[发明专利]秸秆制备重金属螯合剂的方法在审
申请号: | 201710109529.0 | 申请日: | 2017-02-27 |
公开(公告)号: | CN106824111A | 公开(公告)日: | 2017-06-13 |
发明(设计)人: | 李启云;张涛 | 申请(专利权)人: | 湖南云平环保科技有限公司 |
主分类号: | B01J20/24 | 分类号: | B01J20/24;B01J20/30;C02F1/28;C02F101/20 |
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地址: | 410205 湖南省长沙市高*** | 国省代码: | 湖南;43 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 秸秆 制备 重金属 螯合剂 方法 | ||
【技术领域】
本发明涉及金属螯合剂技术领域,具体涉及一种秸秆制备重金属螯合剂的方法。
【背景技术】
重金属螯合剂能与大多数重金属离子形成稳定的螯合物,从而将重金属离子从废水中分离,或者用于重金属离子的捕获。目前,对含有S原子的重金属离子吸附剂研究较多,原因在于S原子既是配位原子,也可以与重金属离子生成硫化物沉淀。
二硫代氨基甲酸盐简称DTC,对重金属离子的吸附能力强,可以应用于废水中重金属离子吸附,矿物中金属离子收集以及对垃圾焚烧飞灰中重金属离子的固化。
螯合剂与重金属离子的螯合作用,螯合剂的分子链越长,所生成的络合物稳定性越强,而且具有更低的浸出浓度。对于用于重金属固定的螯合剂,合成具有较长聚合物的二硫代氨基甲酸盐类化合物,该类化合物同时要求具有多个络合中心,达到更多的重金属固定容量。
相关技术中,DTC类螯合剂均采用化学合成方法制成,具有成本高,而且属于非高分子化合物,单位分子量含有络合中心少,与重金属生成的络合物可浸出浓度高,重金属离子分离效果差。
因此,有必要提供一种新的工艺解决上述技术问题。
【发明内容】
本发明的目的是克服上述技术问题,提供一种秸秆制备重金属螯合剂的方法,制备得到的金属螯合剂具有多个络合中心,且与重金属生成的络合物可浸出浓度低。
本发明的技术方案是:
一种秸秆制备重金属螯合剂的方法,包括如下步骤:
步骤S1:秸秆预处理,将粉碎后的秸秆置于0.05mol/L-0.1mol/L的NaOH溶液中,浸泡处理2~3天,过滤后滤液待用;
步骤S2:调节滤液pH值至11-12,并在双氧水或臭氧的引发下,加入环氧氯丙烷和乙二胺进行胺化反应,对秸秆中溶解的纤维素、蛋白、糖类支链中的官能团进行胺化,其中环氧氯丙烷的加量为滤液总量的1wt%-2wt%,乙二胺的加量为滤液总量的2wt%-4wt%;
步骤S3:将胺化反应后的混合溶液pH值调节至10-12,常温下缓慢加入二硫化碳,充分反应后得到重金属螯合剂;其中,二硫化碳的加入量为混合液总量的0.5wt%-1wt%。
优选的,步骤S2中胺化反应在常温状态下反应24-48小时。
优选的,步骤S3中,反应时间在12小时以上。
优选的,pH调节剂为NaOH溶液或HCl溶液。
与相关技术相比,本发明提供的秸秆制备重金属螯合剂的方法,有益效果在于:
一、以秸秆为主要原料,秸秆中主要成分为纤维素类化合物,其为有机高分子化合物,分子链达到几千到十万不等,制备得到的螯合剂属于高分子化合物类物质,单分子物质有多个络合中心,且单位分子量可螯合的重金属离子容量大。
二、所述螯合剂与重金属生成的络合物浸出浓度低,更有利于重金属离子的固定,降低重金属离子的污染。
三、所述螯合剂以秸秆为主要原料,制备方法简单,生产成本低;且制备得到的螯合剂对重金属离子的螯合作用随pH值的变化影响较小。
【具体实施方式】
下面将通过具体实施方式对本发明作进一步说明。
实施例一
一种秸秆制备重金属螯合剂的方法,包括如下步骤:
步骤S1:秸秆预处理,将粉碎后的秸秆置于0.05mol/L的NaOH溶液中,浸泡处理2~3天,过滤后滤液待用;
其中,秸秆中主要成分为纤维素类化合物,其为有机高分子化合物,分子链达到几千到几十万不等,在碱性环境中降解,使分子链长度不断降低,降解时间越长,分子链越短;
步骤S2:调节滤液pH值至11-12,并在双氧水的引发下,加入环氧氯丙烷和乙二胺进行胺化反应,对秸秆中溶解的纤维素、蛋白、糖类支链中的官能团进行全部或部分胺化,其中环氧氯丙烷的加量为滤液总量的1wt%,乙二胺的加量为滤液总量的2wt%;
其中,胺化反应条件为常温下反应24-48小时;
步骤S3:将胺化反应后的混合溶液pH值调节至10-12,常温下缓慢加入二硫化碳,充分反应12小时后得到重金属螯合剂;其中,二硫化碳的加入量为混合液总量的0.5wt%;
其中,pH调节剂根据混合溶液的酸碱性确定,且选择NaOH溶液作为碱性调节剂,HCl溶液作为酸性调节剂。
实施例二
一种秸秆制备重金属螯合剂的方法,包括如下步骤:
步骤S1:秸秆预处理,将粉碎后的秸秆置于0.1mol/L的NaOH溶液中,浸泡处理2~3天,过滤后滤液待用;
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