[發明專利]用于吸附含氧陰離子的離子交換劑的調節

有效

• 申請號: 200810094454.4
• 申請日: 2008-04-30
• 公開（公告）號: CN101298035A
• 公開（公告）日: 2008-11-05
• 發明（設計）人: 賴因霍爾德·克利佩爾;米夏埃爾·舍爾哈斯;斯特凡·諾伊曼;延斯·施托爾
• 申請（專利權）人: 朗盛德國有限責任公司
• 主分類號: B01J20/06
• 分類號: B01J20/06;B01J41/10;C02F1/28
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司
• 代理人: 章社杲;李丙林

技術領域

本發明涉及使用無機鹽來增強含氧陰離子和/或其硫代類似物 (thioanalogue)對于金屬摻雜的離子交換劑的吸附作用的用途，優 選對含有氧化鐵/羥基氧化鐵的離子交換劑的吸附，優選從水中或水 性溶液中進行吸附，并且還涉及使用無機鹽類調節這些對含氧陰離 子和/或其硫代類似物具有增強的吸附性能的金屬摻雜的離子交換 劑，但除外既含有酸性也含有堿性基團作為官能團的兩性離子交換 劑。

另外，本發明涉及用于增強金屬摻雜的離子交換劑的熱穩定性 的一種方法，優選含有氧化鐵/羥基氧化鐵的離子交換劑，特別優選 用于吸附含氧陰離子和/或其硫代類似物的金屬摻雜的離子交換劑， 但除外既含有酸性也含有堿性基團作為官能團的兩性離子交換劑， 其特征在于用無機鹽類對這些離子交換劑在它們的生產之后進行 調節。

背景技術

在近幾十年來已經顯著地提高了對飲用水的純度要求。眾多國 家的衛生當局已經發展了對于水中重金屬濃度的限制值。這具體涉 及重金屬諸如砷、銻或鉻。

在一定的條件下，例如砷的化合物可以從巖石中提取出并由此 進入地下水。在天然水中，砷作為一種含有三價和五價砷的氧化物 存在。在這種情況下發現在天然水中占主導的pH值中主要存在的 種類是H₃AsO₃、H₂AsO₃^-、H₂AsO₄^-、HAsO₄^2-。

除鉻、銻和硒化合物之外，容易吸收的砷化合物是高度有毒和 致癌的。然而，通過礦石作業進入地下水的鉍對健康也是不安全的。

在美國、印度、孟加拉、中國以及還有南美洲的很多地區，部 分很高濃度的砷出現在地下水中。

眾多的醫學研究已證實長時期接觸砷污染的人由于慢性砷中 毒能導致病理性皮膚變化(過度角化癥)和不同類型的腫瘤。

離子交換劑已廣泛用于凈化生水、廢水和水性處理液流。離子 交換劑還適用于除去含氧陰離子，例如砷酸根。例如，R.Kunin和 J.Meyers在Journal?of?American?Chemical?Society，Volume?69，page 2874?ff.(1947)中描述了使用具有伯、仲和叔氨基團的離子交換劑 對陰離子例如象砷酸根的交換。

WO?2004/110623?A1和EP-A?1?495?800描述了用于生產含氧化 鐵/羥基氧化鐵的并含羧基的離子交換劑的方法。這種材料將砷吸附 至低的殘留濃度，但受限于它的攝取能力。

EP-A?1?568?660披露了通過將水與一種強堿性陰離子交換劑接 觸而用于從水中除去砷的方法，該強堿性陰離子交換劑含有一種特 定的金屬離子或一種含有金屬的離子。EP-A?1?568?660提到了以下 事實，即當通過烷化將仲和叔氨基團轉化為季銨基團時對砷的選擇 性增加，其結果是根據EP-A?1?568?660其特征為強堿性的陰離子交 換劑。重要的是由金屬和砷酸根所形成的鹽具有不大于10^-5的K_sp。

此外，除了其他文獻之外，V.Lenoble等人在Science?of?the Total?Environment?326(2004)197-207中傳授了一種方法，該方法是 將水與金屬摻雜的離子交換劑接觸而從水中除去砷(III)或砷(V)，I. Rao等人在Journal?of?Radioanalytical?and?Nuclear?Chemistry，Vol.246， No.3(2000)597-600中使用了基于聚苯乙烯的摻雜了二氧化錳的離 子交換劑，并且M.Hruby等人在Collect.Czech.Chem.Commun.Vol. 68，2003，2159-2170中是基于摻雜鐵(III)的螯合物樹脂。

從先有技術中已知的砷的吸附劑尚未對選擇性、能力和熱穩定 性表現出所希望的性質。因此對于珠狀形式的新穎的離子交換劑或 吸附劑存在一種需要，這些離子交換劑或吸附劑專門用于含氧陰離 子和/或其硫代類似物(特別是砷的含氧陰離子)，它們生產簡單， 對含氧陰離子和/或其硫代類似物具有改進的吸附作用，并且還呈現 出更高的熱穩定性。