[发明专利]CO2实现的响应性吸附剂的再生和再利用

权利要求书

1.一种去除废水中污染物质的方法，包括如下步骤：

(a)将包含至少一种污染物质的废水与聚合吸附材料接触以形成第一混合物，所述聚合吸附材料包含以可络合所述至少一种污染物质的形式存在的CO₂响应官能团；

(b)分离所述第一混合物以获得第一部分和第二部分，所述第一部分基本不包含所述至少一种污染物质和所述聚合吸附材料，所述第二部分包含与所述吸附材料的CO₂响应官能团络合的所述至少一种污染物质；

(c)将CO₂鼓泡于步骤(b)的第二部分中从而释出所述至少一种污染物质，以形成第二混合物，所述第二混合物包含处于非络合状态的所述至少一种污染物质以及CO₂响应官能团处于富CO₂形式的所述聚合吸附材料；以及

(d)分离所述第二混合物以获得预浓缩溶液部分和聚合吸附材料部分，所述预浓缩溶液部分包含处于水中的所述至少一种污染物质，所述聚合吸附材料部分包含CO₂响应官能团处于富CO₂形式的所述聚合吸附材料，其中，

所述聚合吸附材料的pKb为7.5～9.0。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括将步骤(d)的聚合吸附材料部分与惰性气体或空气接触，以将所述聚合吸附材料的CO₂响应官能团从所述富CO₂形式再生为可络合所述至少一种污染物质的形式，其中：

(i)所述步骤为单独步骤，而且将再生后的包含以可络合所述至少一种污染物质的形式存在的所述CO₂响应官能团的所述聚合吸附材料再循环至步骤(a)；或者

(ii)所述步骤与步骤(a)同时进行，从而使得所述聚合吸附材料在步骤(a)中的最初形式为所述CO₂响应官能团处于富CO₂状态以及使得所述CO₂响应官能团在所述接触步骤的过程中转变为可络合所述至少一种污染物质的形式。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述方法的每一步骤均在0℃～45℃的温度范围内进行。

4.根据前述任一权利要求所述的方法，其特征在于，所述聚合吸附材料包含选自氨基、羧酸基、脒基、胍基、吡啶基、羟基和醚基当中的一种或多种的CO₂响应官能团，存在醚基时的条件是，还存在选自氨基、羧酸基、脒基、胍基、吡啶基和羟基当中的至少一种其他官能团。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述聚合材料选自聚甲基丙烯酸二甲氨基乙酯(PDMAEMA)、聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、其同系物及其共聚物当中的一种或多种。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述聚合材料为聚甲基丙烯酸二甲氨基乙酯。

7.根据权利要求4至6中任一项所述的方法，其特征在于，所述聚合材料具有高链密度的形式。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述聚合材料具有支化聚合结构、星形聚合结构及树枝状聚合结构的形式。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述聚合材料具有分子量为50000～200000道尔顿的星形PDMAEMA结构的形式，可选地，所述分子量为90000～150000道尔顿，如约124000道尔顿。

10.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述聚合材料具有分子量为5000～20000道尔顿的线性PDMAEMA结构的形式，可选地，所述分子量为8000～15000道尔顿，如为约11000道尔顿。

11.根据权利要求8或9所述的方法，其特征在于，所述聚合材料具有附着于纳米基质材料上的多条线性或支化聚合物链的形式，可选地，所述纳米基质材料为分子笼或纳米颗粒。