[发明专利]包含互穿聚合物网络的离子交换树脂及其在除铬中的应用

说明书

发明背景：

(1)发明领域：

本发明涉及离子交换树脂及其在从水去除铬中的应用。

(2)相关技术描述：

铬存在于包括地下水和地表水的许多水水源中。各种形式(如HCrO₄^-、CrO₄^-2、Cr₂O₇^-2)的六价铬，在宽的pH值范围可溶。因此，有效的铬去除技术的数量是有限的。一个传统的方法是用离子交换树脂处理，所述离子交换树脂为例如DOWEX^TM 1牌离子交换树脂：一种强碱性、凝胶类树脂，所述树脂包含交联苯乙烯-二乙烯基苯共聚物基体，所述基体带有季铵官能团(即通过氯甲基化苯乙烯-二乙烯基苯共聚物基体与三甲胺之间的反应产生的官能团)。用于铬的去除的离子交换树脂的其它实例包括：DOWEX^TMMAC-3牌离子交换树脂，即一种包含带有羧基官能团的丙烯酸类基体的大孔树脂；DOWEX^TM SAR牌离子交换树脂，即一种包含苯乙烯-二乙烯基苯基体的凝胶类树脂，所述基体带有季铵官能团(即通过氯甲基化苯乙烯-二乙烯基苯共聚物基体与二甲基乙醇胺之间的反应产生的官能团)；以及DOWEX^TM M4195牌离子交换树脂，即一种包含苯乙烯-二乙烯基苯基体的大孔螯合树脂，所述基体带有通过与二-吡啶甲基胺反应产生的螯合基团-以上全部可商购自陶氏化学公司(Dow Chemical Company)。也已知用于铬的去除的其它类型的离子交换树脂，例如，仲胺官能化的苯酚甲醛树脂，以及环氧聚胺。

在竞争离子(如氯离子，硫酸根，碳酸氢根等)的存在下，典型地在酸性pH值下，例如，典型地低于6.3的pH值，离子交换树脂的铬去除能力提高。因此，传统的处理方案包括在用离子交换树脂处理前降低水源的pH值。参见例如：(1)离子交换技术-污染控制的进展(Ion ExchangeTechnology-Advances in Pollution Control)，A.Sengupta编辑，TechnomicPublishing Co.(1995)，Lancaster PA(ISBN No.1-56676-241-3)，具体见第3章“铬酸根离子交换(Chromate Ion Exchange)”；以及(2)离子交换的发展与应用(Ion Exchange Developments and Applications)，IEX’96会议录，J.A.Greig编辑，皇家化学学会(The Royal Society of Chemistry)(1996年)，英国剑桥(Cambridge UK)(ISBN 0-85404-726-3)，具体见第388-395页，H.K.S.Tanz著“通过阴离子交换去除铬酸的动力学(Kinetics of ChromicAcid Removal by Anion Exchange)”。在离子交换处理前降低水源pH值的步骤既耗时又费钱。

发明简述：

本发明包括离子交换树脂及其在从水去除铬中的应用。在一个实施方案中，本发明包括一种用于从水源移除铬的方法，所述方法通过将水与离子交换树脂接触而进行，其中所述离子交换树脂包含交联共聚物的粒子，所述交联共聚物包含：至少两种聚合物组分的互穿聚合物网络(IPN)，所述至少两种聚合物组分各自具有的苯乙烯类的含量大于50摩尔％；以及季铵官能团。还公开了很多其它实施方案。

发明详述：