[发明专利]环境友好型染料螯合捕集剂及其制备方法及其应用

权利要求书

1.一种环境友好型染料螯合捕集剂，其特征在于包括1～5份的魔芋葡甘聚糖、5～20份的丙烯酸（AA）、5～20份的甲基丙烯酸二甲氨基乙酯（DMAEMA）、1～20份的N-乙烯基甲酰胺（NVF）、50～200份的水、0.1～1份的水溶性引发剂偶氮二异丁基脒盐酸盐V-50、1～10份的氢氧化钾及1～40份的乙二醇二乙醚二胺四乙酸二酐(EGTAD）；其制备步骤如下：

步骤一 KGM-g-P(AA-r-DMAEMA-r-NVF)的合成

将1～5份的魔芋葡甘聚糖（KGM），加入50～200份的水，控温40～70℃，进行溶解0.5～1小时；在氮气保护下，加入0.1～1份的引发剂偶氮二异丁基脒盐酸盐V-50、5～20份的丙烯酸（AA）、5～20份的甲基丙烯酸二甲氨基乙酯（DMAEMA）和1～20份的N-乙烯基甲酰胺（NVF），接枝共聚1～20小时，降温停止反应；加入50～200份的乙醇进行沉淀分离，过滤及干燥后，获得高纯的魔芋葡甘聚糖-接枝-聚（丙烯酸-无规-甲基丙烯酸二甲氨基乙酯-无规-N-乙烯基甲酰胺）共聚物(KGM-g-P(AA-r-DMAEMA-r-NVF))，其中g代表接枝，r代表无规共聚；

步骤二 乙二醇二乙醚二胺四乙酸二酐(EGTAD）的合成

将20～40份的乙二醇二乙醚二胺四乙酸和20～40份的乙酸酐溶解于30～60份的2-甲基吡啶中，控制于50～70℃，反应20～40小时，获得乙二醇二乙醚二胺四乙酸二酐；

步骤三 KGM-g-P(AAK-r-DAEMA-r-VAEGTAK)的合成

取1～5份的KGM-g-P(AA-r-DMAEMA-r-NVF)，加入50～200份的水，控温50～80℃，在机械搅拌下溶解1～2小时；加入1～10份的氢氧化钾，水解反应12～48小时，获得魔芋葡甘聚糖-接枝-聚（丙烯酸钾-无规-甲基丙烯酸二甲氨基乙酯-无规-乙烯胺）共聚物(KGM-g-P(AAK-r-DMAEMA-r-VA))；再加入1～40份的乙二醇二乙醚二胺四乙酸二酐(EGTAD），乙烯胺与乙二醇二乙醚二胺四乙酸二酐发生酰基化反应12～48小时，获得魔芋葡甘聚糖-接枝-聚（丙烯酸钾-无规-甲基丙烯酸二乙氨基乙酯-无规-乙烯胺基乙二醇二乙醚二胺四乙酸钾）（KGM-g-P(AAK-r-DAEMA-r-VAEGTAK)）即环境友好型染料螯合捕集剂；

以上它们均为质量份数。

2.根据权利要求1所述的环境友好型染料螯合捕集剂，其特征在于所述丙烯酸钾（AAK）的接枝率为5～100%、甲基丙烯酸二乙氨基乙酯（DAEMA）的接枝率为5～100%及乙烯胺基乙二醇二乙醚二胺四乙酸钾（VAEGTAK）的接枝率为1～50%。

3.根据权利要求1所述的环境友好型染料螯合捕集剂的应用，其特征在于取100～1000份的废水，加入0.1～1份的环境友好型染料螯合捕集剂，常温下搅拌1～5分钟，调节pH至3～9，废水中染料分子与环境友好型染料螯合捕集剂的丙烯酸钾（AAK）及甲基丙烯酸二乙氨基乙酯（DAEMA）官能基团发生静电吸附，废水中重金属离子与环境友好型染料螯合捕集剂的乙烯胺基乙二醇二乙醚二胺四乙酸钾（VAEGTAK）发生鳌合吸附，染料及重金属离子将完全吸附于环境友好型染料螯合捕集剂的高分子骨架上；再加入0.01～0.1份的助沉降剂，常温下搅拌1分钟，助沉降剂的过量金属离子将快速与乙烯胺基乙二醇二乙醚二胺四乙酸钾（VAEGTAK）发生螯合交联沉淀反应，10秒内生成粒径大于100 μm的絮体沉淀，快速实现染料及络合型重金属离子固液分离，出水基本无色。

4.根据权利要求3所述环境友好型染料螯合捕集剂的应用，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。