水处理方法和吸附剂以及制备吸附剂的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及水处理方法和吸附剂W及制备吸附剂的方法。
【背景技术】
[0002] 包含聚合物的吸附剂应用于水处理过程中去除和/或回收水中的物质。一些吸附 剂由于单体（例如：甲基丙帰酸缩水甘油醋、径己基甲基丙帰酸醋）成本高而较为昂贵。一 些吸附剂由于去除/回收率低、制备方法复杂，W及/或者再生/循环利用能力低而不能满 足需求。
[0003] 此外，高温或者其他专业再生条件所产生的向外运输吸附剂的需求往往导致高昂 的成本。能够在现场运用简易方法再生的吸附剂，例如；低温化学或者蒸汽脱附再生方法， 可W大幅降低吸附剂所吸附的材料的处理及回收相关成本。
[0004] 所此需耍提供新的水处理方法和吸附剂W及制备吸附剂的方法。
【发明内容】
[0005] -方面，本发明的实施例涉及一种水处理方法，包括；向水中加入有效剂量的吸附 剂W获得化学需氧量降低的净化水，该吸附剂包括一种聚合物，该聚合物衍生于有化学式I
的第二单体；W及，将该净化水与该吸附剂分 离；其中，第一单体相对于第一单体与第二单体总重量之百分比在O到90%范围内；每个Ri独立的为氨、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之间的一个整数。
[0006] 另一方面，本发明的实施例涉及一种吸附剂，其包括一种聚合物，该聚合物衍生于 有化学式I
的第二单体；其中，第一单体相对于第一与第二单体总重量之百分比〉〇且《90% ;每个Ri独立的为氨、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之间的一个整数。
[0007] 再一方面，本发明的实施例涉及一种制备吸附剂的方法，包括：制备包括水和稳定 剂的水相；制备有机相，其包括引发剂、有机溶剂、具化学式I
的第二单体；将水相与有机相混合W聚合获得珠状吸附剂；其中，第一单体相对于第一单 体与第二单体总重量的百分比在0到90%范围内；每个Ri独立的为氨、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之间的一个整数。
【附图说明】
[000引参考附图阅读下面的详细描述，可W帮助理解本发明的特征、方面及优点，其中：
[0009] 图1所示为通过实验31制备的珠状吸附剂的热重量分析结果。
【具体实施方式】
[0010] 除非本发明中清楚另行定义，用到的科学和技术术语的含义为本发明所属技术领 域的技术人员所通常理解的含义。本发明中使用的"包括"、"包含"、"具有"、或"含有"W及 类似的词语是指除了列于其后的项目及其等同物外，其他的项目也可在范围W内。
[0011] 本发明中的近似用语用来修饰数量，表示本发明并不限定于所述具体数量，还包 括与所述数量接近的、可接受的、不会导致相关基本功能的改变的修正的部分。相应的，用 "大约"、"约"、"左右"等修饰一个数值，意为本发明不限于所述精确数值。在某些实施例中， 近似用语可能对应于测量数值的仪器的精度。本发明中的数值范围可W合并及/或互换， 除非另行清楚说明，数值范围包括其所涵盖的所有数值子范围。
[0012] 在说明书和权利耍求中，除非清楚地另外指出，所有项目的单复数不加W限制。本 发明专利申请说明书W及权利耍求书中使用的"第一"、"第二"、W及类似的词语并不表示 任何顺序、数量或者重耍性，而只是用来区分不同的材料或实施例等。
[0013] 除非上下文另外清楚地说明，术语"或"、"或者"并不意味着排他，而是指存在提及 项目（例如成分）中的至少一个，并且包括提及项目的组合可W存在的情况。
[0014] 本发明说明书中提及"一些实施例"等等，表示所述与本发明相关的一种特定耍素 (例如特征、结构和/或特点）被包含在本说明书所述的至少一个实施例中，可能或不可能 出现于其他实施例中。另外，需耍理解的是，所述发明耍素可W任何适合的方式结合。
[0015] 本发明的实施例涉及水处理方法和吸附剂W及制备吸附剂的方法。
[0016] 化学需氧量（O)D)及总有机碳订OC)测试通常用于间接测量水中有机化合物的 量，在本发明的示例中用于衡量吸附剂处理水的性能。
[0017] 本发明涉及的吸附剂可W仅含该聚合物，也可W是该聚合物与其他物质的组合， 这取决于待处理水的状况，W及对净化水的耍求。其它物质可为任何可用于处理水的物质， 例如絮凝剂、表面活性剂、沉淀剂及扩散剂。
[0018] 一些实施例中，用包括第二单体的单聚物的吸附剂进行水处理，即第一单体相较 于第一单体和第二单体总重量之百分比为0。
[0019] 一些实施例中，该吸附剂含有第一单体和第二单体的共聚物，即第一单体相较于 第一单体和第二单体总重量之百分比〉〇且《约90%，比如，50%左右，或者从巧％左右到 90 %左右的范围。
[0020] -些实施例中，a= 0,且第一单体是化学式为
[0021] 一些实施例中，R2是-邸3,且第二单体是化学式为
的三径甲基丙焼三甲基丙帰酸醋。
[0022] -些实施例中，第二单体化学式为
[0023] 该吸附剂可W通过任何合适的方式与水接触。一些实施例中，该接触系通过使水 流经吸附剂实现的，例如，将吸附剂填充入有水流经过的柱状容器中。一些实施例中，该接 触系通过将该吸附剂与水混合的方式完成的。
[0024] -些实施例中，该聚合物系一种用于吸附例如水溶性有机化合物等的吸附剂。在 该吸附剂与水接触并发生吸附作用后，将该吸附剂从化学需氧量降低的净化水中分离出 来。
[002引该聚合物可W任何合适的形式存在，包括但不限于粉末、珠子、纤维、多孔基体或 者无孔基体。本发明说明书中提及的"珠子"指具有一定直径的球状物质。一些实施例中， 该聚合物为直径不小于100微米的珠子，例如直径为500微米左右至1000微米左右，或者 为500微米左右至1200微米左右，或者为大约500微米至大约1500微米。
[0026] 本发明说明书中提及的术语"基体"指无特定形态的物质。换言之，可能为块状， 片状或者其它非特定形态。
[0027] -些实施例中，该聚合物W由水相与有机相混合制备而来的珠状形式存在。一些 实施例中，水相中用于制备珠状聚合物的稳定剂包括但不限于聚醋酸己帰醋（PVA)，纤维素 及其衍生物，明胶，聚（甲基）丙帰酸醋钢，径憐灰石，碳酸镇，或者W上成分的任意组合。 一些实施例中，水相中用于制备珠状聚合物的可选的表面活性剂包括但不限于吐温-80、吐 温-20、十二烷基横酸钢（SDS)、十二烷基苯横酸钢（SDBS)。"可选"是指一些实施例中用到 了表面活性剂，而另一些实施例中没有用表面活性剂。
[0028] 在第一单体和第二单体之外，制备珠状吸附剂的有机相包括引发剂和有机溶剂。 引发剂的示例包括但不限于偶氮类引发剂例如偶氮二异了膳（AIBN)、过氧类引发剂例如过 氧化苯甲醜巧PO)和过氧化氨、氧化还原引发剂，或者W上物质的任意组合。有机溶剂的示 例包括但不限于甲苯、己苯、二甲苯、苯甲醜、Cs-C。链焼、石蜡油，或者上述的任意组合。
[0029] 水相与有机相之重量比在约1 ;2到约2 ;1的范围内，聚合可在约70°C到约90°C的 温度范围内进行。
[0030] 第一单体与第二单体的成本较低，故二者形成的聚合物比较经济。该聚合物可W 通过用过量的酒精洗涂的方式再生，或者通过低温（12(rc至190°C)蒸汽再生。因此，该聚 合物可W在水处理现场再生，并重复利用多次，进而降低水处理的成本。
[0031] 从W下示例中可W看出，聚合物的制备过程是简易的，该聚合物易于再生，并在水 处理过程中，再生之后，饱和之前，具有良好的吸附性能。
[0032] 示例
[0033] W下实验示例可W为本领域中具有一般技能的人实施本发明提供参考。这些例子 并不限制权利耍求的范围。
[0034] 例 1
[003引在40毫升的小瓶中，将化学式为
的三径甲基丙焼三甲基丙帰酸醋巧克， "三头单体"）和化04g偶氮二异了膳（AIBN)溶于12毫升N，N-二甲基甲醜胺（DM巧中。一定量的聚（环氧己焼）（PEO)，0 -环状糊精（0 -畑），或者Hypemer2800作为致孔剂加入， 具体剂量为相对于三头单体的重量百分比（wt% )，例如，实验2中加入化02克聚（环氧己 焼）（三头单体（三径甲基丙焼三甲基丙帰酸醋）的化4wt% )。
[0036] 用隔膜将小瓶密封，通过五分钟的吹氣实现完全脱气。将小瓶放入8CTC的烘箱中 过夜W聚合。将得到的白色或淡黄色的单块产品压成粉末，然后用过量的酒精和热水提纯。
[0037] 致孔剂的种类、致孔剂相对于三头单体（三径甲基丙焼三甲基丙帰酸醋）的重量 百分比W及致孔剂的分子量列于下表1中。提纯过的粉末的B.E. T比表面积，孔容W及平 均孔径经过测量后列于下表1中。
[0038] 表 1
[0041] 将一些有机化合物称重后与水混合，揽拌至少I小时后用作合成水样。
[0042] 2毫升水样本与美国哈希公司的高范围化学需氧量检测试剂混合，用化化DRB200 在150°C温度加热2小时。冷却至室温后，运用设定好波长程序的化化DR500或者DR3900 分光光度计测量化学需氧量（O)D)。
[0043] 下表2列出了合成水的总有机碳订OC)，化学需氧量（O)D)，W及有机成分。
[0044] 表 2
[0046] 前述提纯过的粉末与总有机碳量5(X)ppm的合成水样本混合，合成水与该吸附粉 末（干重）的重量比为100 ;1。实验1中合成水初始化学需氧量为1323ppm，实验2到实 验5中，合成水初始化学需氧量为1386ppm，实验6到实验11中，合成水初始化学需氧量为 1426ppm。摇动该混合物数秒钟，然后，将其静置24小时，再分析处理后得到的净化水的化 学需氧量。
[0047] 实验1到实验11的处理后净化水化学需氧量及化学需氧量降低率列于上表1中。 其中化学需氧量降低率（吸附效率）是指合成水初始化学需氧量与处理后净化水的化学需 氧量间的差值占初始化学需氧量的百分比。
[004引从表1中可W看出；三径甲基丙焼三甲基丙帰酸醋的聚合物在降低化学需氧量方 面很有效，在聚合过程中加入致孔剂能够改善聚