水溶性生物质重金属捕捉剂及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于重金属捕捉剂领域，具体涉及一种水溶性生物质重金属捕捉剂及其制备方法。
【背景技术】
[0002]重金属离子捕捉剂是一种具有螯合官能团的有机化合物，能从含金属离子的溶液中选择捕捉、分离及沉淀重金属。高分子捕捉剂的主要合成途径是利用合成高分子或天然高分子为分子骨架，通过化学反应引入具有捕捉功能基团而获得。目前，实际研究应用较多的重金属捕捉剂主要有黄原酸酯类和二硫代胺基甲酸盐类衍生物(DTC类)，而DTC类衍生物是应用最广泛的。
[0003]目前，重金属捕捉剂研究与应用的主要方向是围绕提高效率，降低药耗，减少污染，增强环保意识，加强综合利用和深加工，尽可能利用价格比较便宜的农林化工产品和副产品为原料加工药剂。研究开发新型、高效、无毒(或低毒)药剂。重金属捕捉剂的重要发展方向是采用便宜的农林化工产品和副产品为原料加工成重金属捕捉药剂。目前主要是以淀粉基黄原酸酯作为重金属处理剂的研究较多。迄今为止，所制备的重金属捕捉剂尚存在捕捉能力弱、沉降速度小、稳定性差等缺点，还不能在实践中推广应用。
[0004]虽然生物质基重金属捕捉剂目前在工业上没有应用报道，但其环保、低成本、可降解的优势特性一直被行业看好，将成为重金属捕捉剂的重要发展方向之一，有良好的应用前景。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是克服现有技术的不足而提供一种水溶性生物质重金属捕捉剂及其制备方法，其废弃后可环境降解，可以缓解大量非降解类合成高分子重金属，避免捕捉剂废弃物造成的产生二次环境污染，捕捉能力强，沉降速度大，稳定性好。
[0006]为了实现本发明的目的，其发明的水溶性生物质重金属捕捉剂是这样实现的，其包括1?40份的大豆蛋白、1?80份的碱、10?100份的二硫化碳、10?300份的水及1?20份的交联剂，它们为质量份数。
[0007]所述大豆蛋白是从大豆中提取出的大蛋分离蛋白，平均粒径为1?10 Mm。
[0008]所述碱为氢氧化钠、氢氧化钾中的一种或两种以上的任意组合。
[0009]所述交联剂为环氧氯丙烷、环氧氯丁烷、乙二醛、丙二醛、戊二醛、己二醛、邻苯二醛的一种或两种以上的任意组合。
[0010]为了实现本发明的目的，本发明的水溶性生物质重金属捕捉剂的制备方法是这样实现的，其特征在于步骤如下:
将1?40份的大豆蛋白加入到10?300份的水，调节pH值，使其呈酸性即pH〈3，或使其呈碱性即pH>8，在调节pH值时温度控制在30?70°C，然后溶解1?2小时，再加入1?20份的交联剂，机械搅拌下交联反应3?8小时，再加入1?80份的碱和10?100份的二硫化碳，进行二硫代氨基甲酸盐合成反应1?3小时，获得所需的水溶性生物质重金属捕捉剂。
[0011]本发明与现有技术相比，具有如下的优点及效果:
1、本发明对低浓度的重金属废水mg/L)同样能发挥捕捉及絮凝双重功能，极大提升了产品的实用性能，捕捉能力强；
2、大豆蛋白可作为可再生资源，废弃后可环境降解，可以缓解大量非降解合成类重金属捕捉剂废弃物造成的产生二次环境污染；
3、对多数重金属离子有较高的脱除效率(99.0?99.9%)及较高的螯合容量(1?4mmol/g)；
4、合成反应步骤少、成本低和工艺简单，污染少；
5、沉降速度大，稳定性好。
【具体实施方式】
[0012]下面结合【具体实施方式】对本发明作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。以下实施例中所涉及的份数均是质量份数。
[0013]实施例一
在大豆中提取出大豆蛋白，大豆蛋白的平均粒径为lMffl，将1份的大豆蛋白加入到10份的水，用盐酸调节pH值，使其呈酸性，pH值为2.0，在调节pH值时温度控制在30°C，然后溶解2小时，再加入1份乙二醛，机械搅拌下进行交联反应3小时，再加入1份氢氧化钠和10份二硫化碳，反应2小时，即得到所需的水溶性生物质重金属捕捉剂。
[0014]实施例二
在大豆中提取出大豆蛋白，大豆蛋白的平均粒径为5Pm，将15份的大豆蛋白加入到80份的水，用盐酸调节pH值，使其呈酸性，pH值为1.0，在调节pH值时温度控制在50°C，溶解1小时，再加入5份丙二醛，机械搅拌下进行交联反应6小时，再加入15份氢氧化钠和25份二硫化碳，反应3小时，即得到所需的水溶性生物质重金属捕捉剂。
[0015]实施例三
在大豆中提取出大豆蛋白，大豆蛋白的平均粒径为10Mm，将30份的大豆蛋白加入到150份的水，用盐酸调节pH值，使其呈酸性，pH值为2.0，在调节pH值时温度控制在50°C，溶解1小时，再加入10份戊二醛，机械搅拌下进行交联反应5小时，再加入60份氢氧化钾和60份二硫化碳，反应1小时，即得到所需的水溶性生物质重金属捕捉剂。
[0016]实施例四
在大豆中提取出大豆蛋白，大豆蛋白的平均粒径为8Pm，将40份的大豆蛋白加入到300份的水，用盐酸调节pH值，使其呈酸性，pH值为3.0，在调节pH值时温度控制在30°C，溶解1小时，再加入20份己二醛，机械搅拌下进行交联反应4小时，再加入80份氢氧化钠和100份二硫化碳，反应2小时，即得到所需的水溶性生物质重金属捕捉剂。
[0017]实施例五
在大豆中提取出大豆蛋白，大豆蛋白的平均粒径为6Pm，将30份的大豆蛋白加入到150份的水，用盐酸调节pH值，使其呈酸性，pH值为1.0，在调节pH值时温度控制在60°C，溶解1小时，再加入15份邻苯二醛，机械搅拌下进行交联反应6小时，再加入60份氢氧化钠和60份二硫化碳，反应1小时，即得到所需的水溶性生物质重金属捕捉剂。
[0018]实施例六
在大豆中提取出大豆蛋白，大豆蛋白的平均粒径为4Pm，将20份的大豆蛋白加入到100份的水，再加入20份氢氧化钠，使其呈碱性，pH值为8.5，在调节pH值时温度控制在60°C，溶解1小时，再加入15份环氧氯丙烷，机械搅拌下进行交联反应6小时，再加入40份二硫化碳，反应1小时，即新型水溶性生物质重金属捕捉剂。
[0019]实施例七
在大豆中提取出大豆蛋白，大豆蛋白的平均粒径为5Pm，将30份的大豆蛋白加入到120份的水，再加入30份氢氧化钠，使其呈碱性，pH值为9，在调节pH值时温度控制在30°C，溶解L 5小时，再加入15份环氧氯丁烷，机械搅拌下进行交联反应4小时，再加入30份二硫化碳，反应2小时，即新型水溶性生物质重金属捕捉剂。
[0020]在本发明的技术方案可以看出，其以天然高分子大豆蛋白为原材料，通过部分化学交联扩链，生成高分子量大分子骨架，再对其官能团进行改性修饰，制备了具有捕捉及絮凝双重功能的新型水溶性生物质重金属捕捉剂。
[0021]上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种水溶性生物质重金属捕捉剂，其特征在于包括1?40份的大豆蛋白、1?80份的碱、10?100份的二硫化碳、10?300份的水及1?20份的交联剂，它们为质量份数。2.根据权利要求1所述的水溶性生物质重金属捕捉剂，其特征在于所述大豆蛋白是从大豆中提取出的大蛋分离蛋白，平均粒径为1?10 Mm。3.根据权利要求1所述的水溶性生物质重金属捕捉剂，其特征在于所述碱为氢氧化钠、氢氧化钾中的一种或两种以上的任意组合。4.根据权利要求1所述的水溶性生物质重金属捕捉剂，其特征在于所述交联剂为环氧氯丙烷、环氧氯丁烷、乙二醛、丙二醛、戊二醛、己二醛、邻苯二醛的一种或两种以上的任意组合。5.一种水溶性生物质重金属捕捉剂的制备方法，其特征在于步骤如下: 将1?40份的大豆蛋白加入到10?300份的水中，调节pH值，使其呈酸性即pH〈3，或使其呈碱性即pH>8，调节pH值时温度控制在30?70°C，然后溶解1?2小时，再加入1?20份的交联剂，机械搅拌下交联反应3?8小时，再加入1?80份的碱和10?100份的二硫化碳，进行二硫代氨基甲酸盐合成反应1?3小时，获得所需的水溶性生物质重金属捕捉剂。
【专利摘要】本发明涉及一种新型水溶性生物质重金属捕捉剂及其制备方法，它是将1～40份的大豆蛋白加入到10～300份的水，调节pH值至酸性（pH<3）或碱性(pH>8)，控温30～70℃，溶解1～2小时，再加入1～20份的交联剂，交联反应3～8小时，再加入1～80份的碱和10～100份的二硫化碳，进行二硫代氨基甲酸盐合成反应1～3小时，获得一种新型水溶性生物质重金属捕捉剂。其废弃后可环境降解，可以缓解大量非降解类合成高分子重金属，避免捕捉剂废弃物造成的产生二次环境污染，捕捉能力强，沉降速度大，稳定性好。
【IPC分类】C02F1/52
【公开号】CN105293658
【申请号】CN201510660749
【发明人】刘锋
【申请人】顺德职业技术学院
【公开日】2016年2月3日
【申请日】2015年10月15日