[发明专利]巯基化聚丙烯酰胺重金属絮凝剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于化工领域，具体涉及一种巯基化聚丙烯酰胺重金属絮凝剂的制备方法。

背景技术

随着工业化进程的发展，现今各类工业企业向环境排放重金属污染物日益加剧，近年来，我国重金属污染事故频繁发生，严重威胁着人们的身心健康。目前，重金属废水的末端治理方法主要包括化学沉淀法、电解法、吸附法、膜分离法、离子交换法以及生物法等。由于技术或经济上的原因，企业多采用化学沉淀法处理重金属废水，其他方法或仍处于实验研究阶段，或处理费用较高，在实际应用中较少。

化学沉淀法处理重金属废水通常是在废水中加入石灰或硫化盐，使重金属离子转化为相应的氢氧化物或硫化物沉淀而被除去。但由于重金属废水一般为酸性废水，需消耗大量的石灰或氢氧化钠使废水处于碱性条件下，才能生成沉淀物；且所形成的沉淀物沉降性较差，需额外投加絮凝剂或助凝剂（如铝盐、铁盐、聚丙烯酰胺等），才能使固液有效分离，这样就增加了药剂的种类和用量，使重金属废水治理费用增加。如果在重金属废水中单独投加聚丙烯酰胺，则无法去除溶解态重金属离子，难以实现重金属废水达标排放。

发明内容

本发明的目的是提供一种巯基化聚丙烯酰胺重金属絮凝剂的制备方法，以解决传统化学沉淀法处理酸性重金属废水污泥量大、沉淀物沉降性差、不能稳定达标的问题。

一种巯基化聚丙烯酰胺重金属絮凝剂的制备方法，它包括如下步骤：

（1）按聚丙烯酰胺溶液与巯基乙酸体积比为100:6～100:1的比例加入到带磁力搅拌的反应器中，搅拌混合均匀；

（2）用氢氧化钠溶液反应体系的pH值，使其在2.0～4.0之间；

（3）将反应温度调节至20～35℃后反应2～4h，即得产物巯基化聚丙烯酰胺重金属絮凝剂。

优选的，步骤（1）中聚丙烯酰胺溶液与巯基乙酸体积比为100:6～100:3.125，步骤（2）中用氢氧化钠溶液反应体系的pH值，使其在3.5～4.0之间；步骤（3）将反应温度调节至25℃后反应2h。

优选的，步骤（1）中的聚丙烯酰胺相对分子质量为25万～60万，在加入反应器后用蒸馏水配制成质量百分浓度为0.5%～2.0%的溶液。

优选的，步骤（2）中的氢氧化钠溶液浓度为1.0mol/L。

本发明旨在制备一种重金属废水处理剂，即巯基化聚丙烯酰胺重金属絮凝剂，将巯基官能团引入到聚丙烯酰胺高分子链中，其既能与重金属离子生成具有空间网状结构、溶解度极小、稳定的不溶性螯合沉淀物，又能发挥自身良好的絮凝沉降性能，可在酸性条件下使废水中重金属离子得以有效除去，无需额外添加其他絮（助）凝剂，就能做到出水水质达标排放。

本发明利用聚丙烯酰胺和巯基乙酸发生巯基乙酰化化反应，将重金属离子的强配位基团（巯基）引入到现有高分子絮凝剂（聚丙烯酰胺）中，制备出巯基化聚丙烯酰胺重金属絮凝剂，依靠它的螯合-絮凝-沉淀作用去除废水中的重金属离子，沉降速度快，分离效果好，无需额外投加其他絮（助）凝剂，无需过滤，就能完成重金属废水的处理，可降低处理成本，使重金属废水的治理变得简单易行。

本发明具有的有益效果具体包括：

1、本发明所需原料易得，产物制备工艺简单，反应条件温和，易于操作和控制，便于实现工业化生产，具有良好的应用前景。

2、本发明产物既能与重金属离子形成不溶性螯合沉淀物，又能通过自身良好的絮凝沉降性能，使废水中的重金属离子得以有效去除，可以达到螯合、絮凝、沉淀等多重作用。在重金属废水处理中，无需额外添加其他絮（助）凝剂，可以直接在酸性条件下处理重金属废水。

3、本发明产物处理重金属废水工艺简单，只需在废水中投加一定量的产物，充分搅拌就能迅速产生不溶性沉淀物，其沉降速度快，分离效果好，经沉降分离后无需过滤，可直接排放，无需复杂的设备，便于操作和管理；可广泛适用于电镀废水、冶炼废水、有色金属加工废水、选矿废水等重金属废水的处理。

附图说明

图1为本发明产物制备的工艺流程图；

图2为本发明产物的结构图；

图3为本发明产物FT-IR谱图。

具体实施方式

下面的实施例可以进一步说明本发明，但不以任何方式限制本发明。

实施例中原料为市场直接购买。实施例在）中巯基乙酸是将市售的巯基乙酸（液体）直接加入反应器中。

实施例1：