亞氨基二乙酸型高分子螯合劑的合成及其性能研究.pdf

1、隨著經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的快速發(fā)展，廢水的排放量日趨增加尤其是水體重金屬污染不但造成了重大的經(jīng)濟(jì)損失，還嚴(yán)重危害著各種生物體的健康與生存?；诖?，人們開發(fā)了許多的治理方法，如中和沉降法、電化學(xué)法、氧化還原法等傳統(tǒng)處理方法。但是都暴露出在重金屬回收難、處理費(fèi)用高、沉降效果不理想和出水不達(dá)標(biāo)等一系類問題的缺陷。相對(duì)而言，螯合沉淀法處理具有效率高、成本低，還能適用于大規(guī)模廢水污染的治理。其關(guān)鍵之處在于螯合劑本身的性能。為此，根據(jù)對(duì)配位化學(xué)和沉降原理的研

2、究，設(shè)計(jì)并成功合成了具有像EDTA結(jié)構(gòu)類似的高分子螯合絮凝劑。還對(duì)其螯合、絮凝性能和螯合機(jī)理等問題進(jìn)行了考察。
　　先以亞氨基二乙腈和環(huán)氧氯丙烷為原料，在四氫呋喃溶劑中進(jìn)行反應(yīng)得到中間物，然后再滴加二烯丙基胺反應(yīng)后將溶劑蒸出，加入引發(fā)劑偶氮二異丙基咪唑鹽酸鹽(AIBA)發(fā)生聚合反應(yīng)，反應(yīng)9h小時(shí)，得到淡黃色粘稠液體，用乙醇稀釋，然后加入到無水丙酮中沉析提純，反復(fù)3次，再放置于真空干燥箱中于60℃下干燥至恒重，得到具有強(qiáng)烈螯合重金屬

3、離子的高分子絮凝劑—亞氨基二乙酸型高分子螯合劑。采用紅外光譜、1HNMR和元素分析對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征。結(jié)果均表明，已成功合成了該種類的高分子聚合物。配置了一定濃度的常見的重金屬離子，如Cu2+、Ni2+、Zn2+、Pb2+、Cd2+和Hg2+為模擬廢水作為處理對(duì)象，進(jìn)一步考察了聚合物投加量以及pH值對(duì)其去除效果的影響同時(shí)還對(duì)絡(luò)合態(tài)的離子進(jìn)行了考察。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明了，當(dāng)聚合物與重金屬離子以等摩爾比加量時(shí)即螯合基團(tuán)-COO-與重金屬離子的比例

4、為1:1時(shí)，此時(shí)的去除效率最高，經(jīng)測得殘余重金屬離子的濃度和濁度均能達(dá)到國家污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)(GB8978-1996)和國家電鍍污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(GB21900-2008)。在處理多種重金屬離子共存時(shí)的選擇性時(shí)得出聚合物對(duì)這四種離子的選擇順序依次為 Cu2+＞Pb2+＞Cd2+＞Zn2+。對(duì)其螯合物沉淀物穩(wěn)定性研究時(shí)，得出了該螯合沉淀物在中性或弱堿性的條件下比較穩(wěn)定。沉降性能的研究表明，能在短時(shí)間內(nèi)就能完成整個(gè)絮凝過程。重金屬離子的回收研

5、究表明，含銅殘?jiān)梢栽诓煌N類不同濃度的酸下進(jìn)行浸泡回收，在HCl進(jìn)行回收時(shí)最高可達(dá)82％，可以通過回收能過實(shí)現(xiàn)殘?jiān)亩卫谩?br>　　對(duì)實(shí)際廢水的處理：研究聚合物和硫酸鋁投加量以及組成復(fù)合絮凝劑時(shí)對(duì)廢水中的Cu2+、Ni2+以及COD的去除效果影響。得出了單個(gè)投加時(shí)不能達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)，而采用復(fù)合投加時(shí)其殘余離子的濃度均達(dá)到國家電鍍污染物排放標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)其沉降性能的考察，沉降時(shí)間比模擬廢水的要長但比實(shí)際廢水的要短，得出了硫酸鋁在中間起到了

6、增大絮體且易于沉降的作用。對(duì)其殘?jiān)姆€(wěn)定性的研究表明，Cu2+、Ni2+在自然環(huán)境的條件下，還算比較穩(wěn)定，不會(huì)對(duì)環(huán)境造成二次污染。用鹽酸對(duì)其殘?jiān)M(jìn)行浸泡，最大回收率Cu2+可以達(dá)到89.5%，Ni2+可以達(dá)到90.5%以上。
　　對(duì)本聚合物合成設(shè)計(jì)的思路以及螯合劑與重金屬離子的螯合機(jī)理做了充分的理論說明。主要是從常見螯合劑的類型，典型的螯合劑出發(fā)。分析了E D TA的螯合結(jié)構(gòu)和二烷基二烯丙基胺成環(huán)增長的機(jī)理出發(fā)，構(gòu)造出既有螯合結(jié)構(gòu)