高吸附性能多孔成型体及其制造方法技术

本发明专利技术提供高吸附性能多孔成型体及其制造方法，该多孔成型体适用于能够快速吸附除去包含在下水和废水中的低浓度的磷、硼、氟、砷等并且吸附容量较大的吸附剂。所述多孔成型体为含有有机高分子树脂和无机离子吸附体的多孔性的成型体，其中，构成该多孔性的成型体上所负载的无机离子吸附体的成分元素的９５％相对累积Ｘ射线强度与５％相对累积Ｘ射线强度之比（相对累积Ｘ射线强度比）为１．０～１０．０，该相对累积Ｘ射线强度比是使用电子探针显微分析仪（ＥＰＭＡ）得到的。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及。特别涉及如下的 多孔成型体该多孔成型体适用于选择性地吸附除去河水、下水处理水、 工厂废水中所含有的磷、硼、砷、氟离子的吸附体，处理速度快，并且 吸附容量较大。
技术介绍
近年来，由于环境污染、富营养化的问题，针对饮料水、工业用水、 工业废水、下水道处理水、环境水中的磷、硼、砷、氟离子等提高了环 保标准，人们正寻求除去这些物质的技术。磷是造成富营养化的物质之一，在封闭水域对磷的控制正在强化。 并且，磷是面临枯竭之忧的元素，人们正在寻求从废水中回收、再利用 的技术。硼是植物的发育所必须的元素，但已知如果硼过量存在，则对植物 的成长产生不良影响。此外已指出，对于人体而言，如果饮料水中含有 硼，则也可能对健康造成影响，特别是引起生殖功能的降低等健康障碍。砷包含在非铁金属精炼工业的废水、地热发电厂的热废水以及特定 地域的地下水等中。自古以来已知砷具有毒性，砷在生物体中具有蓄积 性， 一般认为砷会引起慢性中毒、体重减少、知觉障碍、肝功能障碍、 皮肤色素沉积、皮肤癌等病症。氟大多大量包含在金属精炼、玻璃、电子材料工业等产生的废水中。 氟对人体的影响为人们所忧虑，众所周知，过量摄取氟时，会引起斑釉 牙、骨硬化症、甲状腺障碍等慢性氟中毒症。此外，随着文明的发展，人们担心这些有害物质的排出量会增加， 从而寻求有效地除去这些有害物质的技术。作为除去这些有害物质的现有技术，已知有使锆的水合铁酸盐、水 合氧化铈等无机离子吸附体粉末负载于高分子材料上而成的吸附剂(参见 专利文献1)。该公知吸附剂是多孔性的，并且表面的开孔性也高，磷、 硼等吸附对象物向吸附体内部扩散较快，因此吸附性能优异。该成型体 是通过如下方法制造的将粉末状的无机离子吸附体与作为粘结剂的有 机高分子、有机高分子的良溶剂以及水溶性高分子混合，得到原料浆料， 然后使该原料浆料成型，使其与水等不良溶剂接触，从而使其凝固。但是，在现有制造方法中，使有机高分子和水溶性高分子溶解在有 机溶剂中得到的聚合物溶液的粘度较高，因此在该聚合物溶液中难以均 匀分散无机离子吸附体。事实上，在以不充分的分散状态下成型的多孔 成型体的内部会观察到无机离子吸附体的二次凝集物，从而存在投料时 加入的无机离子吸附体不能全部有效地显现出吸附性能这样的问题。专利文献l: WO2005/056175号公报
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种多孔成型体及其制造方法，该多孔成型 体适用于能够快速吸附除去包含在用水、废水中的低浓度的磷、硼、氟、 砷等；吸附容量大；且耐久性高、能够反复使用的吸附剂。为了解决上述课题，本专利技术人进行了深入研究，结果发现，在制造 原料浆料的工序中，将无机离子吸附体均匀混合在有机溶剂中时，加入 水溶性高分子作为无机离子吸附体的分散剂，进而使用珠磨机等粉碎混 合装置进行粉碎、混合，通过采用这样的制造方法，得到在成型后的多 孔成型体中无机离子吸附体的二次凝集物少、吸附性能优异的多孔成型 体，基于这一认识，完成了本专利技术。艮卩，本专利技术如下。(1) 一种多孔成型体，其是含有有机高分子树脂和无机离子吸附体的 多孔性的成型体，其中，构成该多孔性的成型体上所负载的无机离子吸 附体的成分元素的95°/。相对累积X射线强度与5%相对累积X射线强度 之比(相对累积X射线强度比)为1.0 10.0，所述相对累积X射线强度是6使用电子探针显微分析仪(EPMA)得到的。(2) 如上述(l)所述的多孔成型体，其中，所述多孔成型体在形成连 通孔的原纤的内部具有空隙，并且该空隙的至少一部分在原纤的表面开 孔，在该原纤的外表面和内部的空隙表面负载着无机离子吸附体。(3) 如上述(1)或(2)所述的多孔成型体，其中，所述连通孔在所述成 型体表面附近具有最大孔径层。(4) 如上述(1) (3)的任一项所述的多孔成型体，其中，所述多孔成 型体的平均粒径为100^im 2500|im。(5) 如上述(1) (4)的任一项所述的多孔成型体，其中，所述有机高 分子树脂包含选自由乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)、聚丙烯腈(PAN)、聚砜 (PS)以及聚偏二氟乙烯(PVDF)组成的组中的一种以上物质。(6) 如上述(1) (5)所述的多孔成型体，其中，所述无机离子吸附体 含有至少一种如下式(I)表示的金属氧化物。MNxOn-mH20......(I)(式(I)中，x为0 3， n为l 4， m为0 6; M和N为选自由Ti、 Zr、 Sn、 Sc、 Y、 La、 Ce、 Pr、 Nd、 Sm、 Eu、 Gd、 Tb、 Dy、 Ho、 Er、 Tm、 Yb、 Lu、 Al、 Si、 Cr、 Co、 Ga、 Fe、 Mn、 Ni、 V、 Ge、 Nb和Ta 组成的组中的金属元素，并且M和N相互不同。)(7) 如上述(6)所述的多孔成型体，其中，所述金属氧化物为从下述 (a) (c)的任意组中选出的一种或两种以上的混合物(a) 水合二氧化钛、水合氧化锆、水合氧化锡、水合氧化铈、水合氧 化镧以及水合氧化钇；(b) 选自由钛、锆、锡、铈、镧以及钇组成的组中的金属元素与选自由铝、硅以及铁组成的组中的金属元素的复合金属氧化物；(c) 活性氧化铝。(8) 如上述(1) (5)的任一项所述的多孔成型体，其中，所述无机离 子吸附体包含选自由硫酸铝浸渍活性氧化铝以及硫酸铝浸渍活性炭组成 的组中的至少一种物质。(9) 如上述(1) (8)的任一项所述的多孔成型体，其中，所述无机离子吸附体的负载量为65% 95%。(10) 如上述(2) (9)的任一项所述的多孔成型体，其中，所述原纤包 含有机高分子树脂、无机离子吸附体以及水溶性高分子。(11) 如上述(10)所述的多孔成型体，其中，所述水溶性高分子是合 成高分子。(12) 如上述(10)或(11)所述的多孔成型体，其中，所述水溶性高分子 是聚乙烯基吡咯烷酮。(13) 如上述(10) (12)的任一项所述的多孔成型体，其中，所述水溶 性高分子的含量为0.001°/。 10%。(14) 一种柱，其中填充有上述(1) (13)的任一项所述的多孔成型体。(15) —种多孔成型体的制造方法，其是制造包含有机高分子树脂和 无机离子吸附体的多孔成型体的方法，其中，该制造方法包括如下工序(1) 粉碎混合工序，在该粉碎混合工序中，使用粉碎混合装置，至少 将有机高分子树脂的良溶剂、无机离子吸附体和水溶性高分子这3种粉 碎、混合，从而得到浆料；(2) 溶解工序，在该溶解工序中，将有机高分子树脂溶解在工序(l)得 到的浆料中；禾口(3) 成型工序，在该成型工序中，使工序(2)得到的浆料成型，并使其 在不良溶剂中凝固。(16) 如上述(15)所述的方法，其中，所述粉碎混合装置是介质搅拌 型磨机。(17) 如上述(15)或(16)所述的方法，其中，所述有机高分子树脂的良 溶剂为选自由二甲亚砜(DMSO)、 N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)、 二甲基乙酰 胺(DMAC)、 二甲基甲酰胺(DMF)组成的组中的一种以上物质。(18) 如上述(15) (17)的任一项所述的方法，其中，所述不良溶剂是 有机高分子树脂的良溶剂与水的混合物或水。(19) 如上述(15) (18)的任一项所述的方法，其中，所述有机高分子 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多孔成型体，其是含有有机高分子树脂和无机离子吸附体的多孔性的成型体，其中，构成该多孔性的成型体上所负载的无机离子吸附体的成分元素的９５％相对累积Ｘ射线强度与５％相对累积Ｘ射线强度之比为１．０～１０．０，所述相对累积Ｘ射线强度是使用电子探针显微分析仪得到的。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：大森昭浩，
申请(专利权)人：旭化成化学株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]