DTC类重金属捕集剂研究的进展

二硫代氨基甲酸盐 (dithiocarbamate ,DTC)衍生物对重金属有极强的螯合能力 ,在环境治理中主要有螯合剂和螯合树脂两种利用形式。前者主要用于成分复杂污染物中重金属离子的去除 ;后者主要用于环境分析中金属的分离与预富集。今后进一步研究方向应为 :根据物质结构与性能的关系 ,开发更加稳定、高效、低毒的产品 。

二硫代氨基甲酸盐类(DTCs)杀菌剂残留分析方法综述

综述了二硫代氨基甲酸盐类(DTCs)杀菌剂及其代谢物的残留分析研究现状,并对当前主要的残留分析方法如分光光度法、气相色谱法、液相色谱法及液相色谱-质谱联用技术和毛细管电泳法进行了较为详细的比较、分析,对DTCs类杀菌剂残留分析方法的未来发展进行了展望。衍生化液相色谱法虽然操作步骤较繁琐、耗时长,但结果稳定可靠,并能区分不同结构类型,是目前重点且被广泛采用的方法,而同时测定DTCs类杀菌剂母体及其代谢物的串联质谱方法将是今后进一步研究的热点课题。

DTC改性木薯淀粉重金属螯合剂的合成与表征

以木薯淀粉-N-羟甲基丙烯酰胺接枝共聚物(St-g-NMA)为主要原料,通过二硫代氨基甲酸盐(DTC)改性合成重金属离子螯合剂(DTCS),考察了反应温度、时间、CS2用量等多因素对反应过程的影响,并通过红外光谱对其结构进行表征。实验结果显示,反应温度和时间、CS2用量、溶剂用量、NaOH用量对反应过程影响显著,最佳反应条件为T=45℃、t=18h、VCS2=1.5mL、VS=40mL、NaOH质量分数=0.4,合成的DTCS对多种重金属离子去除率接近100%;红外光谱表征证明氨基和—CS2基团成功引入螯合淀粉骨架中。

PVA/DTC纳米纤维的制备及对铅离子的吸附行为

通过高压静电纺丝技术制备了聚乙烯醇/聚乙烯亚胺(PVA/PEI)纳米纤维膜,对纤维膜进行功能化使其转化为对重金属离子具有高络合能力的聚乙烯醇/二硫代氨基甲酸盐功能化聚乙烯亚胺(PVA/DTC)纳米纤维膜.研究了PVA/PEI纳米纤维膜的交联和功能化以及PVA/DTC纤维膜对铅离子的吸附行为.结果表明,高压静电纺丝法可制备出纤维直径分布均匀、形貌良好的纳米纤维膜,且交联、功能化后仍能保持蓬松纳米纤维状的网状结构.PVA/DTC纳米纤维膜对铅离子吸附速率快,吸附量容量高,且具有良好的再生吸附能力,是一种潜在的重金属离子高效吸附材料.

新型重金属捕集DTC-U处理含铅废水的研究

合成了一种新型二硫代氨基甲酸盐重金属捕集剂(DTC-U),考察其对含铅废水的处理效果.实验结果表明:处理10 mg/L的含Pb2+废水,pH值范围3~10,DTC-U投加量为26 mg/L,聚合氯化铝为絮凝剂,搅拌反应8 min,去除率达到95%以上,废水中Pb2+浓度可降至0.5 mg/L以下,达到国家排放标准(GB 25466—2010)要求.在Pb2+、Cd2+共存的情况下,Pb2+比Cd2+优先反应;投加量适当时,可使废水中两种离子浓度均小于国家排放标准的要求.该新型重金属捕集DTC-U适用的pH值范围宽,使用效果好,有良好的应用前景.

DTC在石油开采中的应用

二硫代氨基甲酸盐是一种具有广谱作用的油田化学用剂 ,可以用作净水剂、防淤渣剂、杀菌剂、防垢剂等。本文着重论述了它作为净水剂的应用 ,也简要论述了作为防淤渣剂、杀菌剂、防垢剂的应用。同常规净水剂相比 ,二硫代氨基甲酸盐具有除油效率高的特点。

一种有机硫类絮凝剂DTC的合成及性能评价

讨论了由有机伯胺或仲胺和CS2合成二硫代氨基甲酸盐DTC的反应及副反应,简介了合成工艺。根据红外光谱确认了由三乙烯四胺合成的二硫代氨基甲酸盐（以下简称DTC）的结构。以含原油350 mg/L、含悬浮固体55.1 mg/L,含Fe^2＋10.0 mg/L的模拟污水为实验水样,考察了该DTC的絮凝性能,在40℃、pH=6-7、沉降时间30分钟条件下DTC的适宜加量为20 mg/L,此时污水含油量为9.0 mg/L;使用DTC的适宜pH范围在4-8,pH=6为最佳值,适宜温度范围为10-45℃,温度高于45℃时DTC可发生热分解;DTC的除油效果随污水中Fe^2＋浓度增大而改善。在含油89.1 mg/L、含悬浮固体55.1 mg/L、含Fe^2＋13.2 mg/L的油田污水中,DTC的除油率最高,远高于常用絮凝剂PFS,PAC,CPAM,HPAM和PAM。当污水中不含Fe^2＋时,DTC无絮凝除油效果。讨论了DTC在Fe^2＋参与下的絮凝过程。图5表1参8。

重金属捕集剂DTC(BETA)处理含铜废水效果研究

以二乙烯三胺、二硫化碳为原料合成了二硫代氨基甲酸盐类重金属捕集剂DTC(BETA),分析了DTC(BE-TA)对单一含铜废水的捕集效果。结果表明:在废水pH为4~10范围内,搅拌时间为10 min,捕集剂用量为废水中Cu2+含量的9倍(质量比),不加絮凝剂时,重金属捕集剂能处理较宽浓度范围的含铜废水,Cu2+的去除率可达99%以上,处理后废水的Cu2+浓度低于0.5 mg/L,可满足国家排放标准。

重金属捕集剂DTC-SC处理含Cu^(2+)、Cd^(2+)和Mn^(2+)废水研究

研究合成了1种新型二硫代氨基甲酸盐重金属捕集剂DTC-SC,考察其在不同条件下处理含Cu2+、Cd2+、Mn2+废水的实际效果。结果表明,处理200 m L质量浓度20 mg/L的Cu2+、Cd2+、Mn2+重金属废水,DTC-SC投加量为70 mg,p H在2~10效果较为理想,其中当p H在大于8之后效果最好,搅拌反应10 min,Cu2+、Cd2+去除率达99%以上,处理后质量浓度低于0.1 mg/L,Mn2+的去除率在90%以上,处理后质量浓度低于2 mg/L,达到GB 8978-1996排放要求。通过复合重金属模拟废液处理研究,发现Cu2+比Mn2+及Cd2+优先反应,Cd2+比Mn2+优先反应,在适当p H条件下加入适量的重金属捕集剂可使废水中3种离子含量均降低至国家排放标准以下。

DTC类改性糯米淀粉的制备及其吸附水中Pb^2+性能

采用碱法从天然糯米中提取糯米淀粉(SS),经环氧氯丙烷交联、醚化,邻苯二胺胺化,CS2亲核加成,最终制备出一种新型Pb2+吸附剂——二硫代氨基甲酸盐(DTC)类改性糯米淀粉(DTCS)。在吸附剂加入量2.0 g/L、Pb2+质量浓度30 mg/L的条件下,不同阶段改性产物吸附Pb2+的最佳pH均为7.0,吸附平衡时间为30 min。SS对Pb2+的吸附去除率仅为9.1%,经改性后吸附能力逐步提高,最终产物DTCS对Pb2+的吸附效果最佳,Pb2+去除率高达99.9%,平衡吸附量为14.97 mg/g。DTCS对Pb2+的吸附过程符合准二级吸附动力学模型,以化学吸附为主。

DTC类重金属螯合剂制备研究进展

阐述了DTC类螯合剂的合成机理,介绍了DTC类螯合剂制备方法,对比了硫光气法、黄原酸酯氨解法、叔胺法和伯(仲)胺-CS_(2)法的优缺点,归纳了不同制备方法、条件对螯合性能的影响,列举了小分子与高分子DTC类螯合剂的研究现状,分析了分子量对DTC类螯合剂性能的影响,总结了DTC类螯合剂制备过程中原料的结构、NaOH和CS_(2)投加量以及反应温度对螯合性能的影响,简述了DTC类螯合剂与离子态及络合态重金属的螯合反应机理和再生利用性能,指出了简化制备工艺、开发成本低、高效可再生的DTC类螯合剂是今后此类螯合剂的发展方向与研究重点。

DTC类重金属捕集剂对猪场废水中Cu、Zn的去除试验研究

通过黄原酸化反应将二硫代氨基甲酸（DTC）基团引入至壳聚糖,制备DTC类重金属捕集剂,用以去除猪场废水Cu、Zn。结果表明,DTC类重金属捕集剂对Cu、Zn的捕集性能受废水初始pH值和捕集剂投加量的影响,pH值有一个适宜范围,即pH 3.0～5.0;随着捕集剂投加量的增加,去除效果逐渐增加,但增加速率逐渐减缓。捕集剂性能受进水Cu、Zn浓度以及废水温度的干扰不很明显。在废水pH值5.0,捕集剂投加量2.0 g·L^-1（废水）,初始Cu、Zn浓度25～200 mg·L^-1时,捕集剂对Cu、Zn的去除率可达到99%以上,且处理后Cu、Zn浓度低于污水综合排放标准（GB 8978—1996）一级标准限值规定。DTC类重金属捕集剂对Cu、Zn的等温吸附特征可用Langmuir方程进行拟合,其吸附平衡时间约为20 min左右。

重金属捕捉剂DTC-3去除化学镍实验研究

选用三乙烯四胺为原料制备重金属捕捉剂DTC-3,处理深圳某电镀企业废水中的化学镍,研究了DTC-3投加量、pH值、反应时间以及絮凝剂FeSO_(4)投加量等因素对Ni^(2+)去除效果的影响。实验结果表明:在pH值调到9,DTC-3投加量为100 mg/L,搅拌反应15 min,FeSO_(4)投加量为80 mg/L时,残留Ni^(2+)浓度从3.86 mg/L降到0.43 mg/L,去除率高达88.86%,达到电镀污染物排放标准(GB 21900-2008)中表2要求,同时,经对比,除化学镍效果优于某市售重捕剂CL-30,可见DTC-3具有较好的应用前景。

DTC类重捕剂在化学镀镍浓废液深度除镍中的应用研究

以催化氧化还原预处理后的化学镀镍浓废液为对象,通过使用DTC(二硫代氨基甲酸盐)类复合重捕剂对其进行深度除镍,研究了重捕剂用量、反应时间、初始pH、反应温度和初始镍浓度对处理效果的影响。结果表明,在重捕剂用量为600 mg/L、初始pH为7、反应温度为25℃的条件下,反应3 min后即可将镍浓度从24.5 mg/L稳定降低至0.05 mg/L,镍去除率高达99.8%,符合电镀废水中重金属镍的排放要求。

二硫代氨基甲酸盐的絮凝作用机理及除油性能

用2种端氨基聚醚化合物Jeffamine-T403和Jeffamine-D230作原料分别合成了二硫代氨基甲酸盐型絮凝剂DTC-1和DTC-2,利用红外光谱分析,确认了产物分子的结构.以高岭土悬浊液为处理对象,通过考察DTC分子结构、投药量和Fe2+络离子浓度对絮凝的影响及Zeta电位的变化,讨论了DTC的作用规律和机理.结果表明,与DTC-2相比,DTC-1与Fe2+络合可形成网状超分子结构,故产生的絮体具有较好的网捕作用.金属离子为Fe3+时,絮凝性能较差.DTC-1除油能力强,在Fe2+的配合下,20mg/L的投加量可使油浓度从93.9,404.3,878.6mg/L分别降至1.1,3.2,6.4mg/L.

改性多孔淀粉对Cu^(2+)的捕集性能

以玉米淀粉为原料,采用糖化酶和α-淀粉酶复合酶解制成多孔淀粉,多孔淀粉经交联、间接醚化、胺化、黄原酸酯化反应得到二硫代氨基甲酸基改性多孔淀粉(DTCPS)重金属捕集剂。研究了DTCPS对Cu2+的捕集性能。实验结果表明:制得的多孔淀粉的比表面积为1.264 5m2/g,比玉米淀粉的比表面积增大了138.5%;制得的多孔淀粉是一种中孔淀粉;Cu2+溶液pH为1~5时,DTCPS的Cu2+饱和捕集量均较高;Cu2+初始质量浓度为0~70m g/L时,DTCPS对Cu2+的捕集性能很好,溶液中Cu2+的剩余质量浓度低于0.12m g/L,Cu2+的去除率达99%以上。DTCPS对Cu2+的捕集性能明显优于二硫代氨基甲酸基改性淀粉(DTCS)。

煤基重金属螯合吸附剂的制备及性能研究

为提高煤对重金属离子的吸附性能,以平均粒度为71.55μm的神府煤颗粒为原料,γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)为偶联剂,将三乙烯四胺(TETA)通过偶联剂接枝于煤粉颗粒表面,与二硫化碳、氢氧化钠反应生成二硫代氨基甲酸盐制得以神府煤为基体的重金属螯合吸附剂,考察了其对重金属离子Ni2+的螯合吸附特性。结果表明,螯合吸附剂对Ni2+的螯合吸附符合Langmuir吸附等温线,其吸附容量为104.17 mg/g,明显高于原煤粉的32.23 mg/g。螯合吸附剂吸附Ni2+的ΔH,ΔG均为负值,说明吸附为自发放热过程。红外光谱分析表明,螯合吸附剂在1 309 cm-1及1 120 cm-1吸收峰为N—C—S,C=S的吸收峰,表明DTC螯合基团成功接枝到煤颗粒表面。吸附饱和的螯合吸附剂在较高p H值条件下具有较好的稳定性。用0.1 mol/L醋酸脱附吸附饱和的螯合吸附剂,脱附率达90.74%。

重金属捕集剂在电镀重金属废水中的应用研究

针对传统化学沉淀方法处理实际电镀综合废水中重金属离子无法达标的问题,选取了3种市售重金属捕集剂对实际电镀废水中的Cu2+、Zn2+、Ni2+进行同步深度处理,采用红外光谱分析仪对3种捕集剂的分子结构进行表征,并比较了三者对电镀废水中重金属离子的处理效果。结果发现,三聚硫氰酸三钠(Trimercaptotriazine,简称TMT)对Cu2+的去除效果最为显著,投加量少且效果稳定,但对Ni2+的去除效果较差。在二硫代氨基甲酸盐类(Dithiocarbamate,简称DTC)捕集剂中,Me2DTC(Me=—CH3)的适用性最强,对3种重金属离子均具有良好的去除效果,可达到《电镀废水排放标准》(GB 21900—2008)中表3的排放标准,且在p H=9.70时,处理效果最佳;Et2DTC(Et=—CH2CH3)对Ni2+的去除效果不佳,表明DTC分子结构中的取代基种类不同,可能会对Ni2+的捕集效果产生较大影响。

飞灰螯合剂中挥发性污染物的释放

采集了4个市售飞灰螯合剂样品,分析其在20,40℃下挥发性污染物的释放规律.结果表明,释放的挥发性污染物主要有甲醛、乙醛、苯、异戊醛/异丙醇、甲硫醇、乙硫醇等;其中3个螯合剂样品甲醛的释放浓度在20℃为748~1325μg/L-螯合剂,占释放的易挥发污染物的68%~96%(质量比),在40℃为4282~6822μg/L-螯合剂,占释放的易挥发污染物的87%~95%(质量比).随着温度升高,释放的挥发性污染物种类变多,部分污染物浓度增加,40℃时,4个螯合剂样品释放的易挥发污染物浓度比20℃时增加了142%~444%.元素分析、拉曼光谱和热重分析结果表明,4个螯合剂的主要有效成分相似,为二硫代氨基甲酸盐类物质.因此,推测这种飞灰螯合剂在稀释和飞灰稳定化过程中,对工作人员的健康可能有潜在的危害风险,应收集释放的气体并进行处理;且在飞灰填埋过程中,可能会导致渗滤液中NH4+-N等物质的浓度升高,增加渗滤液的处理难度.

侧链型氨基硫代甲酸螯合树脂的合成及吸附性能的研究

以聚丙烯酰胺为原料合成了一种含氮、硫原子的新型氨基硫代甲酸螯合树脂(PADC),通过红外光谱、元素分析确定了其结构,利用热失重-差热分析方法研究了PADC的热稳定性,并系统研究了该树脂对重金属离子Cu2+,Co2+,Pb2+,Ag+,Au3+的吸附性能。实验结果表明,PADC的合成方法简单,功能基转化率较高,在使用温度范围内具有良好的热稳定性,对重金属离子具有较强的吸附能力,特别对Ag+有较大的吸附容量和较快的吸附速率。在25℃、pH=6时,PADC对Ag+的吸附约0.5h即可达到吸附平衡,平衡吸附容量达11.2mmol/g。