金属清除聚合物及其用途制造技术

公开了一种聚合物、一种组合物及其中任一种的用途。聚合物是衍生自至少两种单体：丙烯酸类-x及烷基胺，且具有连接至聚合物主链的能够清除至少一种金属的官能团。聚合物具有具备发荧光量的共轭双键的聚合物主链，从而提供一种经由荧光来控制金属清除的方法。这些聚合物在包括废水系统的多种介质中具有许多用途。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】金属清除聚合物及其用途本申请为2010年4月6日提交的美国专利申请第12/754,660号及2010年4月6日提交的美国专利申请第12/754,683号的部分继续申请，这些申请的公开内容以引用的方式并入本文中。专利
本专利技术的领域是关于新颖的发荧光的金属清除聚合物及其使用方法。专利技术背景诸如工艺用水及空气的各种介质的金属清除已成为包括重工业及轻工业的各种工业(诸如发电厂及采矿操作)所面临的一项挑战。另外，工艺用水的金属清除还成为市政应用的目标。图1中说明示例性废水处理方案。本公开内容提出多种用于处理工业及市政工艺中的金属管理的途径。这些化学过程可潜在地用于其它多种需要金属清除的应用，且更特定地，可提供允许对金属清除化学过程进行在线剂量控制的技术。专利技术概述本公开内容提供一种聚合物或一种包含该聚合物的组合物，该聚合物包含聚合物主链，该聚合物主链包含化学键，其中该聚合物主链衍生自至少两种单体：丙烯酸类-x及烷基胺，且其中该丙烯酸类-x具有下式：其中X＝OR、OH及其盐或NHR2，其中R独立地选自烷基、芳基及烯基；且其中R1及R2独立地选自H、烷基、芳基及烯基；其中聚合物主链的分子量在500道尔顿至200,000道尔顿之间；其中聚合物主链的化学键包含发荧光量的共轭双键；且其中聚合物是通过将能够清除介质中的至少一种金属的官能团连接至聚合物主链而被官能化。另外，本公开内容提供一种从包含至少一种金属的介质移除该至少一种金属的方法，该方法包括：用聚合物处理包含该至少一种金属的介质，该聚合物包含聚合物主链，该聚合物主链包含化学键，该聚合物主链衍生自至少两种单体：丙烯酸类-x及烷基胺，且其中该丙烯酸类-x具有下式：其中X＝OR、OH及其盐或NHR2，其中R独立地选自烷基、芳基及烯基；且其中R1及R2独立地选自H、烷基、芳基及烯基；其中聚合物主链的分子量在500道尔顿至200,000道尔顿之间；其中聚合物主链的化学键包含发荧光量的共轭双键；且其中聚合物是通过将能够清除该至少一种金属的官能团连接至聚合物主链而被官能化；允许聚合物清除一定量的该至少一种金属以产生经清除的化合物；及收集经清除的化合物。附图简述在检视以下详细说明及附图后，相关技术的普通技术人员将更易于清楚本公开内容的优点，其中：图1说明示例性废水处理方案；图2说明衍生自丙烯酸及四亚乙基五胺的三种不同丙烯酸类-x/烷基胺聚合物的从荧光计探测器获得的GPC色谱图(“GPC/FL”)，其中聚合物主链是在不同温度下产生的；图3说明GPC色谱图，其比较衍生自丙烯酸及四亚乙基五胺的丙烯酸类-x/烷基胺聚合物的荧光计(也为“GPC/FL”)及差示折光指数(“GPC/DRI”)探测器响应；图4说明衍生自经高温处理的丙烯酸类-x/烷基胺聚合物主链的特定发荧光的金属清除聚合物的示例性荧光光谱；图5说明荧光强度与经二硫化碳改性的聚(丙烯酸/四亚乙基五胺)浓度之间的线性关系；图6说明聚合物样品6216-070(图6a)及6216-001(图6b)的基质辅助激光脱附电离-飞行时间质谱(MatrixAssistedLaserDesorptionIonization-TimeofFlightMassSpectroscopy)数据；图7说明聚合物样品6216-070(图7a)及6216-001(图7b)的基质辅助激光脱附电离-飞行时间质谱数据，其与图6相同，但添加关于聚合物的较高分子量部分的简要说明；图8扩大图6及图7中说明的聚合物样品6216-070(图8a)及6216-001(图8b)的基质辅助激光脱附电离-飞行时间质谱数据的“簇1”；图9说明一系列对pH＝8的合成Cu-EDTA废水使用发荧光的金属清除聚合物的瓶式测试的结果，及在各聚合物剂量下完成瓶式测试之后所测量的经pH调节的样品的荧光强度；图10说明一系列使用所公开的发荧光的金属清除聚合物从工业工艺用水样品移除镍的瓶式测试的结果，及在各剂量下完成瓶式测试之后所测量的经pH调节的样品的荧光强度；图11说明荧光强度(减去背景)，其随用于从湿烟道气脱硫(“FGD”)液体移除汞以达成汞移除的发荧光的金属清除聚合物的剂量比率增加而变化(参见表4关于汞测量)；及图12说明残余聚合物的荧光强度，其随发荧光的金属清除聚合物的剂量增加而变化，其中“空心”点表示具有在前述处理之后添加的额外湿FGD液体的瓶(参见表5关于汞测量)。专利技术详述虽然本文所述的实施方式可采用各种形式，但当前较佳实施方式展示于附图中且将在下文中描述，以本公开内容仅视为例证且不意欲将本公开内容限于所说明的特定实施方式为条件。应进一步理解，本说明书的本部分的标题，即，“专利技术详述”，涉及美国专利局的要求，且既非暗示对本文所公开主题的限制，也不应被如此推断。A.聚合物及组合物本公开内容提供一种聚合物或一种包含该聚合物的组合物，该聚合物包含聚合物主链，该聚合物主链包含化学键，其中该聚合物主链衍生自至少两种单体：丙烯酸类-x及烷基胺，且其中该丙烯酸类-x具有下式：其中X＝OR、OH及其盐或NHR2，其中R独立地选自烷基、芳基及烯基；且其中R1及R2独立地选自H、烷基、芳基及烯基；其中聚合物主链的分子量在500道尔顿至200,000道尔顿之间；其中聚合物主链的化学键包含发荧光量的共轭双键；且其中聚合物是通过将能够清除介质中的至少一种金属的官能团连接至聚合物主链而被官能化。在某些实施方式中，烷基胺具有在2至14范围内的碳原子及在2至8范围内的氮原子。在某些实施方式中，R具有在1至24范围内的碳原子。在某些实施方式中，R1具有在1至24范围内的碳原子。在某些实施方式中，R2具有在1至24范围内的碳原子。在某些实施方式中，共轭双键占聚合物主链的化学键的至少10％。在其它实施方式中，共轭双键占聚合物主链的化学键的至少20％。该至少一种金属可包括零价、单价及多价金属。该至少一种金属可能或可能不由有机或无机化合物接合。并且，该至少一种金属可为放射性及非放射性的。实例包括但不限于，过渡金属及重金属。特定金属可包括但不限于，铜、镍、锌、铅、汞、镉、银、铁、锰、钯、铂、锶、硒、砷、钴、金及其组合。如先前论述，聚合物主链的分子量可根据各种考虑因素改变。举例而言，可考虑聚合物的目标物质和/或应用。另一考虑因素可为单体选择。虽然可通过各种手段测量和/或计算分子量，但本公开内容的分子量测量是通过尺寸排阻色谱法进行。当本申请中提及分子量时，提及的是另外被称为聚合物主链的未改性的聚合物的分子量。除非明确陈述，否则添加至聚合物主链中的官能团并非计算的一部分。因此，包括官能团的聚合物的分子量可远超过任何所列举的分子量范围。在某些实施方式中，聚合物主链的分子量为1,000道尔顿至16,000道尔顿。在某些实施方式中，聚合物主链的分子量为1,500道尔顿至8,000道尔顿。如先前所论述，官能团连接至聚合物主链。官能团能够结合于一种或更多种金属，其中术语“金属”包括包含金属的化合物。另外，术语“官能团”用于表示，一个或任意数目的官能团可连接至聚合物主链。可将多于一种官能团连接至聚合物主链，但单一官能团将在本公开内容范围内。在某些实施方式中，官能团包含至少一种硫化物化合物。在某些实施方式中，官能团为二硫代氨基甲酸盐基。在某些实本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种从介质移除至少一种金属的方法，所述介质包含所述至少一种金属，所述方法包括：用聚合物处理包含所述至少一种金属的所述介质，所述聚合物包含聚合物主链，所述聚合物主链包含化学键，所述聚合物主链衍生自至少两种单体：丙烯酸类‑x及烷基胺，且其中所述丙烯酸类‑x具有下式：其中X＝OR、OH及其盐或NHR2，其中R独立地选自烷基、芳基及烯基；且其中R1及R2独立地选自H、烷基、芳基及烯基；其中所述聚合物主链的分子量在500道尔顿至200,000道尔顿之间；其中所述聚合物主链的所述化学键包含发荧光量的共轭双键；且其中所述聚合物是通过将能够清除所述至少一种金属的官能团连接至所述聚合物主链而被官能化；允许所述聚合物清除一定量的所述至少一种金属以产生经清除的化合物；及收集所述经清除的化合物。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.06.29 US 13/538,0301.一种从介质移除至少一种金属的方法，所述介质包含所述至少一种金属，所述方法包括：用聚合物处理包含所述至少一种金属的所述介质，所述聚合物包含聚合物主链，所述聚合物主链包含化学键，所述聚合物主链衍生自至少两种单体：丙烯酸类-x及烷基胺，且其中所述丙烯酸类-x具有下式：其中X＝OR、OH及其盐或NHR2，其中R独立地选自烷基、芳基及烯基；且其中R1及R2独立地选自H、烷基、芳基及烯基；其中所述聚合物主链的分子量在500道尔顿至200,000道尔顿之间；其中所述聚合物主链的所述化学键包含发荧光量的共轭双键；且其中所述聚合物是通过将能够清除所述至少一种金属的官能团连接至所述聚合物主链而被官能化，且其中所述聚合物主链已在160℃至225℃的温度范围内聚合；允许所述聚合物清除一定量的所述至少一种金属以产生经清除的化合物；及收集所述经清除的化合物。2.如权利要求1所述的方法，其中所述官能团包含至少一种硫化物化合物。3.如权利要求1所述的方法，其中所述官能团为二硫代氨基甲酸盐基，且其中基于所述聚合物主链的全部可能的官能化，所述聚合物被所述二硫代氨基甲酸盐基5％至100％官能化。4.如权利要求1所述的方法，其中所述至少一种金属选自由以下组成的组：铜、镍、锌、铅、汞、镉、银、铁、锰、钯、铂、锶、硒、砷、钴、金及其任何组合。5.如权利要求1所述的方法，进一步包括用络合量的水溶性二氯乙烷氨聚合物对工艺流进行第二处理，所述水溶性二氯乙烷氨聚合物具有500道尔顿至100,000道尔顿的分子量且被二硫代氨基甲酸盐基5％至50％官能化。6.如权利要求1所述的方法，进一步包括：将氧化剂施用于热量产生系统烟道气中；任选地其中所述氧化剂在至少500℃的温度下使目标物质氧化；任选地其中所述目标物质为元素汞或其衍生物；且任选地其中所述氧化剂为以下中的至少一种：热不稳定的分子卤素、溴化钙及包含卤素的化合物。7.如权利要求1所述的方法，其中所述方法进一步包括在所述收集之后将所述介质调节至酸性pH。8.如权利要求1所述的方法，其中所述聚合物主链已在225℃的温度下聚合。9.如权利要求1所述的方法，其中所述烷基胺具有在2至14范围内的碳原子及在2至8范围内的氮原子。10.如权利要求1所述的方法，其中所述共轭双键占所述聚合物主链的所述化学键的至少10％。11.如权利要求1所述的方法，其中所述聚合物作为组合物的一部分添加至所述介质中，所述组合物包含所述聚合物及至少一种其它化合物。12.一种聚合物，其包含聚合物主链，所述聚合物主链包含化学键，其中所述聚合物主链衍生自至少两种单体：丙烯酸类-x及烷基胺，且其中所述丙烯酸类-x具有下式：其中X＝OR、OH及其盐或NHR2，其中R独立地选自烷基、芳基及烯基；且其中R1及R2独立地选自H、烷基、芳基及烯基；其中所述聚合物主链的分子量在500道尔顿至200,000道尔顿之间；其中所述聚合物主链的所述化学键包含发荧光量的共轭双键；且其中所述聚合物是通过将能够清除介质中的至少一种金属的官能团连接至所述聚合物主链而被官能化；且其中所述聚合物主链已在160℃至225℃的温度范围内聚合。13.如权利要求12所述的聚合物，其中所述聚合物主链已在225℃的温度下聚合。14.如权利要求12所述的聚合物，其中所述共轭双键占所述聚合物主链的所述化学键的至少10％。15.如权利要求12所述的聚合物，其中所述官能团包含至少...

【专利技术属性】
技术研发人员：保罗·J·津恩，温斯顿·苏，丽贝卡·斯泰尔斯，达灵顿·姆兰博，
申请(专利权)人：纳尔科公司，
类型：发明
国别省市：美国;US