[发明专利]用于吸附含氧阴离子的两性离子交换剂

说明书

本发明涉及两性离子交换剂用于吸附含氧阴离子以及它们的含硫类似物的应用，优选涉及含氧化铁/羟基氧化铁的两性离子交换剂用于从水和水溶液中去除含氧阴离子的应用，并涉及这些含氧化铁/羟基氧化铁的两性离子交换剂的制备，并且涉及一种再生方法。

本发明背景中的含氧阴离子具有化学式X_nO_m^-、X_nO_m^2-、X_nO_m^3-、HX_nO_m^-或H₂X_nO_m^2-，其中n是1、2、3或4的一个整数，m是3、4、6、7或13中的一个整数，而X是来自组Au、Ag、Cu、Si、P、S、Cr、Ti、Te、Se、V、As、Sb、W、Mo、U、Os、Nb、Bi、Pb、Co、Ni、Fe、Mn、Ru、Re、Tc、Al、B的一种金属或过渡金属，或者来自组F、Cl、Br、I、CN、C、N的一种非金属。根据本发明，优选含氧阴离子一词表示化学式XO_m^2-、XO_m^3-、HXO_m^-或H₂XO_m^2-，其中m是3或4中的一个整数，X是来自组P、S、Cr、Te、Se、V、As、Sb、W、Mo、Bi一种金属或过渡金属，或者来自组Cl、Br、I、C、N的一种非金属。根据本发明，更优选含氧阴离子一词表示处于(III)和(V)氧化态的砷的含氧阴离子、处于(III)和(V)氧化态的锑的含氧阴离子、作为硫酸盐的硫的含氧阴离子、作为磷酸盐的磷的含氧阴离子、作为铬酸盐的铬的含氧阴离子、作为铋酸盐的铋的含氧阴离子、作为钼酸盐的钼的含氧阴离子、作为矾酸盐的矾的含氧阴离子、作为钨酸盐的钨的含氧阴离子、作为硒酸盐的硒的含氧阴离子、作为碲酸盐的碲的含氧阴离子、作为氯酸盐或高氯酸盐的氯的含氧阴离子。根据本发明含氧阴离子特别优选是H₂AsO₃^-、H₂AsO₄^-、HAsO₄^2-、AsO₄^3-、H₂SbO₃^-、H₂SbO₄^-、HSbO₄^2-、SbO₄^3-、SeO₄^2-、ClO₃^-、ClO₄^-、BiO₄^2-、SO₄^2-、PO₄^3-。根据本发明非常特别优选的含氧阴离子是H₂AsO₃^-、H₂AsO₄^-、HAsO₄^2-和AsO₄^3-、以及还有SeO₄^2-。在本发明的背景中，术语含氧阴离子还包括含硫类似物，其中在上述化学式中的O被代之以硫S。

最近数十年来对饮用水的纯度要求已经显著提高。在许多国家的卫生当局已经确定在水中重金属浓度的限度。这尤其涉及诸如砷、锑或铬的重金属。

在某些情况下，例如，砷化合物能够从岩石沥出从而进入地下水。在天然水中，砷作为具有三价和五价砷的一种化合物而存在。已经发现在天然水中主导的pH值下所产生的主要种类是H₃AsO₃，H₂AsO₃^-，H₂AsO₄^-，HAsO₄^2-。