[發明專利]水純化組合物及其制造方法

有效

• 申請號: 201880094549.8
• 申請日: 2018-06-29
• 公開（公告）號: CN112313179B
• 公開（公告）日: 2023-08-29
• 發明（設計）人: 蒂托·維斯瓦納坦
• 申請（專利權）人: 阿肯色大學董事會
• 主分類號: C02F1/58
• 分類號: C02F1/58;C02F1/42;C02F1/72
• 代理公司: 北京工信聯合知識產權代理有限公司 11266
• 代理人: 姜麗輝

本公開涉及水純化組合物及其制造方法。確切地說，本公開涉及包括含羥基、硫醇基、羧基或氨基的基材、金屬氧化物和羧酸化合物的組合物，以及其制造方法。所述組合物可用于去除水中可能存在的可溶性磷、硒、氟離子、砷和其它重金屬污染物。所述組合物可用于多個領域，包括但不限于石油和天然氣、采礦、雨水、農業徑流、城市廢水及工業廢水。

關于聯邦政府資助的研究的聲明

本發明是依據美國環境保護局(EPA)授予的合同第EPD12027號和第EPD13044號，在政府支持下作出。政府在本發明中享有一定的權利。

相關專利申請的交叉引用

本PCT申請要求2018年6月28日提交的美國專利申請第16/021,462號的優先權和權益，該案以全文引用的方式并入本文中。

技術領域

本公開涉及水純化組合物及其制造方法。確切地說，本公開涉及包括含羥基、硫醇基、羧基或氨基的基材、金屬氧化物和羧酸化合物的組合物。所述組合物可用于去除水中可能存在的可溶性磷、硒、氟離子及重金屬污染物。所述組合物可用于多個領域，包括但不限于石油和天然氣、采礦、雨水、農業徑流、城市廢水、工業廢水、電子組件中貴金屬的提取以及井水中如硫化氫之類有毒氣體的去除。

背景技術

本文提供的背景技術描述旨在總體上呈現本公開的背景。當前署名的發明人的工作，即在本背景技術部分中描述的限度內的工作，以及說明書中不能另外地被限定為在提交時的現有技術的各個方面，無論是以明確或隱含的方式均不被視為相對于本公開的現有技術。

美國專利第7,291,578號公開一種用于選擇性去除流體中的污染性配位體的混合陰離子交換劑以及其制造方法。聚合物陰離子交換劑被用作主體材料，在所述主體材料中，水合Fe(III)氧化物(HFO)不可逆地分散于交換劑珠粒內。由于所述陰離子交換劑具有帶正電的季銨官能團，故陰離子配位體，如砷酸根、鉻酸根、草酸根、磷酸根、鄰苯二甲酸根，可以滲透到凝膠相中并滲透出凝膠相。因此，與陽離子交換劑載體相比較，載有陰離子交換劑的HFO微粒展現出明顯較強的去除砷和其它配位體的能力。HFO粒子的裝載是通過先將氧化性陰離子，如錳酸根(MnO₄^-)或次氯酸根(OCl^-)裝載于陰離子交換樹脂上，隨后使硫酸亞鐵溶液穿過該樹脂來進行。

美國專利第9,901,918號公開一種混合離子交換材料以及其制造方法。高容量混合離子交換材料選擇性去除飲用水、工業物流和廢物中的分子(有機物)和陰離子性(氟離子以及磷和砷的氧陰離子)物質的能力較強，主要用于醫學和食品行業中。混合離子交換材料包含：活性碳載體；包括氧化鋁的沉淀的混合氧化物；摻雜性多價金屬氧化物，所述金屬氧化物包括鈦、鋯、錫、鈰、鑭、鐵或錳的氧化物，或其任何組合；并且其中所述混合氧化物或所述摻雜性多價金屬氧化物或兩者被配置成用于選擇性吸附有機分子、氟離子、或磷和砷的氧陰離子。

美國專利第9,120,093號公開一種用于選擇性去除污染性配位體的用水合氧化鋯浸漬的混合陰離子交換劑，以及其制造方法和用途。聚合物陰離子交換劑被用作主體材料，在所述主體材料中，次微米大小的水合氧化鋯(IV)(HZrO)粒子不可逆地分散于離子交換介質，如珠粒或纖維內。水合氧化鋯可通過以下方式浸漬于樹脂的孔結構中：將母體陰離子交換樹脂與鋯溶液混合，隨后使用堿溶液使HZrO粒子沉淀于樹脂內，該鋯溶液是通過將預煅燒的氧化鋯溶解于醇和酸的濃縮混合物中制備。由于陰離子交換劑帶正電，如季銨官能團，故陰離子性配位體，如砷酸根、氟離子，可轉運進出凝膠相。因此，相較于母體陰離子交換劑，載有陰離子交換劑的HZrO次微米級粒子展現出明顯較強的去除砷和氟離子的能力。