水溶性硫脲醛(WTF)重金屬捕集劑的合成及應(yīng)用.pdf

1、水溶性硫脲醛水溶性硫脲醛（WTF）重金屬金屬捕集劑捕集劑的合成及應(yīng)用的合成及應(yīng)用Synthesisapplicationofawatersolublethioureafmaldehyde(WTF)heavymetalchelatingagent專業(yè)：環(huán)境科學(xué)作者姓名：郭宇鵬指導(dǎo)教師：劉涉江副教授天津大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院2015年12月中文摘要中文摘要我國的重金屬污染問題十分嚴(yán)重，已經(jīng)威脅到了人們的生活健康。在常用的重金屬治理方法中，使

2、用藥劑固化穩(wěn)定化重金屬具有治理周期短且成本較低的優(yōu)勢(shì)。含硫脲官能團(tuán)的高分子是一種優(yōu)秀的穩(wěn)定化藥劑，其對(duì)重金屬離子具有非常好的螯合能力，但目前所合成的捕集劑均為不溶于水的有機(jī)高分子固體，只能應(yīng)用于對(duì)水體中重金屬污染的治理。開發(fā)一種具有水溶性的含硫脲的重金屬捕集劑具有非常廣闊的應(yīng)用前景水溶性硫脲醛重金屬捕集劑的合成需要進(jìn)行兩步反應(yīng)（羥甲基化反應(yīng)和縮聚反應(yīng)）。本文針對(duì)WTF重金屬捕集劑的反應(yīng)合成條件，對(duì)水體和焚燒飛灰中重金屬的去除效率以及游離

3、甲醛的去除進(jìn)行了研究。通過分析WTF重金屬捕集劑的元素含量和紅外光譜圖，推斷出其可能的分子結(jié)構(gòu)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，WTF重金屬捕集劑的最佳合成條件如下：首先，甲醛與硫脲的摩爾比為2.5:1，三聚氰胺與硫脲的摩爾比為0.02:1；其次，羥甲基化階段應(yīng)該在pH=7.58.0，60℃的條件下反應(yīng)30min；縮聚反應(yīng)階段在pH=4.55.0，80℃的條件下反應(yīng)；此外，縮聚反應(yīng)的終點(diǎn)采用濁度滴定法進(jìn)行判斷。當(dāng)三聚氰胺添加量為捕集劑的7%時(shí)，能夠有效的

4、將WTF重金屬捕集劑中的游離甲醛含量從8.5%降低至2%。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，WTF重金屬捕集劑在加入量為廢水質(zhì)量的2%時(shí)，能夠?qū)U水中鎘離子濃度從10mgL降低值1mgL，在國家規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)限值以下。毒性浸出實(shí)驗(yàn)顯示，WTF重金屬捕集劑的加入量為焚燒飛灰質(zhì)量的3%時(shí)，對(duì)Cr、Pb和Cd的穩(wěn)定率達(dá)到96.5%、92.0%和85.8%。三種重金屬的浸出濃度降至0.08mgL、2.44mgL和0.23mgL。浸出毒性低于國家規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)限值。關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞