重金属捕集剂及应用调研报告.docx

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重金属捕集剂及应用调研报告

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调研报告

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重金属捕集剂及应用调研报告

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重金属捕集剂及应用

1.调研背景

1.1背景

化学沉淀法在去除废水中重金属的应用最为广泛，其原理是通过化学反应使废水中呈溶解状态的重金属转变为不溶于水的重金属化合物，通过过滤和沉淀等方法使沉淀物从水溶液中去除。

随着重金属废水成分日趋复杂，废水排放要求逐渐趋向严格，由于受沉淀剂和环境条件的影响，目前我国大都采用传统中和沉淀法处理的重金属废水已不能满足废水排放要求需作进一步处理。

另外，产生的沉淀物必须很好地处理与处置，否则会造成二次污染。

重金属捕集剂能够结合重金属离子，生成稳定且难溶于水的金属螯合物。

重金属捕集剂具有处理方法简单，费用低，能做到多种重金属离子共存的情况下一次处理后，即可达到环保要求，即使对废水中重金属共存盐与络合盐也能充分发挥作用，并具有絮凝体粗大、沉淀快、脱水快、后处理容易、污泥量少且稳定无毒、没有二次污染等特点。

从而克服了传统化学处理法的不足，为后续的处理提供了方便，特别对废水中重金属含量低的废水，处理费用相对较低，有很好的应用前景。

近年来人们对高分子重金属捕集剂在废水处理方面的研究十分重视。

对重金属捕集剂技术进行调研，了解和掌握国内外重金属捕集剂的种类、技术特点、适用范围和发展方向等情况，可以为以后的深入研究提供理论依据和参考价值。

1.2项目研究内容

研究内容主要有以下几个方面：

（1）重金属捕集剂的国内外研究现状，技术发展情况

（2）研究重金属捕集剂的合成方法、处理效果、适用范围和特点

（3）对比各种捕集剂的经济指标，如：

合成成本、改性成本、运行成本

（4）捕集剂的市场应用情况分析

1.3项目提交内容

掌握重金属捕集剂的技术方法和技术发展趋势，为下一步的深入研究做准备，储备技术合作方。

提交调研报告一份。

2.重金属捕集剂概述

2.1捕集剂的简介

重金属捕集剂是近年来日受重视的水处理药剂，其分子结构中含有对重金属离子具有螯合作用的官能团，能与重金属离子发生螯合作用，并通过絮凝沉淀作用使被螯合的重金属离子细颗粒从水中脱除。

重金属捕集剂又叫重金属螯合剂，它能与绝大部分重金属离子发生强力的螯合反应，对重金属离子有良好的去除效果。

通过重金属捕集剂处理后，出水的大多数重金属离子的浓度都能达到国家排放标准，因此重金属捕集剂广泛的用于电镀、电子等行业含有水溶性络合重金属离子的废水处理。

常用的重金属捕集剂主要是二硫代氨基甲酸类化合物的衍生物，根据键合在其上的官能团差别，合成的捕集剂可以分为低分子化合物及高分子聚合物两种，即螯合剂和螯合树脂两种。

螯合剂为线性结构，易溶于水；螯合树脂为空间立体架桥结构，难溶于水。

在实际应用中，螯合剂对于成分复杂的重金属废水具有极好的去除效率；而螯合树脂主要用于分离和回收废水中的贵重金属。

2.2螯合法

螯合法是由于螯合剂能与大部分的重金属离子发生强力的螯合反应，因而去除重金属离子的效果较好。

通过螯合法处理后，出水的大多数重金属离子的浓度低于国家排放标准，故广泛的用于电镀、印染等行业排放的含有可溶性络合物的重金属离子废水的处理。

常用的螯合剂主要是二硫代氨基甲酸类化合物的衍生物，根据键合在其上的基团的差别，生成的螯合物可以分为低分子与高分子聚合物两种，即螯合剂和螯合树脂两种。

螯合剂为线性结构，易溶于水；螯合树脂为立体架桥结构，难溶于水。

在应用中，螯合剂对于成分复杂的重金属废水具有极好的处理效果，而螯合树脂主要用于分离和回收废水中的重金属。

两者在重金属污染治理中都显示出越来越重要的地位。

近些年来，国内外的学者们对螯合法处理重金属废水进行了大量的研究。

如M.Zamora利用交联反应合成了一种凝胶螯合剂，这种凝胶螯合剂与Cu2+、Pb2+、Hg2+和Ni2+等重金属离子发生螯合反应而去除这些重金属离子；研究结果表明凝胶螯合剂处理含重金属离子的废水后，出水中含有Cu2+的浓度为0.5μmol/L，Hg2+的浓度为1.5μmol/L，Ni2+的浓度为0.4μmol/L，Pb2+的浓度为3.2μmol/L。

AliKara等用乙烯乙二醇二异丁烯酸的共聚物（EGDMA）与n-乙烯咪唑（VIM）反应合成聚（乙烯乙二醇二异丁烯酸－n－乙烯咪唑）[聚（EGDMA）]凝胶，再用这种凝胶与Cd2+，Hg2+和Pb2+发生螯合反应，从而去除这三种重金属离子；研究结果表明，聚（EGDMA）凝胶对Cd2+的螯合容量为45.6mg/g，对Hg2+的螯合容量为74.2mg/g，对Pb2+的螯合容量为92.5mg/g。

清华大学的蒋建国在重金属的处理方面做了大量的研究，他在实验室合成了一种重金属螯合剂，用这种螯合剂、Na2S处理了分别含Cr3+、Cu2+、Ni2+、Hg2+、Pb2+、Zn2+和Cd2+的废水，并比较了这种螯合剂与Na2S对重金属离子的处理效果；研究结果表明，螯合剂对重金属离子的处理效果明显优于Na2S的处理效果，经螯合剂处理后残余的Cr3+的浓度为0.8mg/L，Cu2+的浓度低于检出限，Ni2+的浓度为0.12mg/L，Hg2+的浓度为1.5mg/L，Pb2+的浓度为低于检出限mg/L，Zn2+的浓度为3.87mg/L，Cd2+的浓度为0.5mg/L。

除此之外蒋建国还研究了当含铅废物中共存其他金属Ca2+、K+、Na+和Fe3+时，高分子螯合剂（WJ）对铅离子捕集效果的影响；研究结果表明，WJ对铅离子的捕集效率均在99.7％以上，并且Ca2+、K+、Na+和Fe3+的存在不影响WJ对铅离子的捕集效果。

韩旻，孙来九，王瑛等研究了重金属捕集沉淀剂DTCR处理含络合铜离子废水的工艺条件，对其处理效果与无机处理剂CaO、CaO和FeSO4联用的处理效果进行了比较；研究结果表明，重金属捕集剂DTCR与FeCl3联用时对铜离子的去除率最高，达到99.8％，CaO对铜离子的去除率为98.2％，CaO与FeSO4联用时对铜离子的去除率为99.1％。

相波，李义久等合成了带有二硫代氨基甲酸（DTC）基团的DTC改性淀粉（DTCS），并研究了改性淀粉对含铜离子废水的处理效果；研究结果表明，DTCS对铜离子的吸附容量为1.49mmol/g。

王文丰以宁波市塑料电镀厂的含铬废水、含氰废水和含铜、镍、锌的酸碱废水为研究对象，将氢氧化钠、硫化钠和螯合剂DTCR去除重金属离子效果的进行了对比；研究结果表明，用氢氧化钠和硫化钠处理后的Cu2+、Ni2+和Zn2+的浓度勉强能达到国家排放标准，而用DTCR处理后的Cu2+、Ni2+和Zn2+的浓度远远低于国家排放标准。

2.2.1螯合沉淀法的机理和特点

螯合沉淀法利用了螯合剂在常温下能与废水中Cu、Zn、Hg、Cd、Pb、Mn、Ni、Cr等多种重金属离子反应迅速的特点，在生成不溶于水的螯合盐后再加入少许有机或（和）无机絮凝剂形成絮状沉淀，以达到捕集去除水中重金属离子的目的。

螯合捕集剂与重金属离子可形成共价型螯合物，金属离子成键轨道的配布角度决定了给电子基团在中心离子周围的空间配布。

螯合剂与价键轨道为dsp2型的金属离子形成平面四方形结构，与价键轨道为sp3型的金属离子则形成正四面体结构，与d2sp3型金属离子形成八面体型结构，因为螯合剂与不同价键轨道的金属离子形成张力较小的空间构型，所以螯合剂与重金属离子反应生成的螯合物具有较高的稳定性。

比如Cu2+的价电子层电子组态为3d94s04p0与螯合剂发生反应时，可能形成sp3型正四面体构型的螯合物或是dsp3型的平面四方结构的螯合物。

螯合沉淀法具有以下特点：

①处理方法相对简单，只要添加少量药剂即可去除重金属离子，而且不需增加设备费用；

②螯合剂能够和重金属离子强力螯合，去除重金属效果较好；

③螯合剂与重金属离子能生成良好的絮凝体，絮凝沉淀效果好；

④污泥量少而且容易易脱水（传统的化学沉淀法往往需要投加大量的助沉剂而导致污泥量较多，并且污泥不易脱水，甚至粘在滤布或滤带上可能造成堵塞）。

2.2.2常用重金属螯合剂（有机硫）

（1）二硫代氨基甲酸盐（DTC）及其衍生物（DTCR）

最常用DTC类沉淀剂是二硫代氨基甲酸钠盐（SDTC），它的商品名是MP-2000，结构式为：

图2-1SDTC结构式

使用高分子捕集沉淀剂（DTCR）处理含混合重金属离子的废水是一种有效的处理重金属废水的方法。

DTCR是一种液态的螯合树脂，100%原液为棕红色透明液体，相对密度大于1.26（25℃时），pH值为11.0-12.0，粘度为80-100Pa·s。

它是由多个二硫代氨基甲酸盐

作为螯合基团的高分子聚合物，可以无限溶于水。

DTCR的基本结构式如下：

DTCR与二价金属作用的方式为：

DTCR是一种液状氨基二硫代甲酸型螯合树脂，它含有大量的极性基（极性基中的硫原子半径比较大、且带负电，易极化变形而产生负电场），它能够捕捉阳离子并趋向成键进而生成难溶性氨基二硫代甲酸盐（DTC盐）。

生成的DTC盐其中一部分是离子键或是强极性键（如DTC-Ag），大多数则是配价键（如DTC-Cu、DTC-Fe、DTC-Zn）。

同一金属离子螯合的配价基极可来自不同的DTCR分子，这样生成的DTC盐的分子会是立体结构的、高交联的，原DTCR的相对分子质量是（10-15）x104左右，而生成的难溶螯合盐的相对分子质量可达到数百万甚至上千万，因此此种金属盐一旦在水中生成，就有很好的絮凝沉降效果。

DTCR作为重金属捕集剂的研究可追溯到20世纪中叶，其合成的基本方法是利用多胺或乙烯二胺和二硫化碳在强碱中反应制得，其分子中氮原子和硫原子位置的不同、取代基团种类的不同、其它杂原子的存在和取代基的位置不同都会对重金属的捕集效果产生一定的影响。

蒋建国等成功地合成了一种含二硫代氨基甲酸基团的高分子螯合剂。

该物质采用不同种类的多胺或聚乙烯亚胺与二硫化碳反应制得。

构成螯合剂基本骨架的多胺，其相对分子质量在500以下，其中60-250最佳。

其结构式：

式中：

m，n为整数，m+n=1-8。

构成重金属螯合剂基本骨架的聚乙烯亚胺，其平均相对分子质量在5000以上，最好在10000-200000之间，实验使用30%的聚乙烯亚胺水溶液。

这些多胺或聚乙烯亚胺都具有含N置换基的烷基、氨基、酰基或羟基烷基。

反应过程中，CS2置换多胺分子N元素上的活性H，生成二硫代氨基甲酸或其盐。

实验结果表明，该螯合剂对各类重金属都具有良好的稳定效果。

（2）三巯基均三嗪三钠盐（TMT）

TMT（三巯基均三嗪三钠盐），也叫2，4，6-三硫醇基钠硫代三嗪。

其分子式为Na3C3N3S3·9H2O，其结构式见图2-2。

它是螯合沉淀水体中的二价和单价重金属离子的常用捕集剂，能与多种重金属（汞、锡、镍、铅、铬等）离子螯合形成极难溶于水，并且具有非常良好的化学稳定性。

图2-2TMT和Cu3（TMT）2的结构式

TMT常见的商品形式为15%的水溶液，俗称TMT-15，20℃时它的密度为1.12g/mL。

TMT不会对环境产生危害，当每立方米废水中含有高达12000mLTMT-15时，仍然不会对鱼类等的生存造成不良影响，可见，TMT是一种环境友好型有机硫药剂。

此外还有TMT-18系列，其中TMT-18A针对重金属总类多、含量高，有机溶液等废水，主要用于发电厂采用湿法脱硫工艺的废水处理；TMT-18B主要用于电镀厂的含多种重金属离子的废水处理；TMT-18C主要用于电路板、线路板行业的含铜废水；TMT-18D主要用于洗矿、冶金等行业。

（3）二硫代氨基三聚氰酸钠（TDC）

黄兰，付丰莲等设计和合成了一种新的三基配位聚合超分子试剂二硫代氨基三聚氰酸钠（TDC），其化学结构如图2-3所示。

实验结果表明，TDC对Cu2+、Ni2+、Hg2+、Cu-EDTA、Pb2+等金属离子的沉淀效率都在99%以上，处理后的废水能够达到国家一级排放标准。

（4）三硫代碳酸钠（STC）

STC是一种硫代碳酸钠盐（可能含钾）（[Na，K]2CS3·nH2O，n≥0），它的商品名是Thio-Red®（硫红），其结构式见图2-4。

实验证明，STC最终通过形成金属硫化物（CuS、ZnS、PbS、HgS）来去除水溶液中的Cu、Zn、Pb、Hg，而不像以前认为的那样是形成金属的硫代碳酸盐（CuCS3、HgCS3、PbCS3、ZnCS3）。

STC形成金属硫化物沉淀的同时也会产生副产物CS2，这是一种易挥发的有毒液体，因此容易产生二次污染。

图2-3TDC结构式

图2-4STC结构式

（5）二烃基二硫代磷酸盐

高鸣远等使用的重金属螯合捕集剂主要为二烃基二硫代磷酸的铵盐、钾盐或钠盐，其活性基团为二硫代磷酸，因活性基团中的硫原子电负性较小、半径较大、易失去电子并易极化变形产生负电场，因此能捕捉阳离子并趋向成键，进而生成难溶性大的二烃基二硫代磷酸盐。

当螯合剂与某一金属离子结合时，均通过其结构中的2个硫与金属离子形成四元环，形成的化合物为螯合物，并且具有较高的稳定性。

2.3DTC类重金属捕集剂的研究进展

2.3.1DTC类捕集剂的简介

二硫代氨基甲酸类物质（dithiocarbamate，DTC），其结构式为

，在19世纪中期已在实验室合成。

在工业生产中，DTC被用作橡胶生产中硫化促进剂、抗氧化剂等；在农业生产及药物合成中，DTC还被用作杀菌剂、治疗皮肤病及治疗慢性酒精中毒的药剂等。

由于二硫代氨基甲酸基团含有S、N等配位原子，DTC与重金属离子形成共价型螯合物，给电子基团在中心离子周围的空间分布决定于金属离子成键轨道的分布角度。

DTC与价键轨道为dsp2型的重金属离子形成平面四方形结构，与价键轨道为sp3型的重金属离子形成正四面体结构，与d2sp3型重金属离子形成正八面体型结构，由于DTC与不同价键轨道的重金属离子形成张力较小的空间构型，因此DTC类重金属捕集剂与重金属离子反应生成的螯合物具有较强的稳定性。

Cu2+的价电子层电子组态为3d94s04p0，当与DTC类重金属捕集剂发生反应时，有可能形成sp3型正四面体构型的螯合物或者是dsp2型的平面四方结构的螯合物。

DTC类重金属捕集剂的合成基本方法是用多胺或乙烯二胺与二硫化碳在强碱中反应制得，DTC的合成物分子中氮原子和硫原子位置、取代基团种类、其它杂原子和取代基位置会导致DTC对重金属和络合重金属捕集效果的差异。

在环境污染日益严峻的今天，由于传统的重金属废水处理方法存在二次污染、处理成本高及使用条件限制等各方面问题，DTC类化合物凭借其与金属极强的配合能力，又成为污染治理领域研究的热点。

由于重金属废水的排放量日趋增加，废水的成分更加复杂，而对于废水的排放要求越来越严格，这就使得传统的中和沉淀法不再能满足处理要求。

因此，DTC在重金属废水治理中的作用日益明显，这一领域的研究也越来越深入。

DTC衍生物作为重金属捕集剂的研究是在20世纪中叶，其合成基本方法是用多胺或乙烯二胺与二硫化碳在强碱中反应制得，其分子中氮原子和硫原子位置的不同，取代基团种类的不同，其它杂原子的存在和取代基的位置不同都会影响对重金属的捕集效果。

为了保证DTC类捕集剂的良好处理效果，Moriya等将低分子量的DTC与硫化钠、多硫化钠按一定比例混合后用于废水处理，提高了絮凝效果。

其后，进一步研究发现，将聚乙烯亚胺与多胺按一定比例混合，用于DTC衍生物的制备，所得到的产物对于重金属废水的处理会更有效，并且在使用时投加多硫化钠能达到减少泥饼含水量的效果。

为了提高捕集剂的处理效果，Wimma等在捕集剂的溶解性上进行改进，合成一种水溶性的高分子量支化的DTC衍生物。

这类支化的DTC捕集剂克服了烷基二硫代氨基甲酸盐矾花小、有毒、水溶性差的缺点。

对于此类捕集剂的应用，Kreisler提出了一套完整的工艺，废水经过预处理—絮凝沉淀—污泥处理等步骤能实现废水中重金属分离回收的目的。

最后，Krstinie等又合成出一种含有环状氮原子结构的DTC衍生物，并且将其与微滤结合使用，这种捕集剂能达到同时捕集重金属和增强微滤效果的目的。

日本的环保工作者对于DTC类捕集剂，做了许多工作，他们除了研究该螯合剂在重金属废水处理中的应用外，还研究了这种捕集剂对飞灰中重金属的处理。

他们合成了各种相对分子质量的捕集剂，用于重金属的稳定化、固化。

达到减少大气和固体废弃物中重金属的二次污染的良好效果。

在借鉴国外研究工作的基础上，国内在上世纪90年代末开始进行二硫代氨基甲酸盐及衍生物（DTC）的研究。

主要成果为：

清华大学蒋健国等开发合成了一种含二硫代氨基甲酸基团的重金属螯合剂（简称WJ），该螯合剂采用不同种类的多胺或聚乙烯亚胺与二硫化碳反应得到。

构成这种重金属螯合剂基本骨架的多胺，其分子量一般在500以下。

蒋健国等采用螯合剂对城市垃圾焚烧飞灰中的重金属进行稳定化处理实验。

实验结果表明：

重金属螯合剂在处理重金属废物时具有捕集重金属离子的效率高、处理重金属废物的类型广泛、稳定化产物不受废物pH变化的影响等优点。

对焚烧飞灰中重金属Pb、Cd、Zn和Cr的处理效果明显优于无机稳定化药剂Na2S和石灰，处理后的飞灰达到了重金属废物填埋控制标准。

西安科技学院郭晓滨等对DTC类重金属螯合剂处理印制电路板含铜废水进行了实验研究，该废水含ETDA、酒石酸钾等配合剂，能与铜形成稳定的配合物，干扰氢氧化铜沉淀的生成，无法采用传统的氢氧化物沉淀法处理。

采用DTC类重金属螯合剂处理铜含量为20mg/L的印制电路板含铜废水，在螯合剂投加量大于废水中铜含量7倍（质量比）、反应时间约为15min等条件下，可使处理后废水中的铜含量低于0.5mg/L的国家允许排放标准。

西北大学张小燕等进行了用水溶性氨基二硫代甲酸型螯合剂（DTCR）处理含锌废液，探讨了DTCR加入量、絮凝剂加入量、反应时间及体系pH值等对去除率的影响，结果表明DTCR对含锌废水去除率达到98%以上，低于国家排放标准。

西北大学韩星进行了DTCR处理高浓度含砷废水实验，并与常规方法进行了比较，得出DTCR处理重金属砷的最佳条件为：

pH=13、DTCR加入量为5mL、絮凝剂加入量为7mL、搅拌时间为40min，其处理后产生污泥量小，含水率低且污泥稳定，处理后的废水可达标排放。

郑怀礼等用乙二胺与二硫化碳在水溶液中反应，合成了重金属离子捕集剂DTC（EDA）。

其最佳反应条件为：

以水为溶剂，反应温度为22℃，搅拌时间为2.5h，静止时间为2h，优化产率达到64.5%；在pH=5下，用DTC（EDA）处理100mg/L的Cu-EDTA溶液，出水Cu2+浓度仅为0.46mg/L。

刘新梅等以二乙烯三胺、二硫化碳为原料，在碱性的条件下合成二硫代氨基甲酸盐类重金属捕集剂DTC（BETA），在pH4~10范围内，DTC（BETA）用量为废水中Cu2+含量的9倍（质量比），搅拌反应10min，Cu2+的去除率可达99%以上。

修莎等把一定比例的2种低分子多胺类物质与0.6mol环氧氯丙烷搅拌混合后，升温到85~95℃，加入0.7mol氢氧化钠，得到粘稠透明的淡黄色中间产物；在低于30℃下，先后加入摩尔比为1:

1的氢氧化钠和二硫化碳进一步反应，得到桔红色液体状的DTC类重金属捕集剂XL9。

在pH3~10范围内，XL9对Cu2+的去除率都在95%以上。

董国文等以聚乙烯亚胺为单体，引发聚合生成分子量适当的水溶性高分子，在一定pH范围内进行曼尼奇（Mannich）反应得到烷基化聚乙烯亚胺后，加入CS2，在催化剂的作用下进行氨磺化反应。

在碱性条件下，CS2置换聚乙烯亚胺分子上氮原子上的活性氢原子，得到水溶性氨基二硫代甲酸型螯合树脂（DTCR），以FeCl3作为絮凝剂，DTCR对Cu-EDTA的去除率在96%以上。

郭晓滨等对DTC类重金属捕集剂处理印制电路板含铜废水进行了实验研究，该废水含ETDA、酒石酸钾等络合剂，能与Cu2+形成稳定的配合物，干扰氢氧化铜沉淀的生成，无法采用传统的中和沉淀法处理。

采用DTC类重金属捕集剂处理铜含量为20mg/L的印制电路板含铜废水，在捕集剂用量大于废水中铜含量7倍（质量比）、反应时间约为15min等条件下，可使处理后废水中Cu2+浓度低于0.5mg/L。

蒋健国等合成了一种DTC类重金属螯合剂（WJ），该螯合剂采用不同种类的多胺及聚乙烯亚胺与二硫化碳反应得到。

构成这种重金属螯合剂基本骨架为分子量一般在500以下的多胺。

蒋健国等采用螯合剂（WJ）对城市垃圾焚烧飞灰中的重金属进行稳定化处理实验。

实验结果表明：

重金属螯合剂在处理重金属废物时具有对重金属离子的捕集效率高、应用范围广、产物稳定性好等优点。

对焚烧飞灰中重金属Pb、Cd、Zn和Cr的处理效果明显优于无机稳定化药剂Na2S和石灰，处理后的飞灰达到了重金属废物填埋控制标准。

2.3.2DTCR重金属捕集剂的合成

首先以聚乙烯亚胺为单体引发聚合生成适当相对分子质量的水溶性高分子，然后在一定pH下进行曼尼奇（Mannich）反应得到烷基化聚乙烯亚胺，最后加入二硫化碳在催化剂的作用下进行氨磺化反应，在碱性条件下二硫化碳置换多胺或聚乙烯亚胺分子N元素上的活性H原子，生成重金属螯合剂即二硫代氨基甲酸或其盐。

DTCR的结构式如下：

常温下DTCR能与废水中的各种重金属离子发生螯合反应，生成稳定的水不溶性的螯合盐沉淀，从而达到捕集去除重金属的目的。

2.3.3DTCR捕集剂与重金属反应机理

重金属捕集剂DTCR为长链高分子结构，含有的活性基团（给电子基团）中的硫原子电负性小、半径较大，易失去电子并极化变形产生负电场，能捕捉阳离子并趋向成键，生成难溶的二硫代氨基甲酸盐。

当捕集剂与某一金属离子结合时，均是通过其中的2个硫原子形成四元环，故形成的化合物为螯合物。

捕集剂与重金属离子形成共价型螯合物，给电子基团在中心离子周围的空间配布决定于金属离子成键轨道的配布角度。

捕集剂与价键轨道为dsp2型的金属离子形成平面四方形结构，与价键轨道为sp3型的金属离子形成正四面体结构，与d2sp3型金属离子形成八面体型结构，由于捕集剂与不同价键轨道的金属离子形成张力较小的空间构型，因此捕集剂与金属离子反应生成的螯合物具有较高的稳定性。

采用DTCR处理的铜、镍、铬三种金属均为过渡元素。

铜原子的原子序数为29，其失去3d轨道和4s轨道的1个电子后形成铜离子，铜离子在与DTCR形成配合物时，采取dsp2杂化轨道成键，构型为平面立方型结构，中心离子铜的配位数为4。

铜离子与DTCR形成螯合物的配位键结构如下:

二价铜为dsp2杂化，平面四方形结构

镍原子的原子序数为28，其失去4s轨道的2个电子后形成镍离子，镍离子在与DTCR形成配合物时，镍离子两个未成对的d电子偶合成对，这样就可以腾出一个3d轨道，采取dsp2杂化轨道成键，构型为平面四方型结构，中心离子镍的配位数亦为4。

镍离子与DTCR形成螯合物的配位键结构如下:

二价镍为dsp2杂化，平面四方形结构

铬原子的原子序数为24，其失去2个3d电子和1个4s电子后形成铬离子，铬离子在与DTCR形成配合物时，采取d2sp3杂化轨道成键，构型为八面体结构。

中心离子铬的配位数为6，铬离子与DTCR形成螯合物的配位键结构如下:

由于同一金属离子螯合的配位基有可能来自不同的DTCR分子，这样生成的二硫代氨基甲酸盐分子会是高交联和立体结构，原DTCR的相对分子质量为（10-15）x104，而生成的难溶螯合盐的相对分子质量可达数百万甚至上千万，故此种金属盐一旦在水中生成，受重力作用，便有较好的絮凝沉析效果。

2.4改性淀粉重金属捕集剂

天然改性高分子捕集剂按其来源，可分为淀粉类、纤维素类、植物胶类和聚多糖类。

而在众多研究方向中，淀粉改性捕集剂的研究开发最引人注目，因为淀粉不仅资源广，价格低廉，产物完全可以被生