背景和概述[1][2]
重金属清除剂又称重金属螯合剂，能与大多数重金属离子发生强烈的反应，对重金属离子有很好的去除效果。经重金属清除剂处理后，出水中大多数重金属离子浓度均可达到国家排放标准，因此重金属清除剂在电镀、电子等行业含水溶性络合重金属离子废水处理中得到广泛的应用。常用的重金属清除剂主要是二硫代氨基甲酸化合物的衍生物，根据其所键合的功能团的不同，合成的清除剂可分为低分子量化合物和高分子量聚合物两大类，即螯合剂和螯合树脂。螯合剂具有线性结构，易溶于水；螯合树脂具有空间三维架桥结构，难溶于水。在实际应用中，螯合剂对成分复杂的重金属废水有很好的去除效果； 螯合树脂主要用于废水中贵金属的分离回收。
传统的重金属捕获剂有pH调节剂、硫化物、氢硫化物等。采用pH调节剂的中和沉淀法存在以下缺点：沉淀后需调节pH后方可排放；废水中多种重金属共存，含有两性金属时pH值高，沉淀物会再次溶解；废水中存在络合物，中和沉淀难以去除；沉淀物颗粒小，不易沉淀。硫化物的沉淀存在以下缺点：硫化物沉淀物颗粒小，不利于沉淀处理；残留在水中，当pH值下降时生成有毒的硫化氢气体。
近年来改性有机物在重金属离子废水处理中的应用越来越多，从发展趋势看，主要在两个方面取得进展：一方面采用高分子材料为原料，提高螯合分子的分子量；另一方面提高分子螯合能力，即增加分子上螯合基团的数量。但大分子上有效的螯合基团不多，螯合能力较弱。
重金属捕获剂与重金属的作用形式为：重金属捕获剂与溶解的重金属离子发生反应，将其转化为不溶性的重金属化合物，通过沉淀、浮选等方法从废水中去除。目前具体应用的有：碱性物质、硫化剂、高分子重金属螯合剂、表面活性剂、吸附剂和生物絮凝剂等。
重金属捕捉剂
准备[2]
一种蒙脱石重金属清除剂及其制备方法，用二硫代氨基甲酸对蒙脱石进行改性，得到二硫代氨基甲酸插层蒙脱石，该方法简单、可操作性强、价廉易得，制备出的重金属清除剂性质稳定，对重金属离子的捕获能力强，生成的矾花絮体大而重，沉淀速度快。
1、称取10g酸活化蒙脱石，用500mL去离子水清洗，离心脱水4次，清洗水（即清洗后的去离子水）pH为6.7。然后加入90mL去离子水，搅拌，配制成浓度为10%的蒙脱石悬浮浆料。
2、称取1g十二烷基三甲基溴化铵溶于100mL去离子水中，配制成质量百分比浓度为1%的表面活性剂溶液。将上述蒙脱石悬浮浆料在搅拌下缓慢倒入其中，进行活化反应12小时，不断搅拌，然后离心脱水。用去离子水洗涤4次后，加入190mL去离子水，搅拌，配制成浓度为5%的活化蒙脱石悬浮浆料。
3、取5mL二乙烯三胺，在搅拌下缓慢倒入上述活化蒙脱石悬浮浆料中，在不断搅拌下进行插层反应4小时，得到插层活化蒙脱石悬浮浆料。
4、称取6g NaOH，加入50mL去离子水中，边搅拌边缓慢倒入插层活化蒙脱石悬浮浆料，得到碱性插层活化蒙脱石悬浮浆料，冷却至室温。
5、取6mL二硫化碳CS2在搅拌下缓慢倒入上述碱性插层活化蒙脱石悬浮浆中，进行二硫代氨基甲酸酯反应4小时，期间继续搅拌，温度维持在10-45℃。最终产物为深红色二硫代氨基甲酸酯插层蒙脱石悬浮浆。
酸敏感重金属清除剂：
步骤 1 P(GMA-N3) 聚合物主链 A 的合成
取2-溴异丁酸乙酯引发剂1份、甲基丙烯酸缩水甘油酯（GMA）600份、二苯醚1000份、CuBr5份、N，N，N'，N'，N"-五甲基二乙烯三胺（）5份，在氮气保护下，于30℃进行ATRP反应7小时，得到聚合度（DP）为500的聚甲基丙烯酸缩水甘油酯（PGMA）；
取100份PGMA(DP=500)，200份NaN3，300份二甲基甲酰胺(DMF)，在60℃下反应50小时，得到P(GMA-N3)作为聚合物主链A；
步骤 2 两个侧链的合成
酸敏感聚合物侧链C的合成：取炔丙基溴异丁酸酯引发剂1份、N,N-二甲氨基乙基甲基丙烯酸酯()150份、甲醇100份、CuCl2份、2,2-联吡啶2份，在氮气保护下，于50℃进行ATRP反应6小时，得到聚合度（DP）为110的-C≡CH，即酸敏感聚合物侧链C；
多硫聚合物侧链B的合成：甲基丙烯酸缩水甘油酯100份，3，7-二硫杂-1，9-壬二硫醇250份，氢氧化锂3份，二氯甲烷400份，室温下反应36小时，得到3，7-二硫杂-1-壬二硫醇甲基丙烯酸酯()；
取炔丙基溴异丁酸酯引发剂1份、3,7-二硫杂-1-壬硫醇甲基丙烯酸酯()200份、甲苯200份、CuBr2份、N,N,N',N',N"-五甲基二乙烯三胺()2份，在氮气保护下，于60℃进行ATRP反应8小时，得到聚合度（DP）为140的-C≡CH，即多硫化物聚合物侧链B；
步骤3 酸敏聚合物分子刷PGMA-g-(-r-)的合成
取10份P(GMA-N3)、40份-C≡CH、20份-C≡CH溶解于500份二甲基甲酰胺(DMF)中，再加入2份CuSO4、10份抗坏血酸钠，在30℃下反应50小时，得到酸敏聚合物分子刷PGMA-g-(-r-)，侧链接枝率分别为40%、20%。
本发明采用溶液自组装法制备纳米酸敏重金属清除剂，制备方法为：将10份酸敏聚合物分子刷溶于50份水中，用0.1mol/L盐酸调节pH值至4.0，25oC搅拌5小时，得到粒径为50nm的纳米酸敏重金属清除剂胶束溶液。
使用本实施例产品进行铅离子去除效果测试，取含4mg/L Pb2+离子、0.10g/L EDTA的废水500mL，用0.1mol/L盐酸调节废水pH值至4.0，加入0.2mL本实施例产品，搅拌5分钟，用0.1mol/L氢氧化钠调节废水pH值至8.0，立即产生沉淀，过滤，用原子吸收光谱法测定滤液Pb2+离子浓度为0.01mg/L，去除效果为99.75％。
主要参考文献
[1] 吴桂平, 郑波, 赵宇峰, 崔龙哲. (2017). 响应面法优化聚合物重金属捕捉剂处理高浓度汞溶液. 中南民族大学学报(自然科学版), 36(3), 18-21.
[2] 郭崇武, 戴鹏民. (2018). 螯合沉淀法去除氯化钾无氰镀镉废水中镉离子. 电镀与涂饰(4).
[3] 谭正德，张宏泉. (2014). 重金属离子清除剂的合成与研究. 湖南工程学院学报（自然科学版），24（1），62-66。