[发明专利]土壤重金属钝化修复剂氨荒酸功能化亚烷基二胺芯树枝状聚合物及制备方法有效

专利信息
申请号: 201510072596.0 申请日: 2015-02-12
公开(公告)号: CN104672466B 公开(公告)日: 2018-01-19
发明(设计)人: 张冰如;李风亭;赵黄浦;周维啸;龚超 申请(专利权)人: 同济大学
主分类号: C08G83/00 分类号: C08G83/00;C09K17/18
代理公司: 上海正旦专利代理有限公司31200 代理人: 张磊
地址: 200092 *** 国省代码: 上海;31
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摘要:
搜索关键词: 土壤 重金属 钝化 修复 剂氨荒酸 功能 烷基 二胺芯 树枝 聚合物 制备 方法
【权利要求书】:

1.一种土壤重金属钝化修复剂氨荒酸功能化亚烷基二胺芯树枝状聚合物,其特征在于所述树枝状聚合物的化学式为:(CH2)a{N[CH2CH2COOCH2C(C2H5)(CH2OCOC H2CH2N(CSSM) CH2(CH2)bCH2N(CSSM)2)2]2}2,结构式为:

式中a为大于2的正整数,b为0至4的正整数,M为Na+、NH4+或K+阳离子中任一种。

2.一种如权利要求1所述的土壤重金属钝化修复剂氨荒酸功能化亚烷基二胺芯树枝状聚合物的制备方法,其特征在于具体步骤为:

(1)端双键基亚烷基二胺芯树枝状聚合物的制备

将三羟甲基丙烷三丙烯酸酯的甲醇溶液加入带有搅拌、回流冷凝管和温度计的圆底烧瓶中,在小于10℃、氮气保护及搅拌条件下,再分2~5次滴加亚烷基二胺的醇溶液,滴加时,控制滴加速度,使温度小于10 ℃;每一次滴加后,于25℃的温度下反应8 ~16 h;反应完成后会有淡琥珀色产物析出,过滤,并用甲醇洗涤,40℃真空干燥,得到淡琥珀色的端双键的低代数亚烷基二胺芯树枝状聚合物,其化学式为:(CH2)a{N[CH2CH2 COOCH2C (C2H5)(CH2OCOCH2=CH2)2]2}2

反应式为:4 C2H5C(CH2OCOCH=CH2)3 + H2N (CH2)aNH2 → (CH2)a{N[CH2CH2 COOCH2C (C2H5)(CH2OCOCH2=CH2)2]2}2,式中a为大于2的正整数;

(2)端胺基亚烷基二胺芯树枝状聚合物的制备

将亚烷基二胺的甲醇溶液加入带有搅拌、回流冷凝管和温度计的烧瓶中,在小于10 ℃、氮气保护及搅拌条件下,加入步骤(1)制备的端双键基亚烷基二胺芯树枝状聚合物的甲醇溶液,搅拌均匀后,在25 ℃下,反应20~30 h;然后,于80~100℃温度下减压蒸馏3~5 h除去甲醇及多余的亚烷基二胺,得到淡琥珀色粘稠产物,即为端胺基亚烷基二胺芯树枝状聚合物,其化学式为:(CH2)a{N[CH2CH2COOCH2C(C2H5)(CH2OCOCH2CH2NHCH2(CH2)b CH2NH2)2]2}2

反应式为: (CH2)a{N[CH2CH2COOCH2C(C2H5)(CH2OCOCH2=CH2)2]2}2+8H2NCH2 (CH2)bCH2NH2→(CH2)a{N[CH2CH2COOCH2C(C2H5)(CH2OCOCH2CH2NHCH2 (CH2)bCH2 NH2)2]2}2,式中a为大于2的正整数,b为0至4的正整数;

(3)氨荒酸功能化亚烷基二胺芯树枝状聚合物的制备

将步骤(2)制备的端胺基亚烷基二胺芯树枝状聚合物加入带有搅拌、回流冷凝管和温度计的圆底烧瓶中,降温到10℃以下,通氮气,此温度下缓慢滴加碱溶液,滴加二硫化碳的乙醇溶液,滴加时,控制温度低于10 ℃;滴加完毕后,于5~10℃的条件反应2~5小时;然后,升至25℃,继续反应3~5小时;将反应混合液放置过夜,即有白色沉淀析出,过滤后,用少量醇清洗,再过滤,得到目标产物——氨荒酸功能化亚烷基二胺芯树枝状聚合物,其化学式为:(CH2)a{N[CH2CH2COOCH2C(C2H5)(CH2O COCH2CH2 N(CSSM)CH2 (CH2)bCH2N(CSSM)2)2]2}2

反应方程式: (CH2)a{N[CH2CH2COOCH2C(C2H5) (CH2OCOCH2CH2NH CH2 (CH2)b CH2NH2)2]2}2+24CS2+24MOH→ (CH2)a{N[CH2CH2COOCH2C(C2H5) (CH2OCOCH2CH2 N(CSSM)CH2 (CH2)bCH2N(CSSM)2)2]2}2+24H2O,

式中a为大于2的正整数,b为0至4的正整数,M为Na+、NH4+或K+阳离子中任一种;

其中:步骤(1)中,羟甲基丙烷三丙烯酸酯、亚烷基二胺的摩尔比为4.1:1~4.9:1;步骤(2)中,端双键基树枝状聚合物、亚烷基二胺的摩尔比为1:15~1:20;步骤(3)中,端胺基树枝状聚合物、二硫化碳、碱的摩尔比为1:30~36:30~36。

3.一种如权利要求1所述的氨荒酸功能化亚烷基二胺芯树枝状聚合物作为重金属污染土壤的原位钝化修复剂的应用,其特征在于将所述氨荒酸功能化亚烷基二胺芯树枝状聚合物制备成溶液,与重金属污染土壤均匀混合,添加比例为土壤重量的0.5~5%,处理时间不低于1天。

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