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零價雙金屬之陽離子交換樹脂及其製備方法

刊登日期：2014/05/21

‧ 專利名稱	零價雙金屬之陽離子交換樹脂及其製備方法
‧ 專利證書號	I318585 US 7,781,491
‧ 專利權人	國立臺灣大學
‧ 專利國家 (申請日)	中華民國 (2006/11/17) 美國 (2007/10/18)

‧ 發明人/PI	劉雅瑄,駱尚廉,林進榮,
‧ 單位	環境工程學研究所
‧ 簡歷/Experience

技術摘要 / Our Technology：

本發明係關於一種植入零價雙金屬於陽離子交換樹脂的方法，係用以增加零價金屬的反應活性，其包括以下步驟：提供一陽離子交換樹脂接觸一離子態之第一金屬，還原離子態之第一金屬並且實質貼附於陽離子交換樹脂；提供一離子態之第二金屬，使其接觸且實質貼附於第一金屬；以及還原第二金屬成為零價狀態，且形成含有雙金屬的一載體。前述陽離子交換樹脂係可選自一強酸型離子交換樹脂，其離子交換作用基可選自SO3Na以及SO3H兩者之一，並且前述第一金屬係選自鈀、鉑、銅貴金屬所組成的族群，第二金屬係選自一般金屬(如錫)所組成的族群。第一金屬以及第二金屬係為粒徑介於20至100奈米間之金屬粒。【創作特點】有鑑於此，本發明之目的即是在提供一種具有零價雙金屬之陽離子交換樹脂的製備方式，藉由此方法所製備出之陽離子交換樹脂還原降解污染物質，其具有以下優點與功效：1.將貴金屬如鈀的粒徑奈米化後，可有效提高表面積相對於整體原子數的比例，使得參與異相表面反應的金屬量更接近化學計量數目，從而更具經濟競爭力。
2.可使貴金屬(如鈀)與還原劑(如錫)完全還原。
3.可以更精確控制貴金屬(如鈀)與還原劑(如錫)的相對用量。
4.利用樹脂當載體可以避免貴金屬脫落流失，用以保持其催化能力並且降低成本。
本發明之植入零價雙金屬於陽離子交換樹脂的方法，係用以增加零價金屬的反應活性，包括以下步驟：提供一陽離子交換樹脂接觸一離子態之第一金屬，還原離子態之第一金屬並且實質貼附於陽離子交換樹脂；提供一離子態之第二金屬，使其接觸且實質貼附於第一金屬；以及還原第二金屬成為零價狀態，且形成含有雙金屬的一載體。
前述陽離子交換樹脂係可選自一強酸型離子交換樹脂，其離子交換作用基可選自SO3Na以及SO3H兩者之一，並且前述第一金屬係選自鈀、鉑、銅貴金屬所組成的族群，第二金屬係選自一般金屬(如錫)所組成的族群。第一金屬以及第二金屬係為粒徑介於20至100奈米間之金屬粒。
利用本發明所製備之零價雙金屬陽離子交換樹脂與零價鐵金屬相混合，可增加零價鐵金屬的反應活性，如將其填充於反應性滲透牆時，可減少其中貴金屬與還原劑的用量而進一步大幅降低反應性滲透牆的設計厚度。此外，由於其係利用陽離子交換樹脂吸附奈米級貴金屬與還原劑，可有效提高表面積相對於整體原子數的比例並且避免貴金屬脫落流失，從而可進一步降低工程與材料成本。
為讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。
為了能更進一步瞭解本發明為達成預定目的所採取之技術、手段及功效，請參閱以下有關本發明之詳細說明與附圖，相信本發明之目的、特徵與特點，當可由此得一深入且具體之瞭解，然而所附圖式僅提供參考與說明用，並非用來對本發明加以限制者。

A process of doping zero-valance double metals into a cationic exchange resin to increase reactive activity of zero-valance metals includes providing a cationic exchange resin to contact a first metal in the form of ions to reduce the first metal which then attaches to the cationic exchange resin; providing a second metal in the form of ions to contact and attach to the first metal; and reducing the second metal to zero valance and forming a carrier containing double metals. The cationic exchange resin is selected from a strong acidic ion exchange resin of which the ion exchange functional group is SO3Na and SO3H. The first metal is selected from the noble metal group: palladium, platinum and copper. The second metal is selected from the normal metals group, such as tin. The first metal and the second metal respectively have particle diameters ranging from 20 to 100 nm.

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