一种重金属螯合树脂的制备方法技术

本发明专利技术提供了一种重金属螯合树脂的制备方法，包括如下步骤：步骤S1、使硫脲、三聚氰胺、甲醛与聚丙烯酸进行接触反应得到第一反应产物；步骤S2、将所述第一反应产物与表面活性剂、发泡剂、固化剂和成核剂接触反应，得到聚合乳液；步骤S3，将所述聚合乳液进行后处理得到重金属螯合树脂。本发明专利技术提供的制备方法制得的重金属螯合树脂不仅具有优良的抗碱能力，而且具有优良的抗酸能力。重金属螯合树脂具有优良的富集分离能力。

【技术实现步骤摘要】
一种重金属螯合树脂的制备方法
本专利技术涉及一种重金属螯合树脂的制备方法。
技术介绍
生活垃圾焚烧飞灰指生活垃圾焚烧所产生的烟道气中收捕下来的细微固体颗粒。焚烧飞灰中含有大量的可溶性重金属，具有浸出毒性，且在自然界难于自然降解，对环境的影响十分严重，若处理不当将会造成重金属迁移，污染水体、土壤及空气。在处置与利用过程中，重金属浸出而进入生态环境是飞灰的主要潜在环境风险，重金属的释放直接影响的是其周围的土壤、地表水和地下水，进而可以影响植物生长，通过食物链增加潜在毒性元素的活性并在生物体内累积，如果浸出的毒性物质渗透到地下水则会直接危及生态环境和人体健康。聚电解质复合物是功能高分子材料的一大类，由于其常含有N、O、P、S等元素，能与金属离子发生螯合作用，和螯合树脂相比，具有价格低廉、操作方便的优点，用作痕量金属元素的富集和分离有很好的应用价值。然而，聚电解质复合物是由两种水溶性高分子主要依靠离子键而非共价键、另外还有氢键和亲水疏水的协同作用等形成的，所以强酸很容易导致其离解，抗强酸强碱的能力比较差。若用作重金属离子的富集材料时，在洗脱过程中往往会因为强酸而造成严重的分解，这就使得其在应用过程中受到了一定的限制。目前，有研究将硫脲、三聚氰胺、甲醛与聚丙烯酸进行反应制得重金属螯合树脂，然而，这种树脂的抗酸性能力有限，力学性能差，分离吸附能力有限。因此，提供一种具有良好的分离吸附能力的富集材料是本领域技术人员急需解决的问题。
技术实现思路
本申请的专利技术人经过深入研究，提供了一种具有重金属螯合树脂的制备方法，该方法制得的重金属螯合树脂具有优良的抗酸和抗碱能力，稳定性好，并且具有良好的力学性能，具有高吸附能力，在吸附分离重金属方面具有很好的应用前景。根据本专利技术的一个方面，提供了一种重金属螯合树脂的制备方法，包括如下步骤：步骤S1、使硫脲、三聚氰胺、甲醛与聚丙烯酸进行接触反应得到第一反应产物；步骤S2、将所述第一反应产物与表面活性剂、发泡剂、固化剂和成核剂接触反应，得到聚合乳液；步骤S3，将所述聚合乳液进行后处理得到重金属螯合树脂。根据本专利技术的优选实施方式，所述表面活性剂为十二烷基磺酸钠。根据本专利技术的优选实施方式，所述发泡剂为正戊烷。根据本专利技术的优选实施方式，所述固化剂为甲酸。根据本专利技术的优选实施方式，所述成核剂为二氧化硅。根据本专利技术的优选实施方式，以硫脲、三聚氰胺和甲醛总质量为100计，所述表面活性剂的质量为0.1-2，也就是说表面活性剂的添加量为硫脲、三聚氰胺和甲醛总质量的0.1-2％。在本专利技术的一些实施例中，以硫脲、三聚氰胺和甲醛总质量为100计，所述表面活性剂的质量为0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0、1.1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8、1.9、2.0以及它们之间的任意值，在本专利技术的优选实施例中，以硫脲、三聚氰胺和甲醛总质量为100计，所述表面活性剂的质量为0.5-1.3。根据本专利技术的优选实施方式，以硫脲、三聚氰胺和甲醛总质量为100计，所述发泡剂的质量为0.1-1；也就是说发泡剂的添加量为硫脲、三聚氰胺和甲醛总质量的0.1-1％。在本专利技术的一些实施例中，以硫脲、三聚氰胺和甲醛总质量为100计，所述发泡剂的质量为0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0以及它们之间的任意值，在本专利技术的优选实施例中，以硫脲、三聚氰胺和甲醛总质量为100计，所述发泡剂的质量为0.2-0.6。将第一反应产物与发泡剂进行反应后，产物的比表面积增加，得到的物质具有更大的比表面积，具有更好的吸附性能，增加了材料的吸附能力。根据本专利技术的优选实施方式，以硫脲、三聚氰胺和甲醛总质量为100计，所述固化剂的质量为0.05-1；也就是说固化剂的添加量为硫脲、三聚氰胺和甲醛总质量的0.05-1％。在本专利技术的一些实施例中，以硫脲、三聚氰胺和甲醛总质量为100计，所述固化剂的质量为0.05、0.06、0.07、0.08、0.09、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0以及它们之间的任意值，在本专利技术的优选实施例中，以硫脲、三聚氰胺和甲醛总质量为100计，所述固化剂的质量为0.2-0.5。根据本专利技术的优选实施方式，以硫脲、三聚氰胺和甲醛总质量为100计，所述成核剂的质量为0.02-1。也就是说成核剂的添加量为硫脲、三聚氰胺和甲醛总质量的0.02-1％。在本专利技术的一些实施例中，以硫脲、三聚氰胺和甲醛总质量为100计，所述成核剂的质量为0.02、0.03、0.04、0.05、0.06、0.07、0.08、0.09、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0以及它们之间的任意值，在本专利技术的优选实施例中，以硫脲、三聚氰胺和甲醛总质量为100计，所述成核剂的质量为0.1-0.6。根据本专利技术的优选实施方式，在步骤S2中，所述接触反应的温度为60-100℃，例如可以为60℃、70℃、80℃、90℃、100℃以及它们之间的任意值，优选为80-100℃。根据本专利技术的优选实施方式，在步骤S2中，接触反应的时间为90-120min。例如可以为90min、95min、100min、105min、110min、115min、120min以及它们之间的任意值，优选为100-120min。根据本专利技术的优选实施方式，在步骤S3中，所述后处理包括将聚合乳液静置，然后进行固液分离，将得到的固体进行水洗、干燥得到所述重金属螯合树脂。在本专利技术的一些实施方式中，所述步骤S3中，后处理方式为：将聚合乳液静置，然后倾去上层清液，将余下的物质进行水洗、干燥得到所述重金属螯合树脂。根据本专利技术的优选实施方式，在步骤S2中，在第一反应产物与表面活性剂、发泡剂、固化剂和成核剂接触反应前，先将第一反应产物的pH调节至3-5，优选为3-4之间；将第一反应产物的温度调节至30-50℃之间，优选为35-45℃之间。根据本专利技术的优选实施方式，硫脲、三聚氰胺、甲醛的质量比为2:1:6；优选地，以硫脲、三聚氰胺和甲醛总质量为100计，聚丙烯的质量为0.1-0.2。根据本专利技术的优选实施方式，在步骤S1中，接触反应条件包括：pH为9-10，反应温度为：在10-15min内加热到80℃，继续升温至100℃反应180min。在本专利技术的一些实施方式中，所述重金属螯合树脂的制备方法包括：步骤1、将硫脲、三聚氰胺、甲醛按照2:1:6的质量比混合，形成第一溶液，向第一溶液中加入聚丙烯酸，聚丙烯酸的添加量为硫脲、三聚氰胺和甲醛三种单体总质量的0.2％，将聚丙烯酸与第一溶液混合均匀得到第二溶液；步骤2、该第二溶液用20％氢氧化钠调整到pH9-10，在10-15min内缓慢加热到80℃，随后将第二溶液加热到100℃，继续反应180min，得到第一产物。步骤3、将第一产物加入2M盐酸调节到pH本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种重金属螯合树脂的制备方法，包括如下步骤：/n步骤S1、使硫脲、三聚氰胺、甲醛与聚丙烯酸进行接触反应得到第一反应产物；/n步骤S2、将所述第一反应产物与表面活性剂、发泡剂、固化剂和成核剂接触反应，得到聚合乳液；/n步骤S3，将所述聚合乳液进行后处理得到重金属螯合树脂。/n

【技术特征摘要】
1.一种重金属螯合树脂的制备方法，包括如下步骤：
步骤S1、使硫脲、三聚氰胺、甲醛与聚丙烯酸进行接触反应得到第一反应产物；
步骤S2、将所述第一反应产物与表面活性剂、发泡剂、固化剂和成核剂接触反应，得到聚合乳液；
步骤S3，将所述聚合乳液进行后处理得到重金属螯合树脂。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述表面活性剂为十二烷基磺酸钠；和/或，所述发泡剂为正戊烷；和/或，所述固化剂为甲酸；和/或，所述成核剂为二氧化硅。


3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，以硫脲、三聚氰胺和甲醛总质量为100计，所述表面活性剂的质量为0.1-2；
和/或，所述发泡剂的质量为0.1-1；
和/或，所述固化剂的质量为0.05-1；
和/或，所述成核剂的质量为0.02-1。


4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，在步骤S2中，所述接触反应条件包括：温度60-100℃；和/或，反应时间90-120min。


5.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐亚军，景奇超，王涛，宁少华，
申请(专利权)人：南通乐尔环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32