水處理方法和吸附劑以及制備吸附劑的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及水處理方法和吸附劑W及制備吸附劑的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 包含聚合物的吸附劑應(yīng)用于水處理過程中去除和/或回收水中的物質(zhì)。一些吸附 劑由于單體（例如：甲基丙帰酸縮水甘油醋、徑己基甲基丙帰酸醋）成本高而較為昂貴。一 些吸附劑由于去除/回收率低、制備方法復(fù)雜，W及/或者再生/循環(huán)利用能力低而不能滿 足需求。
[0003] 此外，高溫或者其他專業(yè)再生條件所產(chǎn)生的向外運輸吸附劑的需求往往導(dǎo)致高昂 的成本。能夠在現(xiàn)場運用簡易方法再生的吸附劑，例如；低溫化學(xué)或者蒸汽脫附再生方法， 可W大幅降低吸附劑所吸附的材料的處理及回收相關(guān)成本。
[0004] 所此需耍提供新的水處理方法和吸附劑W及制備吸附劑的方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] -方面，本發(fā)明的實施例涉及一種水處理方法，包括；向水中加入有效劑量的吸附 劑W獲得化學(xué)需氧量降低的凈化水，該吸附劑包括一種聚合物，該聚合物衍生于有化學(xué)式I
的第二單體；W及，將該凈化水與該吸附劑分 離；其中，第一單體相對于第一單體與第二單體總重量之百分比在O到90%范圍內(nèi)；每個Ri獨立的為氨、Ci-Cis烷基、烷氧基或者苯基；R2是CI-Cis烷基、烷氧基或者苯基；且a是0到 4之間的一個整數(shù)。
[0006] 另一方面，本發(fā)明的實施例涉及一種吸附劑，其包括一種聚合物，該聚合物衍生于 有化學(xué)式I
的第二單體；其中，第一單體相對于第一與第二單體總重量之百分比〉〇且《90% ;每個Ri獨立的為氨、Ci-Cis烷基、烷氧基或者苯基；R2是CI-Cis烷基、烷氧基或者苯基；且a是0到 4之間的一個整數(shù)。
[0007] 再一方面，本發(fā)明的實施例涉及一種制備吸附劑的方法，包括：制備包括水和穩(wěn)定 劑的水相；制備有機相，其包括引發(fā)劑、有機溶劑、具化學(xué)式I
的第二單體；將水相與有機相混合W聚合獲得珠狀吸附劑；其中，第一單體相對于第一單 體與第二單體總重量的百分比在0到90%范圍內(nèi)；每個Ri獨立的為氨、CI-Cis烷基、烷氧基 或者苯基；R2是CI-Cis烷基、烷氧基或者苯基；且a是0到4之間的一個整數(shù)。
【附圖說明】
[000引參考附圖閱讀下面的詳細(xì)描述，可W幫助理解本發(fā)明的特征、方面及優(yōu)點，其中：
[0009] 圖1所示為通過實驗31制備的珠狀吸附劑的熱重量分析結(jié)果。
【具體實施方式】
[0010] 除非本發(fā)明中清楚另行定義，用到的科學(xué)和技術(shù)術(shù)語的含義為本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng) 域的技術(shù)人員所通常理解的含義。本發(fā)明中使用的"包括"、"包含"、"具有"、或"含有"W及 類似的詞語是指除了列于其后的項目及其等同物外，其他的項目也可在范圍W內(nèi)。
[0011] 本發(fā)明中的近似用語用來修飾數(shù)量，表示本發(fā)明并不限定于所述具體數(shù)量，還包 括與所述數(shù)量接近的、可接受的、不會導(dǎo)致相關(guān)基本功能的改變的修正的部分。相應(yīng)的，用 "大約"、"約"、"左右"等修飾一個數(shù)值，意為本發(fā)明不限于所述精確數(shù)值。在某些實施例中， 近似用語可能對應(yīng)于測量數(shù)值的儀器的精度。本發(fā)明中的數(shù)值范圍可W合并及/或互換， 除非另行清楚說明，數(shù)值范圍包括其所涵蓋的所有數(shù)值子范圍。
[0012] 在說明書和權(quán)利耍求中，除非清楚地另外指出，所有項目的單復(fù)數(shù)不加W限制。本 發(fā)明專利申請說明書W及權(quán)利耍求書中使用的"第一"、"第二"、W及類似的詞語并不表示 任何順序、數(shù)量或者重耍性，而只是用來區(qū)分不同的材料或?qū)嵤├取?br>[0013] 除非上下文另外清楚地說明，術(shù)語"或"、"或者"并不意味著排他，而是指存在提及 項目（例如成分）中的至少一個，并且包括提及項目的組合可W存在的情況。
[0014] 本發(fā)明說明書中提及"一些實施例"等等，表示所述與本發(fā)明相關(guān)的一種特定耍素 (例如特征、結(jié)構(gòu)和/或特點）被包含在本說明書所述的至少一個實施例中，可能或不可能 出現(xiàn)于其他實施例中。另外，需耍理解的是，所述發(fā)明耍素可W任何適合的方式結(jié)合。
[0015] 本發(fā)明的實施例涉及水處理方法和吸附劑W及制備吸附劑的方法。
[0016] 化學(xué)需氧量（O)D)及總有機碳訂OC)測試通常用于間接測量水中有機化合物的 量，在本發(fā)明的示例中用于衡量吸附劑處理水的性能。
[0017] 本發(fā)明涉及的吸附劑可W僅含該聚合物，也可W是該聚合物與其他物質(zhì)的組合， 這取決于待處理水的狀況，W及對凈化水的耍求。其它物質(zhì)可為任何可用于處理水的物質(zhì)， 例如絮凝劑、表面活性劑、沉淀劑及擴散劑。
[0018] 一些實施例中，用包括第二單體的單聚物的吸附劑進(jìn)行水處理，即第一單體相較 于第一單體和第二單體總重量之百分比為0。
[0019] 一些實施例中，該吸附劑含有第一單體和第二單體的共聚物，即第一單體相較于 第一單體和第二單體總重量之百分比〉〇且《約90%，比如，50%左右，或者從巧％左右到 90 %左右的范圍。
[0020] -些實施例中，a= 0,且第一單體是化學(xué)式為
[0021] 一些實施例中，R2是-邸3,且第二單體是化學(xué)式為
的三徑甲基丙焼三甲基丙帰酸醋。
[0022] -些實施例中，第二單體化學(xué)式為
[0023] 該吸附劑可W通過任何合適的方式與水接觸。一些實施例中，該接觸系通過使水 流經(jīng)吸附劑實現(xiàn)的，例如，將吸附劑填充入有水流經(jīng)過的柱狀容器中。一些實施例中，該接 觸系通過將該吸附劑與水混合的方式完成的。
[0024] -些實施例中，該聚合物系一種用于吸附例如水溶性有機化合物等的吸附劑。在 該吸附劑與水接觸并發(fā)生吸附作用后，將該吸附劑從化學(xué)需氧量降低的凈化水中分離出 來。
[002引該聚合物可W任何合適的形式存在，包括但不限于粉末、珠子、纖維、多孔基體或 者無孔基體。本發(fā)明說明書中提及的"珠子"指具有一定直徑的球狀物質(zhì)。一些實施例中， 該聚合物為直徑不小于100微米的珠子，例如直徑為500微米左右至1000微米左右，或者 為500微米左右至1200微米左右，或者為大約500微米至大約1500微米。
[0026] 本發(fā)明說明書中提及的術(shù)語"基體"指無特定形態(tài)的物質(zhì)。換言之，可能為塊狀， 片狀或者其它非特定形態(tài)。
[0027] -些實施例中，該聚合物W由水相與有機相混合制備而來的珠狀形式存在。一些 實施例中，水相中用于制備珠狀聚合物的穩(wěn)定劑包括但不限于聚醋酸己帰醋（PVA)，纖維素 及其衍生物，明膠，聚（甲基）丙帰酸醋鋼，徑憐灰石，碳酸鎮(zhèn)，或者W上成分的任意組合。 一些實施例中，水相中用于制備珠狀聚合物的可選的表面活性劑包括但不限于吐溫-80、吐 溫-20、十二烷基橫酸鋼（SDS)、十二烷基苯橫酸鋼（SDBS)。"可選"是指一些實施例中用到 了表面活性劑，而另一些實施例中沒有用表面活性劑。
[0028] 在第一單體和第二單體之外，制備珠狀吸附劑的有機相包括引發(fā)劑和有機溶劑。 引發(fā)劑的示例包括但不限于偶氮類引發(fā)劑例如偶氮二異了膳（AIBN)、過氧類引發(fā)劑例如過 氧化苯甲醜巧PO)和過氧化氨、氧化還原引發(fā)劑，或者W上物質(zhì)的任意組合。有機溶劑的示 例包括但不限于甲苯、己苯、二甲苯、苯甲醜、Cs-C。鏈焼、石蠟油，或者上述的任意組合。
[0029] 水相與有機相之重量比在約1 ;2到約2 ;1的范圍內(nèi)，聚合可在約70°C到約90°C的 溫度范圍內(nèi)進(jìn)行。
[0030] 第一單體與第二單體的成本較低，故二者形成的聚合物比較經(jīng)濟。該聚合物可W 通過用過量的酒精洗涂的方式再生，或者通過低溫（12(rc至190°C)蒸汽再生。因此，該聚 合物可W在水處理現(xiàn)場再生，并重復(fù)利用多次，進(jìn)而降低水處理的成本。
[0031] 從W下示例中可W看出，聚合物的制備過程是簡易的，該聚合物易于再生，并在水 處理過程中，再生之后，飽和之前，具有良好的吸附性能。
[0032] 示例
[0033] W下實驗示例可W為本領(lǐng)域中具有一般技能的人實施本發(fā)明提供參考。這些例子 并不限制權(quán)利耍求的范圍。
[0034] 例 1
[003引在40毫升的小瓶中，將化學(xué)式為
的三徑甲基丙焼三甲基丙帰酸醋巧克， "三頭單體"）和化04g偶氮二異了膳（AIBN)溶于12毫升N，N-二甲基甲醜胺（DM巧中。一定量的聚（環(huán)氧己焼）（PEO)，0 -環(huán)狀糊精（0 -畑），或者Hypemer2800作為致孔劑加入， 具體劑量為相對于三頭單體的重量百分比（wt% )，例如，實驗2中加入化02克聚（環(huán)氧己 焼）（三頭單體（三徑甲基丙焼三甲基丙帰酸醋）的化4wt% )。
[0036] 用隔膜將小瓶密封，通過五分鐘的吹氣實現(xiàn)完全脫氣。將小瓶放入8CTC的烘箱中 過夜W聚合。將得到的白色或淡黃色的單塊產(chǎn)品壓成粉末，然后用過量的酒精和熱水提純。
[0037] 致孔劑的種類、致孔劑相對于三頭單體（三徑甲基丙焼三甲基丙帰酸醋）的重量 百分比W及致孔劑的分子量列于下表1中。提純過的粉末的B.E. T比表面積，孔容W及平 均孔徑經(jīng)過測量后列于下表1中。
[0038] 表 1

[0041] 將一些有機化合物稱重后與水混合，攬拌至少I小時后用作合成水樣。
[0042] 2毫升水樣本與美國哈希公司的高范圍化學(xué)需氧量檢測試劑混合，用化化DRB200 在150°C溫度加熱2小時。冷卻至室溫后，運用設(shè)定好波長程序的化化DR500或者DR3900 分光光度計測量化學(xué)需氧量（O)D)。
[0043] 下表2列出了合成水的總有機碳訂OC)，化學(xué)需氧量（O)D)，W及有機成分。
[0044] 表 2
[0046] 前述提純過的粉末與總有機碳量5(X)ppm的合成水樣本混合，合成水與該吸附粉 末（干重）的重量比為100 ;1。實驗1中合成水初始化學(xué)需氧量為1323ppm，實驗2到實 驗5中，合成水初始化學(xué)需氧量為1386ppm，實驗6到實驗11中，合成水初始化學(xué)需氧量為 1426ppm。搖動該混合物數(shù)秒鐘，然后，將其靜置24小時，再分析處理后得到的凈化水的化 學(xué)需氧量。
[0047] 實驗1到實驗11的處理后凈化水化學(xué)需氧量及化學(xué)需氧量降低率列于上表1中。 其中化學(xué)需氧量降低率（吸附效率）是指合成水初始化學(xué)需氧量與處理后凈化水的化學(xué)需 氧量間的差值占初始化學(xué)需氧量的百分比。
[004引從表1中可W看出；三徑甲基丙焼三甲基丙帰酸醋的聚合物在降低化學(xué)需氧量方 面很有效，在聚合過程中加入致孔劑能夠改善聚