[发明专利]新型多聚有机改性硅胶材料的新组分及其使用

说明书

本发明涉及多聚有机改性硅胶材料的新组分及其使用，如产品净化，或从产品流、工艺流和废液中去除不需要的有机和无机化合物包括金属和金属络合物，或在多成分混合物中选择性去除目标成分，或作为金属、金属络合物、有机和生物化合物的净化与分离层析介质，或作为阴阳离子交换剂、固相萃取材料、固相合成材料、金属离子萃取材料和生物分子固定材料。

本发明涉及新型多聚有机改性硅胶材料的新组分及其使用，该材料可用作金属去除和选择性金属去除材料，可用于从产品流、工艺流和废液中去除有机和无机化合物，也可用作金属色谱材料、固相净化或固相萃取材料、生物分子的固定相材料、固相合成材料和色谱材料。

社会和立法对环保的力度越来越大，因此需要更清洁的工艺、避免或降低废弃物，尤其是降低环境中有毒金属和化合物的残留量，并尽可能捕获和回收金属。

金属在当今技术中起着核心作用。例如，包括铂、铑、钯、钌、铱和金的贵金属是一种有限的资源，被广泛用于各行各业的不同应用中。此外，还发现或正在研究越来越多需要使用此类金属的应用，未来的需求将超过可用资源。这些金属成本高、资源有限且有毒性，这就需要高效的技术来从产品流、工艺流和废液流中回收这些金属，实现再利用。例如可以从石化行业中诸如氢甲酰化反应和硅氢加成反应的产品流、工艺流和废水中回收这些金属。

金属广泛应用于各行各业，最终成为多样化产品、工艺流及废液的一部分。需要一种技术来管理这些产品及其应用；通过它们的形成、使用和处理周期以及生产和废液，达到更大的金属回收和再利用效率，从而减少对环境的影响。比如在采矿和冶炼行业，如何管理如铜镍铁等金属，以及含金属如锌的工艺化学品都面临重大挑战。要有新的金属回收和再利用技术来解决这些问题。

不同行业的众多应用领域越来越多地使用稀土金属，如钪、钇、镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱和镥，这也突显了对更新、更好回收技术的迫切需求，从而实现从产品流、工艺流和废液中高效回收这些金属并实现再利用。

在最近的报告《战略能源技术中的关键金属》(Critical metals in strategicenergy technologies)ISBN 978-92-79-20698-6)中，强调指出对特定金属的使用日益增长，金属资源的地域相关问题越来越严峻，而这些金属的短缺可能是限制低碳能源技术部署的潜在因素。这些行业包括核能、太阳能、风能、生物能、碳的捕获与存储和电网。十四种金属被标记为关键金属，已经确定这些金属存在潜在风险，其中五种存在高风险(即钕、镝、铟、碲和镓)。该报告提出了一些解决方案，包括更好的金属回收技术以实现再利用。

采矿业的精炼和净化工艺流中常有低ppm浓度的高价值金属如贵金属，有时还与其它相对超高浓度的金属共存。为降低此类高价值金属的重大损失，急需一种改进技术，以：a)将所需金属去除至很低的残留浓度；b)高效作用于低浓度ppm级的金属；c)在有其它高浓度金属存在时选择性去除高价值金属。

对于采矿业的其他金属，如铜镍铁锌，也需要一种改进技术，以：a)将金属去除至非常低的残留浓度；b)不管金属浓度高低均可高效作用；c)能从含有以不同浓度存在的其他金属中选择性地去除一种或多种目标金属；d)对一种或多种目标金属具备高吸附力；e)所捕获的金属和技术可以再利用。

高价值有机化合物或聚合物常常在多步骤过程中产生，常常伴随着副产物、同分异构体和杂质生成。在很多案例中，所需产品都必须进一步纯化，市场对更高效纯化技术的需求日益增强，从而移除预期产品中伴随的特定副产物、同分异构体和杂质。现有的技术如结晶可导致产品的大量损失。