[发明专利]一种重金属离子螯合剂的制备方法

说明书

本发明提供了一种重金属离子螯合剂的制备方法。所述制备方法包括如下步骤：(1)以聚乙烯亚胺和二硫化碳为原料，醇和/或醚为溶剂，反应，生成固体中间产物；(2)将所述固体中间产物与碱反应，得到所述重金属离子螯合剂。本发明以醇和/或醚为溶剂，能够形成均相反应体系，有助于聚乙烯亚胺和二硫化碳充分接触反应，缩短了反应时间；且醇和醚能够更加方便地回收利用，降低了生产成本；碱在聚乙烯亚胺和二硫化碳反应之后引入，避免了二硫化碳与碱的副反应，提高了产品的产率。

技术领域

本发明属于螯合剂技术领域，具体涉及一种重金属离子螯合剂的制备方法。

背景技术

重金属污染指由重金属或其化合物造成的环境污染。主要由采矿、废气排放、污水灌溉和使用重金属超标制品等人为因素所致。重金属污染与其他有机化合物的污染不同，不少有机化合物可以通过自然界本身物理的、化学的或生物的净化，使有害性降低或解除，而重金属具有富集性，很难在环境中降解。一般处理重金属废水方法有物理或化学的方法。

当前，最常用的重金属废水处理方法为化学沉淀法。该方法是将螯合剂与废水中的重金属离子结合，生成不溶于水、性质稳定的螯合物，该螯合物一般是以沉淀或者悬浊液的形式存在。这种将重金属从废水中分离出来的方法可以有效地达到控制重金属的目的。

重金属螯合剂可根据分子量不同分为小分子和高分子两类；小分子螯合剂与金属离子结合生成悬浮状的螯合物，需要通过加入絮凝剂才能沉降下来。高分子螯合剂具有沉降性能好的特点。

目前，为了高效、经济地控制重金属污染问题，需要在已有基础上开发一种高质量、低成本的高分子重金属螯合剂。合成高分子重金属螯合剂的方法有两种：一种是在聚合物骨架上用各种方法引入或形成螯合结构，另一种是以小分子络合剂或螯合剂为原料，通过高分子化方法制备。

近几年来，以聚乙烯亚胺为骨架合成的高分子二硫代氨基甲酸盐螯合剂，成为重金属离子废水处理行业关注的热点。

现有的二硫代氨基甲酸盐螯合剂的制备方法，如CN 101081827A、CN 103965471A和CN 105084502A，均是以水为溶剂，先将聚乙烯亚胺与氢氧化钠溶液混合，然后滴加二硫化碳水溶液进行反应，得到橘红色产品。但是，这种制备方法存在反应时间长，产品产率较低，且存在橘红色硫代碳酸钠等副产物的问题，限制了二硫代氨基甲酸盐的大规模生产和应用，有待改进。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种重金属离子螯合剂的制备方法。该方法可以减少副反应，缩短反应时间，提高螯合剂的产率，降低成本。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供一种重金属离子螯合剂的制备方法，包括如下步骤：

(1)以聚乙烯亚胺和二硫化碳为原料，醇和/或醚为溶剂，反应，生成固体中间产物；

(2)将所述固体中间产物与碱反应，得到所述重金属离子螯合剂。

发明人通过研究发现，采用现有方法制备高分子二硫代氨基甲酸盐螯合剂的过程中，原料会发生分层，形成非均相体系。其中，下层为二硫化碳，中间层为氢氧化钠水溶液，上层为聚乙烯亚胺水溶液。在反应过程中，二硫化碳与聚乙烯亚胺难以充分接触，需要进行长时间搅拌，而且二硫化碳易与氢氧化钠反应生成橘红色的硫代碳酸钠，导致产品产率较低。

本发明采用醇和/或醚为溶剂，可以形成均相反应体系，聚乙烯亚胺和二硫化碳可充分接触反应，有助于缩短反应时间；反应生成的固体中间产物不溶于醇和醚，通过简单的过滤即可分离，再将该干燥的固体中间产物与碱进行反应，即可得到淡黄绿色二硫代氨基甲酸盐螯合剂，避免了二硫化碳与碱接触，减少了副反应，提高了产品产率。而且，醇和醚比水更容易回收利用，有助于降低生产成本。

作为本发明的优选技术方案，所述制备方法包括如下步骤：