[发明专利]一种除砷树脂的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种除砷树脂的制备方法。 

背景技术

世界卫生组织推荐的水体中砷含量的最高可饮用标准值为0.01mg/L，但是，果蔬汁饮料、地下水等水体中因含砷农药的使用、岩石风化、火山爆发、砷化物的开采和冶炼等原因而含有少量的砷，受污染的水体中砷含量一般在0.1mg/L以上，一些重污染地下水中砷含量已超过1mg/L。砷在其中主要以砷酸盐或亚砷酸盐的形式存在，对人体的伤害较大，如果人长期饮用砷含量在0.1mg/L以上的饮品，砷化物将在人体内不断累积，造成慢性砷中毒。目前世界范围内，砷中毒患病率高达20%以上，去除或降低水体中的砷显得尤为重要。

对于水体中高含量砷的去除一般可采用大孔吸附树脂、活性炭、活性氧化铝等，一般对水体中砷的去除率可达到90%左右，再需要进一步除去溶液中的微量砷时，金属含氧化合物会因溶解影响其吸附能力，还可能因为溶解造成溶液的二次污染，因此难以将水体中的砷含量控制在0.01mg/L以下，而且由于活性炭、活性氧化铝等不便于再生利用，在除砷的同时伴随产生较大量含砷废渣，将造成二次污染。

对于果蔬汁等饮品中微量砷的去除，传统的吸附方法已经不能满足要求。在专利文献CN1605570、CN101053848及US20050205495等采用的是离子交换与吸附树脂负载金属离子的制备方法，其制备过程比较复杂，必须先制备离子交换与吸附树脂，再将金属沉积于树脂表面，金属沉积量受树脂的比表面积及孔径等因素的影响较大，沉积量最多可达树脂干重的20%左右，对砷的吸附量约为5~6mg As/ml树脂，吸附容量较难进一步提高。如将受砷污染的水体经除砷树脂处理，砷含量降至可饮用标准时，需要装填较多的除砷树脂。

西安蓝晓科技有限公司在2011年1月11日已公开申请号为201110004973.9、发明名称为“一种粉体造粒技术”的发明专利，在该专利中详细阐述了通过“悬浮”方式将粉体制备成球珠状颗粒的方法。该方式也可用于除砷树脂的制备。 

发明内容

本发明的目的是提供一种用有机或无机胶粘剂将两性金属氧化物粉体粘结为球珠状除砷树脂的制备方法，以提高对果蔬汁、地下水等水体中砷的去除效率。

本发明所制备的除砷树脂对果蔬汁、地下水等水体中的砷离子具有较高的选择性及去除效率。

本发明提供的一种除砷树脂的制备方法，包括以下步骤：

（1）制备具有除砷功能的粉体——金属含氧化合物的悬浮液或干粉；

（2）将所制备的悬浮液或干粉与胶粘剂及致孔剂混合均匀制备成分散相；

（3）配制与分散相不相容的连续相；

（4）将上述分散相加入到连续相中，搅拌使其分散成球珠，并在一定条件下使其固化成球珠形颗粒；

（5）用溶剂除去球珠形颗粒中的分散剂、致孔剂，进行活化处理。经活化处理后获得除砷树脂，可用于去除水或果蔬汁中的砷离子。

本发明所述的金属含氧化合物优选二氧化钛、氧化铁、氧化铝、氧化锰或其水合物或其氢氧化物的一种或几种的混合物；也可直接购买市售商品；或通过酸碱中和得到；或通过还原态金属盐氧化生产获得水合氧化物。

所述的胶粘剂优选高分子类或反应性单体。

所述的高分子类胶粘剂优选为聚丙烯酰胺、聚丙烯酸、聚丙烯酸酯、聚氨酯、聚酯、聚醚、聚苯乙烯、聚烯醇、酚醛树脂、环氧树脂、无机高分子胶粘剂等中的一种或几种的混合物；所述的反应性单体，其分子中存在一个以上可聚合双键；或单体自身带有两个可缩合官能团；或单体为两种或两种以上具有可缩合官能团的物质的组合。

所述分子中存在一个以上可聚合双键的单体为丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酰胺、N-异丙基丙烯酰胺、N-乙烯基吡咯烷酮、N,N-亚甲基双丙烯酰胺、丙烯腈、甲基丙烯腈、乙基丙烯腈、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸丙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸正辛酯、甲基丙烯酸正辛酯、丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸羟乙酯、乙酸乙烯酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酸烯丙酯、甲基丙烯酸烯丙酯、苯二甲酸二烯丙酯、二丙烯酸乙二醇酯、二甲基丙烯酸乙二醇酯、1,3-丁二醇二丙烯酸酯、1,3-丁二醇二甲基丙烯酸酯、衣康酸双烯丙酯、三烯丙基异氰尿酸酯、三甲基丙烯酸甘油酯、苯乙烯、α-甲基苯乙烯、氯代苯乙烯、氯甲基苯乙烯或二乙烯苯等；

所述的自身带有两个可缩合官能团的物质优选4-羟基丁酸、5-羟基戊酸、6-羟基己酸、1-羟基环丙烷羧酸或ω-羟基羧酸等；