述的微胶囊化过渡金属离子捕捉剂，其特征在于，
所述含硫的碱金属盐包含选自三聚硫氰酸三钠、二硫代氨基甲酸钠、黄原酸钠、三硫代碳酸钠以及二硫代磷酸钠中的至少一种；或者，
所述聚脲类树脂包含选自聚脲树脂、以及聚脲-聚氨酯树脂中的至少一种。
3.根据权利要求1或2所述的微胶囊化过渡金属离子捕捉剂，其特征在于，
所述壁材与所述芯材的质量比为1:1～10:1。
4.根据权利要求1或2所述的微胶囊化过渡金属离子捕捉剂，其特征在于，
所述微胶囊化过渡金属离子捕捉剂的体积平均粒径D50为20～120μm。
5.根据权利要求4所述的微胶囊化过渡金属离子捕捉剂，其特征在于，
所述微胶囊化过渡金属离子捕捉剂的体积平均粒径D50为20～35μm。
6.一种微胶囊化过渡金属离子捕捉剂的制备方法，其特征在于，
包括以下步骤：
步骤(1)：将含硫的碱金属盐作为芯材溶解于水中形成水相；
步骤(2)：将多异氰酸酯、乳化剂、及不溶于水的挥发性溶剂混合溶解形成油相；以及
步骤(3)：将所述水相和所述油相进行混合，利用高剪切乳化机进行分散，形成分散液，然后将所述分散液转移至反应容器，在室温下边搅拌边滴加叔胺催化剂引发界面聚合，形成微胶囊，将所述微胶囊过滤、干燥和过筛后，得到微胶囊化过渡金属离子捕捉剂；
所述微胶囊化过渡金属离子捕捉剂包括：芯材和包覆于芯材表面的壁材，所述壁材与所述芯材的质量比为1:1～15:1，所述壁材具有纳米通道；所述壁材的厚度为4～19μm。
7.根据权利要求6所述的微胶囊化过渡金属离子捕捉剂的制备方法，其特征在于，
所述步骤(1)中的含硫的碱金属盐包含选自三聚硫氰酸三钠、二硫代氨基甲酸钠、黄原酸钠、三硫代碳酸钠、以及二硫代磷酸钠中的至少一种；或者，
所述步骤(2)中的多异氰酸酯包含选自多次甲基多苯基异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、以及异氰酸酯三聚体中的至少一种；或者，
所述步骤(2)中的乳化剂包含选自异构十三醇聚乙氧基醚、失水山梨醇脂肪酸酯、十二烷基醇聚氧乙烯醚、以及十八烷基醇聚氧乙烯醚中的至少一种；或者，
所述步骤(2)中的不溶于水的挥发性溶剂包含选自环己烷、正己烷、以及庚烷中的至少一种；或者，
所述步骤(3)中的叔胺催化剂包含选自三乙胺、三乙烯二胺、以及N,N-二甲基对甲苯胺中的至少一种。
8.根据权利要求6或7所述的微胶囊化过渡金属离子捕捉剂的制备方法，其特征在于，
所述步骤(3)中搅拌速度为1000r/min～2000r/min。
9.根据权利要求6或7所述的微胶囊化过渡金属离子捕捉剂的制备方法，其特征在于，
所述多异氰酸酯与所述芯材的投料质量比为1:1～19:1。
10.根据权利要求6或7所述的微胶囊化过渡金属离子捕捉剂的制备方法，其特征在于，
相对于所述水相与所述油相的总质量，所述步骤(3)中投入的叔胺催化剂为5质量%以下。
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Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006223569A (ja) * | 2005-02-17 | 2006-08-31 | Toyama Univ | 重金属固定化剤及び重金属固定化方法 |
| CN103331133A (zh) * | 2013-06-07 | 2013-10-02 | 深圳大学 | 一种以聚脲为壁材的环氧微胶囊及其制备方法 |
| CN104619173A (zh) * | 2013-01-21 | 2015-05-13 | 龙灯农业化工国际有限公司 | 农用化学组合物,其制备方法及其用途 |
| CN106939068A (zh) * | 2017-04-10 | 2017-07-11 | 鲁东大学 | 一种生物质微胶囊型甲醛捕捉剂及其制备方法 |
| CN107879449A (zh) * | 2017-11-15 | 2018-04-06 | 顺德职业技术学院 | 低成本螯合复合型重金属捕捉剂及其制备方法及其应用 |
| CN109012133A (zh) * | 2018-08-31 | 2018-12-18 | 扬州润城知识产权代理有限公司 | 一种微胶囊甲醛去除剂及其制备方法 |
| CN109499347A (zh) * | 2018-12-26 | 2019-03-22 | 东北林业大学 | 基于乙基纤维素单宁微球缓释型甲醛捕捉剂及制备方法 |
| CN110655160A (zh) * | 2019-10-25 | 2020-01-07 | 江苏康净源环境科技有限公司 | 一种重金属捕捉剂的制备方法 |
| CN110835130A (zh) * | 2019-12-03 | 2020-02-25 | 云南科力新材料股份有限公司 | 一种重金属离子捕捉剂及其制备方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE602005025268D1 (de) * | 2004-02-24 | 2011-01-27 | Rohm & Haas | Verfahren zur Entfernung von Arsen aus Wasser |
-
2021
- 2021-01-25 CN CN202110099606.5A patent/CN114790023B/zh active Active
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006223569A (ja) * | 2005-02-17 | 2006-08-31 | Toyama Univ | 重金属固定化剤及び重金属固定化方法 |
| CN104619173A (zh) * | 2013-01-21 | 2015-05-13 | 龙灯农业化工国际有限公司 | 农用化学组合物,其制备方法及其用途 |
| CN103331133A (zh) * | 2013-06-07 | 2013-10-02 | 深圳大学 | 一种以聚脲为壁材的环氧微胶囊及其制备方法 |
| CN106939068A (zh) * | 2017-04-10 | 2017-07-11 | 鲁东大学 | 一种生物质微胶囊型甲醛捕捉剂及其制备方法 |
| CN107879449A (zh) * | 2017-11-15 | 2018-04-06 | 顺德职业技术学院 | 低成本螯合复合型重金属捕捉剂及其制备方法及其应用 |
| CN109012133A (zh) * | 2018-08-31 | 2018-12-18 | 扬州润城知识产权代理有限公司 | 一种微胶囊甲醛去除剂及其制备方法 |
| CN109499347A (zh) * | 2018-12-26 | 2019-03-22 | 东北林业大学 | 基于乙基纤维素单宁微球缓释型甲醛捕捉剂及制备方法 |
| CN110655160A (zh) * | 2019-10-25 | 2020-01-07 | 江苏康净源环境科技有限公司 | 一种重金属捕捉剂的制备方法 |
| CN110835130A (zh) * | 2019-12-03 | 2020-02-25 | 云南科力新材料股份有限公司 | 一种重金属离子捕捉剂及其制备方法 |
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