CN109502715A - 一种高效重金属螯合剂 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高效重金属螯合剂，其组分组成按重量份计包括：水50‑80份、二苯基硫脲1‑10份、次氨基三乙酸钠8‑20份、柠檬酸铵6‑15份、羟基乙酸4‑23份、羟乙基乙二胺三乙酸6‑18份、聚丙烯酸钠14‑23份、纳米氧化铝1‑20份。本发明有效地将不同种类的金属螯合剂相结合复配，得到高效的重金属去除率效果的产品，处理成本低、环保安全无毒，适合于多领域大面积使用。

Description

一种高效重金属螯合剂

技术领域

本发明属于环保技术领域，具体涉及金属螯合剂技术领域，尤其是一种高效重金属螯合剂。

背景技术

重金属污染是指Hg、Cd、Pb、Cr和As等生物毒性显著的元素及具有一定毒性的一般重金属，如Zn、Cu、Co、Ni、Sn等元素及其化合物对环境造成的污染。它具有如下特点：①微量即可产生显著毒性效应，一般重金属产生毒性效应的范围为1.0～10mg/L，毒性显著的范围为0.001～0.1mg/L；②不能被微生物降解，相反某些重金属在微生物作用下会转化成毒性更大的金属有机物，如汞转化为烷基汞；③被生物体摄取后，经食物链的放大作用，逐渐地在较高级的生物体内成千百倍地富集起来；④进入人体后，能与生物高分子(如蛋白质、酶等)发生强烈地相互作用而使它们失去活性，也可能积累在某些器官中造成累积性中毒。如震惊世界的日本“水俣病”和“骨痛病”就分别是由含汞废水和含镉废水造成的，在我国也多次出现大面积的重金属污染事故，如湘江镉污染，东江铊污染，另外还有许多潜在的重金属危害。重金属主要以离子(或配离子)随废水即以重金属废水形式排入环境并迁移转化的，主要来源于矿山开采，机械加工，钢铁和有色金属冶炼，以及部分化工企业。由于重金属排入环境后不易除去，并在环境中积累，对生物体产生长期的毒害作用。因此，重金属废水是对环境污染最严重、对人类危害最大的工业废水之一。加强对重金属废水的治理对国民经济的发展和保障人们生命安全与健康具有十分重要的意义。

尽管现在开发了多种去除水中有害重金属离子的方法，如吸附法、离子交换法、反渗透法、生物法等，但螯合沉淀法仍是效果较好、成本较低的重金属废水处理方法，原理是含硫、氮功能基团的螯合剂能与重金属离子形成不溶于水的稳定络合物，这些络合物的稳定常数很高，从而使绝大多数重金属离子从水中分离出来，达到净化水质的目的。为了使螯合剂具有较好的絮凝性能，通常使用一定交联度的高分子螯合剂。

目前常用的重金属捕集剂主要是二硫代氨基甲酸类化合物的衍生物，如多胺二硫代甲酸盐、聚乙烯亚胺基黄原酸、多胺-环氧氯丙烷共聚物黄原酸盐、聚丙烯酰胺黄原酸盐等。有较多的文献报道了这类重金属捕集剂的合成和应用效果，例如公开号为CN1831020A的《一种二硫代氨基甲酸二乙烯三胺乙基聚合物的合成方法》公开了一种交联的高分子二硫代氨基甲酸盐的合成及在重金属废水中的应用。公开号为CN101173019A的《一种聚乙烯醇为基链的高分子螯合剂的合成方法》公开了一种具有较高交联度和有效基团的高分子螯合剂的合成方法和应用实例。但在实际应用中，这类重金属捕集剂存在以下缺点：一是具有毒性，对水中生物有杀伤性。二是由于螯合基团部分空缺等原因，需要使用过量数倍的重金属捕集剂才能使废水重金属离子达标，造成处理后的废水含有一定浓度的重金属捕集剂，对环境造成损害，并且使出水色泽偏黄。三是处理重金属时，需将原水调节PH＝8～10。

综上所述，研究开发一种具有进步性的无毒无害、重金属去除率高，并且生产成本低、产品性能高的新型重金属螯合剂，迫在眉睫。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种高效重金属螯合剂，有效地将不同种类的金属螯合剂相结合复配，得到高效的重金属去除率效果的产品。

技术方案：为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种高效重金属螯合剂，其组分组成按重量份计包括：水50-80份、二苯基硫脲1-10份、次氨基三乙酸钠8-20份、柠檬酸铵6-15份、羟基乙酸4-23份、羟乙基乙二胺三乙酸6-18份、聚丙烯酸钠14-23份、纳米氧化铝1-20份。

羟乙基乙二胺三乙酸作为羟氨基羧酸类，在pH＝9的弱碱性条件下可螯合铁离子，但对其他离子螯合能力较差，如二羟乙基甘氨酸不能用螯合钙、镁离子，所以一般可用它们去除铁锈垢而不用它们去除碳酸钙等水垢；羧酸类螯合剂大多有易于生物降解不污染环境，无毒害的优点。聚丙烯酸钠作为聚羧酸型阻垢剂，含有的聚合阴离子都是金属离子的优良螯合剂，因此也被用作阻垢剂。次氨基三乙酸钠与钙离子形成的螯合物相当稳定且价格又便宜，所以常在洗涤剂中做三聚磷酸钠的代用品。

柠檬酸及其盐在酸性范围内就有较强的螯合能力，合适的使用范围是pH＝4～8。柠檬酸与铁离子形成的螯合物溶解度低，在水中会形成沉淀，为了增加其溶解度，加入适量铵盐生成柠檬酸单铵与Fe³⁺、Fe²⁺离子螯合分别形成溶解度较大的柠檬酸亚铁铵和柠檬酸铁铵，这样就不会在清除铁锈时出现沉淀。

进一步的，所述柠檬酸铵、羟基乙酸的重量比为1：(0.8-1.5)。当柠檬酸铵与羟基乙酸并用时，它的螯合能力增加，适当地控制两者的用量比，能使其结合更加高效，事半功倍。

进一步的，还包括由磷酸盐，所述磷酸盐为磷酸二氢钾、磷酸二氢钠或羟基乙叉二膦酸钠中的任意一种，或至少两种混合组成。

进一步的，其组分组成按重量份计包括：水50份、二苯基硫脲1份、次氨基三乙酸钠8份、柠檬酸铵6份、羟基乙酸5份、羟乙基乙二胺三乙酸6份、聚丙烯酸钠14份、纳米氧化铝1份。

进一步的，其组分组成按重量份计包括：水80份、二苯基硫脲10份、次氨基三乙酸钠20份、柠檬酸铵15份、羟基乙酸22份、羟乙基乙二胺三乙酸18份、聚丙烯酸钠23份、纳米氧化铝20份。

进一步的，其组分组成按重量份计包括：水70份、二苯基硫脲4份、次氨基三乙酸钠15份、柠檬酸铵10份、羟基乙酸14份、羟乙基乙二胺三乙酸12份、聚丙烯酸钠19份、纳米氧化铝15份。

有益效果：本发明的高效重金属螯合剂，与现有技术相比，具有以下优势：本发明有效地将不同种类的金属螯合剂相结合复配，得到高效的重金属去除率效果的产品，处理成本低、环保安全无毒，适合于多领域大面积使用。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作更进一步的说明。

实施例1

一种高效重金属螯合剂，其组分组成按重量份计包括：水50份、二苯基硫脲1份、次氨基三乙酸钠8份、柠檬酸铵6份、羟基乙酸5份、羟乙基乙二胺三乙酸6份、聚丙烯酸钠14份、纳米氧化铝1份。

还包括由磷酸盐，所述磷酸盐为磷酸二氢钾、磷酸二氢钠混合组成。

实施例2

一种高效重金属螯合剂，其组分组成按重量份计包括：水80份、二苯基硫脲10份、次氨基三乙酸钠20份、柠檬酸铵15份、羟基乙酸22份、羟乙基乙二胺三乙酸18份、聚丙烯酸钠23份、纳米氧化铝20份。

实施例3

一种高效重金属螯合剂，其组分组成按重量份计包括：水70份、二苯基硫脲4份、次氨基三乙酸钠15份、柠檬酸铵10份、羟基乙酸14份、羟乙基乙二胺三乙酸12份、聚丙烯酸钠19份、纳米氧化铝15份。

还包括由磷酸盐，所述磷酸盐为磷酸二氢钾、磷酸二氢钠或羟基乙叉二膦酸钠混合组成。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种高效重金属螯合剂，其特征在于：其组分组成按重量份计包括：水50-80份、二苯基硫脲1-10份、次氨基三乙酸钠8-20份、柠檬酸铵6-15份、羟基乙酸4-23份、羟乙基乙二胺三乙酸6-18份、聚丙烯酸钠14-23份、纳米氧化铝1-20份。

2.根据权利要求1所述的高效重金属螯合剂，其特征在于：所述柠檬酸铵、羟基乙酸的重量比为1：(0.8-1.5)。

3.根据权利要求1所述的高效重金属螯合剂，其特征在于：还包括由磷酸盐，所述磷酸盐为磷酸二氢钾、磷酸二氢钠或羟基乙叉二膦酸钠中的任意一种，或至少两种混合组成。

4.根据权利要求1所述的高效重金属螯合剂，其特征在于：其组分组成按重量份计包括：水50份、二苯基硫脲1份、次氨基三乙酸钠8份、柠檬酸铵6份、羟基乙酸5份、羟乙基乙二胺三乙酸6份、聚丙烯酸钠14份、纳米氧化铝1份。

5.根据权利要求1所述的高效重金属螯合剂，其特征在于：其组分组成按重量份计包括：水80份、二苯基硫脲10份、次氨基三乙酸钠20份、柠檬酸铵15份、羟基乙酸22份、羟乙基乙二胺三乙酸18份、聚丙烯酸钠23份、纳米氧化铝20份。

6.根据权利要求1所述的高效重金属螯合剂，其特征在于：其组分组成按重量份计包括：水70份、二苯基硫脲4份、次氨基三乙酸钠15份、柠檬酸铵10份、羟基乙酸14份、羟乙基乙二胺三乙酸12份、聚丙烯酸钠19份、纳米氧化铝15份。