[发明专利]一种水溶性木质素螯合剂及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种水溶性木质素螯合剂及其制备方法和应用，所述水溶性木质素螯合剂以重量份数计包括如下制备原料：碱性木质素10份、醛类物质11‑20份、胺类物质30‑40份、二硫化碳40‑60份。本发明所涉及的水溶性木质素螯合剂有很高的含硫量，其对重金属有很好的螯合性能；另外，该水溶性木质素螯合剂的水溶性很好，它克服了现有技术中螯合剂多为水不溶固体产品的弊端，其在溶液状态下，与重金属固体废物混合时分散效果好，使螯合效率很高，因此该水溶性木质素螯合剂在固体废物处理领域有很好的应用前景。

技术领域

本发明属于螯合剂合成技术领域，具体涉及一种木质素螯合剂及其制备方法和应用，尤其涉及一种水溶性木质素螯合剂及其制备方法和应用。

背景技术

随着经济的迅速发展，环境污染问题也随之日益加重。冶金、矿山、化工和电子等行业的大量排放，导致含有重金属固体废物越来越多，如垃圾焚烧飞灰、污泥、各种矿渣和污染土壤等。重金属在自然环境中不能被微生物所将降解，但能通过迁移作用富集于植物的根、茎或叶部，并通过食物链的传递进入人体，使人体健康受到严重威胁。因此，当前重金属治理技术需要引起高度的重视。

二硫代氨基甲酸盐类螯合剂主要利用多胺类物质与二硫化碳反应制得，螯合剂中二硫代羧基基团与重金属有极强的螯合效果，因此，该类螯合剂被广泛应用于含重金属废水和固废处理领域。然而，现有研究发现小分子二硫代氨基甲酸类螯合剂可能具有环境不稳定性，因此越来越多的研究集中在大分子二硫代氨基甲酸盐类的开发。

CN102603046A公开了一种重金属离子络合剂包含以下按质量百分比计的组分：多胺4％-22％，碱10％-25％，氯代烷烃2％-10％，CS28％-35％，醇0-5％。采用混合小分子多烯多胺为胺类原料在碱性条件下与二硫化碳反应，并通过加入氯代烷烃和乙醇来进行改性，制备得到带有羟基的二硫代氨基甲酸盐。将该重金属离子络合剂加入到废水后，通过络合、吸附、絮凝、沉淀等方式达到对废水中重金属离子的高效去除。

CN103466775B公开了一种重金属离子捕捉剂，由尿素、胺类化合物、二硫化碳、辅助剂、碱性物质和蒸馏水制备而成，制备步骤包括混合尿素和水，加入碱调节pH值，调节反应温度，加入小分子胺类化合物、加入辅助剂，滴加二硫化碳，控制温度反应，抽滤，用乙醇洗涤，干燥，得到尿素基二硫代氨基甲酸盐重金属离子捕捉剂。该发明方法显著降低二硫代氨基甲酸盐类重金属离子捕捉剂的生产成本，该产品对重金属离子废水的实际处理效果良好。

为降低生产成本，近年来利用生物质(如壳聚糖、木质素等)开发新型二硫代氨基甲酸盐类螯合剂得到了广泛关注。CN102784622A利用木质素与氧化剂、胺化剂、甲醛、酯化剂和改性剂反应生成固体改性木质素螯合剂，对Cu、Zn、Pb和Ni离子有较好的吸附效果，适应于处理各类重金属离子污染废水，且稳定性好，适用范围广。CN108722362A公开了一种木质素羧酸盐的磁性纳米颗粒，对六价铬有较强的吸附能力，制备得到的基于木质素羧酸盐的磁性纳米颗粒具有结合力强、包载量大、对铬(VI)吸附能力强的优点，可应用于于吸附铬(VI)中。

上述现有技术中的大分子改性木质素二硫代氨基甲酸盐螯合剂虽然对重金属的稳定性效果较好且实现了生物质资源再利用等优点，但其作为螯合剂均为水不溶的固体产品，其在与固体废物混合时分散效果差，导致螯合效率低，因而限制了其在固体废物处理领域的应用。因此，开发出一种水溶性的木质素螯合剂，使其能够更加高效地螯合固体废物中的重金属离子是非常有意义的。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种木质素螯合剂及其制备方法和应用，尤其提供一种水溶性木质素螯合剂及其制备方法和应用。该水溶性木质素螯合剂的含硫量高，能够高效螯合重金属，且水溶性很好，其在溶液状态下，在处理重金属固体废物时，其与固体废物混合时分散效果好，使螯合效率很高，其在固体废物处理领域有很好的应用前景。

为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：