本申請(qǐng)涉及水處理，尤其是涉及一種2-甲基吡咯烷-n-二硫代甲酸鹽的制備方法及其應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、重金屬污染物具有不可生物降解、食物鏈累積和長(zhǎng)時(shí)間危害的特點(diǎn)，即使是微量的重金屬也存在較高的生態(tài)和人體健康風(fēng)險(xiǎn)?？刂浦亟饘俚呐欧藕托孤逗苡幸饬x。

2、化學(xué)藥劑處理重金屬是一種高效、較為經(jīng)濟(jì)的處理方式，重金屬處理劑用于含重金屬廢水處理時(shí)，可以和水中的重金屬形成及其難溶的沉淀物，達(dá)到使重金屬從水中被去除的目的，常用的無機(jī)硫化物(如硫化鈉、三硫代碳酸鈉等)價(jià)格低廉，但是處理后的污水中重金屬很難達(dá)標(biāo)需要進(jìn)一步處理才可以排放，且ph較低時(shí)重金屬又會(huì)被重新釋放，同時(shí)無機(jī)硫化物還會(huì)生成硫化氫氣體，造成二次污染。

3、目前市場(chǎng)上最主要的有機(jī)重金屬處理劑包括dtc(二硫代羧酸鹽類化合物)類重金屬處理劑和tmt(三巰三嗪三鈉)。其中dtc類最主要的是二甲基二硫代氨基甲酸鈉，該產(chǎn)品處理重金屬離子高效、經(jīng)濟(jì)，但其本身容易分解，使沉淀物不夠穩(wěn)定。tmt有著相對(duì)穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，很強(qiáng)的重金屬絡(luò)合能力，但三個(gè)巰基雖然使tmt活性基團(tuán)(-s-)密度遠(yuǎn)高于其他產(chǎn)品，但由于巰基的強(qiáng)親水性，所以只要有1個(gè)巰基沒有和重金屬離子絡(luò)合，就會(huì)使得整個(gè)絡(luò)合物的水溶性大幅度增加，使得絡(luò)合物很難沉淀下來，進(jìn)一步使得在用于重金屬廢水處理時(shí)，tmt投加量比較難以準(zhǔn)確計(jì)算，增加了使用難度；現(xiàn)有技術(shù)為了解決這個(gè)問題，在使用tmt時(shí)，適當(dāng)過量投加tmt的同時(shí)，補(bǔ)充聚合硫酸鐵，聚合硫酸鐵的加入不僅可以作為混凝劑方便絡(luò)合物沉淀，還可以封閉tmt上多余的巰基，但是聚鐵中的鐵離子會(huì)取代原本被tmt捕獲的一些重金屬離子(如cr3+等)，使得這類重金屬離子處理效果下降。如tmt這類含多活性基團(tuán)的產(chǎn)品因上述缺陷使得在實(shí)際應(yīng)用過程中(尤其是在深度處理重金屬離子時(shí))受到了一定的限制。

4、因此，提供一種高效的重金屬處理劑顯得很有必要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)以上的問題，本發(fā)明提供了一種新的重金屬處理劑2-甲基吡咯烷-n-二硫代甲酸鹽(鈉鹽或鉀鹽)，并提供了一種經(jīng)濟(jì)的合成、純化方法，及其在重金屬廢水處理中的應(yīng)用方法。該產(chǎn)品中的n處于2-甲基吡咯烷環(huán)上，穩(wěn)定性高于二甲基二硫代氨基甲酸鈉，產(chǎn)品對(duì)眾多重金屬離子的處理效果要好于二甲基二硫代氨基甲酸鈉和tmt，處理后的廢水重金屬離子含量符合國家相關(guān)排放標(biāo)準(zhǔn)(gb?21900-2008電鍍污染物排放標(biāo)準(zhǔn)、gb?8978-1996污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)等)。

2、為了解決上述至少一種技術(shù)問題，在本申請(qǐng)的第一方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N2-甲基吡咯烷-n-二硫代甲酸鹽的制備方法，包括如下步驟：向反應(yīng)容器中加入2-甲基吡咯烷、水、添加劑、二硫化碳和堿液，反應(yīng)，過濾，活性炭吸附，濾液脫水，得到所述2-甲基吡咯烷-n-二硫代甲酸鹽；

3、所述添加劑為聚乙二醇和丙二酸。

4、通過上述技術(shù)方案，在反應(yīng)過程中加入聚乙二醇和丙二酸能顯著提高2-甲基吡咯烷-n-二硫代甲酸鹽的收率。

5、所述2-甲基吡咯烷-n-二硫代甲酸鹽優(yōu)選為2-甲基吡咯烷-n-二硫代甲酸鉀或2-甲基吡咯烷-n-二硫代甲酸鈉。

6、即，所述2-甲基吡咯烷-n-二硫代甲酸鹽的結(jié)構(gòu)式如下所示。

7、

8、優(yōu)選地，2-甲基吡咯烷與水的質(zhì)量比為1:1.8-5。

9、優(yōu)選地，聚乙二醇與2-甲基吡咯烷的質(zhì)量比為0.1-10:100。

10、優(yōu)選地，丙二酸與2-甲基吡咯烷的質(zhì)量比為0.1-10:100。

11、優(yōu)選地，所述反應(yīng)溫度為25-40℃。

12、優(yōu)選地，所述反應(yīng)溫度為4-6h。

13、優(yōu)選地，所述堿液為質(zhì)量濃度為40-60％的氫氧化鉀或氫氧化鈉的水溶液，所述堿液滴加至反應(yīng)容器中。

14、在本發(fā)明的第二方面，本發(fā)明提供2-甲基吡咯烷-n-二硫代甲酸鹽在去除污水中重金屬離子或減少重金屬離子返溶中的應(yīng)用。

15、優(yōu)選地，所述重金屬離子選自ni2+、cu2+、pb2+、co2+、cd2+中的至少一種。

16、優(yōu)選地，所述2-甲基吡咯烷-n-二硫代甲酸鹽是由本發(fā)明第一方面所述的制備方法制備得到的。

17、優(yōu)選地，所述污水的ph值為3-5。

18、綜上所述，本發(fā)明包括以下至少一種有益技術(shù)效果：

19、1、本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N2-甲基吡咯烷-n-二硫代甲酸鹽(鈉鹽或鉀鹽)的經(jīng)濟(jì)的制備方法，反應(yīng)速度快、產(chǎn)率高，經(jīng)過6小時(shí)反應(yīng)，產(chǎn)率最高可以達(dá)到91.9％。

20、2、本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N2-甲基吡咯烷-n-二硫代甲酸鹽(鈉鹽或鉀鹽)在去除污水中重金屬離子或減少重金屬離子返溶中的應(yīng)用。2-甲基吡咯烷-n-二硫代甲酸鹽可以將污水中重金屬離子控制到較低濃度，并且，2-甲基吡咯烷-n-二硫代甲酸鹽與重金屬離子形成的絡(luò)合物沉淀穩(wěn)定性好，不易返溶。

技術(shù)特征：

1.一種2-甲基吡咯烷-n-二硫代甲酸鹽的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：向反應(yīng)容器中加入2-甲基吡咯烷、水、添加劑、二硫化碳和堿液，反應(yīng)，過濾，活性炭吸附，濾液脫水，得到所述2-甲基吡咯烷-n-二硫代甲酸鹽；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的2-甲基吡咯烷-n-二硫代甲酸鹽的制備方法，其特征在于，2-甲基吡咯烷與水的質(zhì)量比為1:1.8-5。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的2-甲基吡咯烷-n-二硫代甲酸鹽的制備方法，其特征在于，聚乙二醇與2-甲基吡咯烷的質(zhì)量比為0.1-10:100。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的2-甲基吡咯烷-n-二硫代甲酸鹽的制備方法，其特征在于，丙二酸與2-甲基吡咯烷的質(zhì)量比為0.1-10:100。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的2-甲基吡咯烷-n-二硫代甲酸鹽的制備方法，其特征在于，所述反應(yīng)溫度為25-40℃。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的2-甲基吡咯烷-n-二硫代甲酸鹽的制備方法，其特征在于，所述反應(yīng)溫度為4-6h。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的2-甲基吡咯烷-n-二硫代甲酸鹽的制備方法，其特征在于，所述堿液為質(zhì)量濃度為40-60%的氫氧化鉀或氫氧化鈉的水溶液，所述堿液滴加至反應(yīng)容器中。

8.?2-甲基吡咯烷-n-二硫代甲酸鹽在去除污水中重金屬離子或減少重金屬離子返溶中的應(yīng)用。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的應(yīng)用，其特征在于，所述重金屬離子選自ni2+、cu2+、pb2+、co2+、cd2+中的至少一種。

10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的應(yīng)用，其特征在于，所述2-甲基吡咯烷-n-二硫代甲酸鹽是由權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的制備方法制備得到的。

技術(shù)總結(jié)
本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N2?甲基吡咯烷?N?二硫代甲酸鹽的制備方法，包括如下步驟：向反應(yīng)容器中加入2?甲基吡咯烷、水、添加劑、二硫化碳和堿液，反應(yīng)，過濾，活性炭吸附，濾液脫水，得到所述2?甲基吡咯烷?N?二硫代甲酸鹽；所述添加劑為聚乙二醇和丙二酸。本申請(qǐng)還提供了一種2?甲基吡咯烷?N?二硫代甲酸鹽（鈉鹽或鉀鹽）在去除污水中重金屬離子或減少重金屬離子返溶中的應(yīng)用。本申請(qǐng)?zhí)峁┑闹苽浞椒?，產(chǎn)率高。2?甲基吡咯烷?N?二硫代甲酸鹽可以將污水中重金屬離子控制到較低濃度，并且，2?甲基吡咯烷?N?二硫代甲酸鹽與重金屬離子形成的絡(luò)合物沉淀穩(wěn)定性好，不易返溶。

技術(shù)研發(fā)人員：章建,童銀銀,朱虹,徐根,周偉
受保護(hù)的技術(shù)使用者：上海循諾環(huán)?？萍加邢薰?br/>技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19