專利名稱：一種硫化物重金屬捕集劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及環(huán)境中重金屬離子的沉淀、固化或捕集技術(shù)，具體說(shuō)是一種硫化物重金屬捕集劑和它的制備方法，及其在重金屬污染治理中的應(yīng)用。
背景技術(shù)：
我國(guó)環(huán)境保護(hù)雖然取得積極的進(jìn)展，但環(huán)境形勢(shì)嚴(yán)峻的狀況依然沒(méi)有改變。長(zhǎng)期積累的環(huán)境矛盾尚未解決，特別是重金屬污染物排放量超過(guò)環(huán)境承受能力，嚴(yán)重危害了人民群眾的身體健康。近年來(lái)，各種重金屬?gòu)U水的排放造成了土壤和水的嚴(yán)重污染，引起了國(guó)內(nèi)外的廣泛關(guān)注。傳統(tǒng)的pH調(diào)節(jié)沉淀法處理含重金屬離子的廢水，即通過(guò)投加氫氧化鈉、碳酸鈉、 石灰等堿性化學(xué)物質(zhì)，將廢水的PH值調(diào)到11左右，形成相應(yīng)的重金屬氫氧化物沉淀以去除重金屬離子。PH調(diào)節(jié)沉淀法，需謹(jǐn)慎控制pH值，以保證最佳的去除效果，若廢水中含有鋅離子、鋁離子等兩性離子，形成的氫氧化物沉淀在高堿性時(shí)發(fā)生溶解，需要改變不同的pH 值，進(jìn)行多級(jí)沉淀處理。由于處理后廢水的PH值太高，上層清液必須泵入中和池，加酸回調(diào) pH至6 9，才能排放，處理步驟較為繁瑣。另一種實(shí)際應(yīng)用的方法是采用硫化堿沉淀法處理重金屬?gòu)U水，利用投加的硫化鈉與重金屬離子形成難溶的硫化物沉淀以去除重金屬離子。重金屬離子硫化物沉淀在水中的溶解度比相應(yīng)的金屬氫氧化物沉淀低3-10個(gè)數(shù)量級(jí)，殘余在水溶液中重金屬離子濃度較小，而且多種金屬離子可以在一步沉淀過(guò)程中去除。與PH調(diào)節(jié)沉淀法相比較，沉淀具有易分離、易過(guò)濾、后續(xù)處理簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。但使用過(guò)程中硫化鈉對(duì)于含有螯合態(tài)重金屬的沉淀去除效率較低，會(huì)產(chǎn)生硫化氫的異味，且重金屬硫化物沉淀絮體顆粒細(xì)小、沉降時(shí)間太久等， 降低了重金屬離子的去除效果，在實(shí)踐中均存在一定的局限性，難以保證重金屬?gòu)U水的完全達(dá)標(biāo)排放。CN101898824A公開了一種硫化物重金屬螯合捕集劑，制備方法是將巰基乙胺鹽酸與3，3’，5，5’ -聯(lián)苯四甲酰氯溶解在氯仿中，以三乙胺作為縛酸劑，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下進(jìn)行縮合反應(yīng)，然后過(guò)濾，分離得到白色沉淀，即為目標(biāo)產(chǎn)物，是一種高效的硫化物重金屬螯合捕集劑。但是參與該反應(yīng)的3，3’，5，5’_聯(lián)苯四甲酰氯的合成路線較長(zhǎng)、收率較低。此外，所得到的硫化物重金屬螯合捕集劑對(duì)鋅的去除率不高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提供一種硫化物重金屬捕集劑及其制備方法，可以在常溫下，與廢水中的Hg2+、Cd2+、Pb2+、Mn2+、Cu2+、Ni2+、Zn2+等重金屬離子迅速反應(yīng)，生成水不溶性硫化物沉淀。為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明通過(guò)將一定摩爾比的巰基乙胺鹽酸鹽和間苯二甲酰氯溶于氯仿中，加入縛酸劑三乙胺，攪拌反應(yīng)一定時(shí)間，制得一種高效的重金屬捕集劑 N，N’_雙(2-巰基乙基)-1，3-苯二甲酰胺(簡(jiǎn)稱NBMIPA)，用于處理含重金屬離子的工業(yè)廢水，在常溫下與廢水中的Hg2+、Cd2+、Pb2+、Mn2+、Cu2+、Ni2+、Zn2\ Cr3+、Cr6+等各種重金屬離子迅速反應(yīng)，生成水不溶性硫化物沉淀。實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的所采用的技術(shù)方案是
一種硫化物重金屬捕集劑N，N’ -雙(2-巰基乙基)-1，3-苯二甲酰胺。所述的硫化物重金屬捕集劑由以下方法制得在一 10 20°C、氮?dú)獗Ｗo(hù)下，將 3. 92 4. 94g巰基乙胺鹽酸鹽和3. 05g間苯二甲酰氯溶于65mL氯仿中，加入縛酸劑5mL三乙胺，攪拌反應(yīng)3 證，反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)適量去離子水提取后，用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀蒸餾出溶劑，即可得到重金屬螯合捕集劑N，N’ -雙(2-巰基乙基)-1，3-苯二甲酰胺。所述的硫化物重金屬捕集劑結(jié)構(gòu)式為
O —
[Lm" SH
0
SH
分子中的N、S可以與重金屬成鍵，從而生成穩(wěn)定的重金屬螯合物
權(quán)利要求
1.一種硫化物重金屬捕集劑N，N’-雙(2-巰基乙基)-1，3-苯二甲酰胺。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硫化物重金屬捕集劑，其特征在于，所述的硫化物重金屬捕集劑由以下方法制得在一 10 20°C、氮?dú)獗Ｗo(hù)下，將3. 92 4. 94g巰基乙胺鹽酸鹽和 3. 05g間苯二甲酰氯溶于65mL氯仿中，加入縛酸劑5mL三乙胺，攪拌反應(yīng)3 5h，反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)適量去離子水提取后，用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀蒸餾出溶劑，即得重金屬螯合捕集劑N，N’ -雙(2-巰基乙基)-1，3-苯二甲酰胺。
3.—種權(quán)利要求1所述的硫化物重金屬捕集劑的制備方法，其特征在于在一定溫度、 氮?dú)獗Ｗo(hù)下，將一定摩爾比的巰基乙胺鹽酸鹽和間苯二甲酰氯溶于氯仿中，加入縛酸劑，攪拌反應(yīng)一定時(shí)間，即得到重金屬螯合捕集劑N，N’ -雙(2-巰基乙基)-1，3-苯二甲酰胺。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的硫化物重金屬捕集劑的制備方法，其特征在于所述的反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)適量去離子水提取后，用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀蒸餾出溶劑，得到白色固體N，N’-雙(2-巰基乙基)-1，3-苯二甲酰胺。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的硫化物重金屬捕集劑的制備方法，其特征在于所述的巰基乙胺鹽酸鹽與間苯二甲酰氯的摩爾比為2. 2 3. 0 :1。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的硫化物重金屬捕集劑的制備方法，其特征在于所述的反應(yīng)溫度為一 10 20°C，反應(yīng)時(shí)間為3 5小時(shí)。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的硫化物重金屬捕集劑的制備方法，其特征在于所述的縛酸劑為三乙胺。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種硫化物重金屬捕集劑N,N'-雙(2-巰基乙基)-1,3-苯二甲酰胺及其制備方法。所述捕集劑的制備方法是，在一定溫度、氮?dú)獗Ｗo(hù)下，將一定摩爾比的巰基乙胺鹽酸鹽和間苯二甲酰氯溶于氯仿中，加入縛酸劑，攪拌反應(yīng)，即可得到N,N'-雙(2-巰基乙基)-1,3-苯二甲酰胺。本發(fā)明的硫化物重金屬捕集劑用于處理含重金屬離子的工業(yè)廢水，可有效避免硫化氫的產(chǎn)生，在常溫下與廢水中的各種重金屬離子迅速反應(yīng)，生成水不溶性硫化物沉淀；沉淀顆粒大、絮體密實(shí)，縮短沉降時(shí)間，殘?jiān)苫厥罩亟饘伲灰桩a(chǎn)生二次污染。本發(fā)明制備工藝簡(jiǎn)單，使用簡(jiǎn)便，處理效果好。
文檔編號(hào)C07C319/12GK102531138SQ20121000094
公開日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2012年1月4日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月4日
發(fā)明者張帆, 王國(guó)祥, 王風(fēng)賀 申請(qǐng)人:南京師范大學(xué)