水溶性硫脲醛(WTF)重金屬捕集劑的合成及應用.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用的合成及應用Synthesisapplicationofawatersolublethioureafmaldehyde(WTF)heavymetalchelatingagent專業(yè)：環(huán)境科學作者姓名：郭宇鵬指導教師：劉涉江副教授天津大學環(huán)境科學與工程學院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。含硫脲官能團的高分子是一種優(yōu)秀的穩(wěn)定化藥劑，其對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高分子固體，只能應用于對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用前景水溶性硫脲醛重金屬捕集劑的合成需要進行兩步反應（羥甲基化反應和縮聚反應）。本文針對WTF重金屬捕集劑的反應合成條件，對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構。實驗結果顯示，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，羥甲基化階段應該在pH=7.58.0，60℃的條件下反應30min；縮聚反應階段在pH=4.55.0，80℃的條件下反應；此外，縮聚反應的終點采用濁度滴定法進行判斷。當三聚氰胺添加量為捕集劑的7%時，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%。實驗結果顯示，WTF重金屬捕集劑在加入量為廢水質(zhì)量的2%時，能夠?qū)U水中鎘離子濃度從10mgL降低值1mgL，在國家規(guī)定標準限值以下。毒性浸出實驗顯示，WTF重金屬捕集劑的加入量為焚燒飛灰質(zhì)量的3%時，對Cr、Pb和Cd的穩(wěn)定率達到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)定標準限值。關鍵詞關鍵詞