[0026] 下面结合附图和实施例对本发明做进一步详细说明,但并不用于限制本发明的实施范围。
[0027] 本发明的阳离子聚酰胺黄原酸钠絮凝剂的结构式如下:
[0028]
[0029] 其中:n为40~500的整数倍。
[0030] 实施例1
[0031] 参见图1和图2,(1)将己二酸和二乙烯三胺按摩尔比1:1.1进行,先将3.88g二乙烯三胺加入到反应釜中,然后加入2.5g水,在机械搅拌下再滴加5g己二酸,滴加完毕后加入0.1g催化剂对甲苯磺酸,待温度升高到125~135℃,保温30min;
[0032] (2)反应釜中装分水器分水2.5mL,之后继续升温至155℃反应3h,最后升温至185℃反应1h(减少副产物的生产量),得到淡琥珀色固体,即聚酰胺6.78g。
[0033] (3)将步骤(2)中得到的固体用去离子水稀释至固含量(质量分数)为40%的溶液,然后用恒压滴液漏斗慢慢滴加5g的2,3-环氧丙基三甲基氯化铵,滴加完毕后在恒温水浴锅中70℃下反应5h(依据SN2反应机理),得到亮黄色透明液体,最后通过旋蒸得到粗品阳离子聚酰胺,该物质为淡黄色膏状物。
[0034] (4)将(3)中所得的淡黄色膏状物用质量浓度20%的氢氧化钠溶液(氢氧化钠质量为25g)溶解后加入到反应釜中,通入N2之后用恒压滴液漏斗慢慢滴加8mL二硫化碳,滴毕在恒温水浴中40℃下反应6h,得到橙黄色固体即为阳离子聚酰胺黄原酸钠絮凝剂。
[0035] 实施例2
[0036] (1)将己二酸和二乙烯三胺按摩尔比1:1.1进行,先将3.88g二乙烯三胺加入到反应釜中,然后加入2.5g水,在机械搅拌下再滴加5g己二酸,滴加完毕后加入0.1g催化剂对甲苯磺酸,继续加热搅拌,待温度升高到125~135℃,保温30min。
[0037] (2)反应釜中装分水器分水2.5mL,之后继续升温至160℃反应3h,最后升温至185℃反应1h,得到琥珀色固体6.99g,即为聚酰胺。
[0038] (3)将步骤(2)中得到的固体用去离子水稀释至固含量(质量分数)为40%的溶液,然后用恒压滴液漏斗慢慢滴加5g的2,3-环氧丙基三甲基氯化铵,滴加完毕后在恒温水浴锅中70℃下反应5h,得到亮黄色透明液体,最后通过旋蒸得到粗品阳离子聚酰胺,该物质为淡黄色膏状物。
[0039] (4)将(3)中所得的淡黄色膏状物用质量浓度20%的氢氧化钠溶液(氢氧化钠质量为25g)溶解后加入到反应釜中,通入N2之后用恒压滴液漏斗慢慢滴加8mL二硫化碳,滴毕在恒温水浴中40℃下反应6h,得到橙黄色固体即为阳离子聚酰胺黄原酸钠絮凝剂。
[0040] 实施例3
[0041] (1)将己二酸和二乙烯三胺按摩尔比1:1.1进行,先将3.88g二乙烯三胺加入到反应釜中,然后加入2g水,在机械搅拌下再滴加5g己二酸,滴加完毕后加入0.1g催化剂对甲苯磺酸,继续加热搅拌,待温度升高到125~135℃,保温30min;
[0042] (2)反应釜中装分水器分水2mL,之后继续升温至165℃反应3h,最后升温至185℃反应1h,得到淡琥珀色固体7.06g,即为聚酰胺。
[0043] (3)将步骤(2)中得到的固体用去离子水稀释至固含量(质量分数)为30%的溶液,然后用恒压滴液漏斗慢慢滴加4g的2,3-环氧丙基三甲基氯化铵,滴加完毕后在恒温水浴锅中70℃下反应5h,得到亮黄色透明液体,最后通过旋蒸得到粗品阳离子聚酰胺,该物质为淡黄色膏状物。
[0044] (4)将(3)中所得的淡黄色膏状物用质量浓度20%的氢氧化钠溶液(氢氧化钠质量为25g)溶解后加入到反应釜中,通入N2之后用恒压滴液漏斗慢慢滴加7.5mL二硫化碳,滴毕在恒温水浴中40℃下反应6h,得到橙黄色固体即为阳离子聚酰胺黄原酸钠絮凝剂。
[0045] 实施例4
[0046] (1)将己二酸和二乙烯三胺按摩尔比1:1进行,先将3.52g二乙烯三胺加入到反应釜中,然后加入2g水,在机械搅拌下再滴加5g己二酸,滴加完毕后加入0.1g催化剂对甲苯磺酸,继续加热搅拌,待温度升高到125~135℃,保温30min。
[0047] (2)反应釜中装分水器分水2mL,之后继续升温至165℃反应3h,最后升温至185℃反应1h,得到淡琥珀色固体7.0g,即为聚酰胺。
[0048] (3)将步骤(2)中得到的淡琥珀色固体用去离子水稀释至固含量质量浓度30%的溶液,然后用恒压滴液漏斗慢慢滴加4.5g的2,3-环氧丙基三甲基氯化铵,滴加完毕后在恒温水浴锅中70℃下反应5h,得到亮黄色透明液体,最后通过旋蒸得到粗品阳离子聚酰胺,该物质为淡黄色膏状物;
[0049] (4)将(3)中所得的淡黄色膏状物用质量浓度20%的氢氧化钠溶液(氢氧化钠质量为24.8g)溶解后加入到反应釜中,通入N2之后用恒压滴液漏斗慢慢滴加7.5mL二硫化碳,滴毕在恒温水浴中40℃下反应6h。得到橙黄色固体即为阳离子聚酰胺黄原酸钠絮凝剂。
[0050] 实施例5
[0051] (1)将己二酸和二乙烯三胺按摩尔比1:1.05进行,先将3.7g二乙烯三胺加入到反应釜中,然后加入2.25g水,在机械搅拌下再滴加5g己二酸,滴加完毕后加入0.1g催化剂对甲苯磺酸,继续加热搅拌,待温度升高到125~135℃,保温30min;
[0052] (2)反应釜中装分水器分水2mL,之后继续升温至165℃反应3h,最后升温至185℃反应1h,得到淡琥珀色固体6.95g,即为聚酰胺。
[0053] (3)将步骤(2)中得到的固体用去离子水稀释至固含量(质量分数)为35%的溶液,然后用恒压滴液漏斗慢慢滴加4.5g的2,3-环氧丙基三甲基氯化铵,滴加完毕后在恒温水浴锅中70℃下反应5h,得到亮黄色透明液体,最后通过旋蒸得到粗品阳离子聚酰胺,该物质为淡黄色膏状物。
[0054] (4)将(3)中所得的淡黄色膏状物用质量浓度20%的氢氧化钠溶液(氢氧化钠质量为25g)溶解后加入到反应釜中,通入N2之后用恒压滴液漏斗慢慢滴加7.75mL二硫化碳,滴毕在恒温水浴中40℃下反应6h,得到橙黄色固体即为阳离子聚酰胺黄原酸钠絮凝剂。
[0055] 实施例6
[0056] (1)将二乙烯三胺加入到反应釜中,然后加入水并搅拌均匀,在搅拌下滴加己二酸,滴加完毕后加入对甲苯磺酸,然后升温至125℃之间,反应40min,然后进行分水,分水完毕后继续升温至165℃之间,反应3h后继续加热至185℃,保温1h,得到琥珀色粘稠液体,经丙酮洗剂数次后在真空干燥箱中于50℃下干燥后得到琥珀色固体;其中,己二酸与二乙烯三胺的摩尔比为1:1,水与二乙烯三胺的质量比为1.6:1,对甲苯磺酸与己二酸的摩尔比为1:40;
[0057] (2)将琥珀色固体加入到去离子水中,得到质量浓度为30%的溶液,再将溶液加入到反应釜中并通入N2,然后加入2,3-环氧丙基三甲基氯化铵,在70℃下搅拌5小时,得到透明的黄色液体,然后旋蒸去除水分,得到淡黄色膏状物;其中,2,3‐环氧丙基三甲基氯化铵与琥珀色固体的质量比为1.7:1;
[0058] (3)将淡黄色膏状物用质量浓度为15%的氢氧化钠溶液溶解后加入到反应釜中,然后再滴加二硫化碳,滴加完毕后在30℃的下反应5h,得到橙黄色固体,即为阳离子聚酰胺黄原酸钠絮凝剂,其中,二硫化碳与氢氧化钠的摩尔比为1:1;淡黄色膏状物与二硫化碳的质量比为2.5:1。
[0059] 实施例7
[0060] (1)将二乙烯三胺加入到反应釜中,然后加入水并搅拌均匀,在搅拌下滴加己二酸,滴加完毕后加入对甲苯磺酸,然后升温至130℃之间,反应35min,然后进行分水,分水完毕后继续升温至155℃之间,反应3.5h后继续加热至190℃,保温1h,得到琥珀色粘稠液体,经丙酮洗剂数次后在真空干燥箱中于50℃下干燥后得到琥珀色固体;其中,己二酸与二乙烯三胺的摩尔比为1:1.1,水与二乙烯三胺的质量比为1.7:1,对甲苯磺酸与己二酸的摩尔比为1:50;
[0061] (2)将琥珀色固体加入到去离子水中,得到质量浓度为35%的溶液,再将溶液加入到反应釜中并通入N2,然后加入2,3-环氧丙基三甲基氯化铵,在80℃下搅拌4小时,得到透明的黄色液体,然后旋蒸去除水分,得到淡黄色膏状物;其中,2,3‐环氧丙基三甲基氯化铵与琥珀色固体的质量比为1.3:1;
[0062] (3)将淡黄色膏状物用质量浓度为20%的氢氧化钠溶液溶解后加入到反应釜中,然后再滴加二硫化碳,滴加完毕后在40℃的下反应6h,得到橙黄色固体,即为阳离子聚酰胺黄原酸钠絮凝剂,其中,二硫化碳与氢氧化钠的摩尔比为1.06:1;淡黄色膏状物与二硫化碳的质量比为2:1。
[0063] 实施例8
[0064] (1)将二乙烯三胺加入到反应釜中,然后加入水并搅拌均匀,在搅拌下滴加己二酸,滴加完毕后加入对甲苯磺酸,然后升温至135℃之间,反应30min,然后进行分水,分水完毕后继续升温至160℃之间,反应3.2h后继续加热至188℃,保温1h,得到琥珀色粘稠液体,经丙酮洗剂数次后在真空干燥箱中于50℃下干燥后得到琥珀色固体;其中,己二酸与二乙烯三胺的摩尔比为1:1,水与二乙烯三胺的质量比为1.8:1,对甲苯磺酸与己二酸的摩尔比为1:45;
[0065] (2)将琥珀色固体加入到去离子水中,得到质量浓度为40%的溶液,再将溶液加入到反应釜中并通入N2,然后加入2,3-环氧丙基三甲基氯化铵,在75℃下搅拌4.5小时,得到透明的黄色液体,然后旋蒸去除水分,得到淡黄色膏状物;其中,2,3‐环氧丙基三甲基氯化铵与琥珀色固体的质量比为1.5:1;
[0066] (3)将淡黄色膏状物用质量浓度为17%的氢氧化钠溶液溶解后加入到反应釜中,然后再滴加二硫化碳,滴加完毕后在35℃的下反应5.5h,得到橙黄色固体,即为阳离子聚酰胺黄原酸钠絮凝剂,其中,二硫化碳与氢氧化钠的摩尔比为1.03:1;淡黄色膏状物与二硫化碳的质量比为2.2:1。
[0067] 参见图3,对本发明制得的阳离子聚酰胺黄原酸钠絮凝剂进行的红外测试,从图3上可以看出,在3614cm-1为游离OH-的吸收峰,在2947cm-1处为饱和烷基的C-H吸收峰,在648cm-1,1554cm-1,1291cm-1处分别为仲酰胺的C=O、N-H、C-N的特征吸收峰,在1146cm-1处为叔胺的C-N伸缩振动吸收峰。以上为阳离子聚酰胺的红外特征峰。与阳离子聚酰胺红外相-1 -1
比,在3441cm 出现游离的N—H特征吸收峰。在1211cm 处出现醚键的C-O吸收峰,在1040cm-1出现了C=S双键的吸收峰,在903cm-1处出现了C-S单键的吸收峰。在此基础上可以说明阳离子聚酰胺黄原酸钠的特征吸收峰都出现了。
[0068] 将本发明制得的阳离子聚酰胺黄原酸钠絮凝剂对重金属离子进行的去除测试,详见表1。
[0069] 表1 为去除金属离子的数据
[0070]
[0071]
[0072] 从表1可以看出,本发明的絮凝剂能够很好的去除Zn、Pb、Cd、Hg、Cu等离子,且Zn离子去除效率达98%以上,Pb、Cd、Hg、Cu等离子去除效率达99.9%以上。
[0073] 本发明的制备方法简单,且操作方便,而且由该方法制备的物质,在原有絮凝剂的基础上更好的去除重金属离子,更重要的是收率高、低成本。最主要的是该化学品易降解,不会对环境产生深远的影响,达到了预期的絮凝和去除重金属离子的效果。
[0074] 以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明,不能认定本发明的具体实施方式仅限于此,对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干简单的推演或替换,都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定专利保护范围。