[发明专利]水溶性三元阴离子型聚合物分子刷染料捕捉沉降剂及其制备方法及其应用

权利要求书

1.一种水溶性三元阴离子型聚合物分子刷染料捕捉沉降剂，其特征在于包括1～10份的聚合物主链聚羟乙基丙烯酰胺(PHEMAA）、20～100份的阴离子型高分子侧链前驱体聚合物末端含羧基的聚甲基丙烯酸叔丁酯(PtBMA-COOH)、1～10份的功能高分子侧链前驱体聚合物末端含羧基的聚N-乙烯基甲酰胺(PNVF-COOH）、100～500份的二甲基甲酰胺(DMF）溶剂、1～5份的催化剂即N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)、1～5份的1-乙基-3-(3-二甲胺基丙基)碳二亚胺碘甲烷盐(EDC·CH₃I)、 1～10份的氢氧化钠及1～10份的二硫化碳；

所述聚合物主链聚羟乙基丙烯酰胺(PHEMAA）是通过普通自由基聚合或可控活性聚合法合成PHEMAA聚合物主链；

所述阴离子型高分子前驱体聚合物PtBMA-COOH采用偶氮二氰基戊酸为引发剂通过普通自由基聚合法合成末端含羧基的聚甲基丙烯酸叔丁酯(PtBMA-COOH）聚合物；

所述功能高分子侧链前驱体聚合物PNVF-COOH采用偶氮二氰基戊酸为引发剂通过普通自由基聚合合成末端含羧基的聚N-乙烯基甲酰胺(PNVF-COOH）聚合物；

以上均为质量份数。

2.根据权利要求1所述的水溶性三元阴离子型聚合物分子刷染料捕捉沉降剂的应用，其特征在于将0.1～1份的水水溶性三元阴离子型聚合物分子刷染料捕捉沉降剂加入到100～1000份的废水中，常温下搅拌1～5分钟，调节pH至6～9，废水中阳离子染料与水溶性三元阴离子型聚合物分子刷染料捕捉沉降剂的阴离子型侧链PMAANa发生静电吸附，废水中重金属离子与水溶性三元阴离子型聚合物分子刷染料捕捉沉降剂的螯合型侧链PVACS₂Na发生螯合吸附，再加入0.01～0.1份的助沉降剂，常温下搅拌1分钟，助沉降剂的金属离子将快速与水溶性三元阴离子型聚合物分子刷染料捕捉沉降剂的螯合型侧链PVACS₂Na发生化学沉淀反应，10秒内生成粒径大于100 μm的絮体沉淀，可快速实现去除废水中的阳离子染料及重金属离子，以上均为质量份数。

3.根据权利要求2所述的水溶性三元阴离子型聚合物分子刷染料捕捉沉降剂的应用，其特征在于所述助沉降剂为氯化钙、硫酸镁、氯化亚铁、三氯化铁、三氯化铝的一种或两种以上的任意组合。

4.根据权利要求2所述的水溶性三元阴离子型聚合物分子刷染料捕捉沉降剂的应用，其特征在于取1～5份的絮体沉淀，加入1～5份的水中，调节pH至2～4，絮体沉淀可逆溶解于水中，从而实现回收并浓缩染料及重金属离子目的。

5.一种水溶性三元阴离子型聚合物分子刷染料捕捉沉降剂的制备方法，其特征在于将1～10份的聚合物主链聚羟乙基丙烯酰胺(PHEMAA）、20～100份的阴离子型高分子侧链前驱体聚合物末端含羧基的聚甲基丙烯酸叔丁酯(PtBMA-COOH)和1～10份的功能高分子侧链前驱体聚合物末端含羧基的聚N-乙烯基甲酰胺(PNVF-COOH）混合溶于100～500份的二甲基甲酰胺(DMF）溶剂里，加入1～5份的催化剂即N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)和1～5份的1-乙基-3-(3-二甲胺基丙基)碳二亚胺碘甲烷盐(EDC·CH₃I)，控温于50～80℃，进行酯化反应10～70小时，获得聚羟乙基丙烯酰胺-接枝-(聚甲基丙烯酸叔丁酯-无规-聚N-乙烯基甲酰胺）(PHEMAA-g-(PtBMA-r-PNVF))；再加入1～10份的氢氧化钠，控温于50～80℃，进行水解反应12～48小时，获得聚羟乙基丙烯酰胺-接枝-(聚甲基丙烯酸钠-无规-聚乙烯胺）(PHEMAA-g-(PMAANa-r-PVA）)；再加入1～10份的二硫化碳，控温于20～40℃，进行加成反应1～3小时，最终获得聚羟乙基丙烯酰胺-接枝-(聚甲基丙烯酸钠-无规-聚乙烯胺基二硫代氨基甲酸钠）(PHEMAA-g-(PMAANa-r-PVACS₂Na))即水溶性三元阴离子型聚合物分子刷染料捕捉沉降剂，以上均为质量份数。

6.根据权利要求5所述的水溶性三元阴离子型聚合物分子刷染料捕捉沉降剂的制备方法，其特征在于所述聚羟乙基丙烯酰胺(PHEMAA）的聚合度为10～500，所述阴离子型高分子侧链前驱体聚合物PtBMA-COOH及功能高分子侧链前驱体聚合物PNVF-COOH的聚合度均为10～200，阴离子型高分子 侧链PMAANa的接枝率为10～90%及螯合型侧链PVACS₂Na的接枝率为1～5%。