螯合形成性过滤器及其制法、以及用该过滤器的液体净化法制造技术

一种螯合形成性过滤器，及其制法以及用该过滤器的液体的净化法，是在由天然纤维、再生纤维或合成纤维所构成的过滤器材料的该纤维分子中导入用上述通式（１）或（３）表示的螯合形成性官能团，并兼具有对金属及类金属或它们的化合物螯合捕获（除去）的性能和对不溶性杂质除去的性能，（１）式中，Ｇ为链状的糖醇保留基或多元醇保留基，Ｒ为氢原子、（低级）烷基或－Ｇ（Ｇ表示的意义与上述相同、可为与上述Ｇ相同或不同的基团）；（３）式中，Ｒ＃＋［１］、Ｒ＃＋［２］、Ｒ＃＋［３］为低级烷撑基、ｎ为１—４的整数。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种能高效地除去被处理液中的金属离子或类金属离子与不溶性杂质并净化的螯合形成性过滤器及其制法，以及用该螯合形成性过滤器的液体净化法。按本专利技术，按照作为被处理液中的除去对象的离子种类，通过在构成过滤器的纤维中选定所导入的螯合形成性官能团的种类，在高效地除去(或捕获)各种螯合形成性离子的同时，能高效地除去不溶性杂质。因此，该过滤器，例如以(1)除去(或捕获)在水溶性或油溶性液中所含有铜、锌、镍、钴等的重金属离子及不溶性杂质，(2)除去(或捕获)在水溶性或油溶性液中所含有的硼、锗、砷、锑、硒等的类金属及不溶性杂质等为目的，具体地说，除可有效地用于产业废水、饮用水、食品加工用水等外，也可用于食用油或食品加工用油等的净化。在产业废水中含有各种有害的重金属离子，从防止对环境污染的观点看，把这些重金属离子通过废水处理充分除去是必要的。另外，在河流或地下水中所含的重金属成分也对人体造成不良影响，因此，当这些水作为饮用水或食品加工用水等利用时，必须给予充分地注意。另外，在制作食用油或食品加工油等时，作为氢化催化剂等也可能混入某种金属，由于这些金属将对保存稳定性以及人体有不良影响，因此，也需要尽可能的除去。另外，人们已经知道，虽然类金属之一硼或硼化物在自然界中广泛地分布并对人体是必需的元素，但是，另一方面如过多地摄取则反而会造成不良影响。而且，也有报导由于河流或地下水中所含的硼成分对人体造成污染的事例，以及担心再利用水时的不良影响。还有除硼以外，例如砷及砷化物对人体是有害的，必须尽可能地从担心其混入的饮用水等中除去。并且，在作为用水或食品加工用水、食用油或食品加工油等利用时，除上述的金属成分或类金属成分以外，也需要除去不溶性杂质。鉴于上述情况，本专利技术提供一种过滤器，这种过滤器能高效地从水或食用油等被处理液中捕获和除去这些金属离子或类金属离子以及它们的化合物，同时或者进一步，也可高效地除去并净化在该被处理液中所含的不溶性杂质。并且本专利技术也对利用该过滤器能净化水或油等的被处理液的开发技术进行研究。迄今为止，虽然对于除去在废水等中所含的有害金属离子或者捕获有益离子广泛地利用离子交换树脂，但是对于有选择地吸附并分离低浓度的金属离子还不能说已取得满意的效果。另外，具有在与金属离子间形成螯合物并且选择地捕获这些金属离子的性质的螯合树脂由于对于金属离子、特别是重金属离子具有优异的选择捕获性，因此，在水处理领域中被用于除去或捕获重金属。但是，大多的螯合性树脂是单纯导入亚氨基二醋酸等的螯合形成性官能团，因此还不能说具有必须满足的螯合形成能。还有，普通的离子交换树脂或螯合形成性树脂，是通过二乙烯基苯等交联剂付与刚性三维结构的空心颗粒状，由于向树脂内部的金属离子或再生剂的扩散速度慢，因此在处理效率上有问题。并且，是不能再生一次性使用的过滤器，由于焚烧处理困难，因此，如何减少使用后树脂也变成大问题。为了解决这种空心颗粒状螯合形成树脂的问题，曾提出纤维状或片状的螯合物材料(特开平7-10925号)。这种纤维状或片状的螯合材料，由于比表面积大并且在表面上存在构成金属离子的吸附和解吸附点的螯合形成性官能团，因此，提高了吸附和解吸附效率，并且还具有容易进行焚烧处理等多种优点。但是，该纤维状或片状的螯合材料，其制造方法烦杂，并且由于必须采用使用电离性射线的方法，因此，在设备方面、安全性、制造成本等方面存在很多问题。另外，用以往的螯合树脂或者纤维状及片状的螯合材料，虽然如前所述能发挥一定程度的捕获金属离子的能力，但是，还不能期望除去不少混入到被处理液中的不溶性杂质，因此，为了除去这些不溶性杂质并充分地净化被处理液，在用螯合树脂等除去金属离子前或后必须除去被处理液中的不溶性杂质。即为了得到确实的净化效果，至少需要2个工序的处理。鉴于这种情况，本专利技术者们对开发螯合形成性纤维进行研究，这种螯合形成性纤维除对金属离子及类金属离子或者它们的化合物具有优越的捕获性能外，焚烧处理等容易，而且可用简单且安全的方法能廉价地制造。作为研究成果之一，是开发一种螯合形成性纤维，并己申请了专利。这种螯合形成性纤维是在如棉等植物性纤维或丝等动物性纤维，在分子中具有羟基或氨基等反应性官能团的纤维中，使具有用下述通式(2)所示的螯合形成能的胺化物(理想的为D-葡萄糖胺、N-甲基-D-葡萄糖胺以及二羟基丙胺等)或者用下述通式(4)所表示的多羧酸的酸酐(理想的为氮川三醋酸酐、乙二胺四醋酸二酐、二乙撑三胺五醋酸二酐等)反应，在纤维中导入用下述通式(1)所表示的螯合形成性官能团或者用下述通式(3)所表示的螯合形成性官能团。 式中，G为链状的糖醇保留基或多元醇保留基，R为氢原子、(低级)烷基或-G(G表示的意义与上述相同、可为与上述G相同或不同的基团)。 式中，G为R与上述所表示的意义相同。 式中，R1、R2、R3为低级烷撑基、n为1-4的整数。 式中，R1、R2、R3及n与上述所表示的意义相同。在纤维分子中导入了用上述通式(1)或(3)所表示的螯合形成性官能团的螯合形成性纤维，是本专利技术者首先开发出的，这些在本专利申请中是具有新颗粒性的。导入了用上述通式(1)所示的官能团的螯合性纤维表示对类金属离子或其化合物优越的螯合捕获能力，而导入了用上述通式(3)所示的官能团的螯合性纤维对铜、锌、镍、钴等重金属离子或其化合物表示优越的螯合捕获能力。而且，在纤维分子中导入了上述的螯合形成性官能团的螯合纤维，与以往的粒状螯合树脂相比具有卓越的螯合捕获能力并且其制造简单，具有极高的实用性。本专利技术的第1个目的是提供一种螯合形成性过滤器，同时提供一种用该过滤器的液体的净化法。所述的螯合形成性过滤器是有效地利用上述螯合形成性纤维的特殊性，即对于利用了优越的螯合形成性的类金属及重金属或者它们的化合物的捕获作用和利用作为纤维状物质的特殊性的对不溶杂质的除去作用，从被处理液体中捕获并除去类金属及重金属或者它们的化合物，同时能除去不溶性杂质。本专利技术的另一目的是提供一种能简单地制造兼具对应各种捕获对象离子的最适的螯合形成能力和除去不溶性杂质性能的螯合形成性过滤器的方法。本专利技术的螯合形成性过滤器，其特征在于作为过滤器的材料的至少一部分配置在纤维中导入了螯合形成性官能团的螯合形成性纤维，并且螯合捕获被处理液中的螯合形成性离子的同时，可以除去不溶性杂质。作为在构成上述螯合形成性过滤器的纤维分子中的所导入的理想的螯合形成性官能团可列举具有氨基和在碳上所键合的至少2个羟基的用下述通式(1)所表示的基团， ，或者用下述通式(3)所示的酰基， 。在用上述通式(1)所表示的螯合形成性官能团中，最好通式(1)中的G为从D-葡萄糖胺除去氨基的保留基或者二羟丙基，R为氢原子或低级烷基官能团。这些螯合形成性官能团可以直接地被导入到纤维分子中的反应性官能团上，或者也可以通过其它的反应性官能团被导入到构成纤维的分子上。而且，上述螯合形成性过滤器，在构成该过滤器的纤维分子的反应性官能团上直接地，或者在构成纤维的分子上导入其它的反应性官能团后，通过在该官能团上具有氨基与在碳上键合的至少2个羟基的用下述通式(2)所表示的胺化物， 或者用下述通式(4)所表示的多羧酸的酸酐反应可以容易得到。 而且，上述螯合形成性官能团的理想的导入量，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种螯合形成性过滤器，其特征在于作为至少过滤器材料的一部分，配置在纤维分子中导入了螯合形成性官能团的螯合形成性纤维。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：南部信义，伊藤治，土井贵雄，三原允武，
申请(专利权)人：吉利斯德股份有限公司，中部吉利斯德股份有限公司，
类型：发明
国别省市：JP[日本]