[发明专利]抑制阴离子交换树脂中亚硝胺的形成的方法

说明书

背景技术

本发明涉及控制树脂中亚硝胺形成的方法。更具体地，本发明涉及通过添加抗氧化剂抑制阴离子交换树脂中亚硝胺形成的方法。

已知的亚硝胺为N-亚硝胺或N-亚硝基二烷基胺。其有多种类型，但一个共同的特征是NNO官能团。已证明某些类型的亚硝胺以不同的方式(包括通过食物、吸入、皮肤接触和饮用水)接触实验室动物会导致癌症。根据加利福尼亚公共健康部门(California Department of Public Health)(CDPH)的研究，超过10ng/L(纳克每升)的水平会带来危害。

已发现在储存中逐渐产生的和最初存在于阴离子交换树脂中的痕量亚硝胺(即，＞10ng/L)，它们在饮用水应用中是特别不希望的。对于类似消除高氯酸盐和硝酸盐的应用，很多政府机构需要在安装时预清洗阴离子交换树脂并测试各种亚硝胺的任何产生。预清洗导致时间和使用水的费用增加，在某些情况下，需要高达200柱床体积的水来满足亚硝胺测试水平的需要。

使用能竞争活性亚硝化中间体或亚硝基化剂的添加剂来抑制亚硝化作用。已证实通过抗坏血酸(维生素C)和α-生育酚(维生素E)能抑制N-亚硝胺的体外形成。见Kirk-Othmer，化学技术百科(Encyclopedia of Chemical Technology)，第四版，第17卷，第227页。抗氧化剂也可以用来控制总有机碳和凝胶阳离子树脂和强酸阳离子树脂中的色移(color throw).见Gisch，Daryl J.，“用于控制可浸出有机碳(TOC)和储存强酸凝胶阳离子树脂中色移的多种食物可接受的氧化剂的有效性(The Effectiveness of Various Food Acceptable Antioxidants for Controlling Leachable Total Organic Carbon(TOC)and Color Throw on Stored Strong Acid Gel Cation Resins)”，http://priorartdatabase.com/IPCOM/000125143，2005年5月20日；美国专利第4,973,607号。但是，这些方法都不能将亚硝胺的水平限制到小于15ng/L。

本发明旨在通过向阴离子交换树脂中加入抗氧化剂来限制亚硝胺的形成和消除或减少用水预清洗阴离子交换树脂的操作。抗氧化剂的使用减缓或消除了树脂上亚硝胺的形成。通过使胺从树脂中的氧化释放变慢和破坏从胺片段形成亚硝胺的机理，抗氧化剂能减少亚硝胺的形成。这使得在将阴离子树脂用于饮用水和可饮水应用之前，出于去除亚硝胺目的而预清洗阴离子树脂的需求减少。

在本发明中，提供了一种抑制亚硝胺形成的方法，所述方法包括提供具有亚硝基化剂的阴离子交换树脂，和向所述树脂施用抗氧化剂来抑制在所述阴离子交换树脂上的亚硝胺形成，这样所述阴离子交换树脂包含不超过15ng/L的亚硝胺。

本发明涉及抑制在阴离子交换树脂中亚硝胺形成的方法。提供具有亚硝基化剂的阴离子交换树脂。优选地，所述阴离子交换树脂包含酚甲醛的交联缩聚物和胺。在一个优选的实施方式中，所述阴离子交换树脂包含二甲基胺、三甲基胺、三乙基胺、三丙基胺、三-正丁基胺或它们的混合物。

所述阴离子交换树脂可以是凝胶或大孔珠粒的形式。如果所述阴离子交换树脂是大孔球形珠粒的形式，通常其平均粒径为100微米至2毫米，表面积约为10-1000平方米/克(m²/g)。交联的共聚物颗粒可以具有高斯粒度分布(Gaussian particle size distribution)，但优选具有相对均匀的粒度分布，即“单分散的(monodisperse)”，即至少90体积％的珠粒的粒径为体均粒径的约0.9-1.1倍。

所述阴离子交换树脂可以由交联的大孔共聚物制备，所述交联的大孔共聚物表示由单体或单体混合物聚合形成的聚合物或共聚物，以单体总重量为基准计，所述单体或单体混合物包含至少1重量％的多乙烯基不饱和单体。通过在存在成孔剂(也称作“相扩展剂”或“沉淀剂”)的条件下的悬浮聚合，在共聚物珠粒中引入孔隙，所述成孔剂是单体的溶剂，但不是聚合物的溶剂。