TW202006331A - 金屬不純物含有量之分析方法及金屬不純物含有量之分析套件 - Google Patents

金屬不純物含有量之分析方法及金屬不純物含有量之分析套件 Download PDF

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Abstract

一種金屬不純物含有量之分析方法，其特徵為具有以下步驟：不純物捕捉步驟(1)，藉由使分析對象水通入單塊狀有機多孔質陰離子交換體，使該單塊狀有機多孔質陰離子交換體捕捉該分析對象水中之金屬不純物；溶離步驟(1)，使溶離液通入捕捉了該分析對象水中之金屬不純物的該單塊狀有機多孔質陰離子交換體並回收排出液，藉此得到含有由該單塊狀有機多孔質陰離子交換體溶離之該分析對象水中的金屬不純物的回收溶離液；及測量步驟(1)，測量該回收溶離液中之各金屬不純物的含有量。 依據本發明，可提供一種分析對象水之通液速度高且可降低溶離液中之酸濃度的金屬不純物含有量之分析方法。

Description

金屬不純物含有量之分析方法及金屬不純物含有量之分析套件
本發明係關於用以分析超純水或超純水製程中之製程水中微量地包含之金屬不純物的含有量的分析方法及該分析方法使用之分析套件。
在半導體製程或醫藥品製程中使用離子性不純物之含有量極低之超純水。因此，製造半導體製程或醫藥品製程使用之超純水時，掌握最終製造之超純水或超純水製程中之製程水中微量地包含之離子性不純物的含有量是重要的。
此外，超純水中之金屬不純物雖然種類或形態不明確，但除了離子以外，亦可能存在凝集狀態或分散狀態之微粒子。
測量水中之離子性不純物濃度時，當其濃度為在測量器檢測下限以下之濃度時，在無塵室內藉由特殊之裝置蒸餾濃縮分析對象水後進行測量(蒸餾法)。
此外，其他方法包括使分析對象水通入具有離子交換機能之多孔性膜、離子交換樹脂等的離子交換體，然後藉由溶離液溶離被捕捉之離子性不純物，並測量回收之溶離液中的離子性不純物濃度的方法(濃縮法)。例如，專利文獻1揭示使用具有離子交換機能之多孔性膜的濃縮法的分析方法。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開平5-45351號公報
但是，在蒸餾法中離子性不純物濃度越低則蒸餾之分析對象水量越多，操作變得繁雜，因此有產生污染之可能性高的問題。此外，亦恐有一部分之元素揮發之虞。
此外，在濃縮法中，因為使用多孔性膜或離子交換樹脂來濃縮，所以壓差高，無法用高流速進行通液。因此，有分析對象水必須長時間通入多孔性膜或離子交換樹脂之問題。或者，用高流速將分析對象水通入多孔性膜或離子交換樹脂時，有產生短路(short path)之問題。此外，因為用於溶離多孔性膜或離子交換樹脂捕捉之離子性不純物元素的溶離液的酸濃度高，所以有定量下限值變高及因此需要增加通水量且進一步延長通液時間等的問題。
此外，超純水中之金屬不純物形態除了離子以外，亦可能以微粒子存在。微粒子之表面電荷密度比離子小，因此與離子交換樹脂之靜電的交互作用小。
在此，單塊狀有機多孔質離子交換體具有網狀流路，且除了靜電的交互作用以外，亦具有物理地吸附或捕捉微粒子之作用。此外，藉由使用單塊狀有機多孔質陰離子交換體，可吸附或捕捉錯合形成之陰離子狀態的金屬不純物。即，可有效地吸附或捕捉超純水中之金屬不純物。
因此，本發明之目的在於提供一種分析對象水之通液速度高且可降低溶離液中之酸濃度的金屬不純物含有量之分析方法。
上述問題可藉由以下所示之本發明解決。 即，本發明(1)提供一種金屬不純物含有量之分析方法，其特徵為具有以下步驟： 不純物捕捉步驟(1)，藉由使分析對象水通入單塊狀有機多孔質陰離子交換體，使該單塊狀有機多孔質陰離子交換體捕捉該分析對象水中之金屬不純物； 溶離步驟(1)，使溶離液通入捕捉了該分析對象水中之金屬不純物的該單塊狀有機多孔質陰離子交換體並回收排出液，藉此得到含有由該單塊狀有機多孔質陰離子交換體溶離之該分析對象水中的金屬不純物的回收溶離液；及 測量步驟(1)，測量該回收溶離液中之各金屬不純物的含有量。
此外，本發明(2)提供一種金屬不純物含有量之分析方法，其特徵為具有以下步驟： 不純物捕捉步驟(2)，藉由使分析對象水通入單塊狀有機多孔質陽離子交換體，使該單塊狀有機多孔質陽離子交換體捕捉該分析對象水中之金屬不純物； 溶離步驟(2)，使溶離液通入捕捉了該分析對象水中之金屬不純物的該單塊狀有機多孔質陽離子交換體並回收排出液，藉此得到含有由該單塊狀有機多孔質陽離子交換體溶離之該分析對象水中的金屬不純物的回收溶離液；及 測量步驟(2)，測量該回收溶離液中之各金屬不純物的含有量。
此外，本發明(3)提供一種金屬不純物含有量之分析方法，其特徵為具有以下步驟： 不純物捕捉步驟(3)，使分析對象水依序先通入單塊狀有機多孔質陽離子交換體，然後通入單塊狀有機多孔質陰離子交換體，或依序先通入單塊狀有機多孔質陰離子交換體，然後通入單塊狀有機多孔質陽離子交換體，使該單塊狀有機多孔質陽離子交換體及該單塊狀有機多孔質陰離子交換體捕捉該分析對象水中之金屬不純物； 溶離步驟(3)，使溶離液依序先通入捕捉了該分析對象水中之金屬不純物的該單塊狀有機多孔質陽離子交換體，然後該單塊狀有機多孔質陰離子交換體，或依序先通入捕捉了該分析對象水中之金屬不純物的該單塊狀有機多孔質陰離子交換體，然後該單塊狀有機多孔質陽離子交換體並回收排出液，藉此得到含有由該單塊狀有機多孔質陽離子交換體及該單塊狀有機多孔質陰離子交換體溶離之該分析對象水中的金屬不純物的回收溶離液；及 測量步驟(3)，測量該回收溶離液中之各金屬不純物的含有量。
此外，本發明(4)提供一種金屬不純物含有量之分析套件，其特徵為具有： 流通槽(1)，其至少具有單塊狀有機多孔質陰離子交換體，用以使分析對象水通過單塊狀有機多孔質陰離子交換體；及 累計流量計，用以量測通過該流通槽之分析對象水的量。
此外，本發明(5)提供一種金屬不純物含有量之分析套件，其特徵為具有： 流通槽(2)，其至少具有單塊狀有機多孔質陽離子交換體，用以使分析對象水通過單塊狀有機多孔質陽離子交換體；及 累計流量計，用以量測通過該流通槽之分析對象水的量。
此外，本發明(6)提供一種金屬不純物含有量之分析套件，其特徵為具有： 流通槽(3)，其至少在前段具有單塊狀有機多孔質陽離子交換體且在後段具有單塊狀有機多孔質陰離子交換體，用以使分析對象水依序先通過單塊狀有機多孔質陽離子交換體，然後通過單塊狀有機多孔質陰離子交換體，或在前段具有單塊狀有機多孔質陰離子交換體且在後段具有單塊狀有機多孔質陽離子交換體，用以使分析對象水依序先通過單塊狀有機多孔質陰離子交換體，然後通過單塊狀有機多孔質陽離子交換體；及 累計流量計，用以量測通過該流通槽之分析對象水的量。
依據本發明，可提供一種分析對象水之通液速度高且可降低溶離液中之酸濃度的金屬不純物含有量之分析方法。
本發明第一形態的金屬不純物含有量之分析方法的特徵為具有以下步驟： 不純物捕捉步驟(1)，藉由使分析對象水通入單塊狀有機多孔質陰離子交換體，使該單塊狀有機多孔質陰離子交換體捕捉該分析對象水中之金屬不純物； 溶離步驟(1)，使溶離液通入捕捉了該分析對象水中之金屬不純物的該單塊狀有機多孔質陰離子交換體並回收排出液，藉此得到含有由該單塊狀有機多孔質陰離子交換體溶離之該分析對象水中的金屬不純物的回收溶離液；及 測量步驟(1)，測量該回收溶離液中之各金屬不純物的含有量。
本發明第一形態的金屬不純物含有量之分析方法具有：不純物捕捉步驟(1)、溶離步驟(1)及測量步驟(1)。
本發明第一形態之金屬不純物含有量之分析方法的不純物捕捉步驟(1)係使分析對象水通入單塊狀有機多孔質陰離子交換體，使分析對象水一面接觸單塊狀有機多孔質陰離子交換體，一面通過單塊狀有機多孔質陰離子交換體內，藉此使單塊狀有機多孔質陰離子交換體捕捉分析對象水中之金屬不純物的步驟。
不純物捕捉步驟(1)之分析對象水可舉例如：藉由用以製造在半導體製程、醫藥品製程等使用點使用之超純水的超純水製程製得的超純水，或超純水製程途中之製程水。
此外，在本發明中，超純水製程途中之製程水係例如：由超純水製程之一次純水製造系傳送至二次純水製造系之水、由二次純水製造系之紫外線氧化裝置傳送至填充有離子交換樹脂之非再生式混合床離子交換裝置(cartridge polisher)的水、由填充有離子交換樹脂之非再生式混合床離子交換裝置傳送至脫氣膜裝置的水、由脫氣膜裝置傳送至超過濾膜裝置的水、由超過濾膜裝置傳送至使用點的水等在超純水製程中產生的全部水(以下亦同)。
分析對象水含有B、As、Al、Ti、Cr、Fe、Cu、Zn、Sn、V、Ga及Pb中之任1種或2種以上元素的金屬不純物。金屬不純物主要是用B、As、Al、Ti、Cr、Fe、Cu、Zn、Sn、V、Ga及Pb中之任1種或2種以上元素的離子性不純物或微粒子狀態存在。單塊狀有機多孔質陰離子交換體可特別地對捕捉B或As發揮優異之性能。因此，分析對象水宜為至少含有B或As中之任1種或2種元素的金屬不純物的分析對象水。
分析對象水含有B、As、Al、Ti、Cr、Fe、Cu、Zn、Sn、V、Ga及Pb中之任1種或2種以上元素的離子性不純物作為金屬不純物。
此外，半導體製程使用之超純水中包含微粒子。該微粒子係原料水中原本包含之微粒子及由超純水輸送管線中之配管材或管接頭等產生的金屬氧化物微粒子等。因此，半導體製程使用之超純水除了分析離子性不純物之含有量以外，亦必須分析如此之微粒子的含有量。分析對象水亦可含有B、As、Al、Ti、Cr、Fe、Cu、Zn、Sn、V、Ga及Pb中之任1種或2種以上元素的金屬微粒子作為金屬不純物。金屬微粒子之大小沒有特別限制，但為例如1至100nm。
此外，分析對象水亦可含有Li、Na、Mg、K、Ca、Mn、Co、Ni、Cd、Ba等元素中之任1種或2種以上元素的金屬不純物。Li、Na、Mg、K、Ca、Mn、Co、Ni、Cd、Ba等元素中之任1種或2種以上元素的金屬不純物係用離子性不純物、膠體狀及單分散等之微粒子、錯合物之狀態存在。
在分析對象水中各離子性不純物元素係用陽離子狀態、含氧陰離子狀態或陽離子狀態與含氧陰離子狀態混合之狀態存在。此外，在分析對象中，金屬不純物微粒子用膠體狀或單分散之狀態存在。
分析對象水中之金屬不純物含有量沒有特別限制，但本發明的金屬不純物含有量之分析方法在金屬不純物含有量低時可發揮特別優異之效果，因此分析對象水中之金屬不純物含有量宜為2000ng/L以下，10ng/L以下更佳且1ng/L以下特佳。
不純物捕捉步驟(1)之單塊狀有機多孔質陰離子交換體的細節在稍後說明。單塊狀有機多孔質陰離子交換體之離子形沒有特別限制，可舉例如：OH形、NO3 形、Cl形、CO3 形、HCO3 形等。其中，就離子交換吸附性能高而言，單塊狀有機多孔質陰離子交換體之離子形以OH形較佳。
在不純物捕捉步驟(1)中，通入單塊狀有機多孔質陰離子交換體之分析對象水量可依據分析對象水中之金屬不純物的含有量、單塊狀有機多孔質陰離子交換體之種類、厚度及通水速度等來適當選擇。此外，由進行測量步驟(1)得到之回收溶離液中的各金屬不純物含有量，算出分析對象水中之各金屬不純物含有量時，需要通入單塊狀有機多孔質陰離子交換體之分析對象水的總量，因此在不純物捕捉步驟(1)中量測通入單塊狀有機多孔質陰離子交換體之分析對象水的總量。
在不純物捕捉步驟(1)中，使分析對象水通入單塊狀有機多孔質陰離子交換體時之通液條件沒有特別限制，但通液速度SV宜為20000h-1 以下，且10至4000h-1 更佳。SV之下限值方面特佳的是500h-1 以上。此外，LV宜為100m/h以下，且1至80m/h特佳。此外，通液時間可依據分析對象水之總通液量及通液速度來適當選擇。
此外，在不純物捕捉步驟(1)中，單塊狀有機多孔質陰離子交換體捕捉分析對象水中用離子性不純物、膠體狀及單分散等之微粒子、錯合物等之狀態存在的金屬不純物。
本發明第一形態的金屬不純物含有量之分析方法的溶離步驟(1)係使溶離液通入進行不純物捕捉步驟(1)後之單塊狀有機多孔質陰離子交換體，即，捕捉分析對象水中之金屬不純物的單塊狀有機多孔質陰離子交換體，使溶離液一面接觸單塊狀有機多孔質陰離子交換體，一面通過單塊狀有機多孔質陰離子交換體內，得到由單塊狀有機多孔質陰離子交換體排出之排出液，即回收溶離液的步驟。
溶離液係含有酸之水溶液。溶離液含有之酸沒有特別限制，可舉例如：硝酸、硫酸、鹽酸、磷酸等之無機酸；甲磺酸等之有機酸。其中，由離子性不純物元素容易由離子交換體溶離且需要高純度試劑方面來看，溶離液含有之酸宜為硝酸、硫酸、鹽酸。
溶離液中之酸濃度沒有特別限制，但本發明的金屬不純物含有量之分析方法可降低溶離液中之酸濃度，因此可降低定量下限值。因此，就定量下限值低而言，溶離液中之酸濃度宜為0.1至2.0N且0.5至2.0N更佳。酸濃度未達0.1N時回收之液量增加，因此不理想。另一方面，酸濃度大於2.0N時分析裝置之定量下限值高，因此不理想。此外，溶離液之各金屬不純物含有量宜為100ppt以下，各金屬不純物含有量為100ppt以下之硝酸或鹽酸更佳，且各金屬不純物含有量為10ppt以下之硝酸或鹽酸特佳。
在溶離步驟(1)中，通入單塊狀有機多孔質陰離子交換體之溶離液量可依據單塊狀有機多孔質陰離子交換體之種類、厚度及通水速度等適當選擇。在本發明的金屬不純物含有量之分析方法中，因為金屬不純物容易由單塊狀有機多孔質陰離子交換體溶離，所以本發明的金屬不純物含有量之分析方法可減少溶離液之通液量。此外，減少溶離液之通液量可使測量時間縮短。
在溶離步驟(1)中，使溶離液通入單塊狀有機多孔質陰離子交換體時之通液條件沒有特別限制，但通液速度SV宜為20000h-1 以下，10至4000h-1 更佳，300至1000h-1 特佳，且LV宜為100m/h以下，1至80m/h以下特佳。另外，通液時間可依據溶離液之總通液量及通液速度來適當選擇。
在溶離步驟(1)中，單塊狀有機多孔質陰離子交換體捕捉之分析對象水中的金屬不純物藉由溶離液溶離並在溶離液中移動。然後，藉由進行溶離步驟(1)，得到含有分析對象水中之金屬不純物的回收溶離液。
本發明第一形態的金屬不純物含有量之分析方法的測量步驟(1)係測量藉由進行溶離步驟(1)得到之回收溶離液中的各金屬不純物含有量的步驟。
測量回收溶離液中之各金屬不純物含有量的方法沒有特別限制，可舉例如：使用電漿質量分析裝置(ICP-MS)之方法、電漿發光光譜分析裝置(ICP)、原子吸光光度計、離子色層分析裝置等。測量條件可適當選擇。
在本發明第一形態的金屬不純物含有量之分析方法中，由藉由進行測量步驟(1)得到之回收溶離液中的各金屬不純物含有量、回收溶離液之回收量及在不純物捕捉步驟(1)中通入單塊狀有機多孔質陰離子交換體之分析對象水的總通液量，求得分析對象水中之各金屬不純物含有量。
此外，本發明第一形態的金屬不純物含有量之分析方法係在不純物捕捉步驟(1)中使單塊狀有機多孔質陰離子交換體捕捉分析對象水中之金屬不純物，即，至少離子性不純物元素及金屬不純物微粒子，然後在溶離步驟(1)中使溶離液通入單塊狀有機多孔質陰離子交換體並回收排出液，藉此回收含有由單塊狀有機多孔質陰離子交換體溶離之分析對象水中的金屬不純物，即，至少離子性不純物元素及金屬不純物微粒子的回收溶離液，然後在測量步驟(1)中測量回收溶離液中之各金屬不純物含有量。此外，本發明第一形態的金屬不純物含有量之分析方法對分析離子性不純物元素及金屬不純物微粒子特別地發揮優異之效果，因此分析對象水宜至少含有離子性不純物元素及金屬不純物微粒子作為金屬不純物。
本發明第二形態的金屬不純物含有量之分析方法的特徵為具有以下步驟： 不純物捕捉步驟(2)，藉由使分析對象水通入單塊狀有機多孔質陽離子交換體，使該單塊狀有機多孔質陽離子交換體捕捉該分析對象水中之金屬不純物； 溶離步驟(2)，使溶離液通入捕捉了該分析對象水中之金屬不純物的該單塊狀有機多孔質陽離子交換體並回收排出液，藉此得到含有由該單塊狀有機多孔質陽離子交換體溶離之該分析對象水中的金屬不純物的回收溶離液；及 測量步驟(2)，測量該回收溶離液中之各金屬不純物的含有量。
本發明第二形態的金屬不純物含有量之分析方法具有：不純物捕捉步驟(2)、溶離步驟(2)及測量步驟(2)。
本發明第二形態之金屬不純物含有量之分析方法的不純物捕捉步驟(2)係使分析對象水通入單塊狀有機多孔質陽離子交換體，使分析對象水一面接觸單塊狀有機多孔質陽離子交換體，一面通過單塊狀有機多孔質陽離子交換體內，藉此使單塊狀有機多孔質陽離子交換體捕捉分析對象水中之金屬不純物。
不純物捕捉步驟(2)之分析對象水可舉例如：藉由用以製造在半導體製程、醫藥品製程等使用點使用之超純水的超純水製程製得的超純水，或超純水製程途中之製程水。
分析對象水含有Li、Na、Mg、K、Ca、Mn、Co、Ni、Cd、Ba等元素中之任1種或2種以上元素的金屬不純物。金屬不純物主要用Li、Na、Mg、K、Ca、Mn、Co、Ni、Cd、Ba等中之任1種或2種以上元素的離子性不純物或微粒子狀態存在。
分析對象水含有Li、Na、Mg、K、Ca、Mn、Co、Ni、Cd、Ba等元素中之任1種或2種以上元素的離子性不純物作為金屬不純物。
此外，半導體製程使用之超純水中有時包含微粒子，因此半導體製程使用之超純水除了分析離子性不純物之含有量以外，亦必須分析如此之微粒子的含有量。分析對象水亦可含有Li、Na、Mg、K、Ca、Mn、Co、Ni、Cd、Ba等中之任1種或2種以上元素的金屬微粒子作為金屬不純物。金屬微粒子之大小沒有特別限制，但為例如1至100nm。
此外，分析對象水亦可含有B、As、Al、Ti、Cr、Fe、Cu、Zn、Sn、V、Ga及Pb中之任1種或2種以上元素的金屬不純物。由B、As、Al、Ti、Cr、Fe、Cu、Zn、Sn、V、Ga及Pb中之任1種或2種以上元素中的1種或2種以上元素形成的金屬不純物係用離子性不純物、膠體狀及單分散等之微粒子、錯合物之狀態存在。
在分析對象水中各離子性不純物元素係用陽離子狀態、含氧陰離子狀態或陽離子狀態與含氧陰離子狀態混合之狀態存在。
分析對象水中之金屬不純物含有量沒有特別限制，但本發明的金屬不純物含有量之分析方法在金屬不純物含有量低時可發揮特別優異之效果，因此分析對象水中之金屬不純物含有量宜為2000ng/L以下，10ng/L以下更佳且1ng/L以下特佳。
不純物捕捉步驟(2)之單塊狀有機多孔質陽離子交換體的細節稍後說明。單塊狀有機多孔質陽離子交換體之離子形沒有特別限制，可舉例如：H形、Na形等。其中，就離子交換吸附性能高而言，單塊狀有機多孔質陽離子交換體之離子形以H形較佳。
在不純物捕捉步驟(2)中，通入單塊狀有機多孔質陽離子交換體之分析對象水量可依據分析對象水中之金屬不純物的含有量、單塊狀有機多孔質陽離子交換體之種類、厚度及通水速度等來適當選擇。此外，由進行測量步驟(2)得到之回收溶離液中的各金屬不純物含有量，算出分析對象水中之各金屬不純物含有量時，需要通入單塊狀有機多孔質陽離子交換體之分析對象水的總量，因此在不純物捕捉步驟(2)中量測通入單塊狀有機多孔質陽離子交換體之分析對象水的總量。
在不純物捕捉步驟(2)中，使分析對象水通入單塊狀有機多孔質陽離子交換體時之通液條件沒有特別限制，但通液速度SV宜為20000h-1 以下，且10至4000h-1 更佳。SV之下限值方面特佳的是500h-1 以上。此外，LV宜為100m/h以下，且1至80m/h特佳。此外，通液時間可依據分析對象水之總通液量及通液速度來適當選擇。
此外，在不純物捕捉步驟(2)中，單塊狀有機多孔質陽離子交換體捕捉分析對象水中用離子性不純物、膠體狀及單分散等之微粒子、錯合物等之狀態存在的金屬不純物。
本發明第二形態的金屬不純物含有量之分析方法的溶離步驟(2)係使溶離液通入進行不純物捕捉步驟(2)後之單塊狀有機多孔質陽離子交換體，即，捕捉分析對象水中之金屬不純物元素的單塊狀有機多孔質陽離子交換體，使溶離液一面接觸單塊狀有機多孔質陽離子交換體，一面通過單塊狀有機多孔質陽離子交換體內，得到由單塊狀有機多孔質陽離子交換體排出之排出液，即回收溶離液的步驟。
溶離液係含有酸之水溶液。溶離液含有之酸沒有特別限制，可舉例如：硝酸、硫酸、鹽酸、磷酸等之無機酸；甲磺酸等之有機酸。其中，由離子性不純物元素容易由離子交換體溶離且需要高純度試劑方面來看，溶離液含有之酸宜為硝酸、硫酸、鹽酸。
溶離液中之酸濃度沒有特別限制，但本發明的金屬不純物含有量之分析方法可降低溶離液中之酸濃度，因此可降低定量下限值。因此，就定量下限值低而言，溶離液中之酸濃度宜為0.1至2.0N且0.5至2.0N更佳。酸濃度未達0.1N時回收之液量增加，因此不理想。另一方面，酸濃度大於2.0N時分析裝置之定量下限值高，因此不理想。此外，溶離液之各金屬不純物含有量宜為100ppt以下，各金屬不純物含有量為100ppt以下之硝酸或鹽酸更佳，且各金屬不純物含有量為10ppt以下之硝酸或鹽酸特佳。
在溶離步驟(2)中，通入單塊狀有機多孔質陽離子交換體之溶離液量可依據單塊狀有機多孔質陽離子交換體之種類、厚度及通水速度等適當選擇。在本發明的金屬不純物含有量之分析方法中，因為金屬不純物容易由單塊狀有機多孔質陽離子交換體溶離，所以本發明的金屬不純物含有量之分析方法可減少溶離液之通液量。此外，減少溶離液之通液量可使測量時間縮短。
在溶離步驟(2)中，使溶離液通入單塊狀有機多孔質陽離子交換體時之通液條件沒有特別限制，但通液速度SV宜為20000h-1 以下，10至4000h-1 更佳，300至1000h-1 特佳，且LV宜為100m/h以下，1至80m/h以下特佳。另外，通液時間可依據溶離液之總通液量及通液速度來適當選擇。
在溶離步驟(2)中，單塊狀有機多孔質陽離子交換體捕捉之分析對象水中的金屬不純物元素藉由溶離液溶離並在溶離液中移動。然後，藉由進行溶離步驟(2)，得到含有分析對象水中之金屬不純物元素的回收溶離液。
本發明第二形態的金屬不純物含有量之分析方法的測量步驟(2)係測量藉由進行溶離步驟(2)得到之回收溶離液中的各金屬不純物含有量的步驟。
測量回收溶離液中之各金屬不純物含有量的方法沒有特別限制，可舉例如：使用電漿質量分析裝置(ICP-MS)之方法、電漿發光光譜分析裝置(ICP)、原子吸光光度計、離子色層分析裝置等。測量條件可適當選擇。
在本發明第二形態的金屬不純物含有量之分析方法中，由藉由進行測量步驟(2)得到之回收溶離液中的各金屬不純物含有量、回收溶離液之回收量及在不純物捕捉步驟(2)中通入單塊狀有機多孔質陽離子交換體之分析對象水的總通液量，求得分析對象水中之各金屬不純物含有量。
此外，本發明第二形態的金屬不純物含有量之分析方法係在不純物捕捉步驟(2)中使單塊狀有機多孔質陽離子交換體捕捉分析對象水中之金屬不純物，即，至少離子性不純物元素及金屬不純物微粒子，然後在溶離步驟(2)中使溶離液通入單塊狀有機多孔質陽離子交換體並回收排出液，藉此回收含有由單塊狀有機多孔質陽離子交換體溶離之分析對象水中的金屬不純物，即，至少離子性不純物元素及金屬不純物微粒子的回收溶離液，然後在測量步驟(2)中測量回收溶離液中之各金屬不純物含有量。此外，本發明第二形態的金屬不純物含有量之分析方法對分析離子性不純物元素及金屬不純物微粒子特別地發揮優異之效果，因此分析對象水宜至少含有離子性不純物元素及金屬不純物微粒子作為金屬不純物。
本發明第三形態的金屬不純物含有量之分析方法的特徵為具有以下步驟： 不純物捕捉步驟(3)，使分析對象水依序先通入單塊狀有機多孔質陽離子交換體，然後通入單塊狀有機多孔質陰離子交換體，或依序先通入單塊狀有機多孔質陰離子交換體，然後通入單塊狀有機多孔質陽離子交換體，使該單塊狀有機多孔質陽離子交換體及該單塊狀有機多孔質陰離子交換體捕捉該分析對象水中之金屬不純物； 溶離步驟(3)，使溶離液依序先通入捕捉了該分析對象水中之金屬不純物的該單塊狀有機多孔質陽離子交換體，然後該單塊狀有機多孔質陰離子交換體，或依序先通入捕捉了該分析對象水中之金屬不純物的該單塊狀有機多孔質陰離子交換體，然後該單塊狀有機多孔質陽離子交換體並回收排出液，藉此得到含有由該單塊狀有機多孔質陽離子交換體及該單塊狀有機多孔質陰離子交換體溶離之該分析對象水中的金屬不純物的回收溶離液；及 測量步驟(3)，測量該回收溶離液中之各金屬不純物的含有量。
本發明第三形態的金屬不純物含有量之分析方法具有：不純物捕捉步驟(3)、溶離步驟(3)及測量步驟(3)。
本發明第三形態之金屬不純物含有量之分析方法的不純物捕捉步驟(3)係使分析對象水通入單塊狀有機多孔質陽離子交換體及單塊狀有機多孔質陰離子交換體，使分析對象水一面接觸單塊狀有機多孔質陽離子交換體及單塊狀有機多孔質陰離子交換體，一面通過單塊狀有機多孔質陽離子交換體及單塊狀有機多孔質陰離子交換體內，藉此使該單塊狀有機多孔質陽離子交換體及單塊狀有機多孔質陰離子交換體捕捉分析對象水中之金屬不純物。
不純物捕捉步驟(3)之分析對象水可舉例如：藉由用以製造在半導體製程、醫藥品製程等使用點使用之超純水的超純水製程製得的超純水，或超純水製程途中之製程水。
分析對象水至少含有：Li、Na、Mg、K、Ca、Mn、Co、Ni、Cd、Ba等元素中之任1種或2種以上元素的金屬不純物；及B、As、Al、Ti、Cr、Fe、Cu、Zn、Sn、V、Ga及Pb中之任1種或2種以上元素的金屬不純物。單塊狀有機多孔質陰離子交換體可對捕捉B或As特別地發揮優異之性能。因此，分析對象水宜為至少含有：Li、Na、Mg、K、Ca、Mn、Co、Ni、Cd、Ba等中之任1種或2種以上元素的金屬不純物；及B或As中之任1種或2種元素的金屬不純物的分析對象水。在分析對象水中，金屬不純物主要用上述元素的離子性不純物或微粒子狀態存在。
分析對象水含有：Li、Na、Mg、K、Ca、Mn、Co、Ni、Cd、Ba之元素中之任1種或2種以上元素的金屬不純物；及B、As、Al、Ti、Cr、Fe、Cu、Zn、Sn、V、Ga及Pb中之任1種或2種以上元素的離子性不純物作為金屬不純物。
此外，半導體製程使用之超純水中包含微粒子，因此半導體製程使用之超純水除了分析離子性不純物之含有量以外，亦必須分析如此之微粒子的含有量。分析對象水亦可含有：Li、Na、Mg、K、Ca、Mn、Co、Ni、Cd、Ba之元素中之任1種或2種以上元素的金屬不純物微粒子；及B、As、Al、Ti、Cr、Fe、Cu、Zn、Sn、V、Ga及Pb中之任1種或2種以上元素的金屬微粒子作為金屬不純物。金屬不純物微粒子之大小沒有特別限制，但為例如1至100nm。
在分析對象水中各離子性不純物元素係用陽離子狀態、含氧陰離子狀態或陽離子狀態與含氧陰離子狀態混合之狀態存在。
分析對象水中之金屬不純物含有量沒有特別限制，但本發明的金屬不純物含有量之分析方法在金屬不純物含有量低時可發揮特別優異之效果，因此分析對象水中之金屬不純物含有量宜為2000ng/L以下，10ng/L以下更佳且1ng/L以下特佳。
不純物捕捉步驟(3)之單塊狀有機多孔質陽離子交換體及有機多孔質陰離子交換體的細節稍後說明。單塊狀有機多孔質陽離子交換體之離子形沒有特別限制，可舉例如：H形、Cl形、CO3 形、HCO3 形等。其中，就離子交換吸附性能高而言，單塊狀有機多孔質陽離子交換體之離子形以H形較佳。單塊狀有機多孔質陰離子交換體之離子形沒有特別限制，可舉例如：OH形、NO3 形、Cl形、CO3 形、HCO3 形等。其中，就離子交換吸附性能高而言，單塊狀有機多孔質陰離子交換體之離子形以OH形較佳。
不純物捕捉步驟(3)係(i)使分析對象水先通入單塊狀有機多孔質陽離子交換體並通過單塊狀有機多孔質陽離子交換體內，然後使來自單塊狀有機多孔質陽離子交換體之排出液通入單塊狀有機多孔質陰離子交換體並通過單塊狀有機多孔質陰離子交換體內，或(ii)使分析對象水先通入單塊狀有機多孔質陰離子交換體並通過單塊狀有機多孔質陰離子交換體內，然後使來自單塊狀有機多孔質陰離子交換體之排出液通入單塊狀有機多孔質陽離子交換體並通過單塊狀有機多孔質陽離子交換體內。
在不純物捕捉步驟(3)中，通入單塊狀有機多孔質陽離子交換體及單塊狀有機多孔質陰離子交換體之分析對象水量可依據分析對象水中之金屬不純物含有量、單塊狀有機多孔質陽離子交換體及單塊狀有機多孔質陰離子交換體之種類、厚度及通水速度等來適當選擇。此外，由進行測量步驟(3)得到之回收溶離液中的各金屬不純物含有量，算出分析對象水中之各金屬不純物含有量時，需要通入單塊狀有機多孔質陽離子交換體及單塊狀有機多孔質陰離子交換體之分析對象水的總量，因此在不純物捕捉步驟(3)中量測通入單塊狀有機多孔質陽離子交換體及單塊狀有機多孔質陰離子交換體之分析對象水的總量。
在不純物捕捉步驟(3)中，使分析對象水通入單塊狀有機多孔質陽離子交換體及單塊狀有機多孔質陰離子交換體時之通液條件沒有特別限制，但通液速度SV宜為20000h-1 以下，且10至4000h-1 更佳。SV之下限值方面特佳的是500h-1 以上。此外，LV宜為100m/h以下，且1至80m/h特佳。此外，通液時間可依據分析對象水之總通液量及通液速度來適當選擇。
此外，在不純物捕捉步驟(3)中，單塊狀有機多孔質陽離子交換體及單塊狀有機多孔質陰離子交換體捕捉分析對象水中之離子性不純物、膠體狀及單分散等之微粒子、錯合物等之狀態存在的金屬不純物。
本發明第三形態的金屬不純物含有量之分析方法的溶離步驟(3)係使溶離液通入進行不純物捕捉步驟(3)後之單塊狀有機多孔質陽離子交換體及單塊狀有機多孔質陰離子交換體，即，捕捉分析對象水中之金屬不純物的單塊狀有機多孔質陽離子交換體及單塊狀有機多孔質陰離子交換體，使溶離液接觸單塊狀有機多孔質陽離子交換體及單塊狀有機多孔質陰離子交換體並通過單塊狀有機多孔質陽離子交換體內及單塊狀有機多孔質陰離子交換體內，得到由後段之單塊狀有機多孔質離子交換體排出的排出液，即回收溶離液的步驟。
溶離步驟(3)係(i)使溶離液先通入已捕捉分析對象水中之金屬不純物的單塊狀有機多孔質陽離子交換體並通過單塊狀有機多孔質陽離子交換體內，然後使來自單塊狀有機多孔質陽離子交換體之排出液通入已捕捉分析對象水中之金屬不純物的單塊狀有機多孔質陰離子交換體並通過單塊狀有機多孔質陰離子交換體內，或(ii)使溶離液先通入已捕捉分析對象水中之金屬不純物的單塊狀有機多孔質陰離子交換體並通過單塊狀有機多孔質陰離子交換體內，然後使來自單塊狀有機多孔質陰離子交換體之排出液通入已捕捉分析對象水中之金屬不純物的單塊狀有機多孔質陽離子交換體並通過單塊狀有機多孔質陽離子交換體內。
溶離液係含有酸之水溶液。溶離液含有之酸沒有特別限制，可舉例如：硝酸、硫酸、鹽酸、磷酸等之無機酸；甲磺酸等之有機酸。其中，就離子性不純物元素容易由離子交換體溶離而言，溶離液含有之酸宜為硝酸、硫酸、鹽酸。
溶離液中之酸濃度沒有特別限制，但本發明的金屬不純物含有量之分析方法可降低溶離液中之酸濃度，因此可降低定量下限值。因此，就定量下限值低而言，溶離液中之酸濃度宜為0.1至2.0N且0.5至2.0N更佳。酸濃度未達0.1N時回收之液量增加，因此不理想。另一方面，酸濃度大於2.0N時分析裝置之定量下限值高，因此不理想。此外，溶離液之各金屬不純物含有量宜為100ppt以下，各金屬不純物含有量為100ppt以下之硝酸或鹽酸更佳，且各金屬不純物含有量為10ppt以下之硝酸或鹽酸特佳。
在溶離步驟(3)中，通入單塊狀有機多孔質陽離子交換體及單塊狀有機多孔質陰離子交換體之溶離液量可依據單塊狀有機多孔質陽離子交換體及單塊狀有機多孔質陰離子交換體之種類、厚度及通水速度等適當選擇。在本發明的金屬不純物含有量之分析方法中，因為金屬不純物容易由單塊狀有機多孔質陽離子交換體及單塊狀有機多孔質陰離子交換體溶離，所以本發明的金屬不純物含有量之分析方法可減少溶離液之通液量。此外，減少溶離液之通液量可使測量時間縮短。
在溶離步驟(3)中，使溶離液通入單塊狀有機多孔質陽離子交換體及單塊狀有機多孔質陰離子交換體時之通液條件沒有特別限制，但通液速度SV宜為20000h-1 以下，10至4000h-1 更佳，300至1000h-1 特佳，且LV宜為100m/h以下，1至80m/h以下特佳。另外，通液時間可依據溶離液之總通液量及通液速度來適當選擇。
在溶離步驟(3)中，單塊狀有機多孔質陽離子交換體或單塊狀有機多孔質陰離子交換體捕捉之分析對象水中的金屬不純物元素藉由溶離液溶離並在溶離液中移動。然後，藉由進行溶離步驟(3)，得到含有分析對象水中之金屬不純物元素的回收溶離液。
本發明第三形態的金屬不純物含有量之分析方法的測量步驟(3)係測量藉由進行溶離步驟(3)得到之回收溶離液中的各金屬不純物含有量的步驟。
測量回收溶離液中之各金屬不純物含有量的方法沒有特別限制，可舉例如：使用電漿質量分析裝置(ICP-MS)之方法、電漿發光光譜分析裝置(ICP)、原子吸光光度計、離子色層分析裝置等。測量條件可適當選擇。
在本發明第三形態的金屬不純物含有量之分析方法中，由藉由進行測量步驟(3)得到之回收溶離液中的各金屬不純物含有量、回收溶離液之回收量及在不純物捕捉步驟(3)中通入單塊狀有機多孔質陽離子交換體及單塊狀有機多孔質陰離子交換體之分析對象水的總通液量，求得分析對象水中之各金屬不純物含有量。
此外，本發明第三形態的金屬不純物含有量之分析方法係在不純物捕捉步驟(3)中使單塊狀有機多孔質陽離子交換體及單塊狀有機多孔質陰離子交換體捕捉分析對象水中之金屬不純物，即，至少離子性不純物元素及金屬不純物微粒子，然後在溶離步驟(3)中使溶離液通入單塊狀有機多孔質陽離子交換體及單塊狀有機多孔質陰離子交換體並回收排出液，藉此回收含有由單塊狀有機多孔質陽離子交換體及單塊狀有機多孔質陰離子交換體溶離之分析對象水中的金屬不純物，即，至少離子性不純物元素及金屬不純物微粒子的回收溶離液，然後在測量步驟(3)中測量回收溶離液中之各金屬不純物含有量。
本發明第三形態的金屬不純物含有量之分析方法的變形形態係在不純物捕捉步驟(3)中使單塊狀有機多孔質陽離子交換體或單塊狀有機多孔質陰離子交換體，詳而言之，單塊狀有機多孔質陽離子交換體及單塊狀有機多孔質陰離子交換體中先通入分析對象水者捕捉分析對象水中之金屬不純物，即，離子性不純物元素及金屬不純物微粒子，然後在溶離步驟(3)中使溶離液通入單塊狀有機多孔質陽離子交換體及單塊狀有機多孔質陰離子交換體並回收排出液，藉此回收含有由單塊狀有機多孔質陽離子交換體及單塊狀有機多孔質陰離子交換體溶離之分析對象水中的金屬不純物，即，至少離子性不純物元素及金屬不純物微粒子的回收溶離液，然後在測量步驟(3)中測量回收溶離液中之各金屬不純物含有量。此外，本發明第三形態的金屬不純物含有量之分析方法對分析離子性不純物元素及金屬不純物微粒子特別地發揮優異的效果，因此分析對象水宜至少含有離子性不純物元素及金屬不純物微粒子作為金屬不純物。
以下說明實施本發明的金屬不純物含有量之分析方法的形態例。例如，如圖1所示地，在將原料水10供給至超純水製造裝置11並將用超純水製造裝置11製得之超純水21供給至使用點12的超純水製程中，在用以將超純水21傳送至使用點12的超純水傳送管13中途連接分析對象水引出管14，且使分析對象水引出管14之另一端側分歧成第一分歧管15及第二分歧管18，然後在第一分歧管15設置具有單塊狀有機多孔質陰離子交換體之流通槽16及累計流量計17並在第二分歧管18設置具有單塊狀有機多孔質陽離子交換體之流通槽19及累計流量計20，藉此構成分析系統。此外，溶離液22之導入管23分別連接於第一分歧管15及第二分歧管18。然後，進行超純水之製程時，經過超純水傳送管13、分析對象水引出管14及第一分歧管15，將作為分析對象水之超純水21通入流通槽16，進行不純物捕捉步驟(1)，且經過超純水傳送管13、分析對象水引出管14及第二分歧管18，將作為分析對象水之超純水21通入流通槽19，進行不純物捕捉步驟(2)。此時，藉由累計流量計17及累計流量計20測量流至流通槽16及流通槽19之超純水的通液總量。此外，用未圖示之閥控制流動，使超純水21未流至溶離液22之導入管23。然後，使預定量之超純水通過後，由連接於第一分歧管15及第二分歧管18之溶離液的導入管23供給預定量溶離液，使溶離液22通入流通槽16及流通槽19並分別回收回收溶離液24、25，進行溶離步驟(1)及溶離步驟(2)。然後，分別地測量回收溶離液24、25中之各金屬不純物含有量，進行測量步驟(1)及測量步驟(2)。然後，由以上結果，求得超純水21中之各金屬不純物含有量。如此，可同時進行本發明第一形態的金屬不純物含有量之分析方法及本發明第二形態的金屬不純物含有量之分析方法。
然後，說明實施本發明的金屬不純物含有量之分析方法的另一形態例。例如，如圖2所示地，在將原料水10供給至超純水製造裝置11並將用超純水製造裝置11製得之超純水21供給至使用點12的超純水製程中，在用以將超純水21傳送至使用點12的超純水傳送管13中途連接分析對象水引出管14，且將具有流通槽27及累計流量計28之分析套件26安裝在分析對象水引出管14上，該流通槽27在前段側具有單塊狀有機多孔質陽離子交換體且在其後段側具有單塊狀有機多孔質陰離子交換體。然後，進行超純水之製程時，經過超純水傳送管13、分析對象水引出管14，將作為分析對象水之超純水21供給至流通槽27，先使超純水21通入前段側之單塊狀有機多孔質陽離子交換體，然後使來自單塊狀有機多孔質陽離子交換體之排出液通入後段之單塊狀有機多孔質陰離子交換體，進行不純物捕捉步驟(3)。此時，藉由累計流量計28測量流至流通槽27之超純水的通液總量。然後，使預定量之超純水通過後，由分析對象水引出管14取下分析套件26。此時，用不由外部向分析套件26內部產生污染之方法取下並密閉內部。然後，將分析套件26安裝在設置在與進行超純水製程之地方不同的地方的溶離裝置上，由溶離裝置之溶離液供給管先通入分析套件26內之單塊狀有機多孔質陽離子交換體後，使其排出液通入單塊狀有機多孔質陰離子交換體並回收來自分析套件26之回收溶離液，進行溶離步驟(3)。然後，測量回收溶離液中之金屬不純物含有量，進行測量步驟(3)。然後，由以上結果，求得超純水21中之各金屬不純物含有量。如此，可進行本發明第三形態的金屬不純物含有量之分析方法。
在本發明的金屬不純物含有量之分析方法中，不純物捕捉步驟((1)、(2)、(3))、溶離步驟((1)、(2)、(3))及分析步驟((1)、(2)、(3))可全部在進行分析對象水之製造的地方進行；亦可在與不純物捕捉步驟((1)、(2)、(3))不同之地方進行溶離步驟((1)、(2)、(3))及分析步驟((1)、(2)、(3))；亦可在相同之地方進行不純物捕捉步驟((1)、(2)、(3))及溶離步驟((1)、(2)、(3))且在與進行不純物捕捉步驟((1)、(2)、(3))及溶離步驟((1)、(2)、(3))不同的地方進行分析步驟((1)、(2)、(3))；亦可分別在不同地方進行不純物捕捉步驟((1)、(2)、(3))、溶離步驟((1)、(2)、(3))及分析步驟((1)、(2)、(3))。
本發明之單塊狀有機多孔質陰離子交換體係陰離子交換基導入單塊狀有機多孔質體的多孔質體。單塊狀有機多孔質陰離子交換體之單塊狀有機多孔質體係由有機聚合物形成骨架且在骨架間具有形成反應液流路之多數連通孔的多孔質體。此外，單塊狀有機多孔質陰離子交換體係以陰離子交換基均一地分布之方式導入該單塊狀有機多孔質體之骨架中的多孔質體。此外，本發明之單塊狀有機多孔質陽離子交換體係陽離子交換基導入單塊狀有機多孔質體的多孔質體。單塊狀有機多孔質陽離子交換體之單塊狀有機多孔質體係由有機聚合物形成骨架且在骨架間具有形成反應液流路之多數連通孔的多孔質體。此外，單塊狀有機多孔質陽離子交換體係以陽離子交換基均一地分布之方式導入該單塊狀有機多孔質體之骨架中的多孔質體。
此外，在本說明書中，「單塊狀有機多孔質體」亦只稱為「單塊」，「單塊狀有機多孔質陰離子交換體」亦只稱為「單塊陰離子交換體」，「單塊狀有機多孔質陽離子交換體」亦只稱為「單塊陽離子交換體」，且作為第二單塊製造時之中間體(第二單塊之前驅物)的「單塊狀有機多孔質中間體(2)」亦稱為「單塊中間體(2)」。
本發明之單塊陰離子交換體係藉由將陰離子交換基導入單塊而製得，且其構造係由連續骨架相及連續空孔相形成之有機多孔質體，而連續骨架之厚度係1至100μm，連續空孔之平均直徑係1至1000μm且全細孔容積係0.5至50mL/g。
單塊陰離子交換體在乾燥狀態之連續骨架的厚度係1至100μm。單塊陰離子交換體之連續骨架的厚度未達1μm時，除了每體積之陰離子交換容量降低之缺點以外，機械強度降低，特別在用高流速通液時使單塊陰離子交換體大幅變形，因此不理想。此外，反應液與單塊陰離子交換體之接觸效率降低，使觸媒活性降低，因此不理想。另一方面，單塊陰離子交換體之連續骨架的厚度大於100μm時，骨架過粗，使基質擴散需要時間而使觸媒活性降低，因此不理想。另外，係藉由SEM觀察來決定連續骨架之厚度。
單塊陰離子交換體在乾燥狀態之連續空孔的平均直徑係1至1000μm。單塊陰離子交換體之連續空孔的平均直徑未達1μm時，通水時之壓力損失高，因此不理想。另一方面，單塊陰離子交換體之連續空孔的平均直徑大於1000μm時，被處理液與單塊陰離子交換體的接觸不足，使去除性能降低，因此不理想。此外，單塊陰離子交換體在乾燥狀態之連續空孔的平均直徑係藉由水銀壓入法測量且係藉由水銀壓入法得到之細孔分布曲線的極大值。
單塊陰離子交換體之乾燥狀態的全細孔容積係0.5至50mL/g。單塊陰離子交換體之全細孔容積未達0.5mL/g時，被處理液之接觸效率降低，因此不理想，此外，每單位截面積之透過液量變小，使處理量降低，因此不理想。另一方面，單塊陰離子交換體之全細孔容積大於50mL/g時，每體積之陰離子交換容量降低，使去除性能降低，因此不理想。此外，機械強度降低，特別在用高流速通液時使單塊陰離子交換體大幅變形，並使通液時之壓力損失急劇上升，因此不理想。另外，全細孔容積係藉由水銀壓入法測量。
如此之單塊陰離子交換體的構造例可舉例如：日本特開2002-306976號公報或日本特開2009-62512號公報揭示之連續氣泡構造、日本特開2009-67982號公報揭示之共連續構造、日本特開2009-7550號公報揭示之粒子凝集型構造及日本特開2009-108294號公報揭示之粒子複合型構造等。
單塊陰離子交換體在水濕潤狀態之每體積的陰離子交換容量係0.2至1.0mg當量/mL(水濕潤狀態)。單塊陰離子交換體在乾燥狀態之陰離子交換容量在未達上述範圍時，失效前處理之處理水量變少，使模組之更換頻率變高，因此不理想。另一方面，大於上述範圍時，通水時之壓力損失高，因此不理想。此外，雖然陰離子交換基只導入骨架表面之多孔質體的陰離子交換容量無法依據多孔質體或陰離子交換基之種類一概地決定，但最多不過是500μg當量/g。
在單塊陰離子交換體中，導入之陰離子交換基不僅均一地分布在單塊之表面，亦均一地分布在單塊之骨架內部。在此所謂「陰離子交換基均一地分布」表示陰離子交換基之分布至少用μm級均一地分布在表面及骨架內部。陰離子交換基之分布狀況係藉由使用EPMA簡單地確認。此外，導入之陰離子交換基不僅均一地分布在單塊之表面，亦均一地分布在單塊之骨架內部時，可均一地產生表面與內部之物理性質及化學性質，因此可提高對膨潤及收縮之耐久性。
導入單塊陰離子交換體之陰離子交換基可舉例如：三甲銨基、三乙銨基、三丁銨基、二甲基羥乙銨基、二甲基羥丙銨基、甲基二羥乙銨基等之四級銨基；第三鋶基；及鏻基等。
在單塊陰離子交換體中，構成連續骨架之材料係具有交聯構造之有機聚合物材料。聚合物材料之交聯密度沒有特別限制，但宜相對構成聚合物材料之全部構成單位包含0.1至30莫耳%，且較佳為0.1至20莫耳%之交聯構造單位。交聯構造單位未達0.1莫耳%時，機械之強度不足，因此不理想，另一方面，大於30莫耳%時，有時難以導入陰離子交換基，因此不理想。該聚合物材料之種類沒有特別限制，可舉例如：聚苯乙烯、聚(α-甲基苯乙烯)、聚乙烯甲苯、聚乙烯氯甲苯、聚乙烯聯苯、聚乙烯萘等之芳香族乙烯聚合物；聚乙烯、聚丙烯等之聚烯烴；聚氯乙烯、聚四氟乙烯等之聚(鹵化聚烯烴)；聚丙烯腈等之腈系聚合物；聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸環氧丙酯、聚丙烯酸乙酯等之(甲基)丙烯酸系聚合物等的交聯聚合物。上述聚合物可為使單獨乙烯單體與交聯劑共聚合製得之聚合物，亦可為使複數乙烯單體與交聯劑共聚合製得之聚合物，且亦可為混合兩種以上之聚合物者。該等有機聚合物材料中，由容易形成連續構造、導入陰離子交換基之容易性與機械強度高、及對酸或鹼之安定性高來看，芳香族乙烯聚合物之交聯聚合物較佳，且較佳材料可特別地舉例如：苯乙烯-二乙烯苯共聚物及乙烯氯甲苯-二乙烯苯共聚物等。
>單塊狀有機多孔質陰離子交換體之形態例> 單塊陰離子交換體之形態例可舉以下所示之第一單塊陰離子交換體及第二單塊陰離子交換體等為例。此外，導入陰離子交換基之單塊的形態例可舉以下所示之第一單塊及第二單塊等為例。
>第一單塊陰離子交換體及第二單塊陰離子交換體之說明> 第一單塊陰離子交換體係具有在互相連接之微孔與微孔的壁內具有平均直徑在乾燥狀態為1至1000μm之共通開口(中孔)的連續氣泡構造，在乾燥狀態之全細孔容積係1至50mL/g，具有陰離子交換基，陰離子交換基均一地分布，且水濕潤狀態之每體積的陰離子交換容量為0.1至1.0mg當量/mL(水濕潤狀態)的單塊陰離子交換體。此外，第一單塊係導入陰離子交換基前之單塊，具有在互相連接之微孔與微孔的壁內具有平均直徑在乾燥狀態為1至1000μm之共通開口(中孔)的連續氣泡構造，且在乾燥狀態之全細孔容積係1至50mL/g的有機多孔質體。
第一單塊陰離子交換體係氣泡狀之微孔互相重疊，該重疊部分係在乾燥狀態平均直徑1至1000μm，較佳10至200μm且特佳20至100μm之共通開口(中孔)的連續微孔構造體，且其大部分係開孔構造。若開孔構造中流過液體，則由該微孔與該中孔形成之氣泡內成為流路。微孔與微孔之重疊係1個微孔重疊1至12個，且大多是3至10個。圖3顯示第一單塊陰離子交換體之形態例的掃描式電子顯微鏡(SEM)照片，但圖3所示之第一單塊陰離子交換體具有多數氣泡狀之微孔，且氣泡狀之微孔重疊，成為該重疊部分形成共通開口(中孔)的連續微孔構造體，且其大部分係開孔構造。中孔之乾燥狀態的平均直徑未達1μm時，被處理液對單塊陰離子交換體內部之擴散性低，因此不理想，且中孔之乾燥狀態的平均直徑大於1000μm時，被處理液與單塊陰離子交換體之接觸不足，使去除性能降低，因此不理想。藉由第一單塊陰離子交換體之構造成為上述如此連續氣泡構造，可均一地形成微孔群或中孔群，且相較於如日本特開平8-252579號公報等記載之粒子凝集型多孔質體，可特別地增大細孔容積或比表面積。
此外，在本發明中，乾燥狀態之第一單體開口的平均直徑、乾燥狀態之第一單塊陰離子交換體開口的平均直徑係藉由水銀壓入法測量且係藉由水銀壓入法得到之細孔分布曲線的極大值。
第一單塊陰離子交換體之乾燥狀態的每重量的全細孔容積係1至50mL/g，且較佳為2至30mL/g。全細孔容積未達1mL/g時，被處理液之接觸效率低，因此不理想，此外，每單位截面積之透過量變小，使處理能力降低，因此不理想。另一方面，全細孔容積大於50mL/g時，機械強度降低且特別在用高流速通液時使單塊陰離子交換體大幅變形，因此不理想。另外，被處理液與單塊陰離子交換體之接觸效率降低，使去除性能降低，因此不理想。全細孔容積在習知粒子狀多孔質陰離子交換樹脂中最多不過是0.1至0.9ml/g，因此可使用大於該全細孔容積之習知沒有的1至50ml/g的高細孔容積、高比表面積者。
在第一單塊陰離子交換體中，構成骨架之材料係具有交聯構造之有機聚合物材料。該聚合物材料之交聯密度沒有特別限制，但宜相對構成聚合物材料之全部構成單位包含0.3至10莫耳%，且較佳為0.3至5莫耳%之交聯構造單位。交聯構造單位未達0.3莫耳%時，機械之強度不足，因此不理想，另一方面，大於10莫耳%時，有時難以導入陰離子交換基，因此不理想。
構成第一單塊陰離子交換體之骨架的有機聚合物材料種類沒有特別限制，可舉例如：聚苯乙烯、聚(α-甲基苯乙烯)、聚乙烯甲苯、聚乙烯氯甲苯、聚乙烯聯苯、聚乙烯萘等之芳香族乙烯聚合物；聚乙烯、聚丙烯等之聚烯烴；聚氯乙烯、聚四氟乙烯等之聚(鹵化聚烯烴)；聚丙烯腈等之腈系聚合物；聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸環氧丙酯、聚丙烯酸乙酯等之(甲基)丙烯酸系聚合物等的交聯聚合物。上述聚合物可為使單獨乙烯單體與交聯劑共聚合製得之聚合物，亦可為使複數乙烯單體與交聯劑共聚合製得之聚合物，且亦可為混合兩種以上之聚合物者。該等有機聚合物材料中，由容易形成連續微孔構造、導入陰離子交換基之容易性與機械強度高、及對酸或鹼之安定性高來看，芳香族乙烯聚合物之交聯聚合物較佳，且較佳材料可特別地舉例如：苯乙烯-二乙烯苯共聚物及乙烯氯甲苯-二乙烯苯共聚物等。
導入第一單塊陰離子交換體之陰離子交換基可舉例如：三甲銨基、三乙銨基、三丁銨基、二甲基羥乙銨基、二甲基羥丙銨基、甲基二羥乙銨基等之四級銨基；第三鋶基；及鏻基等。導入第一單塊陰離子交換體之陰離子交換基在第二單塊陰離子交換體中亦相同。
在第一單塊陰離子交換體中(在第二單塊陰離子交換體中亦同)，導入之陰離子交換基不僅均一地分布在多孔質體之表面，亦均一地分布在多孔質體之骨架內部。在此所謂「陰離子交換基均一地分布」表示陰離子交換基之分布至少用μm級均一地分布在表面及骨架內部。陰離子交換基之分布狀況係藉由使用EPMA確認。此外，陰離子交換基不僅均一地分布在單塊之表面，亦均一地分布在單塊之骨架內部時，可均一地產生表面與內部之物理性質及化學性質，因此可提高對膨潤及收縮之耐久性。
第一單塊陰離子交換體在水濕潤狀態之每體積的陰離子交換容量係0.1至1.0mg當量/mL(水濕潤狀態)。藉由使在水濕潤狀態之每體積的陰離子交換容量位在上述範圍內，去除性能高且壽命長。此外，雖然陰離子交換基只導入表面之多孔質體的陰離子交換容量無法依據多孔質體或陰離子交換基之種類一概地決定，但最多不過是500μg當量/g。
>第一單塊及第一單塊陰離子交換體之製造方法> 第一單塊之製造方法沒有特別限制，但以下依據日本特開2002-306976號公報記載之方法說明製造方法的一例。即，混合不含離子交換基之油溶性單體、界面活性劑、水及依需要之聚合起始劑，製得油中水滴型乳液，然後使其聚合形成單塊，藉此製得第一單塊。就容易控制單塊之多孔構造而言，如此之第一單塊的製造方法是理想的。
製造第一單塊使用的不含離子交換基之油溶性單體係不含羧酸基、磺酸基等之陽離子交換基及四級銨基等之陰離子交換基且對水之溶解性低的親油性單體。該等單體之具體例可舉例如：苯乙烯、α-甲基苯乙烯、乙烯甲苯、乙烯氯甲苯、二乙烯苯、乙烯、丙烯、異丁烯、丁二烯、異戊烯、氯戊烯、氯乙烯、溴乙烯、偏二氯乙烯、四氟乙烯、丙烯腈、甲基丙烯腈、乙酸乙烯酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸2-乙基己酯、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、丁二醇二丙烯酸酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸環己酯、甲基丙烯酸苄酯、甲基丙烯酸環氧丙酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯等。該等單體可單獨使用一種或組合兩種以上使用。但是，在本發明中，就可在後來之步驟中定量地導入陰離子交換基且實用地確保足夠機械強度而言，至少選擇二乙烯苯、乙二醇二甲基丙烯酸酯等之交聯性單體作為油溶性單體的一成分，且其含有量在全油溶性單體中為0.3至10莫耳%，較佳為0.3至5莫耳%是理想的。
製造第一單塊使用的界面活性劑沒有特別限制，只要是混合不含離子交換基之油溶性單體與水時，可形成油中水滴型(W/O)乳液者即可，且可使用：山梨醇酐單油酸酯、山梨醇酐單月桂酸酯、山梨醇酐單棕櫚酸酯、山梨醇酐單硬脂酸酯、山梨醇酐三油酸酯、聚氧乙烯壬基苯醚、聚氧乙烯硬脂醚、聚氧乙烯山梨醇酐單油酸酯等之非離子界面活性劑；油酸鉀、十二苯磺酸鈉、硫琥珀酸二辛基鈉等之陰離子界面活性劑；二硬脂二甲基氯化銨等之陽離子界面活性劑；月桂二甲內鹽等之兩性界面活性劑。該等界面活性劑可單獨使用一種或組合兩種以上使用。此外，油中水滴型乳液係油相為連續相且水滴分散於其中之乳液。上述界面活性劑之添加量依據油溶性單體種類及目的之乳液粒子(微孔)大小而大幅變動，因此不可一概而論，但可在對油溶性單體與界面活性劑之合計量為大約2至70%的範圍內選擇。此外，雖然不一定為必要，但為控制單塊之氣泡形狀或尺寸，可使：甲醇、硬脂醇等之醇；硬脂酸等之羧酸；辛烷、十二烷、甲苯等之烴；四氫呋喃、二氧六環等之環狀醚共存在系內。
此外，製造第一單塊時，藉由聚合形成單塊時依需要使用之聚合起始劑，可理想地使用藉由熱及光照射產生自由基之化合物。聚合起始劑可為水溶性或油溶性，可舉例如：偶氮二異丁腈、偶氮二甲基戊腈、偶氮二環己腈、偶氮二環己碳腈、過氧化苯甲醯、過硫酸鉀、過硫酸銨、過氧化氫-氯化亞鐵、過硫酸鈉-酸性亞硫酸鈉、二硫化四甲胺秋蘭姆(tetramethyl thiuram disulfide)等。但是，依據情況，亦有不添加聚合起始劑而藉由只加熱或只光照射來進行聚合的系統，在如此之系統中不需要添加聚合起始劑。
製造第一單塊時，混合不含離子交換基之油溶性單體、界面活性劑、水及聚合起始劑，形成油中水滴型乳液時的混合方法沒有特別限制，可使用：一起一次混合各成分之方法；使油溶性單體、界面活性劑及油溶性聚合起始劑之油溶性成分及水或作為水溶性聚合起始劑之水溶性成分分別地均一溶解後，混合各個成分的方法等。用以形成乳液之混合裝置沒有特別限制，可使用：一般混合器、均質機、高壓均質機及將被處理物放入混合容器並在使該混合容器傾斜之狀態下一面環繞公轉軸公轉一面自轉來攪拌混合被處理物的所謂行星式攪拌裝置等，只要選擇可得到目的之乳液粒徑的合適裝置即可。此外，混合條件沒有特別限制，可任意地設定可得到目的之乳液粒徑的攪拌轉數及攪拌時間等。因為可使W/O乳液中之水滴均一地形成，且可在廣大範圍內任意設定其平均直徑，所以該等混合裝置中使用行星式攪拌裝置是理想的。
製造第一單塊時，使如此製得之油中水滴型乳液聚合的聚合條件可依據單體之種類、起始劑系選擇各種條件。例如，可在使用偶氮二異丁腈、過氧化苯甲醯、過硫酸鉀等作為聚合起始劑時，在惰性氣體環境下之密封容器內，在30至100℃加熱聚合1至48小時，亦可在使用過氧化氫-氯化亞鐵、過硫酸鈉-酸性亞硫酸鈉等作為聚合起始劑時，在惰性氣體環境下之密封容器內，在0至30℃聚合1至48小時。聚合結束後，取出內容物，然後藉由異丙醇等之溶劑進行索氏萃取(Soxhlet extraction)，去除未反應單體及殘留界面活性劑而製得第一單塊。
第一單塊陰離子交換體之製造方法沒有特別限制，可舉例如：在上述第一單塊之製造方法中，使用含陰離子交換基單體，例如在上述不含離子交換基之油溶性單體中導入單甲銨基、二甲胺基、三甲胺基等之陰離子交換基的單體取代不含離子交換基單體進行聚合，然後在一階段中形成單塊陰離子交換體的方法；使用不含離子交換基之單體進行聚合而形成第一單塊，然後導入陰離子交換基的方法等。因為容易控制單塊陰離子交換體之多孔構造且亦可定量地導入陰離子交換基，所以在該等方法中使用不含離子交換基之單體進行聚合而形成第一單塊，然後導入陰離子交換基的方法是理想的。
在第一單塊中導入陰離子交換基之方法沒有特別限制，可使用高分子反應及接枝聚合等之習知方法。例如，導入四級銨基之方法可舉例如：若單塊為苯乙烯-二乙烯苯共聚物等，則藉由氯甲基甲醚等導入氯甲基後，使其與三級胺反應的方法；藉由氯甲基苯乙烯與二乙烯苯之共聚合製造單塊，然後使其與三級胺反應的方法；在單塊中將自由基起始基或鏈移動基均一地導入骨架表面或骨架內部，接枝聚合N, N, N-三甲銨乙基丙烯酸酯或N, N, N-三甲銨丙基丙烯酸酯的方法；同樣地接枝聚合甲基丙烯酸環氧丙酯後，藉由官能基轉換導入四級銨基的方法等。就可均一且定量地導入離子交換基而言，該等方法中，藉由氯甲基甲醚等導入氯甲基後，使其與三級胺反應的方法或藉由氯甲基苯乙烯與二乙烯苯之共聚合製造單塊，然後使其與三級胺反應的方法作為導入四級銨基的方法是理想的。此外，導入之離子交換基可舉例如：三甲銨基、三乙銨基、三丁銨基、二甲基羥乙銨基、二甲基羥丙銨基、甲基二羥乙銨基等之四級銨基；第三鋶基；及鏻基等。
>第二單塊及第二單塊陰離子交換體之說明> 第二單塊陰離子交換體係由三維連續骨架及三維連續空孔形成之共連續構造體，該三維連續骨架係由全部構成單位中含有0.1至5.0莫耳%之交聯構造單位的芳香族乙烯聚合物形成且平均粗胖度在乾燥狀態為1至60μm，該三維連續空孔在該骨架間平均直徑在乾燥狀態為10至200μm，並且該第二單塊陰離子交換體係在乾燥狀態之全細孔容積為0.5至10mL/g，具有陰離子交換基，在水濕潤狀態之每體積的陰離子交換容量為0.2至1.0mg當量/mL(水濕潤狀態)且陰離子交換基均一地分布在有機多孔質陰離子交換體中的單塊陰離子交換體。此外，第二單塊係導入陰離子交換基前之單塊且係由三維連續骨架及三維連續空孔形成之共連續構造體，該三維連續骨架係由全部構成單位中含有0.1至5.0莫耳%之交聯構造單位的芳香族乙烯聚合物形成且平均粗胖度在乾燥狀態為1至60μm，該三維連續空孔在該骨架間平均直徑在乾燥狀態為10至200μm，並且該第二單塊係在乾燥狀態之全細孔容積為0.5至10mL/g之有機多孔質體。
第二單塊陰離子交換體係由三維連續骨架及三維連續空孔形成之共連續構造體，該三維連續骨架之平均粗胖度在乾燥狀態為1至60μm，較佳為3至58μm，且該三維連續空孔在該骨架間平均直徑在乾燥狀態為10至200μm，較佳為15至180μm，且特佳為20至150μm。圖4顯示第二單塊陰離子交換體之形態例的SEM照片，且圖5顯示第二單塊陰離子交換體之共連續構造的示意圖。如圖4之示意圖所示地，共連續構造係連續之骨架相1與連續之空孔相2纏結而各自一起三維地連續之構造10。該連續之空孔相2相較於習知連續氣泡型單塊或凝集型單塊，空孔之連續性高且其大小均一。此外，因為骨架粗，所以機械強度高。
三維地連續之空孔的平均直徑在乾燥狀態下未達10μm時，被處理液難以擴散，因此不理想，而大於200μm時，被處理液與單塊陰離子交換體之接觸不足，結果去除性能不足，因此不理想。此外，骨架之平均粗胖度在乾燥狀態下未達1μm時，陰離子交換容量低且機械強度低，因此不理想。另外，反應液與單塊陰離子交換體之接觸效率降低，使去除效能降低，因此不理想。另一方面，骨架之粗胖度大於60μm時，骨架太粗，使被處理液之擴散不均一，因此不理想。
乾燥狀態之第二單塊的開口平均直徑、乾燥狀態之第二單塊陰離子交換體的開口平均直徑及在下述第二單塊之製造的步驟I製得之乾燥狀態之第二單塊中間體(2)的開口平均直徑係藉由水銀壓入法求得且係藉由水銀壓入法得到之細孔分布曲線的極大值。此外，第二單塊陰離子交換體之骨架在乾燥狀態的平均粗胖度係藉由乾燥狀態之第二單塊陰離子交換體的SEM觀察求得。具體而言，至少進行3次乾燥狀態之第二單塊陰離子交換體的SEM觀察，然後測量得到之影像中的骨架粗胖度，且設該等粗胖度之平均值為平均粗胖度。此外，骨架呈棒狀且具有圓形截面形狀，但亦包含橢圓截面形狀等不同直徑截面者。此時之粗胖度係短徑與長徑之平均。
此外，第二單塊陰離子交換體在乾燥狀態之每體積的全細孔容積係0.5至10mL/g。全細孔容積未達0.5mL/g時，基質或溶劑之接觸效率低，因此不理想，此外，每單位截面積之透過量變小，使處理量降低，因此不理想。另一方面，全細孔容積大於10ml/g時，被處理液與單塊陰離子交換體之接觸效率降低，使去除性能降低，因此不理想。三維連續之空孔的大小及全細孔容積若在上述範圍內，與被處理液之接觸極均一且接觸面積亦大。
在第二單塊陰離子交換體中，構成骨架之材料係全部構成單位中包含0.1至5莫耳%，較佳為0.5至3.0莫耳%之交聯構造單位的芳香族乙烯聚合物且具有疏水性。交聯構造單位未達0.1莫耳%時，機械強度不足，因此不理想，另一方面，大於5莫耳%時，多孔質體之構造容易由共連續構造脫離。芳香族乙烯聚合物之種類沒有特別限制，可舉例如：聚苯乙烯、聚(α-甲基苯乙烯)、聚乙烯甲苯、聚乙烯氯甲苯、聚乙烯聯苯、聚乙烯萘等。上述聚合物可為使單獨乙烯單體與交聯劑共聚合製得之聚合物，亦可為使複數乙烯單體與交聯劑共聚合製得之聚合物，且亦可為混合兩種以上之聚合物者。該等有機聚合物材料中，由容易形成共連續構造、導入陰離子交換基之容易性與機械強度高、及對酸或鹼之安定性高來看，苯乙烯-二乙烯苯共聚物及乙烯氯甲苯-二乙烯苯共聚物等是理想的。
導入第二單塊陰離子交換體之陰離子交換基與導入第一單塊陰離子交換體之陰離子交換基相同。
第二單塊陰離子交換體中，導入之陰離子交換基不僅均一地分布在多孔質體之表面，亦均一地分布在多孔質體之骨架內部。
第二單塊陰離子交換體在水濕潤狀態之每體積具有0.2至1.0mg當量/mL(水濕潤狀態)的陰離子交換容量。第二單塊陰離子交換體因為三維連續之空孔的連續性或均一性高，所以基質或溶劑均一地擴散。因此，反應進行快速。藉由使陰離子交換容量位在上述範圍內，去除性能高且壽命長。
>第二單塊及第二單塊陰離子交換體之製造方法> 第二單塊係藉由進行以下步驟製得：步驟I，藉由攪拌不含離子交換基之油溶性單體、界面活性劑及水之混合物調製油中水滴型乳液，然後使油中水滴型乳液聚合製得全細孔容積大於16mL/g、30mL/g以下之連續微孔構造的單塊狀有機多孔質中間體(以下，記載為單塊中間體(2))；步驟II，調製在芳香族乙烯單體、在一分子中具有至少2個以上乙烯基之全油溶性單體中，0.3至5莫耳%之交聯劑、芳香族乙烯單體或交聯劑溶解，但芳香族乙烯單體聚合生成之聚合物不溶解的由有機溶劑及聚合起始劑形成之混合物；及步驟III，靜置在步驟II製得之混合物且在步驟I製得之單塊中間體(2)存在下進行聚合，製得共連續構造體之有機多孔質體的第二單塊。
在第二單塊之製造方法的步驟I中，製得單塊中間體(2)之步驟I可依據日本特開2002-306976號公報記載之方法進行。
即，在第二單塊之製造方法的步驟I中，不含離子交換基之油溶性單體可舉例如：不含羧酸基、磺酸基、三級胺基、四級胺基等之離子交換基且對水之溶解性低的親油性單體。該等單體之具體例可舉例如：苯乙烯、α-甲基苯乙烯、乙烯甲苯、乙烯氯甲苯、乙烯聯苯、乙烯萘等之芳香族乙烯單體；乙烯、丙烯、1-丁烯、異丁烯等之α-烯烴；丁二烯、異戊烯、氯戊烯等之二烯系單體；氯乙烯、溴乙烯、偏二氯乙烯、四氟乙烯等之鹵化烯烴；丙烯腈、甲基丙烯腈等之腈系單體；乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯等之乙烯酯；丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸環己酯、甲基丙烯酸苄酯、甲基丙烯酸環氧丙酯等之(甲基)丙烯酸系單體。該等單體中理想者係芳香族乙烯單體，可舉例如：苯乙烯、α-甲基苯乙烯、乙烯甲苯、乙烯氯甲苯、二乙烯苯等。該等單體可單獨使用一種或組合兩種以上使用。但是，至少選擇二乙烯苯、乙二醇二甲基丙烯酸酯等之交聯性單體作為油溶性單體的一成分，且其含有量在全油溶性單體中為0.3至5莫耳%，較佳為0.3至3莫耳%對形成共連續構造有利，因此是理想的。
在第二單塊之製造方法的步驟I中使用的界面活性劑沒有特別限制，只要是混合不含陰離子交換基之油溶性單體與水時，可形成油中水滴型(W/O)乳液者即可，且可使用山梨醇酐單油酸酯、山梨醇酐單月桂酸酯、山梨醇酐單棕櫚酸酯、山梨醇酐單硬脂酸酯、山梨醇酐三油酸酯、聚氧乙烯壬基苯醚、聚氧乙烯硬脂醚、聚氧乙烯山梨醇酐單油酸酯等之非離子界面活性劑；油酸鉀、十二苯磺酸鈉、硫琥珀酸二辛基鈉等之陰離子界面活性劑；二硬脂二甲基氯化銨等之陽離子界面活性劑；月桂二甲內鹽等之兩性界面活性劑。該等界面活性劑可單獨使用一種或組合兩種以上使用。此外，油中水滴型乳液係油相為連續相且水滴分散於其中之乳液。上述界面活性劑之添加量依據油溶性單體種類及目的之乳液粒子(微孔)大小而大幅變動，因此不可一概而論，但可在對油溶性單體與界面活性劑之合計量為大約2至70%的範圍內選擇。
此外，在第二單塊之製造方法的步驟I中，形成油中水滴型乳液時，可依需要使用聚合起始劑。聚合起始劑可理想地使用藉由熱或光照射產生自由基之化合物。聚合起始劑可為水溶性或油溶性，可舉例如：2, 2’-偶氮二異丁腈、2, 2’-偶氮二(2, 4-二甲基戊腈)、2, 2’-偶氮二(2-甲基丁腈)、2, 2’-偶氮二(4-甲氧基-2, 4-二甲基戊腈)、2, 2’-偶氮二異丁酸二甲酯、4, 4’-偶氮二(4-氰戊酸)、1, 1’-偶氮二(環己烷-1-碳腈)、過氧化苯甲醯、過氧化月桂醯、過硫酸鉀、過硫酸銨、二硫化四甲胺秋蘭姆、過氧化氫-氯化亞鐵、過硫酸鈉-酸性亞硫酸鈉等。
在第二單塊之製造方法的步驟I中，混合不含離子交換基之油溶性單體、界面活性劑、水及聚合起始劑，形成油中水滴型乳液時的混合方法沒有特別限制，可使用：一起一次混合各成分之方法；油溶性單體、界面活性劑及油溶性聚合起始劑之油溶性成分及水或作為水溶性聚合起始劑之水溶性成分分別地均一溶解後，混合各個成分的方法等。用以形成乳液之混合裝置沒有特別限制，可使用：一般混合器、均質機及高壓均質機等，只要選擇可得到目的之乳液粒徑的合適裝置即可。此外，混合條件沒有特別限制，可任意地設定可得到目的之乳液粒徑的攪拌轉數及攪拌時間等。
在第二單塊之製造方法的步驟I中製得的單塊中間體(2)係具有交聯構造之有機聚合物材料，較佳為芳香族乙烯聚合物。該聚合物材料之交聯密度沒有特別限制，但宜相對構成聚合物材料之全部構成單位包含0.1至5莫耳%，且較佳為0.3至3莫耳%之交聯構造單位。交聯構造單位未達0.3莫耳%時，機械之強度不足，因此不理想。另一方面，大於5莫耳%時，單塊之構造容易脫離共連續構造，因此不理想。特別地，全細孔容積為16至20ml/g時，為形成共連續構造，交聯構造單位宜未達3莫耳%。
在第二單塊之製造方法的步驟I中，單塊中間體(2)之聚合物材料的種類可舉與第一單塊之聚合物材料相同者為例。
在第二單塊之製造方法的步驟I中製得的單塊中間體(2)在乾燥狀態之每體積的全細孔容積大於16mL/g、30mL/g以下，較佳為大於16mL/g、25mL/g以下。即，該單塊中間體(2)基本上係連續微孔構造，但微孔與微孔之重疊部分的開口(中孔)特別大，因此構成單塊構造之骨架具有由二維壁面成為非常接近一維棒狀骨架的構造。圖6顯示單塊中間體(2)之形態例的SEM照片，具有接近棒狀之骨架。該單塊中間體(2)與聚合系共存時，以單塊中間體(2)之構造作為型來形成共連續構造之多孔質體。全細孔容積過小時，使乙烯單體聚合後製得之單塊構造由共連續構造變化成連續微孔構造，因此不理想，另一方面，全細孔容積過大時，使乙烯單體聚合後製得之單塊的機械強度降低，且導入陰離子交換基時，每體積之陰離子交換容量降低，因此不理想。為使單塊中間體(2)之全細孔容積在上述範圍內，宜使單體與水之比為大約1：20至1：40。
此外，在第二單塊之製造方法的步驟I中製得的單塊中間體(2)中，微孔與微孔之重疊部分的開口(中孔)平均直徑在乾燥狀態為5至100μm。開口平均直徑在乾燥狀態未達5μm時，在使乙烯單體聚合後製得之單塊的開口徑變小，使流體透過時之壓力損失變大，因此不理想。另一方面，大於100μm時，在使乙烯單體聚合後製得之單塊的開口徑過大，使被處理液與單塊陰離子交換體之接觸不足，結果去除性能降低，因此不理想。單塊中間體(2)宜為微孔之大小或開口徑一致的均一構造，但不限於此，亦可在均一構造中分散比均一微孔之大小大的大小不均一微孔。
第二單塊之製造方法的步驟II係調製在芳香族乙烯單體、在一分子中具有至少2個以上乙烯基之全油溶性單體中，0.3至5莫耳%之交聯劑、芳香族乙烯單體或交聯劑溶解，但芳香族乙烯單體聚合生成之聚合物不溶解的由有機溶劑及聚合起始劑形成之混合物的步驟。此外，步驟I及步驟II非順序，可在步驟I後進行步驟II，或在步驟II後進行步驟I。
在第二單塊之製造方法的步驟II中使用的芳香族乙烯單體沒有特別限制，只要是在分子中含有可聚合之乙烯基且對有機溶劑之溶解性高的親油性芳香族乙烯單體即可，但最好選擇生成與共存於上述聚合系之單塊中間體(2)同種類或類似的聚合物材料的乙烯單體。該等乙烯單體之具體例可舉例如：苯乙烯、α-甲基苯乙烯、乙烯甲苯、乙烯氯甲苯、乙烯聯苯、乙烯萘等。該等單體可單獨使用一種或組合兩種以上使用。理想地使用之芳香族乙烯單體係苯乙烯、乙烯氯甲苯等。
在第二單塊之製造方法的步驟II中使用的芳香族乙烯單體添加量相對於聚合時共存之單塊中間體(2)按重量計係5至50倍且較佳為5至40倍。芳香族乙烯單體添加量相對單塊中間體(2)未達5倍時，棒狀骨架過粗，且導入陰離子交換基時，陰離子交換基導入後之每體積的陰離子交換容量變小，因此不理想。另一方面，芳香族乙烯單體添加量相對單塊中間體(2)大於50倍時，連續空孔之直徑變小，使通液時之壓力損失變大，因此不理想。
在第二單塊之製造方法的步驟II中使用的交聯劑理想地使用在分子中含有至少2個可聚合乙烯基且對有機溶劑之溶解性高者。交聯劑之具體例可舉例如：二乙烯苯、二乙烯萘、二乙烯聯苯、乙二醇二甲基丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、丁二醇二甲基丙烯酸酯等。該等交聯劑可單獨使用一種或組合兩種以上使用。由機械強度高及對加水分解之安定性來看，較佳之交聯劑係二乙烯苯、二乙烯萘、二乙烯聯苯等之芳香族聚乙烯化合物。交聯劑使用量相對乙烯單體與交聯劑之合計量(全油溶性單體)係0.3至5莫耳%，特別是0.3至3莫耳%。交聯劑使用量未達0.3莫耳%時，單塊之機械強度不足，因此不理想，另一方面，過多時，導入陰離子交換基時，有時難以定量地導入陰離子交換基，因此不理想。此外，上述交聯劑使用量宜用以與在乙烯單體/交聯劑聚合時共存之單塊中間體(2)的交聯密度大致相等。兩者之使用量相差非常大時，在生成之單塊中交聯密度分布產生不均一，且導入陰離子交換基時，陰離子交換基導入反應時容易產生破裂。
在第二單塊之製造方法的步驟II中使用的有機溶劑係芳香族乙烯單體或交聯劑溶解，但芳香族乙烯單體聚合生成之聚合物不溶解的有機溶劑，換言之，對芳香族乙烯單體聚合生成之聚合物的不良溶劑。有機溶劑依據芳香族乙烯單體之種類而大不相同，因此難以列舉一般之具體例，但例如，芳香族乙烯單體係苯乙烯時，有機溶劑可舉例如：甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、己醇、環己醇、辛醇、2-乙基己醇、癸醇、十二醇、丙二醇、四伸甲二醇等之醇類；二乙醚、丁基賽路蘇、聚乙二醇、聚丙二醇、聚四伸甲二醇等之鏈狀(聚)醚類；己烷、庚烷、辛烷、異辛烷、癸烷、十二烷等之鏈狀飽和烴類；乙酸乙酯、乙酸異丙酯、乙酸賽路蘇、丙酸乙酯等之酯類。此外，即使是如二環氧乙烷、THF及甲苯等之聚苯乙烯的良好溶劑，與上述不良溶劑共用且其使用量少時，亦可作為有機溶劑使用。該等有機溶劑之使用量宜用以使上述芳香族乙烯單體之濃度為30至80重量%。有機溶劑使用量脫離上述範圍且芳香族乙烯單體濃度未達30重量%時，聚合速度降低，且使聚合後之單塊構造脫離第二單塊之範圍，因此不理想。另一方面，芳香族乙烯單體濃度大於80重量%時，恐有聚合暴衝之虞，因此不理想。
在第二單塊之製造方法的步驟II中使用的聚合起始劑理想地使用藉由熱或光照射產生自由基之化合物。聚合起始劑以油溶性者較佳。聚合起始劑之具體例可舉例如：2, 2’-偶氮二異丁腈、2, 2’-偶氮二(2, 4-二甲基戊腈)、2, 2’-偶氮二(2-甲基丁腈)、2, 2’-偶氮二(4-甲氧基-2, 4-二甲基戊腈)、2, 2’-偶氮二異丁酸二甲酯、4, 4’-偶氮二(4-氰戊酸)、1, 1’-偶氮二(環己烷-1-碳腈)、過氧化苯甲醯、過氧化月桂醯、過硫酸鉀、過硫酸銨、二硫化四甲胺秋蘭姆等。聚合起始劑之使用量依據單體種類及聚合溫度等大幅變動，但可相對乙烯單體與交聯劑之合計量在大約0.01至5%之範圍內使用。
第二單塊之製造方法的步驟III係靜置在步驟II製得之混合物且在該步驟I製得之單塊中間體(2)存在下進行聚合，使單塊中間體(2)之連續微孔構造變化成共連續構造，因此製得共連續構造單塊之第二單塊的步驟。步驟III使用之單塊中間體(2)在創造具有本發明構造之單塊方面擔任極為重要之角色。如日本特表平7-501140號等揭示地，在單塊中間體(2)不存在下使乙烯單體與交聯劑在特定有機溶劑中靜置聚合時，製得粒子凝集型之單塊狀有機多孔質體。相對於此，如第二單塊地使特定連續微孔構造之單塊中間體(2)存在上述聚合系中時，聚合後之單塊構造劇烈地變化且粒子凝集構造消失，製得具有上述共連續構造之第二單塊。其理由雖未詳細地了解，但考慮是單塊中間體(2)不存在時，藉由聚合產生之交聯聚合物析出、沈澱呈粒子狀而形成粒子凝集構造，相對於此，在聚合系中存在全細孔容積大之多孔質體(中間體)時，乙烯單體及交聯劑由液相吸附或分配在多孔質體之骨架部上且在多孔質體中進行聚合，並形成構成單塊構造之骨架由二維壁面變化成一維棒狀骨架而具有共連續構造的第二單塊。
第二單塊之製造方法中，反應容器之內容積沒有特別限制，只要是使單塊中間體(2)存在反應容器中之大小者即可，可為將單塊中間體(2)載置於反應容器內時，在平面圖中在單塊之周圍形成間隙或單塊中間體(2)無間隙地放入反應容器內中之任一者。其中，聚合後之粗骨的單塊未受到容器內壁之推壓且無間隙地放入反應容器內者在單塊中未產生變形且無反應原料等之浪費而是有效的。此外，即使反應容器之內容積大且在聚合後之單塊周圍存在間隙時，乙烯單體或交聯劑亦吸附、分配在單塊中間體(2)上，因此反應容器內之間隙部分中未生成粒子凝集構造物。
在第二單塊之製造方法的步驟III中，單塊中間體(2)在反應容器中放置成單塊中間體(2)被混合物(溶液)浸漬之狀態。在步驟II製得之混合物與單塊中間體(2)之混合比係如前所述地，相對單塊中間體(2)理想地混合成乙烯單體之添加量按重量計為3至50倍，且較佳為4至40倍。藉此，可製得具有適度開口徑且具有粗骨之骨架的第二單塊。反應容器中，混合物中之乙烯單體與交聯劑吸附、分配在靜置之單塊中間體的骨架上，然後在單塊中間體(2)之骨架內進行聚合。
在第二單塊之製造方法的步驟III中，單塊中間體(2)在反應容器中放置成單塊中間體(2)被混合物(溶液)浸漬之狀態。在步驟II製得之混合物與單塊中間體(2)之混合比係如前所述地，相對單塊中間體(2)理想地混合成芳香族乙烯單體之添加量按重量計為5至50倍，且較佳為5至40倍。藉此，可製得適度大小之空孔三維地連續且粗骨之骨架三維地連續的共連續構造的第二單塊。反應容器中，混合物中之芳香族乙烯單體與交聯劑吸附、分配在靜置之單塊中間體(2)的骨架上，然後在單塊中間體(2)之骨架內進行聚合。
第二單塊之製造方法的步驟III的聚合條件可依據單體之種類、起始劑之種類選擇各種條件。例如，使用2, 2’-偶氮二異丁腈、2, 2’-偶氮二(2, 4-二甲基戊腈)、過氧化苯甲醯、過氧化月桂醯、過硫酸鉀等作為起始劑時，可在惰性氣體環境下之密封容器內在30至100℃加熱聚合1至48小時。藉由加熱聚合，吸附、分配在單塊中間體(2)之骨架上的乙烯單體及交聯劑在骨架內聚合，使骨架變粗。聚合結束後，取出內容物，然後用丙酮等之溶劑萃取以便去除未反應乙烯單體與有機溶劑而製得第二單塊。
第二單塊陰離子交換體係藉由進行將陰離子交換基導入在步驟III中製得之第二單塊的步驟IV而製得。
將陰離子交換基導入第二單塊之方法與將陰離子交換基導入第一單塊之方法相同。
第二單塊及第二單塊陰離子交換體雖然三維地連續之空孔大小特別大，但因為具有粗骨骨架，所以機械強度高。此外，第二單塊陰離子交換體因為骨架粗，所以可增大在水濕潤狀態之每體積的陰離子交換容量，且可進一步用低壓、大流量長時間通過被處理液。
此外，單塊陽離子交換體與單塊陰離子交換體不同的是導入單塊之離子交換基非陰離子交換基而是陽離子交換基，但其他相同。因此，單塊陽離子交換體只要在上述單塊陰離子交換體之說明中將陰離子換成陽離子即可。以下，說明單塊陽離子交換體與單塊陰離子交換體不同之點。
導入單塊陽離子交換體之陽離子交換基可舉例如：磺酸基、羧酸基、亞氨二乙酸基、磷酸基、磷酸酯基等。此外，導入第一單塊陽離子交換體之陽離子交換基可舉例如：羧酸基、亞氨二乙酸基、磺酸基、磷酸基、磷酸酯基等。導入第一單塊陽離子交換體之陽離子交換基在第二單塊陽離子交換體中亦相同。
此外，將陽離子交換基導入單塊之方法，例如導入磺酸基之方法可舉例如：若單塊為苯乙烯-二乙烯苯共聚物等，使用氯硫酸、濃硫酸及發煙硫酸等磺酸化之方法；在單塊中將自由基起始基或鏈移動基導入骨架表面及骨架內部，然後將苯乙烯磺酸鈉或丙烯醯胺-2-甲基丙磺酸接枝聚合之方法；同樣地將甲基丙烯酸環氧丙酯接枝聚合後，藉由官能基轉換導入磺酸基之方法等。該等方法中，就可均一且定量地導入陽離子交換基而言，使用氯硫酸將磺酸導入苯乙烯-二乙烯苯共聚物之方法是理想的。此外，導入之陽離子交換基可舉例如：羧酸基、亞氨二乙酸基、磺酸基、磷酸基、磷酸酯基等之陽離子交換基。
單塊狀有機多孔質陽離子交換體及單塊狀有機多孔質陰離子交換體相較於其他離子性不純物含有量之分析方法中使用之多孔質膜或離子交換樹脂，捕捉到之離子性不純物元素容易由溶離液溶離，因此本發明的金屬不純物含有量之分析方法(統稱本發明第一形態的金屬不純物含有量之分析方法、本發明第二形態的金屬不純物含有量之分析方法及本發明第三形態的金屬不純物含有量之分析方法，記載為本發明的金屬不純物含有量之分析方法)可降低溶離液之濃度，因此定量下限值低。
單塊狀有機多孔質陽離子交換體及單塊狀有機多孔質陰離子交換體相較於其他金屬不純物含有量之分析方法中使用之多孔質膜或離子交換樹脂，捕捉之金屬不純物元素容易由溶離液溶離，因此本發明的金屬不純物含有量之分析方法的溶離步驟花費時間短，故可縮短分析時間。
單塊狀有機多孔質陽離子交換體及單塊狀有機多孔質陰離子交換體相較於其他金屬不純物含有量之分析方法中使用之多孔質膜或離子交換樹脂，可提高分析對象水之通液速度，因此本發明的金屬不純物含有量之分析方法的不純物捕捉步驟花費時間短，故可縮短分析時間。
此外，分析對象水中之金屬不純物含有量非常低時，例如1ppt以下時，必須使大量分析對象水通入吸附材。在本發明的金屬不純物含有量之分析方法中，因為捕捉到之金屬不純物元素容易由溶離液溶離，所以可減少溶離液之使用量，因此可減少分析對象水對單塊多孔質離子交換體之通液量且可提高分析對象水之通液速度，故可在短時間大量通液，因此可大幅縮短分析中之捕捉步驟花費的時間。在本發明的金屬不純物含有量之分析方法中，分析對象水中之金屬不純物含有量非常低時的分析對象水中之各金屬不純物含有量可舉1.000ppt以下為例，且可舉0.001～1.000ppt為例，且可舉0.001～0.100ppt為例。此外，此時本發明的金屬不純物含有量之分析方法的捕捉步驟中的壓力係數宜為0.1至10.0L/分/MPa，特佳的是2.0至10.0L/分/MPa。
此外，單塊狀有機多孔質陰離子交換體對捕捉分析對象水中之B、As、Al、Ti、Cr、Fe、Cu、Zn、Sn、V、Ga及Pb，特別是對捕捉B或As發揮優異之性能。因此，本發明第一形態的金屬不純物含有量之分析方法及本發明第三形態的金屬不純物含有量之分析方法對分析對象水中之B、As、Al、Ti、Cr、Fe、Cu、Zn、Sn、V、Ga及Pb，特別是對B或As的含有量具有優異之分析性能。
在本發明第三形態的金屬不純物元素之分析方法中，將同一分析對象水通入單塊狀有機多孔質陰離子交換體及單塊狀有機多孔質陽離子交換體兩者，然後將同一溶離液通入單塊狀有機多孔質陰離子交換體及單塊狀有機多孔質陽離子交換體兩者，因此只使用單塊狀有機多孔質陰離子交換體進行不純物捕捉步驟並分析容易被單塊狀有機多孔質陰離子交換體捕捉之金屬不純物含有量，且只使用單塊狀有機多孔質陽離子交換體進行不純物捕捉步驟並分析容易被單塊狀有機多孔質陽離子交換體捕捉之金屬不純物含有量，即，使用不同分析對象水及不同溶離液，分別地分析陽離子性元素及陰陽離子性元素，結果，相較於求取分析對象水中之全金屬不純物含有量的情形，誤差小。特別在分析對象水中之金屬不純物含有量非常低時，例如1ppt以下時，必須使分析對象水對吸附材之通液量非常大，因此本發明第三形態的金屬不純物元素的分析方法中顯著地呈現減少誤差之效果。
本發明第一形態的金屬不純物含有量之分析套件(分析裝置)的特徵為具有： 流動單元(1)，其至少具有單塊狀有機多孔質陰離子交換體，用以使分析對象水通過單塊狀有機多孔質陰離子交換體；及 累計流量計，用以量測通過該流動單元之分析對象水的量。
本發明第一形態的金屬不純物含有量之分析套件係用以實施本發明第一形態的金屬不純物含有量之分析方法的分析套件。
本發明第一形態的金屬不純物含有量之分析套件的單塊狀有機多孔質陰離子交換體、分析對象水與本發明第一形態的金屬不純物含有量之分析方法的單塊狀有機多孔質陰離子交換體、分析對象水相同。
本發明第二形態的金屬不純物含有量之分析套件(分析裝置)的特徵為具有： 流動單元(2)，其至少具有單塊狀有機多孔質陽離子交換體，用以使分析對象水通過單塊狀有機多孔質陽離子交換體；及 累計流量計，用以量測通過該流動單元之分析對象水的量。
本發明第二形態的金屬不純物含有量之分析套件係用以實施本發明第二形態的金屬不純物含有量之分析方法的分析套件。
本發明第二形態的金屬不純物含有量之分析套件的單塊狀有機多孔質陽離子交換體、分析對象水與本發明第二形態的金屬不純物含有量之分析方法的單塊狀有機多孔質陽離子交換體、分析對象水相同。
本發明第三形態的金屬不純物含有量之分析套件(分析裝置)的特徵為具有： 流動單元(3)，其至少在前段具有單塊狀有機多孔質陽離子交換體且在後段具有單塊狀有機多孔質陰離子交換體，用以使分析對象水依序先通過單塊狀有機多孔質陽離子交換體，然後通過單塊狀有機多孔質陰離子交換體，或在前段具有單塊狀有機多孔質陰離子交換體且在後段具有單塊狀有機多孔質陽離子交換體，用以使分析對象水依序先通過單塊狀有機多孔質陰離子交換體，然後通過單塊狀有機多孔質陽離子交換體；及 累計流量計，用以量測通過該流動單元之分析對象水的量。
本發明第三形態的金屬不純物含有量之分析套件係用以實施本發明第三形態的金屬不純物含有量之分析方法的分析套件。
本發明第三形態的金屬不純物含有量之分析套件的單塊狀有機多孔質陽離子交換體、單塊狀有機多孔質陰離子交換體、分析對象水與本發明第三形態的金屬不純物含有量之分析方法的單塊狀有機多孔質陽離子交換體、單塊狀有機多孔質陰離子交換體、分析對象水相同。
本發明第一形態的金屬不純物含有量之分析套件、本發明第二形態的金屬不純物含有量之分析套件及本發明第三形態的金屬不純物含有量之分析套件(以下，統稱本發明第一形態的金屬不純物含有量之分析套件、本發明第二形態的金屬不純物含有量之分析套件及本發明第三形態的金屬不純物含有量之分析套件，記載為本發明的金屬不純物含有量之分析套件)的流動單元(1)、(2)、(3)除了內部具有之單塊狀有機多孔質離子交換體的種類不同以外均相同。
本發明的金屬不純物含有量之分析套件的累計流量計沒有特別限制，只要是可量測累計導入之液的量者即可。
本發明的金屬不純物含有量之分析套件具有：供給管，用以供給分析對象水及溶離液至流動單元(1)、(2)、(3)內之單塊狀有機多孔質離子交換體；導入管，用以將由單塊狀有機多孔質離子交換體排出之之排出液導入累計流量計；及排出管，用以將由累計流量計排出之排出液排出至分析套件外。
本發明的金屬不純物含有量之分析套件附設密閉裝置，用以在由供給分析對象水之管取下分析套件後密閉內部，以防止對內部產生污染。
本發明的金屬不純物含有量之分析套件的單塊狀有機多孔質陽離子交換體係第二單塊陽離子交換體，即由三維連續骨架及三維連續空孔形成之共連續構造體，該三維連續骨架係由全部構成單位中含有0.1至5.0莫耳%之交聯構造單位的芳香族乙烯聚合物形成且平均粗胖度在乾燥狀態下為1至60μm，該三維連續空孔在該骨架間平均直徑在乾燥狀態為10至200μm，並且該第二單塊陽離子交換體係在乾燥狀態之全細孔容積為0.5至10mL/g，具有陽離子交換基，在水濕潤狀態之每體積的陽離子交換容量為0.3至5.0mg當量/mL(水濕潤狀態)且陽離子交換基均一地分布在有機多孔質陽離子交換體中的單塊狀有機多孔質陽離子交換體，且就可提高通液速度，因此可縮短不純物捕捉步驟及溶離步驟花費之時間而言，呈H形者較佳。
本發明的金屬不純物含有量之分析套件的單塊狀有機多孔質陰離子交換體係第二單塊陰離子交換體，即由三維連續骨架及三維連續空孔形成之共連續構造體，該三維連續骨架係由全部構成單位中含有0.1至5.0莫耳%之交聯構造單位的芳香族乙烯聚合物形成且平均粗胖度在乾燥狀態下為1至60μm，該三維連續空孔在該骨架間平均直徑在乾燥狀態為10至200μm，並且該第二單塊陰離子交換體係在乾燥狀態之全細孔容積為0.5至10mL/g，具有陰離子交換基，在水濕潤狀態之每體積的陰離子交換容量為0.2至5.0mg當量/mL(水濕潤狀態)且陰離子交換基均一地分布在有機多孔質陰離子交換體中的單塊狀有機多孔質陰離子交換體，且就可提高通液速度，因此可縮短不純物捕捉步驟及溶離步驟花費之時間而言，呈OH形者較佳。
然後，列舉實施例具體地說明本發明，但該實施例只是例示，而非限制本發明。 實施例
藉由與日本特開平2010-234357號公報之說明書的實施例參考例17同樣的方法，製成第二單塊陽離子交換體。 (參考例1) >第二單塊陰離子交換體及第二單塊陽離子交換體之製造> (步驟I；單塊中間體之製造) 混合5.4g之苯乙烯、0.17g之二乙烯苯、1.4g之山梨醇酐單油酸酯(以下簡稱為SMO)及0.26g之2, 2’-偶氮二異丁腈，使其均一地溶解。然後，將該苯乙烯/二乙烯苯/SMO/2, 2’-偶氮二異丁腈混合物加入180g之純水中，使用作為行星式攪拌裝置之真空攪拌脫泡混合器(EME公司製)在5至20℃之溫度範圍內在減壓下攪拌，製得油中水滴型乳液。將該乳液快速地移入反應容器，使其在密封後靜置下在60℃聚合24小時。聚合結束後，取出內容物並用甲醇萃取後，減壓乾燥，製成具有連續微孔構造之單塊中間體。藉由SEM影像觀察如此製得之單塊中間體(乾燥體)的內部構造，結果界定相鄰2個微孔之壁部呈極細棒狀，但具有連續氣泡構造，且藉由水銀壓入法測量之微孔與微孔重疊之部分的開口(中孔)平均直徑係70μm，且全細孔容積係21.0ml/g。
(共連續構造單塊之製造) 然後，混合76.0g之苯乙烯、4.0g之二乙烯苯、120g之1-癸醇、0.8g之2, 2’-偶氮二(2, 4-二甲基戊腈)，使其均一地溶解(步驟II)。然後，將上述單塊中間體切斷成直徑70mm、厚度大約40mm之圓盤狀並分取4.1g。將分取之單塊中間體放入內徑110mm之反應容器且浸漬於該苯乙烯/二乙烯苯/1-癸醇/2, 2’-偶氮二(2, 4-二甲基戊腈)混合物中，並在減壓腔室中脫泡後，密封反應容器，使其在靜置下在60℃聚合24小時。聚合結束後，取出厚度大約60mm之單塊狀的內容物，用丙酮進行索氏萃取後，在85℃減壓乾燥一夜(步驟III)。
藉由SEM觀察含有3.2莫耳%之由如此製得之苯乙烯/二乙烯苯共聚物形成的交聯成分的單塊(乾燥體)內部構造，結果該單塊係骨架及空孔分別三維地連續且兩相纏結的共連續構造。此外，由SEM影像測量之骨架粗胖度係17μm。另外，藉由水銀壓入法測量之該單塊的三維連續空孔大小係41μm，且全細孔容積係2.9ml/g。
(共連續構造單塊陰離子交換體之製造) 將用上述方法製成之單塊切斷成直徑70mm、厚度大約50mm之圓盤狀。將4700ml之二甲氧基甲烷、67ml之四氯化錫加在該圓盤上，然後在冰冷下滴下1870ml之氯硫酸。滴下結束後升溫，使其在35℃反應5小時，導入氯甲基。反應結束後，用虹吸抽出母液並用THF/水=2/1之混合溶劑沖洗後，進一步用THF沖洗。將3400ml之THF與2000ml之三甲胺30%水溶液加在該氯甲基化單塊狀有機多孔質體上，使其在60℃反應6小時。反應結束後，用甲醇/水混合溶劑沖洗生成物，然後用純水沖洗後隔離。如此得到具有共連續構造之單塊陰離子交換體A。
(共連續構造單塊陽離子交換體之製造) 將用上述方法製成之單塊切斷成直徑75mm、厚度大約15mm之圓盤狀。單塊之重量係18g。將1500ml之二氯甲烷加在該圓盤上，在35℃加熱1小時後，冷卻到10℃以下，慢慢地加入99g之氯硫酸，然後升溫使其在35℃反應24小時。然後，添加甲醇，使殘存之氯硫酸驟冷後，用甲醇沖洗以去除氯甲烷，進一步用純水沖洗而得到具有共連續構造之單塊陽離子交換體B。
(單塊陰離子交換體A之分析) 切出製得之單塊陰離子交換體A之一部分並乾燥後，藉由SEM觀察其內部構造，結果確認該單塊陰離子交換體維持共連續構造。此外，該單塊陰離子交換體A之反應前後的膨潤率係1.4倍，且每體積之陰離子交換容量在水濕潤狀態係0.72mg當量/ml。由單塊之值及水濕潤狀態之陰離子交換體的膨潤率估計在水濕潤狀態之單塊的連續空孔大小時係70μm，骨架之直徑係23μm，且全細孔容積係2.9ml/g。
此外，使水透過時之壓力損失指標的壓差係數係0.005MPa/m．LV。此外，測量關於該單塊陰離子交換體A之氯化物離子的離子交換帶長度，結果LV=20m/h時之離子交換帶長度係16mm。
然後，為確認單塊陰離子交換體A中之四級銨基的分布狀態，用鹽酸水溶液處理陰離子交換體A形成氯化物型後，藉由EPMA觀察氯原子之分布狀態。結果，觀察到四級銨基分別均一地導入陰離子交換體之骨架表面及骨架內部(截面方向)。
(單塊陽離子交換體B之分析) 切出製得之單塊陽離子交換體B之一部分並乾燥後，藉由SEM觀察其內部構造，結果確認該單塊陽離子交換體維持共連續構造。此外，該單塊陽離子交換體B之反應前後的膨潤率係1.4倍，且每體積之陽離子交換容量在水濕潤狀態係0.72mg當量/ml。由單塊之值及水濕潤狀態之陽離子交換體的膨潤率估計在水濕潤狀態之單塊的連續空孔大小係70μm，且骨架之直徑係23μm，且全細孔容積係2.9ml/g。
此外，使水透過時之壓力損失指標的壓差係數係0.005MPa/m．LV。此外，測量關於該單塊陽離子交換體B之鈉離子的離子交換帶長度，結果LV=20m/h時之離子交換帶長度係16mm，且相較於市售強酸性陽離子交換樹脂之AMBERLITE 120B(ROHM AND HAAS公司製)的值(320mm)不僅壓倒性地短，相較於習知具有連續氣泡構造之單塊狀多孔質陽離子交換體的值亦短。
然後，為確認單塊陽離子交換體B中之磺酸基的分布狀態，藉由EPMA觀察硫原子之分布狀態。結果，觀察到磺酸基分別均一地導入陽離子交換體之骨架表面及骨架內部(截面方向)。
(實施例1) 將單塊陰離子交換體A切成直徑10mm×高度20mm之形狀，且填充至PFA(四氟乙烯．全氟烷基乙烯醚共聚物)製之填充容器中。然後，將後述試驗水1按照表1所示之條件，用33mL/分(SV=1274h-1 )通入填充容器內，進行試驗水1對單塊陰離子交換體A之通液。此時之試驗水1的總通液量係100mL。 然後，藉由ICP-MS測量回收液，並測量各離子性不純物元素之濃度。 然後，求得：由試驗水中之各離子性不純物元素濃度及總通液量算出之通入試驗水中的各離子性不純物元素總量；及由回收液中之各離子性不純物元素濃度及液之通液量算出的回收液中各離子性不純物元素總回收量。然後，求得回收液中各離子性不純物元素總回收量對通液之試驗水中各離子性不純物元素總量的百分率。其結果顯示於表2中。
(試驗水1) Li、B、Na、Mg、Al、K、Ca、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、As、Cd、Sn、Ba、Pb分別調整成2000ng/L的試驗水。
(分析) 用ICP-MS(AGLIENT TECHNOLOGIES公司製、7500cs)測量試驗水及處理水中之各元素的含有量。 此外，在ICP-MS之含有量分析中，先使用多數含有量之標準試料製作計數值(CPS)及金屬含有量之檢量線，然後測量試驗樣本(試驗水或處理水)，並依據檢量線將對應於其計數值之金屬含有量設為試驗水或處理水之金屬含有量。
(實施例2) 將單塊陽離子交換體B切成表1所示之形狀，接著按照表1所示之條件通液，除此以外與實施例1同樣地進行。其結果顯示於表2中。
(實施例3) 將單塊陰離子交換體A及單塊陽離子交換體B都切成表1所示之形狀，然後在填充容器中，將單塊陽離子交換體B填充於前段且將單塊陰離子交換體A填充於後段，並按照表1所示之條件通液，除此以外與實施例1同樣地進行。其結果顯示於表2中。
(實施例4) 將單塊陰離子交換體A及單塊陽離子交換體B都切成表1所示之形狀，然後在填充容器中，將單塊陰離子交換體A填充於前段且將單塊陽離子交換體B填充於後段，並按照表1所示之條件通液，除此以外與實施例1同樣地進行。其結果顯示於表2中。
(比較例1) 將粒狀之陰離子交換樹脂(DOW CHEMICAL公司製，AMBERJET ESG 4002(OH)，平均粒徑0.5至0.65μm，濕潤狀態之離子交換容量1.25mg當量/g，陰離子交換基：四級銨)填充在填充容器中以形成表1所示之形狀的填充層，並按照表1所示之條件通液，除此以外與實施例1同樣地進行。其結果顯示於表2中。
(比較例2) 將粒狀之陽離子交換樹脂(DOW CHEMICAL公司製，型號AMBERJET 1024(H)，平均粒徑0.60至0.70μm，濕潤狀態之離子交換容量2.1mg當量/g，陽離子交換基：磺酸基)填充在填充容器中以形成表1所示之形狀的填充層，並按照表1所示之條件通液，除此以外與實施例1同樣地進行。其結果顯示於表2中。
(比較例3) 將在比較例1使用之粒狀之陰離子交換樹脂與在比較例2使用之粒狀之陽離子交換樹脂用體積比1：1混合，然後填充在填充容器中以形成表1所示之形狀的填充層，並按照表1所示之條件通液，除此以外與實施例1同樣地進行。其結果顯示於表2中。
(比較例4) 藉由T. Hori等人,J. Membr. Sci., 132(1997)203-211記載之方法製成膜模組(每1g膜之離子交換基：1.6毫當量，平均孔徑：0.1μm，交換基：磺酸基)。然後，將試驗水用76mL/分(SV=1274h-1 )供給至膜模組內，進行試驗水對陽離子吸附膜之通液。此時之試驗水的總通液量係100mL。 然後，藉由ICP-MS測量回收液，並測量各離子性不純物元素之濃度。 然後，與實施例1同樣地求得回收液中各離子性不純物元素總回收量對通液之試驗水中各離子性不純物元素總量的百分率。其結果顯示於表2中。
[表1]
Figure 108117006-A0304-0001
[表2]
Figure 108117006-A0304-0002
就單塊狀有機多孔質陽離子交換體中吸附性能不足之B、As而言，實施例1之單塊狀有機多孔質陰離子交換體具有優異之吸附性能。此外，Al、V、Ti、Cr、Fe、Cu、Zn、Ga、Sn、Pb顯示優異之吸附性能。 除了B、As、Cd以外，實施例2之單塊狀有機多孔質陽離子交換體顯示優異之吸附性能。 由實施例3及4可知，藉由組合單塊狀有機多孔質陽離子交換體及單塊狀有機多孔質陰離子交換體，可完全地吸附上述元素全部。特別就Cd而言，單塊狀有機多孔質陽離子交換體及單塊狀有機多孔質陰離子交換體單獨之吸附性能都不足，相對於此，藉由組合單塊狀有機多孔質陽離子交換體及單塊狀有機多孔質陰離子交換體，可完全地吸附。 另一方面，相較於單塊狀有機多孔質陽離子交換體及單塊狀有機多孔質陰離子交換體，使用離子交換樹脂之比較例1至3的吸附性能都非常差。 此外，使用比較例4之陽離子交換膜時，除了B、As、Cd以外，顯示優異之吸附性能且顯示與單塊狀有機多孔質陽離子交換體相同程度之吸附性能。
然後，在上述試驗中，對吸附性能高之單塊狀有機多孔質陰離子交換體、單塊狀有機多孔質陽離子交換體、陽離子交換膜，藉由溶離液進行回收性能試驗。此外，就陰離子交換樹脂、陽離子交換樹脂而言，因為吸附性能差，所以未進行回收性能試驗。
(實施例5) 將單塊陰離子交換體A切成直徑10mm×高度20mm之形狀，且填充至PFA(四氟乙烯．全氟烷基乙烯醚共聚物)製之填充容器中。然後，將試驗水1按照表3所示之條件，用33mL/分(SV=1274h-1 )通入填充容器內，進行試驗水1對單塊陰離子交換體A之通液。此時之試驗水1的總通液量係100mL。 然後，對單塊陰離子交換體A進行200mL之作為溶離液之1N硝酸水溶液(多摩化學工業公司(股)製TAMAPURE-AA-10，表2及表4中之金屬元素含有量都在10ppt以下)的通液，得到回收溶離液。此外，就1N硝酸水溶液之通液而言，通入200mL作為總通液量，0至100mL時各分取20mL且100至200mL時回收100mL。 然後，藉由ICP-MS測量回收溶離液，並測量各離子性不純物元素之濃度。 然後，求得：由試驗水中之各離子性不純物元素濃度及總通液量算出之通入試驗水中的各離子性不純物元素總量；及由回收溶離液中之各離子性不純物元素濃度及溶離液之通液量算出的回收溶離液中各離子性不純物元素總溶離回收量。然後，求得回收溶離液中各離子性不純物元素總溶離回收量對通入試驗水中之各離子性不純物元素總量的百分率。其結果顯示於表4中。此外，表4中之回收量欄中，回收欄之「20ml」係「回收液累計0到20ml之回收液」，回收欄之「40ml」係「回收液累計0到40ml之回收液」，回收欄之「60ml」係「回收液累計0到60ml之回收液」，回收欄之「80ml」係「回收液累計0到80ml之回收液」，回收欄之「100ml」係「回收液累計0到100ml之回收液」，回收欄之「200ml」係「回收液累計0到200ml之回收液」。以下之表5至表8亦相同。
[表3]
Figure 108117006-A0304-0003
[表4]
Figure 108117006-A0304-0004
(實施例6) 將單塊陽離子交換體B切成表3所示之形狀，然後按照表3所示之條件通液，除此以外與實施例5同樣地進行。其結果顯示於表5中。
[表5]
Figure 108117006-A0304-0005
(實施例7) 將單塊陰離子交換體A及單塊陽離子交換體B都切成表3所示之形狀，然後在填充容器中，將單塊陽離子交換體B填充於前段且將單塊陰離子交換體A填充於後段，並按照表3所示之條件通液，除此以外與實施例1同樣地進行。其結果顯示於表6中。
[表6]
Figure 108117006-A0304-0006
(實施例8) 將單塊陰離子交換體A及單塊陽離子交換體B都切成表3所示之形狀，然後在填充容器中，將單塊陰離子交換體A填充於前段且將單塊陽離子交換體B填充於後段，並按照表3所示之條件通液，除此以外與實施例1同樣地進行。其結果顯示於表7中。
[表7]
Figure 108117006-A0304-0007
製成比較例4中使用之膜模組。然後，按照表3所示之條件將試驗水供給至膜模組內，進行試驗水對陽離子吸附膜之通液。 然後，對陽離子吸附膜進行200mL之作為溶離液之1N硝酸水溶液的通液，得到回收溶離液。此外，就1N硝酸水溶液之通液而言，通入200mL作為總通液量，0至100mL時各分取20mL且100至200mL時回收100mL。 然後，藉由ICP-MS測量回收溶離液，並測量各離子性不純物元素之濃度。 然後，求得：由試驗水中之各離子性不純物元素濃度及總通液量算出之通入試驗水中的各離子性不純物元素總量；及由回收溶離液中之各離子性不純物元素濃度及溶離液之通液量算出的回收溶離液中各離子性不純物元素總溶離回收量。然後，求得回收溶離液中各離子性不純物元素總溶離回收量對通入試驗水中之各離子性不純物元素總量的百分率。其結果顯示於表8中。
[表8]
Figure 108117006-A0304-0008
就單塊狀有機多孔質陽離子交換體中吸附性能不足之B、As而言，實施例5之單塊狀有機多孔質陰離子交換體顯示優異之吸附性能。此外，V、Cr、Fe顯示優異之回收性能。 除了B、As以外，實施例6之單塊狀有機多孔質陽離子交換體顯示優異之吸附性能。 由實施例7及8可知，藉由組合單塊狀有機多孔質陽離子交換體及單塊狀有機多孔質陰離子交換體，可完全地回收上述元素全部。 此外，使用比較例5之陽離子交換膜時，除了B、Ti、V、Cr、Mn、Fe、As、Ba以外，顯示優異之回收性能。
然後，就實施例5、實施例6、實施例7、實施例8及比較例5而言，按照表3所示之通水條件通入後述試驗水2，進行試驗水2對離子交換體之通液。此時之試驗水2的總通液量係100mL。然後，求得：由試驗水中之金屬不純物微粒子濃度及總通液量算出之通入試驗水中的金屬不純物微粒子總量；及由回收液中之金屬不純物微粒子濃度及液之通液量算出的回收液中金屬不純物微粒子總回收量。然後，求得回收液中金屬不純物微粒子總回收量對通液之試驗水中金屬不純物微粒子總量的百分率。其結果顯示於表9中。
(試驗水2) 準備平均粒徑5nm(粒徑4nm以上、未達6nm)之Fe3 O4 微粒子、平均粒徑10nm(粒徑9nm以上、未達11nm)之Fe3 O4 微粒子、平均粒徑30nm(粒徑29nm以上、未達31nm)之Fe3 O4 微粒子的含有量調整成1000ng/L的試驗水，作為試驗水2。 此外，試驗水2之Fe3 O4 微粒子係由SHIGMA-ALDRICH公司製之「氧化鐵溶液」調整。另外，粒徑係藉由穿透式電子顯微鏡(TEM)測量。 (分析) 藉由用ICP-MS測量求得試驗水及回收溶離液中之各微粒子的濃度。 此外，在ICP-MS之含有量分析中，先使用多數含有量之標準試料製作計數值(CPS)及金屬含有量之檢量線，然後測量試驗樣本(試驗水或處理水)，並依據檢量線將對應於其計數值之金屬粒子含有量設為試驗水或處理水之金屬粒子含有量。
[表9]
Figure 108117006-A0304-0009
 *表9中，Fe 5nm：平均粒徑5nm之Fe3 O4 微粒子、Fe 10nm：平均粒徑10nm之Fe3 O4 微粒子、Fe 30nm：平均粒徑30nm之Fe3 O4 微粒子
相對單塊狀有機多孔質陽離子交換體中吸附性能不足之平均粒徑5nm、平均粒徑10nm之Fe粒子，實施例5之單塊狀有機多孔質陰離子交換體顯示有高吸附性能。 由實施例7及8可知，藉由組合單塊狀有機多孔質陽離子交換體及單塊狀有機多孔質陰離子交換體，可完全地吸附粒徑不同之Fe粒子。 此外，使用比較例5之陽離子交換膜時，顯示與單塊狀有機多孔質陽離子交換體相同程度之吸附性能。
然後，將200mL之作為溶離液之1N硝酸水溶液供給至填充容器內，進行1N硝酸水溶液對離子交換體之通液，得到回收溶離液。 然後，藉由(ICP-MS)測量回收溶離液，並測量各微粒子之含有量。此外，吸附在單塊狀有機多孔質離子交換體中之金屬不純物不微粒子藉由硝酸等之酸溶離，並在回收溶離液中用離子之狀態存在。另外，在ICP-MS中藉由高溫進行離子化。因此，即使是金屬不純物不微粒子等之固體亦可離子化而進行分析。 然後，求得：由試驗水2中之各微粒子之含有量及總通液量算出之通入試驗水2中的各微粒子總量；及由回收溶離液中之各微粒子含有量及溶離液之通液量算出的回收溶離液中各微粒子總溶離回收量。然後，求得回收溶離液中各微粒子總溶離回收量對通入試驗水2中之各微粒子總量的百分率。其結果顯示於表10中。
[表10]
Figure 108117006-A0304-0010
 *表10中，Fe 5nm：平均粒徑5nm之Fe3 O4 微粒子、Fe 10nm：平均粒徑10nm之Fe3 O4 微粒子、Fe 30nm：平均粒徑30nm之Fe3 O4 微粒子
就單塊狀有機多孔質陽離子交換體中吸附性能不足之各粒徑的Fe粒子而言，實施例5之單塊狀有機多孔質陰離子交換體顯示優異之回收性能。 由實施例7及8可知，藉由組合單塊狀有機多孔質陽離子交換體及單塊狀有機多孔質陰離子交換體，可完全地回收各粒徑之Fe粒子。 此外，實施例6之單塊狀有機多孔質陽離子交換體及比較例5之陽離子交換膜顯示相同之回收性能。
(實施例9) 將單塊陽離子交換體B切成直徑10mm×高度20mm之形狀，且填充至PFA(四氟乙烯．全氟烷基乙烯醚共聚物)製之填充容器中。然後，將後述試驗水3按照表11所示之條件通入填充容器內，進行試驗水3對單塊陽離子交換體B之通液。 然後，將表11所示之量的作為溶離液之1N硝酸水溶液供給至填充容器內，進行1N硝酸水溶液對離子交換體之通液，得到回收溶離液。 然後，藉由(ICP-MS)測量回收溶離液，並測量各離子性不純物元素含有量。 然後，由試驗水3之總通液量；及回收溶離液中之各離子性不純物元素含有量及溶離液之通液量，求得試驗水3中之各離子性不純物元素含有量。其結果顯示於表12中。 此外，本實施例之空白值未達10ng/L。在本實施例中，空白值係ICP-MS之定量下限值或來自單塊之金屬溶出量中較高之數值。例如，相對空白值未達10ng/L，試驗水要求之定量下限值為0.001ng/L時，濃縮倍率需要10000倍，因此溶離液之通水量需要10000倍之通水量。
(試驗水3) 準備由超純水製造設備採取之超純水，作為試驗水3。
(比較例6) 藉由與比較例4相同之方法製成膜模組(每1g膜之離子交換基：1.6毫當量，平均孔徑：0.1μm，交換基：磺酸基)。然後，按照表11所示之條件將後述試驗水3通入膜模組，進行試驗水3對膜模組之通液。 以後，按照與實施例9同樣之步驟進行。然後，由試驗水3之總通液量；及回收溶離液中之各離子性不純物元素含有量及溶離液之通液量，求得試驗水3中之各離子性不純物元素含有量。其結果顯示於表12中。
[表11]
Figure 108117006-A0304-0011
[表12]
Figure 108117006-A0304-0012
由表12之結果可知在使用單塊陽離子交換體B之實施例9中，可用與使用膜模組之比較例6同樣的精度進行ppq級之超純水中之金屬不純物含有量的定量分析。此外，相較於比較例6，實施例9可用非常短之通水時間完成分析所需之分析對象水的通水，因此可了解的是可大幅縮短分析時間。
(實施例10) 將單塊陰離子交換體A切成直徑10mm×高度20mm之形狀，且填充至PFA(四氟乙烯．全氟烷基乙烯醚共聚物)製之填充容器中。然後，將後述試驗水3按照表13所示之條件通入填充容器內，進行試驗水3對單塊陰離子交換體A之通液。 以後，按照與實施例9同樣之步驟進行。然後，由試驗水3之總通液量；及回收溶離液中之各離子性不純物元素(B)含有量及溶離液之通液量求得試驗水3中之各離子性不純物元素(B)含有量。結果，回收溶離液中之B含有量係30ppt。該值大於ICP-MS之定量下限值的10ppt。由回收溶離液中之B含有量算出的試驗水3之B含有量係0.3ppt。
[表13]
Figure 108117006-A0304-0013
在實施例10中，可進行試驗水3中之B含有量的測量。另一方面，為了參考，藉由ICP-MS分析瓶採樣之超純水，但因為ICP-MS之定量下限值為10ppt，所以無法得到可靠之結果。
1‧‧‧連續之骨架相 2‧‧‧連續之空孔相 10‧‧‧原料水；三維地連續之構造 11‧‧‧超純水製造裝置 12‧‧‧使用點 13‧‧‧超純水傳送管 14‧‧‧分析對象水引出管 15‧‧‧第一分歧管 16、19、27‧‧‧流通槽 17、20、28‧‧‧累計流量計 18‧‧‧第二分歧管 21‧‧‧超純水 22‧‧‧溶離液 23‧‧‧導入管 24、25‧‧‧回收溶離液 26‧‧‧分析套件
[圖1]係實施本發明金屬不純物含有量之分析方法形態例的流程圖。 [圖2]係實施本發明金屬不純物含有量之分析方法形態例的流程圖。 [圖3]係第一單塊陰離子交換體之形態例的掃描式電子顯微鏡(SEM)照片。 [圖4]係第二單塊陰離子交換體之形態例的SEM照片。 [圖5]係第二單塊陰離子交換體之共連續構造的示意圖。 [圖6]係單塊中間體(2)之形態例的SEM照片。

Claims (10)

  1. 一種金屬不純物含有量之分析方法，其特徵為具有以下步驟： 不純物捕捉步驟(1)，藉由使分析對象水通入單塊狀有機多孔質陰離子交換體，使該單塊狀有機多孔質陰離子交換體捕捉該分析對象水中之金屬不純物； 溶離步驟(1)，使溶離液通入捕捉了該分析對象水中之金屬不純物的該單塊狀有機多孔質陰離子交換體並回收排出液，藉此得到含有由該單塊狀有機多孔質陰離子交換體溶離之該分析對象水中的金屬不純物的回收溶離液；及 測量步驟(1)，測量該回收溶離液中之各金屬不純物的含有量。
  2. 一種金屬不純物含有量之分析方法，其特徵為具有以下步驟： 不純物捕捉步驟(2)，藉由使分析對象水通入單塊狀有機多孔質陽離子交換體，使該單塊狀有機多孔質陽離子交換體捕捉該分析對象水中之金屬不純物； 溶離步驟(2)，使溶離液通入捕捉了該分析對象水中之金屬不純物的該單塊狀有機多孔質陽離子交換體並回收排出液，藉此得到含有由該單塊狀有機多孔質陽離子交換體溶離之該分析對象水中的金屬不純物的回收溶離液；及 測量步驟(2)，測量該回收溶離液中之各金屬不純物的含有量。
  3. 一種金屬不純物含有量之分析方法，其特徵為具有以下步驟： 不純物捕捉步驟(3)，使分析對象水依序先通入單塊狀有機多孔質陽離子交換體，然後通入單塊狀有機多孔質陰離子交換體，或依序先通入單塊狀有機多孔質陰離子交換體，然後通入單塊狀有機多孔質陽離子交換體，使該單塊狀有機多孔質陽離子交換體及該單塊狀有機多孔質陰離子交換體捕捉該分析對象水中之金屬不純物； 溶離步驟(3)，使溶離液依序先通入捕捉了該分析對象水中之金屬不純物的該單塊狀有機多孔質陽離子交換體，然後該單塊狀有機多孔質陰離子交換體，或依序先通入捕捉了該分析對象水中之金屬不純物的該單塊狀有機多孔質陰離子交換體，然後該單塊狀有機多孔質陽離子交換體並回收排出液，藉此得到含有由該單塊狀有機多孔質陽離子交換體及該單塊狀有機多孔質陰離子交換體溶離之該分析對象水中的金屬不純物的回收溶離液；及 測量步驟(3)，測量該回收溶離液中之各金屬不純物的含有量。
  4. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之金屬不純物含有量之分析方法，其中該分析對象水至少含有離子性不純物元素及金屬不純物微粒子作為金屬不純物。
  5. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之金屬不純物含有量之分析方法，其中該分析對象水中之各金屬不純物的含有量係1.000ppt以下。
  6. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之金屬不純物含有量之分析方法，其中該溶離液係0.1至2.0N之酸。
  7. 如申請專利範圍第6項之金屬不純物含有量之分析方法，其中該溶離液係各金屬不純物的含有量為100ppt以下之硝酸或鹽酸。
  8. 一種金屬不純物含有量之分析套件，其特徵為具有： 流通槽(1)，其至少具有單塊狀有機多孔質陰離子交換體，用以使分析對象水通過單塊狀有機多孔質陰離子交換體；及 累計流量計，用以量測通過該流通槽之分析對象水的量。
  9. 一種金屬不純物含有量之分析套件，其特徵為具有： 流通槽(2)，其至少具有單塊狀有機多孔質陽離子交換體，用以使分析對象水通過單塊狀有機多孔質陽離子交換體；及 累計流量計，用以量測通過該流通槽之分析對象水的量。
  10. 一種金屬不純物含有量之分析套件，其特徵為具有： 流通槽(3)，其至少在前段具有單塊狀有機多孔質陽離子交換體且在後段具有單塊狀有機多孔質陰離子交換體，用以使分析對象水依序先通過單塊狀有機多孔質陽離子交換體，然後通過單塊狀有機多孔質陰離子交換體，或在前段具有單塊狀有機多孔質陰離子交換體且在後段具有單塊狀有機多孔質陽離子交換體，用以使分析對象水依序先通過單塊狀有機多孔質陰離子交換體，然後通過單塊狀有機多孔質陽離子交換體；及 累計流量計，用以量測通過該流通槽之分析對象水的量。
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