本发明涉及金属螯合剂技术领域，具体涉及一种秸秆制备重金属螯合剂的方法。
背景技术：
重金属螯合剂能与大多数重金属离子形成稳定的螯合物，从而将重金属离子从废水中分离，或者用于重金属离子的捕获。目前，对含有S原子的重金属离子吸附剂研究较多，原因在于S原子既是配位原子，也可以与重金属离子生成硫化物沉淀。
二硫代氨基甲酸盐简称DTC，对重金属离子的吸附能力强，可以应用于废水中重金属离子吸附，矿物中金属离子收集以及对垃圾焚烧飞灰中重金属离子的固化。
螯合剂与重金属离子的螯合作用，螯合剂的分子链越长，所生成的络合物稳定性越强，而且具有更低的浸出浓度。对于用于重金属固定的螯合剂，合成具有较长聚合物的二硫代氨基甲酸盐类化合物，该类化合物同时要求具有多个络合中心，达到更多的重金属固定容量。
相关技术中，DTC类螯合剂均采用化学合成方法制成，具有成本高，而且属于非高分子化合物，单位分子量含有络合中心少，与重金属生成的络合物可浸出浓度高，重金属离子分离效果差。
因此，有必要提供一种新的工艺解决上述技术问题。
技术实现要素：
本发明的目的是克服上述技术问题，提供一种秸秆制备重金属螯合剂的方法，制备得到的金属螯合剂具有多个络合中心，且与重金属生成的络合物可浸出浓度低。
本发明的技术方案是：
一种秸秆制备重金属螯合剂的方法，包括如下步骤：
步骤S1：秸秆预处理，将粉碎后的秸秆置于0.05mol/L-0.1mol/L的NaOH溶液中，浸泡处理2～3天，过滤后滤液待用；
步骤S2：调节滤液pH值至11-12，并在双氧水或臭氧的引发下，加入环氧氯丙烷和乙二胺进行胺化反应，对秸秆中溶解的纤维素、蛋白、糖类支链中的官能团进行胺化，其中环氧氯丙烷的加量为滤液总量的1wt％-2wt％，乙二胺的加量为滤液总量的2wt％-4wt％；
步骤S3：将胺化反应后的混合溶液pH值调节至10-12，常温下缓慢加入二硫化碳，充分反应后得到重金属螯合剂；其中，二硫化碳的加入量为混合液总量的0.5wt％-1wt％。
优选的，步骤S2中胺化反应在常温状态下反应24-48小时。
优选的，步骤S3中，反应时间在12小时以上。
优选的，pH调节剂为NaOH溶液或HCl溶液。
与相关技术相比，本发明提供的秸秆制备重金属螯合剂的方法，有益效果在于：
一、以秸秆为主要原料，秸秆中主要成分为纤维素类化合物，其为有机高分子化合物，分子链达到几千到十万不等，制备得到的螯合剂属于高分子化合物类物质，单分子物质有多个络合中心，且单位分子量可螯合的重金属离子容量大。
二、所述螯合剂与重金属生成的络合物浸出浓度低，更有利于重金属离子的固定，降低重金属离子的污染。
三、所述螯合剂以秸秆为主要原料，制备方法简单，生产成本低；且制备得到的螯合剂对重金属离子的螯合作用随pH值的变化影响较小。
【具体实施方式】
下面将通过具体实施方式对本发明作进一步说明。
实施例一
一种秸秆制备重金属螯合剂的方法，包括如下步骤：
步骤S1：秸秆预处理，将粉碎后的秸秆置于0.05mol/L的NaOH溶液中，浸泡处理2～3天，过滤后滤液待用；
其中，秸秆中主要成分为纤维素类化合物，其为有机高分子化合物，分子链达到几千到几十万不等，在碱性环境中降解，使分子链长度不断降低，降解时间越长，分子链越短；
步骤S2：调节滤液pH值至11-12，并在双氧水的引发下，加入环氧氯丙烷和乙二胺进行胺化反应，对秸秆中溶解的纤维素、蛋白、糖类支链中的官能团进行全部或部分胺化，其中环氧氯丙烷的加量为滤液总量的1wt％，乙二胺的加量为滤液总量的2wt％；
其中，胺化反应条件为常温下反应24-48小时；
步骤S3：将胺化反应后的混合溶液pH值调节至10-12，常温下缓慢加入二硫化碳，充分反应12小时后得到重金属螯合剂；其中，二硫化碳的加入量为混合液总量的0.5wt％；
其中，pH调节剂根据混合溶液的酸碱性确定，且选择NaOH溶液作为碱性调节剂，HCl溶液作为酸性调节剂。
实施例二
一种秸秆制备重金属螯合剂的方法，包括如下步骤：
步骤S1：秸秆预处理，将粉碎后的秸秆置于0.1mol/L的NaOH溶液中，浸泡处理2～3天，过滤后滤液待用；
步骤S2：调节滤液pH值至11-12，并在臭氧的引发下，加入环氧氯丙烷和乙二胺进行胺化反应，对秸秆中溶解的纤维素、蛋白、糖类支链中的官能团进行全部或部分胺化，其中环氧氯丙烷的加量为滤液总量的2wt％，乙二胺的加量为滤液总量的3wt％；
其中，胺化反应条件为常温下反应24-48小时；
步骤S3：将胺化反应后的混合溶液pH值调节至10-12，常温下缓慢加入二硫化碳，充分反应12小时后得到重金属螯合剂；其中，二硫化碳的加入量为混合液总量的0.8wt％。
实施例三
一种秸秆制备重金属螯合剂的方法，包括如下步骤：
步骤S1：秸秆预处理，将粉碎后的秸秆置于0.08mol/L的NaOH溶液中，浸泡处理2～3天，过滤后滤液待用；
步骤S2：调节滤液pH值至11-12，并在双氧水的引发下，加入环氧氯丙烷和乙二胺进行胺化反应，对秸秆中溶解的纤维素、蛋白、糖类支链中的官能团进行全部或部分胺化，其中环氧氯丙烷的加量为滤液总量的1.5wt％，乙二胺的加量为滤液总量的4wt％；
其中，胺化反应条件为常温下反应24-48小时；
步骤S3：将胺化反应后的混合溶液pH值调节至10-12，常温下缓慢加入二硫化碳，充分反应12小时后得到重金属螯合剂；其中，二硫化碳的加入量为混合液总量的1wt％。
实施例四
一种秸秆制备重金属螯合剂的方法，包括如下步骤：
步骤S1：秸秆预处理，将粉碎后的秸秆置于0.06mol/L的NaOH溶液中，浸泡处理2～3天，过滤后滤液待用；
步骤S2：调节滤液pH值至11-12，并在双氧水的引发下，加入环氧氯丙烷和乙二胺进行胺化反应，对秸秆中溶解的纤维素、蛋白、糖类支链中的官能团进行全部或部分胺化，其中环氧氯丙烷的加量为滤液总量的1.8wt％，乙二胺的加量为滤液总量的2.5wt％；
其中，胺化反应条件为常温下反应24-48小时；
步骤S3：将胺化反应后的混合溶液pH值调节至10-12，常温下缓慢加入二硫化碳，充分反应12小时后得到重金属螯合剂；其中，二硫化碳的加入量为混合液总量的0.6wt％。
通过上述实施例所述的秸秆制备重金属螯合剂的方法制备得到的螯合剂为复合型螯合剂，对金属离子螯合作用强，特别适用于重金属离子的固定、提取。
将上述实施例所述的秸秆制备重金属螯合剂的方法制备得到的螯合剂应用于垃圾电厂飞灰重金属固化中，螯合剂的用量为2％-3％即可使飞灰重金属和浸出浓度达到生活垃圾填埋污染控制标准(GB16889-2008)；在同样的应用实施例中，将本发明的方法制备得到的螯合剂固化与水泥固化同时使用时，螯合剂的用量是可当降低至1.5％-2％。
与相关技术相比，本发明提供的秸秆制备重金属螯合剂的方法，有益效果在于：
一、以秸秆为主要原料，秸秆中主要成分为纤维素类化合物，其为有机高分子化合物，分子链达到几千到十万不等，制备得到的螯合剂属于高分子化合物类物质，单分子物质有多个络合中心，且单位分子量可螯合的重金属离子容量大。
二、所述螯合剂与重金属生成的络合物浸出浓度低，更有利于重金属离子的固定，降低重金属离子的污染。
三、所述螯合剂一秸秆为主要原料，制备方法简单，生产成本低；且制备得到的螯合剂对重金属离子的螯合作用随pH值的变化影响较小。
以上所述的仅是本发明的实施方式，在此应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出改进，但这些均属于本发明的保护范围。