一种新型单宁基重金属絮凝剂、制备方法及其应用技术

本发明专利技术提供一种新型单宁基重金属絮凝剂，涉及絮凝剂的技术领域，包括植物单宁与氨基硫脲和甲醛通过胺甲基化反应制得；合成路线如下：下：下：

【技术实现步骤摘要】
一种新型单宁基重金属絮凝剂、制备方法及其应用


[0001]本专利技术涉及絮凝剂的
，具体而言，涉及一种新型单宁基重金属絮凝剂、制备方法及其应用。

技术介绍

[0002]随着金属电镀、冶金工程、电池制造等工业的快速发展，将会产生大量含重金属离子的废水。重金属离子不仅无法通过自净作用消失，而且可通过富集作用进入生物食物链，严重威胁人类健康。因此，废水排放引起的重金属污染引起了全社会的高度关注。
[0003]现在对重金属废水的治理主要存在多种方法，如吸附、化学沉淀、电化学法、絮凝法等。絮凝法作为重金属废水处理的一种重要的方法，具有简便、廉价和高效的优点。在絮凝中，絮凝剂作为絮凝技术的核心，主要是依靠螯合沉淀、电中和、吸附架桥、压缩双电层等作用去除废水中的重金属。絮凝剂按组成可分为有机絮凝剂和无机絮凝剂，无机絮凝剂主要以铝盐和铁盐为主，无机絮凝剂具有絮凝效果好、价格低廉等优点，但也存在缺点。如铁盐酸性强，对设备腐蚀严重，且铁离子可能与水中杂质形成络合物使出水偏黄等；铝离子通过各种途径进入人体后，会导致人体出现铝贫血，铝骨质等症状，危害人体的生命健康。有机高分子絮凝剂具有分子量大、官能团多，用量少，形成絮体尺寸大等优点，但也存在价格昂贵，不易降解、残留单体具有毒性等缺点。
[0004]因此很有必要设计一种来源广、无毒、废水重金属去除率高、且易于生物降解的絮凝剂。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种新型单宁基重金属絮凝剂、制备方法以及应用，用以实现废水重金属去除效率高、无毒且易于降解的技术效果。
[0006]本专利技术通过以下技术方案实现：包括植物单宁与氨基硫脲和甲醛通过胺甲基化反应制得；
[0007]合成路线如下：
[0008][0009]上述氨基硫脲也可以用硫脲代替，甲醛也可以使用多聚甲醛代替。
[0010]为了更好的实现本专利技术，进一步的，所述植物单宁选择为黑荆树皮单宁、落叶松单宁、马占相思树皮单宁和/或杨梅单宁
[0011]一种新型单宁基重金属絮凝剂的制备方法，包括以下制备方法：
[0012]S1：将植物单宁溶于蒸馏水中，调节pH值为7.5
‑
10.0，得到植物单宁水溶液；
[0013]S2：向植物单宁水溶液中加入氨基硫脲，升温反应，随后并加入甲醛溶液继续反应，得到新型单宁基重金属絮凝剂。
[0014]本反应在碱性条件下进行，若是在酸性条件下进行反应，得到的产物会出现颗粒沉淀物，不利于反应的进行。
[0015]为了更好的实现本专利技术，进一步的，所述步骤S1中，选用NaOH溶液进行pH值的调节，pH值为8。
[0016]为了更好的实现本专利技术，进一步的，所述步骤S2中，向植物单宁水溶液中加入氨基硫脲，升温至60～90℃，并加入甲醛溶液，继续反应2～5h，冷却至室温，得到新型单宁基重金属絮凝剂。
[0017]为了更好的实现本专利技术，进一步的，所述步骤S2中，向植物单宁水溶液中加入氨基硫脲，升温到85℃，并加入甲醛溶液，反应3h，冷却至室温，得到新型单宁基重金属絮凝剂。
[0018]根据上述方法制得新型单宁基重金属絮凝剂。
[0019]一种新型单宁基重金属絮凝剂的应用，所述的新型单宁基重金属絮凝剂应用在去除废水中金属的工艺中。
[0020]反应机理：
[0021][0022]本专利技术的有益效果是：
[0023]本专利技术通过胺甲基化反应将胺基硫脲引入植物单宁中制得含有氮元素和硫元素的新型单宁基重金属絮凝剂，改性后的絮凝剂能够有效去除废水中的重金属，该新型单宁基重金属絮凝剂采用纯天然无毒无公害，且原料来源广，对废水重金属的去除率高，并易于生物降解。
附图说明
[0024]为了更清楚地说明本专利技术的技术方案，下面将对本专利技术中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图
获得其他相关的附图。
[0025]图1为本专利技术提供的红外光谱对比图；
[0026]图2为本专利技术提供的SEM表征对比图；
[0027]图3为本专利技术提供的Zeta电位对比图；
[0028]图4为本专利技术提供的Cu
2+
的标准曲线图；
[0029]图5为本专利技术提供的投加量对Cu
2+
的浓度去除率的实验图；
[0030]图6为本专利技术提供的pH值对Cu
2+
的浓度去除率的实验图；
[0031]图7为本专利技术提供的高岭土对Cu
2+
的浓度去除率的实验图；
[0032]图8为本专利技术提供的有机物质对Cu
2+
的浓度去除率的实验图；
[0033]图9为本专利技术提供的不同阴离子对Cu
2+
的浓度去除率的实验图；
[0034]图10为本专利技术提供的不同阳离子对Cu
2+
的浓度去除率的实验图；
[0035]图11为本专利技术提供絮凝剂投加量对不同重金属离子浓度去除率的实验图；
[0036]图12为本专利技术提供的絮体尺寸的实验图一；
[0037]图13为本专利技术提供的絮体尺寸的实验图二；
具体实施方式
[0038]下面将结合本专利技术中的附图，对本专利技术中的技术方案进行描述。
[0039]应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本专利技术的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0040]请参看图1～13，
[0041]本专利技术提供一种新型单宁基重金属絮凝剂，包括植物单宁与氨基硫脲和甲醛进行胺甲基化反应制得，以下为合成路线：
[0042][0043]制备方法如下：
[0044]S1：将2.9g植物单宁溶于50ml蒸馏水中，并加入Naoh调节PH值为8，得到植物单宁水溶液；
[0045]S2：向植物单宁水溶液中加入1g氨基硫脲，升温至85℃，并加入0.75ml甲醛，继续反应3h，冷却至室温，得到新型单宁基重金属絮凝剂，以下简称絮凝剂。
[0046]1.1新型单宁基重金属絮凝剂(TSH)与黑荆树单宁(TA)特征对比：
[0047]将制得的新型单宁基重金属絮凝剂与黑荆树单宁进行红外光谱、元素分析、Zeta
电位表征以及结果表征对比，对比图如1～3所示。
[0048]图1为红外光谱对比图，其中TA表示植物单宁，TSH表示新型单宁基重金属絮凝剂，从图中可以得出黑荆树皮单宁由于结构中富含大量极性酚羟基，在3348cm
‑1出现一个宽而强的吸收峰，其在两条吸收峰上都有出现，这是黑荆树皮单宁的特征峰；1617，1508，1452cm
‑1处为苯环的骨架振本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种新型单宁基重金属絮凝剂，其特征在于，包括植物单宁与氨基硫脲和甲醛通过胺甲基化反应制得；合成路线如下：2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述植物单宁以结构单元计、氨基硫脲的摩尔比和甲醛的摩尔比：1:1:1。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述植物单宁选择为黑荆树皮单宁、落叶松单宁、马占相思树皮单宁和/或杨梅单宁。4.根据权利要求1所述的新型单宁基重金属絮凝剂的制备方法，其特征在于，包括以下制备方法：S1：将植物单宁溶于蒸馏水中，调节pH值为7.5
‑
10.0，得到植物单宁水溶液；S2：向植物单宁水溶液中加入氨基硫脲，升温，随后加入甲醛溶液反应，得到新型单宁基重金属絮凝剂。5.根据权利要求4...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙绪兵，由耀辉，甘德莉，
申请(专利权)人：内江师范学院，
类型：发明
国别省市：