[发明专利]制备聚碘树脂的方法

说明书

技术领域

本发明涉及制备聚碘树脂的方法。该树脂可以加入到水处理系统中。

背景

超过十亿人无法获得可靠的和足量的安全或可饮用的饮用水。如果不从饮用水中除去，水传播的污染物对公众，包括易感人群，如儿童、老年人和罹患疾病的人造成了严重的健康风险。估计有六百万人每年死于污染的饮用水，其半数为5岁以下的儿童。美国环境保护署科学顾问委员会(U.S.EnvironmentalProtectionAgencyScienceAdvisoryBoard)将污染的饮用水视为公众的最大健康风险之一。

许多人依靠地下水作为其唯一的水源。认为地下水由于其通过表层土渗滤而相对纯净；然而，研究显示在美国有高达50％的活动地下水位点测试出水传播污染物阳性。水传播污染物可以包括微生物，包括病毒，如肠道病毒、轮状病毒和其他呼肠孤病毒、腺病毒、诺沃克型因子，其他微生物，包括真菌、细菌、鞭毛虫、阿米巴、隐孢子虫、贾第虫、其他原生动物、朊病毒、蛋白和核酸，杀虫剂和其他农用化学品，包括有机化学品、无机化学品、卤代有机化学品和其他碎片。因此，去除水传播污染物对于向公众提供可饮用的饮用水；在自然灾害和恐怖袭击期间用于应急用途的水；用于娱乐性用途如徒步旅行和野营的水；以及用于其中水必须再循环的环境(如飞机和宇宙飞船)的水。

聚碘阴离子交换树脂已显示有效降低在处理的水中的病毒或细菌污染物。然而，常规的聚碘阴离子交换树脂可以显示(与实现有效的微生物致病体的清楚所必需的碘水平相比)非常高的初始碘(I₂)洗脱和/或水温和/或pH依赖性活性。这导致从聚碘阴离子交换树脂下游的碘清除阴离子交换树脂的过早的碘洗脱，以及在清除树脂中的高度碘负载。此外，高的初始碘洗脱可以导致在延长的使用中降低的碘水平和伴随的降低的微生物性能。此外，市售的聚碘阴离子交换树脂可以是昂贵的，至少部分由于更高的碘负载，来自高的碘价格的经济费用和更长的生产加工时间。因此，希望的是改进的树脂和用于形成树脂的方法，所述方法在生产过程中利用更低的碘浓度并显示更低的碘浸出，特别是在初始流出物中显示更低的碘浸出。

概述

本发明的各种实施方案涉及制备聚碘树脂的方法和用于水纯化的方法和系统。

本发明的第一个实施方案提供了制备聚碘树脂的方法。所述方法包括：通过使用在低于约7.0的pH下的活性卤素源氧化在碘离子负载的阴离子交换树脂的表面上或在碘离子负载的阴离子交换树脂的孔中的碘离子，将在碘离子负载的阴离子交换树脂的表面上或在碘离子负载的阴离子交换树脂的孔中的碘离子转化为碘和碘中间体残基，以形成具有在树脂的表面上和在树脂的孔中的碘和碘中间体残基的聚碘树脂。在各种实施方案中，活性卤素源可以包括活性氯源，其选自氯气、三氯异氰脲酸(TCCA)、二氯异氰脲酸钠、次氯酸钠、次氯酸钙、次氯酸及其任意组合。在某些实施方案中，所述方法还可以包括使用可溶性碘源将另外的碘负载到聚碘树脂上。

本发明的其他实施方案提供了制备聚碘树脂的方法，包括使用可溶性碘盐的水溶液处理氯型阴离子交换树脂，以形成碘离子负载的阴离子交换树脂，使用在低于约7.0的pH值下的活性氯源氧化在碘离子负载的阴离子交换树脂的表面上或在碘离子负载的阴离子交换树脂的孔中的碘离子，以形成具有在聚碘树脂的表面上和在聚碘树脂的孔中的碘和碘中间体残基的聚碘树脂，和使用可溶性I₂源，用碘进一步负载聚碘树脂。

本发明的再另外的实施方案提供了处理水的方法，包括：通过聚碘树脂洗脱具有病毒、细菌或微生物污染物中至少一种的水，所述聚碘树脂是这样制备的：通过使用在低于约7.0的pH值下的活性卤素源氧化在碘离子负载的阴离子交换树脂的表面上或在碘离子负载的阴离子交换树脂的孔中的碘离子，以形成具有在聚碘树脂的表面上和在聚碘树脂的孔中的碘和碘中间体残基的聚碘树脂。

本发明的另外的实施方案提供了水处理系统，包括：至少一个柱或室，所述柱或室包括聚碘树脂并配置成通过所述至少一个柱或室洗脱水，其中通过使用在低于约7.0的pH值下的活性卤素源氧化在碘离子负载的阴离子交换树脂的表面上或在碘离子负载的阴离子交换树脂的孔中的碘离子来制备所述聚碘树脂，以形成具有在聚碘树脂的表面上和在聚碘树脂的孔中的碘和碘中间体残基的聚碘树脂。

附图说明

本文描述的各种实施方案可以通过考虑与附图结合的以下说明书来更好地理解，其中：

图1说明了常规的聚碘阴离子交换树脂和根据本发明的聚碘树脂的室温碘洗脱曲线；