专利名称：一种超分子微滤试剂及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种强化微滤试剂及其制备技术。
技术背景目前低浓度的重金属废水的深度处理大多采用吸附法和膜过滤 法。吸附法包括离子交换树脂，特种树脂和活性碳吸附法等，但其指 标不稳定，且树脂和活性碳的再生会产生酸碱废液，造成环境污染， 并且去除重含有大量强络合剂的金属废水效果不理想，虽然特种树脂 用于处理废水有一定的效果，但特种树脂价格昂贵，难于推广。膜过滤法作为一种高新技术在工业废水深度处理领域已有广泛 的研究和探索，已成为工业废水深度处理和回用不可缺少的技术之一。膜过滤法包括纳滤、反渗透(RO)、超滤和微滤等。其中反渗透法 对于操作环境要求较高，且反渗透膜本身的成本也高，因此反渗透工 艺费用昂贵。传统的超滤或微滤通常只能分离水溶液中的大分子物 质，无法去除小分子有机物和金属离子。强化超滤法具有工艺简单、能耗低、在室温下操作、规模易于调 整等优点，可以单独也可以同时去除废水中的重金属离子，还可以通 过某些措施回收有价值的有机物或重金属。但强化超滤法仍存在以下不足 一是没有经济简便的方法将浓縮液中的有机物或重金属离子分离出来；二是在超滤的渗透液中还含有表面活性剂或聚合物，可能造 成二次污染。强化膜分离技术主要有胶束强化超滤(micellar-enhanced ultrafiltration, MEUF)禾Q聚合物强化超滤 (polymer enhanced ultrafiltration, PEUF两种，前者的样品预处理剂是表面活性剂，后者 的样品预处理剂是水溶性聚合物。发明内容本发明的目的在于提供一种超分子强化微滤试剂，以克服现有强 化微滤技术存在的成本高、效率低、造成二次污染的缺点。本发明的另一个目的是提供上述超分子强化微滤试剂的制备方法。本发明提供的超分子强化微滤试剂为1,3,5—六氢三嗪二硫代氨 基甲酸钠(SHC)，能和废水中的络合重金属离子反应，生成超分子颗 粒，这些颗粒能容易地通过微滤而去除。此超分子强化微滤试剂SHC的制备方法如下在5~25°C下， 缓慢滴加氨水溶液到的甲醛溶液中，其滴加量为甲醛量的1 3倍。然 后向上述混合溶液中滴加CS2和催化剂10 60免Na2CO3水溶液，搅 拌3~9小时，后用乙醇结晶得到1,3,5—六氢三嗪二硫代氨基甲酸钠 白色固体。其反应式为3HCHO + 3NH3 '1120 + 3CS2 + 3Na2C03 = Na3HTDC + 3NaHC03 + 6H20 ( I )与现有技术相比，本发明具有如下有益效果本发明的超分子微 滤试剂1,3，5 —六氢三嗪二硫代氨基甲酸钠能与金属离子结合后沉淀充分，避免了处理废水的二次污染。本发明首次将配位超分子化学原 理应用于强化微滤技术，为低浓度重金属废水，特别是低浓度络合重金属废水的深度处理提供了一个低成本、高效率、低污染的途径。1，3，5 一六氢三嗪二硫代氨基甲酸钠的制备方法简单，而且原料便宜，使得 现有技术中的微滤技术明显提高了效率，大幅降低了成本。
具体实施方式
实施例l在20°C下，缓慢滴加氨水溶液到甲醛溶液中，其滴加体积量为 甲醛量的2倍。然后滴加CS2和催化剂40呢Na2CO3水溶液，搅拌6 小时，后用乙醇结晶得到1，3，5—六氢三嗪二硫代氨基甲酸钠白色固 体，产率为80%。实施例2向络合重金属废水中加入超分子强化微滤的试剂SHC，在搅拌 的情况下进行反应，将反应后所得悬浮液泵入膜分离器，调节压力 和流量，进行超分子微滤。实施例3向含Cu"浓度为3.0 mg/L的CuEDTA溶液中加入超分子强化微 滤的试剂SHC， SHC与铜离子反应形成超分子胶体颗粒，其与 CuEDTA形成超分子颗粒的化学反应如下式所示2nNa3SHC + 3nCuS04 = [Cu3(SHC)2]n I + 3nNa2S04 ( II ) 搅拌lmin后，在pH7.8和40kPa的压力的条件下进行超分子 微滤。操作30min， 60min， 90min， 120min， 150min时，测得铜离 子的去除率分别为99.2%， 99.5%， 99.4%， 99.6%和99.3%，所有铜 离子的剩余浓度都低于0.1 mg/L。实施例4向含012+浓度为3.0 mg/L的CuEDTA溶液中加入超分子强化微 滤的试剂SHC， SHC与铜离子反应形成超分子胶体颗粒，反应过程 如化学反应式(II )。 搅拌1 min后，在pH 7.8和40 kPa、 50 kPa 及60kPa的压力的条件下进行90min的超分子微滤。测得铜离子的 去除率分别为99.4%， 99.6%和99.5%,所有铜离子的剩余浓度都低 于O.l mg/L。实施例5向含Cu"浓度为3.0 mg/L的CuEDTA溶液中投加超分子强化微 滤的试剂SHC， SHC与铜离子反应形成超分子胶体颗粒。搅拌lmin 后，在40kPa的压力不同的pH(3、 7.8、 10)的条件下进行50min的 超分子微滤。测得铜离子的去除率分别为99.4%、 99.1%和92.5%。
权利要求
1、一种超分子微滤试剂，其化学名为1，3，5-六氢三嗪二硫代氨基甲酸钠。
2、 一种权利要求1所述超分子微滤试剂的制备方法，其特征在 于按如下步骤进行a、在5~25°C下滴加氨水溶液到甲醛溶液中；b、 向前述溶液中滴加二硫化碳和碳酸钠水溶液；c、搅拌后用乙醇结晶 得到1,3,5—六氢三嗪二硫代氨基甲酸钠。
3、 如权利要求2所述的制备方法，其特征在于所述氨水溶液体 积为甲醛溶液体积的1~3倍。
4、 如权利要求2所述的制备方法，其特征在于所述碳酸钠水溶 液的质量百分比浓度为10~60%。
5、 如权利要求2所述的制备方法，其特征在于所述搅拌的时间 为3~9小时。
全文摘要
本发明公开了一种超分子微滤试剂及其制备方法。本发明的超分子微滤试剂化学名为1，3，5-六氢三嗪二硫代氨基甲酸钠，该化合物能和废水中的络合重金属离子反应生成超分子颗粒，生成的微颗粒能容易地通过微滤而去除。本发明首次将配位超分子化学原理应用于强化微滤技术，为低浓度重金属废水，特别是低浓度络合重金属废水的深度处理提供了一个低成本、高效率、低污染的途径。1，3，5-六氢三嗪二硫代氨基甲酸钠的制备方法简单，而且原料便宜，使得现有技术中的微滤技术明显提高了效率，大幅降低了成本。
文档编号C02F1/62GK101270095SQ20081002685
公开日2008年9月24日 申请日期2008年3月18日 优先权日2008年3月18日
发明者付丰连, 亚 熊, 蒋树贤 申请人:中山大学