【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及螯合劑的制備領域，具體涉及一種星型三聚氰胺六(乙二胺-n,n-二乙酸)螯合劑及其制備方法和應用。
技術介紹
1、螯合劑又稱螯合配體、螯合基團或多齒配體，其特點是分子中含有兩個以上配位原子，且可同時與一個中心原子(或離子)形成環狀結構的螯合環。由于這類分子結構很像"蟹"的兩個大"鉗"夾住金屬原子或離子，因而被形象地稱為螯合劑，而形成的具有環狀結構的配合物被稱作為螯合物。由于螯合劑中兩個或兩個以上配位原子同時與一個中心原子(或離子)形成螯合環，使形成的螯合物比組成和結構相近的非螯合配位化合物的穩定性明顯提高。螯合劑絕大多數為有機配體，而其中的配位原子以氧和氮最為常見，其次是硫、磷、砷等。由于螯合劑的特殊結構和性能，在工農業生產和日常生活均有廣泛的應用。例如，加入螯合劑可使金屬離子生成性質完全不同的螯合物，在工業生產中添加螯合劑已成為降低和控制金屬離子濃度的主要方法；螯合劑可用作過氧化氫及次氯酸類作漂白劑的化學、機械和脫墨紙漿的漂白助劑；部分螯合劑在醫學上可用作鉛及汞等中毒的解毒劑。此外，在工業生產中還可廣泛應用于礦物浮選、濕法冶金、金屬元素的提取與分離、物質的催化合成、水的軟化、電鍍工藝、醫藥工業和染色過程等領域。
2、乙二胺四乙酸(鈉)(edta)由于分子中含有兩組氨基二乙酸基(—n(ch2coo－)2)，可與多數金屬離子生成4個穩定的五員環和1個五員環，因此，比其它絕大多數螯合劑的螯合能力更強，形成的螯合物更穩定。因此，獲得了廣泛的研究與應用。但其分子中只有2組—n(ch2coo－)2螯合基團，且由亞乙
技術實現思路
1、針對上述技術問題，本專利技術提供一種星型三聚氰胺六(乙二胺-n,n-二乙酸)螯合劑及其制備方法和應用。
2、本專利技術提供的星型三聚氰胺六(乙二胺-n,n-二乙酸)螯合劑，其結構如式(ⅰ)所示：
3、
4、上述螯合劑以三聚氰胺為核，接枝6條以氨基二乙酸(—n(ch2cooh)2)為端基的支鏈，構成星型結構。每條支鏈上的—n(ch2cooh)2基團可與金屬離子形成2個五員環，而—nh—ch2ch2—n—也可與該金屬離子形成1個五員環，從而生成穩定的螯合物；同時，相鄰的2個—n(ch2cooh)2也可與同一金屬離子螯合，產生協同螯合作用，從而增加螯合能力和螯合物的穩定性。
5、上述星型三聚氰胺六(乙二胺-n,n-二乙酸)螯合劑的制備方法，包括以下步驟：
6、(1)按三聚氰胺與甲醛物質的量比為1∶10～12，將甲醛溶液加入到反應器中，用堿或堿性鹽溶液調ph值至8.0～9.5，再加入計量的三聚氰胺；啟動攪拌器，升溫至70～90℃，待反應混合物由渾濁變清亮，保溫繼續反應20～60min；然后按蒸餾水與甲醛溶液體積比為5～8∶1，取蒸餾水預熱至70～85℃后，加入至反應器中，充分攪勻；
7、(2)按乙二胺與甲醛的物質的量比為1.0～1.1∶1，將乙二胺滴加到步驟(1)的溶液中，繼續反應30～60min，然后降溫至室溫；
8、(3)按鹵代乙酸鈉、堿或堿性鹽與乙二胺的物質的量比為2.1～2.3∶2.3～2.5∶1，將鹵代乙酸鈉加入到步驟(2)所得溶液中，溶解后，分3～4批緩慢滴加堿或堿性鹽溶液，每批加入后在ph降至9～10后再加入下一批，然后在室溫下保持12～16h；
9、(4)升溫至85～95℃，加入活性炭脫色1～1.5h，然后過濾，濾渣用蒸餾水洗滌；濾液用鹽酸溶液調ph至2.5～3.5，蒸發濃縮，冷卻析出固體，過濾，濾餅用蒸餾水洗至無氯cl－，于105～110℃烘干至恒重，即得星型三聚氰胺六(乙二胺-n,n-二乙酸)螯合劑。
10、進一步地，步驟(1)中，所述的三聚氰胺為工業級以上純度的產品，甲醛為質量分數為37～40％的工業級以上純度的產品。
11、進一步地，步驟(1)中，所述的堿或堿性鹽溶液為質量分數是10％～15％的na2co3溶液或質量分數是20％～30％的naoh溶液。
12、進一步地，步驟(2)中，所述的乙二胺為工業級以上純度的產品。
13、進一步地，步驟(3)中，所述的鹵代乙酸鈉為氯乙酸鈉或溴乙酸鈉任一種。
14、進一步地，步驟(3)中，所述的堿或堿性鹽溶液為質量分數是20％～30％的naoh或koh溶液，或質量分數是10％～15％的na2co3溶液。
15、進一步地，步驟(3)中，所述的緩慢滴加堿或堿性鹽溶液的時間在40～60min。
16、進一步地，步驟(4)中，所述的鹽酸溶液的質量分數為25％～30％。
17、進一步地，步驟(1)中，所述的反應器均帶有機械攪拌、滴液漏斗和回流冷凝管。
18、上述螯合劑可應用于金屬離子的螯合、工業生產過程中金屬離子濃度的調控、礦物的采選與冶煉、金屬元素的提取與分離、電鍍工藝、造紙、醫藥工業或染色等多個領域，效果顯著。
19、本專利技術涉及一種星型三聚氰胺六(乙二胺-n,n-二乙酸)螯合劑的制備方法。它先將三聚氰胺與甲醛在弱堿性的條件下發生加成反應生成六羥甲基三聚氰胺，然后在其未進一步脫水縮聚前加入乙二胺，使羥甲基與乙二胺上的氨基縮合而將乙二胺接在三聚氰胺的氨基上，再在堿或堿性鹽存在下與鹵代乙酸鈉反應在鏈的末端接上2個—ch2coo－構成—n(ch2cooh)2基團，構成一種以三聚氰胺為母核，6條末端為—n(ch2cooh)2基團的支鏈呈星型分布的分子結構。通過—n(ch2cooh)2從不同方向將金屬離子螯合而固定在分子上，通過三聚氰胺母核的連接作用使其聚集在一起，并通過相鄰支鏈上的—n(ch2cooh)2協同螯合作用增強對金屬離子的螯合能力和螯合物的穩定性。
20、本專利技術相比現有技術所具有的有益效果：
21、(1)本專利技術產物分子中具有以三聚氰胺為核，接枝6條末端為—n(ch2cooh)2)的支鏈，構成星型結構。6條支鏈上的—n(ch2cooh)2)基團可以從較廣的范圍將金屬離子螯合綁定，再通過三聚氰胺環將6條支鏈螯合綁定的金屬離子聚集，且相鄰支鏈上的—n(ch2cooh)2還可產生協同本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種星型三聚氰胺六(乙二胺-N,N-二乙酸)螯合劑，其特征在于，其結構如式(Ⅰ)所示：
2.根據權利要求1所述的星型三聚氰胺六(乙二胺-N,N-二乙酸)螯合劑，其特征在于，所述螯合劑為星型結構，所述螯合劑的外觀為白色或淡黃色粉末。
3.權利要求1或2所述的星型三聚氰胺六(乙二胺-N,N-二乙酸)螯合劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
4.根據權利要求3所述的星型三聚氰胺六(乙二胺-N,N-二乙酸)螯合劑的制備方法，其特征在于，步驟(1)中，所述的三聚氰胺為工業級以上純度的產品，所述甲醛為質量分數為37～40％的工業級以上純度的產品；所述的反應器均帶有機械攪拌、滴液漏斗和回流冷凝管。
5.根據權利要求3所述的星型三聚氰胺六(乙二胺-N,N-二乙酸)螯合劑的制備方法，其特征在于，步驟(1)中，所述的堿或堿性鹽溶液為質量分數是10％～15％的Na2CO3溶液或質量分數是20％～30％的NaOH溶液。
6.根據權利要求3所述的星型三聚氰胺六(乙二胺-N,N-二乙酸)螯合劑的制備方法，其特征在于，步驟(2)中，所述的乙二
7.根據權利要求3所述的星型三聚氰胺六(乙二胺-N,N-二乙酸)螯合劑的制備方法，其特征在于，步驟(3)中，所述的鹵代乙酸鈉為氯乙酸鈉或溴乙酸鈉任一種。
8.根據權利要求3所述的星型三聚氰胺六(乙二胺-N,N-二乙酸)螯合劑的制備方法，其特征在于，步驟(3)中，所述的堿或堿性鹽溶液為質量分數是20％～30％的NaOH或KOH溶液，或質量分數是10％～15％的Na2CO3溶液，所述的緩慢滴加堿或堿性鹽溶液的時間在40～60min。
9.根據權利要求3所述的星型三聚氰胺六(乙二胺-N,N-二乙酸)螯合劑的制備方法，其特征在于，步驟(4)中，所述的鹽酸溶液的質量分數為25％～30％。
10.權利要求1至2任一項或權利要求3至9任一項所述的制備方法得到的星型三聚氰胺六(乙二胺-N,N-二乙酸)螯合劑在金屬離子的螯合、工業生產過程中金屬離子濃度的調控、礦物的采選與冶煉、金屬元素的提取與分離、電鍍工藝、造紙、醫藥工業或染色中的應用。
...【技術特征摘要】
1.一種星型三聚氰胺六(乙二胺-n,n-二乙酸)螯合劑，其特征在于，其結構如式(ⅰ)所示：
2.根據權利要求1所述的星型三聚氰胺六(乙二胺-n,n-二乙酸)螯合劑，其特征在于，所述螯合劑為星型結構，所述螯合劑的外觀為白色或淡黃色粉末。
3.權利要求1或2所述的星型三聚氰胺六(乙二胺-n,n-二乙酸)螯合劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
4.根據權利要求3所述的星型三聚氰胺六(乙二胺-n,n-二乙酸)螯合劑的制備方法，其特征在于，步驟(1)中，所述的三聚氰胺為工業級以上純度的產品，所述甲醛為質量分數為37～40％的工業級以上純度的產品；所述的反應器均帶有機械攪拌、滴液漏斗和回流冷凝管。
5.根據權利要求3所述的星型三聚氰胺六(乙二胺-n,n-二乙酸)螯合劑的制備方法，其特征在于，步驟(1)中，所述的堿或堿性鹽溶液為質量分數是10％～15％的na2co3溶液或質量分數是20％～30％的naoh溶液。
6.根據權利要求3所述的星型三聚氰胺六(乙二胺-n,n-二乙酸)螯合劑的制備...
【專利技術屬性】
技術研發人員：劉立華，楊瑩，周晉勛，劉預枝，李亞男，唐安平，薛建榮，
申請(專利權)人：湖南科技大學，
類型：發明
國別省市：
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