一種超支化高分子多功能污水處理劑及合成方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于工業(yè)水處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種超支化高分子多功能污水處理劑及合成方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，隨著電鍍和印制電路板制造工業(yè)的迅猛發(fā)展，排出大量的含銅、鋅、猛、鎘、鎮(zhèn)等重金屬離子的廢水，這些廢水中經(jīng)常含有能與金屬離子結(jié)合產(chǎn)生及其穩(wěn)定態(tài)的新型絡(luò)合劑，例如梓檬酸鹽、m)TA、有機膦酸、三乙醇胺、酒石酸鹽、焦磷酸鹽等絡(luò)合劑，致使水質(zhì)成分變的越來越復(fù)雜。對于絡(luò)合態(tài)的重金屬，中和沉淀法處理廢水很難達到國家排放標準，從而致使大量重金屬進入環(huán)境水體中；近年來研究較多的有機硫類重金屬捕集劑(二硫代氨基甲酸鹽(DTC)類重金屬捕集劑、黃原酸類重金屬捕集、TMT類重金屬捕集劑)處理后的廢水，絮體體小、量大、水多，極易產(chǎn)生二次污染，給人類及其他生物生存的水環(huán)境帶來了極大危害。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于，克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種超支化高分子多功能污水處理劑，該處理劑與重金屬離子作用位點多、分子量大、效率高，能實現(xiàn)重金屬離子、懸浮物、浮油等一體去除，此外，生成的絮泥含水少，能夠減輕絮體處理的負擔(dān)。本發(fā)明還提供了一種超支化高分子多功能污水處理劑的合成方法。
[0004]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案為:一種超支化高分子多功能處理劑的合成方法，該方法包括如下步驟:
(1)乙烯基硅氧烷和巰基乙胺或三羥甲基丙烷三(3-巰基丙酸酯)發(fā)生th1l-ene反應(yīng)，生成初步功能化的超支化高分子內(nèi)核；
(2)步驟(I)的反應(yīng)產(chǎn)物先與環(huán)氧氯丙烷反應(yīng)，然后再與有機胺反應(yīng)，生成超支化高分子，所述的有機胺為多乙烯多胺和三乙胺；
(3)通過加入功能化反應(yīng)型單體反應(yīng)，合成含多種官能團的高分子金屬捕捉劑。
[0005]步驟(I)所述的乙烯基硅氧烷為2，4，6-三甲基-2，4，6_三乙烯基環(huán)三硅氧烷、2，4，6，8-四甲基-2，4，6，8-三乙烯基環(huán)三硅氧烷、乙烯基硅油的一種或幾種的任意比混入口 ο
[0006]所述步驟(I)加入的乙稀基娃氧燒中乙稀基官能團和疏基官能團摩爾量之比為1:1-1.5。
[0007]所述步驟(2)中所加入環(huán)氧氯丙烷、有機胺與步驟(I)中所加入的巰基官能團摩爾比為(1-1.02): (1-1.02):lo所述步驟(2)中所加入的多乙烯多胺和三乙胺的摩爾比為 10-1:1。
[0008]所述步驟(3)中，功能化反應(yīng)型單體包括CS2、巰基乙酸、O-酰基脲中間體的一種或兩種以上任意比例混合。
[0009]所述乙烯基硅氧烷與功能化反應(yīng)型單體的摩爾比1:10-40。
[0010]所述步驟(I)的反應(yīng)溫度為0-25 °C，時間為I h-8 h。
[0011]所述步驟(2)的反應(yīng)溫度為5-110 °C，時間為I h-8 h，調(diào)節(jié)pH在8_11。
[0012]所述步驟(3)的反應(yīng)溫度為5-25 °C，時間為I h_8 h，調(diào)節(jié)pH為9_14。
[0013]根據(jù)上述合成方法制備的一種超支化高分子多功能污水處理劑。
[0014]本發(fā)明所述的多乙烯多胺為乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、五乙烯六胺、六乙烯七胺，七乙烯八胺，八乙烯九胺，九乙烯十胺、三乙烯五胺一種或任意幾種的任意比例混入口 ο
[0015]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明的超支化高分子多功能污水處理劑，其超支化高分子分子骨架和分子端位含有大量可以實現(xiàn)重金屬離子、懸浮物、膠體、浮油等一體去除的官能團；超支化尚分子內(nèi)核為有機娃氧燒結(jié)構(gòu)，有機娃氧燒結(jié)構(gòu)具有低表面能，易于定位在固體懸浮物顆粒和膠體溶液的表界面，并能減少生成絮體的含水量。該處理劑與重金屬離子作用位點多、分子量大、效率高，能實現(xiàn)重金屬離子、懸浮物、浮油等一體去除，此外，生成的絮泥含水少，能夠減輕絮體處理的負擔(dān)。
【具體實施方式】
[0016]下述實施實例中使用的的實驗方法，均為常規(guī)方法；所用的材料、試劑等，均可從商業(yè)途徑得到。
[0017]重金屬溶液配制:
(1)模擬重金屬離子廢水溶液:根據(jù)各重金屬相對原子質(zhì)量及其所在化合物的分子量分別計算稱取一定量的該金屬化合物，配置一定濃度的Cu' Zn' Hg' Cd2+ Pb' Cr3+等溶液。
[0018]各模擬重金屬廢水溶液濃度如下:
Cu2+=70.3 mg/L; Zn2+=75.2 mg/L ；Hg2+=193.5 mg/L ；Pb2+=99.9 mg/L ；
Cd2+=109.5 mg/L; Cr3+=85.7 mg/L ； Ni2+=90.9 mg/L ； Ag+=89.8 mg/L ；
(2)稱取剛合成好烘干的重金屬捕集劑，溶于一定量乙醇(工業(yè)乙醇)中，定溶于1000mL容量瓶中，使捕集劑乙醇溶液的濃度為0.002 g/mL。
[0019]捕集重金屬離子的實驗步驟
(1)取上述已模擬好的重金屬離子廢水試樣50-100mL于相應(yīng)錐形瓶內(nèi)；
(2)控制溶液的pH、攪拌時間，投加重金屬捕集劑進行捕集，反應(yīng)一定時間，靜置沉降；
(3)取上層液體用離心離心15-20min；
(4)再取離心后的上層液體用雙層0.22微孔濾膜抽濾得到待測澄清溶液；
(5)取適量過濾后的清液準備分析測試通過ICP測試捕集后的重金屬離子濃度，并計算重金屬離子的去除率。
[0020]實施例1 步驟(I):
向帶有磁力攪拌的三口燒瓶中加入0.05 mo I 2，4，6-三甲基-2，4，6-三乙烯基環(huán)三硅氧烷的乙醇-甲苯混合溶液，0.2mol巰基乙胺，室溫下反應(yīng)，反應(yīng)時間l_4h。
[0021]步驟(2):
將步驟(I)的反應(yīng)體系冷卻至0-5° C，然后緩慢滴加0.4mol環(huán)氧氯丙烷，反應(yīng)過程中用5-10%堿溶液調(diào)節(jié)pH在8-11，滴加完畢后，室溫攪拌2-4小時；反應(yīng)完畢后，升溫至80-100° C，滴加0.35 mo I五乙烯六胺和0.05mol的三乙胺溶液，反應(yīng)過程中用5-10%堿溶液調(diào)節(jié)PH在8-11，反應(yīng)時間4-10小時；
步驟(3):
將步驟(2)合成的反應(yīng)產(chǎn)物溶于水中，降溫至5-10° C，加入50%Na0H水溶液56 g，緩慢滴加0.7mol CS2,滴加完畢，將反應(yīng)體系恢復(fù)至室溫繼續(xù)攪拌反應(yīng)2-4h，得到最終產(chǎn)物。
[0022]藥劑使用濃度50mg/L，Cu2+去除率98.9%。
[0023]實施例2 步驟(I):
向帶有磁力攪拌的三口燒瓶中加入0.05 mo I 2，4，6，8-四甲基-2，4，6，8-三乙烯基環(huán)三硅氧烷的乙醇-甲苯混合溶液，0.2mol巰基乙胺，室溫下反應(yīng)，反應(yīng)時間l_4h。
[0024]步驟(2)
將步驟(I)的反應(yīng)體系冷卻至0-5° C，然后緩慢滴加0.4mol環(huán)氧氯丙烷，反應(yīng)過程中用5-10%堿溶液調(diào)節(jié)pH在8-11，滴加完畢后，室溫攪拌2-4小時；反應(yīng)完畢后，升溫至80-100° C，滴加0.35 mo I五乙烯六胺