[发明专利]一种低甲醛含量的水溶性硫脲醛重金属捕集剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于水溶性重金属捕集剂制备技术领域，尤其涉及一种低甲醛含量的水溶性硫脲醛重金属捕集剂的制备方法。

背景技术

因重金属污染具有隐蔽性、长期性、很强的富集性和不可逆性等特点，严重影响环境安全及人体健康，故而重金属污染的治理工作受到广泛的关注。目前比较常用的治理手段为固化/稳定化方法，主要是向被污染的介质中加入一种重金属捕集剂，是其中的重金属离子形成沉淀或其他稳定的形态，从而达到降低重金属污染危害的目的。

其中，配位基中含有N、O、S等供电原子的有机高分子对金属离子具有强烈的吸附/螯合作用，尤其是含S的高分子捕集剂被证实对贵金属离子(如Au、Ag、Pt等)和重金属离子(如Cd、Pb、Cu等)具有优秀的吸附能力，可以形成稳定的螯合物。许多研究者以硫脲为原料将其嫁接在其他高分子骨架上以引入含S配位基。将硫脲分子嫁接到聚苯乙烯-二乙烯基苯的高分子骨架上合成了一种含S基团的树脂，并将其应用于分离和提纯钯、铂等铂系金属。为提高分子单体中S、N元素的含量，增强树脂的螯合能力，将甲醛和硫脲直接在酸性条件下进行反应，可得到交联的螯合树脂。在此基础上，一些以硫脲为主体的三元共聚物树脂也得到了一定程度的开发和应用，如使用甲醛、硫脲和三聚氰胺为原料合成三元共聚树脂(MFT)等。

然而，目前被报道过已经合成研究的硫脲醛树脂均为白色或淡黄色的白色固体粉末，已经高度交联，不溶于水。其只能应用于吸附水体中的重金属，处理含有贵金属或重金属的工业废水，应用范围受到极大的限制，很难将其应用于底泥、固体废弃物甚至土壤的重金属污染治理当中。此外，上述所合成的硫脲醛树脂中残余甲醛含量高于3％以上，高于GB18580-2001《室内装修材料人造板及其制品中甲醛释放限量》中E₂等级的要求。其对使用的环境和人员造成了安全隐患。

发明内容

本发明的目的旨在制备一种低甲醛含量(甲醛含量在2.5％以下)的水溶性硫脲醛重金属捕集剂，其最突出优点是在合成过程中，通过制备工艺直接降低了甲醛的含量。

一种低甲醛含量的水溶性硫脲醛重金属捕集剂的制备方法，步骤如下：

1)将甲醛加入到反应器中，加热至60-80℃；

2)将硫脲和含N组分加入到甲醛溶液中，使得甲醛和硫脲的摩尔比为2.0-3.2:1，并使含N组分与硫脲的摩尔比不高于0.02:1，用NaOH溶液调节pH值至7.5-9.5，在60-80℃条件下反应20-50min；

3)用HCl溶液将pH值调至4.0-6.0，升温至75-95℃，连续反应50min以上，并保持pH值在4.0-6.0之间；

4)采用浊度滴定法控制反应到达反应终点时，停止加热，用NaOH溶液将pH调至6.5-7.5，加入部分含N组分，使加入的含N组分的总量与硫脲的比值不高于0.06:1，搅拌；冷却至室温，即制成一种新型水溶性硫脲醛重金属捕集剂。

本发明的水溶性硫脲醛重金属捕集剂，依GBT14074.16-2006方法测定其甲醛含量在2.5％以下。

所述NaOH溶液的质量浓度为10-30％，HCl溶液的质量浓度为10％-20％；含N组分总量与硫脲的摩尔比不高于0.06:1。

所述含N组分指尿素或三聚氰胺。

本发明的优点是：

1、本发明的一种低甲醛含量的水溶性硫脲醛重金属捕集剂，改进了现有技术中，使得硫脲醛树脂具有水溶性，扩展了该类树脂的应用范围。

2、本发明的一种低甲醛含量的水溶性硫脲醛重金属捕集剂可与铅、镉、铬等多种重金属离子产生螯合作用，不仅可以应用于含铅、镉、铬等重金属的工业废水的处理，也可以应用于底泥和城市垃圾焚烧飞灰等固体废弃物中的重金属固化/稳定化处理。

3、本发明的一种低甲醛含量的水溶性硫脲醛重金属捕集剂的制备方法简单，对生产设备的要求低，原料廉价且来源广泛，生产过程中基本上不产生废物。

4、本发明在合成过程中实现降低甲醛含量的目的，无需额外进行去除甲醛的工作。

附图说明

图1是本发明的一种低甲醛含量的水溶性硫脲醛重金属捕集剂的红外光谱图。

具体实施方式

一种低甲醛含量的水溶性硫脲醛重金属捕集剂的制备方法及应用，以下实施实例对此做进一步说明。

实施例1：一种低甲醛含量的水溶性硫脲醛重金属捕集剂的制备方法，具体步骤如下：