經濟部t央橾準局員工消费合作社印裝 A7 B7 五、發明説明（） 本發明係有關於含水凝膠之裂造方法、重金屬離子吸 附劑、色素吸附薄I、撤生物擔體及酵素固定用擔體者。 按，一般含陽離子性解離基之含水凝膠，係使用於如 吸附劑、陰離子性有機物之吸附爾、菌體、細胞、藥類之 吸附劑、固定化酵素之擔醱、流動床式之離子交換樹脂、 生物處理装置之滾動擔體、吸水性樹脂等各類用途上。而 依此目的而使用之含水凝膠，在下列公報中已公閭而為眾 所周知，如可作為整合樹腊之聚乙烯胺或聚異丙烯胺等聚 烯胺類爲交聯構造之陽離子性樹脂（特閭昭61-44902號公 報）、可作為強醱基性陰離子交換樹脂或螯合樹脂等之聚 乙烯胺或聚異丙烯胺等聚烯胺類交聯成球狀不溶化物（持 開昭61-51006號公報）、高胺基含有率之聚烯胺交聯物（特 開昭61-51007號公報）、以二烷基胺甲基丙烯醋或其四级 化合物為單體之聚合物（特開平卜269493號公報或将乙 烯基吡啶等交聯性聚合物、存在於蟹類或蝦類等之甲殼中 經甲殼質處理而得之鹽基性多耱的殼聚耱酸性水溶液滴於 齡性水溶液溶劑中而製得之殼聚糖固化粒子（特開昭62-288601號公報）等。 一般此類含水凝膠之製造方法，係使用有機溶劑之分 散劑中，使交聯劑與之共存而製造，惟其製造上有需煩雜 操作與龐大設備之缺點，此外，如聚殻糖之天然物*頗難 確保原料能摄定且多量的取得，價格上較貴。 本發明之目的，係提供一棰不需煩雜操作及不用牖大 設備，便能輕易且經濟地製造含水凝膠的方法。 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS ) A4规格（210X297公釐} (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) V衣， -訂 324724 五、發明説明（） 本發明之目的之二，係提供該含水凝膠所形成之重金 羼離子吸附爾、色素吸附劑、撤生物擔醱及酵素固定用擔 體。 有鑑於上迷諸項課題，本發明者深入硏究後，终於發 現经由将具脒構進之特定陽離子性高分子化合物水瑢液與 鹼性水溶液接觸之方式可輕易製造含水凝膠，而逋成本發 明。 本發明之一係提供一種含水凝膠之製造方法*其特撤 在於使具有由下列式⑴及/或式⑵中所示陽離子性基所組 成重複單位之高分子的水溶液，與齡性水溶液接觸而析出 成形。 (1) -(CHa-CR^CHa-CR2)-1~~C = N-1
I N+H3X- -(CH2-CR2-CH2-CRl)- (2) 1—N = C-1
I N+H3X- 經濟部中央橾準局貝工消費合作社印裝 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本萸) (式中Ra係表示氫原子或甲基；X·係表示陰離子> 本發明之二係提供一捶含水疑膠之裂造方法，其主要 特擞在於使含有由上述式⑴及/或式⑵所示之陽離子性基 所組成之重覆單位10-80其耳％及含有10-60其耳％氰基之 高分子1-50重置％的水溶液與鹺性水溶液接觸，而析出成 形。 本紙張尺度適用中國國家樣準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 經濟部中央橾準局貝工消費合作社印製 A7 __B7_ 五、發明説明（） 本發明之三係提供一棰含水凝膠之製造方法，其主要 特撤在於躭本發明之一發明*更進一步於高分子水溶液及 /或鹹性水溶液中，與能和該高分子之分子内活性氫反應 之交聯劑共存。 本發明之四係提供一種含水凝膠之製造方法，其主要 待徴在於就本發明之第一發明中，其II性水溶液之pH值為 11M上者。 本發明之五係提供一棰含水凝膠之裂造方法，其主要 特激在於躭本發明之第一發明中，其鹺性水溶液之pH值爲 12以上者。 本發明之六係提供一種含水凝膠之製造方法，其主要 特徽在於就本發明之第三發明中，更進一步将含水凝膠浸 泡於酸性水溶液中，而控制該含水凝皤之膨潤性者。 本發明之七係提供一棰含水凝膠之製造方法，其主要 特撤在於就本發明之第六發明中，該酸性水溶液係指由硫 酸、磷酸、_酸、碩酸中逸擇至少一棰多元鹽基酸之水溶 液者》 本發明之八係提供一種含水凝膠之製造方法，其主要 特街!在於就本發明之第六發明中，該酸性水溶液係指由鹽 酸、醣酸中選擇至少一棰單鹽基酸之水溶液者。 本發明之九係提供一棰重金羼離子吸附剤，其特激在 於係由上述第一至第八中任一發明之含水凝膠所组成者。 本發明之十係提供一棰徹生吸附劑*其特微在於係由 上述第一至第八中任一發明之含水凝膠所組成者。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4规格（210X29*7公釐） I I n H Γ— n —Γ n 1^,..衣— — I I I 訂 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局貝工消費合作杜印装 A7 B7 五、發明説明（） 本發明之+—係提供一棰微生物擔釀，其待激在於係 由上述第一至第八中任一發明之含水凝膠所組成者。 本發明之十二係提供一棰酵素固定用擔醱，其特擞在 於係由上述第一至第八中任一發明之含水凝膠所組成者。 依本發明之含水凝膠的製造方法，可不餺煩雜的操作 步班且亦不需使用牖大的設備，便可軽易製造含水凝隳。 該含水凝膠因可作為重金屬離子吸附劑、色素吸附劑 及撤生物擔體、酵素固定用擔體等使用，在產業上具棰离 之利用價值。 〔圖示簡單說明〕 第1匾係本發明中所使用之曝氣槽構造之示意說明圖 0 〔發明之最佳實施態樣] 本發明之方法中*可裂造含水凝膠之水溶液高分子化 合物，係具有上述⑴及/或⑵中所示之重複單位（脒單位） 的水溶液高分子化合物，其中以具10〜90其耳％上述單位 (脒單位〉者為宜，尤以具10〜80其耳％上述單位者更佳， 且亦可使用具10〜60莫耳％氰基者。 具有上述脒構造之陽離子性高分子*係一棰高分子凝 固劑，可爲排水處理或污泥之脫水劑而被大量銷售，另亦 可使用製造本發明之含水凝膠，而該高分子本身之製造方 法並無特定的限制。惟，一般可在以一级胺基或具有由轉 換反應所生成一级胺基之取代胺基的乙撐性非飽和單體， 與丙烯膪或甲基丙烯睛之晡類製造共聚合物，再將該共聚 合物中之氰基與一级胺基進行反應而脒化之方法製造。 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS ) A4规格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部中央揉準局負工消费合作社印製 A7 _B7_ 五、發明説明（） 上述乙撐性不飽和單腥，尤Μ—般式CHa=CR*-NHCORa (式中R*係為氫原子或甲基、R3係硪原子數1〜4之烷基 或氫原子）所示之化合物為宜，而在共聚合物中，相醑化 合物中使用之取代胺基，可以加水分解或加醇分解軽易地 轉換為一级胺基，再將該一级胺基與鄰接之氰基進行反應 而予Μ脒化，該化合物可如N-乙烯基甲醯胺（R* = H、R3=H> 、N-乙烯基乙醯胺（R8=H、R3=Me>等。 該些乙播性不飽和單體與腈類之聚合其耳比，一般為 30 : 70〜70: 30 ,若另有所期待時亦可使用此範園外之聚 合其耳比，例如将乙撐性不飽和單體的其耳比增加。 乙撐性不飽和單齷舆睛類之共聚合方法，一般係採用 自由基聚合法，亦可使用水溶液聚合、塊狀聚合、水溶液 沈澱聚合、懸灞聚合、乳化聚合等任一方法。若在溶劑中 進行聚合時，原料單匾濃度通常為5〜80重量％，尤Μ 20 〜60重量％為佳。在聚合起始削上則可使用一般常用之自 由基聚合起始劑，以偁《化合物爲佳，例如2,2’-偶氮雙-2-脒基丙烷之鹽酸鹽。 另，聚合反應一般係在惰性氣黼氣流下，溫度30〜100 C下實施，所得其聚合物可Μ原狀，亦可加以稀釋，卽， 使成溶液狀或懸濁狀而提供脒化反應。另，亦可以公知之 方法，Μ脫溶劑、乾燥而将共聚合物以固醱分離後，再Μ 固鼸狀態提供脒化反應。 該脒化反應中，若乙撐性不飽和單體係使用前述一般 式所示之Ν-乙烯酿胺化合物時，可依先將共聚合物之取代 本纸張尺度適用中國國家樣準（CNS ) Α4規格（2丨0X297公釐） • 10 一 -----„——L——^’展！ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) ,ΤΓ A7 B7 五、發明説明（） 胺基轉換第一级胺基後，再将所生成之一级胺基與鄰接之 氰基進行反應，而生成脒構造之2段式反醮而製造本發明 之陽雄子性高分子。然最佳之方式，則是将該共聚合物在 強酸或強鹽基存在下，在水或酒精溶液中加溫一階段 方式生成脒構造。可是在此種情況下，首先，亦可將所生 成之一级胺基視爲中間構造。 該反應之具醱條件係如枏對於共聚合物添加相對於其 取代胺基為0.9〜5.0倍，尤Ml. 0〜3.0倍當量之強酸為宜 ，以加入鹽酸為佳，而一般反應溫度係在80〜150C ，尤 Κ 90〜1201：為佳，通常係經加熱0.5〜20小時而製造具脒 單位之陽離子化高分子。通常，相對於取代胺基之強酸之 當量比愈大*且反應溫度愈高，愈易進行脒化反應。另， 在脒化之際，相對於供給反應之共聚合物而言，通常係Μ 10重量％以上，尤以20重量上之水存在於反應条内者 爲佳。 經濟部令夾標準局貝工消费合作社印袈 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本發明中之陽離子性高分子，最典型的製造方式係依 上述說明，使Ν-乙烯基甲醯胺與丙烯腈進行共聚合反應， 將所生成之共聚合物，一般係以水懸濁液，於鹽酸存在下 加熱》使取代胺基與鄰接饌基形成脒單位而製造。可依供 给共聚合之Ν-乙烯基甲醢胺與丙烯脯之其耳比，及逸择共 聚合物之脒化條件而裂造各種組成之陽離子性高分子。
将依此方式所製得的水溶性陽離子高分子化合物調整 成〇.5重量％以上50重量％以下，尤以1重量％以上20重 置％以下之水溶液為佳，藉由使其與pH值11Μ上，尤MpH 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS ) A4规格（210 X297公釐） 11 經濟部中央揉準局負工消费合作社印製 324724 五、發明説明（） 值在12M上爲佳，pH值在12.5以上更佳之餘性水溶液相接 觸，而抑制水溶性隱離子高分子化合物之陽離子基產生解 離，使高分子化合物成為非水溶性樹脂，而形成含水凝膠 。此種情形可抑制具脒基構造之胺基在PH值10 _5M上時產 生解離，而予Μ疏水化之故。 可藉由將此含水凝膠經水洗Μ除去凝膠内之«性成份 ，而防止變質；而若保持在鹼性成份共存下，高分子内之 氰基及脒基單位會加水分解而轉換成羧基，形成樹脂内有 陰離子性基及陽離子性基之兩性型態之含水凝膠。 依用途之所需，為積棰進行此項加水分解、或可長時 間浸泡於鹼性溶液中，藉由浸泡於驗性溶液中、加熱方式 而形成分子内共存有多數羧基之含水凝膠。 一般爲抑止此棰加水分解，可使用酸中和或以酸水溶 液洗淨，但所得含水凝膠在中性附近，構成凝膠單位之高 分子化合物會回後原本之水溶性，而吸水膨潤，终至無法 避免形成溶解狀態。 成爲解決此類問題之方法，可於在製造含水凝膠時， 舆調整與高分子水溶液中或所接觸之鹼性水溶液中之高分 子化合物具有之胺基或氰基反應產生共價结合之官能基， 使每1分子中具有2傾或2値Μ上共價結合官能基之交聯 劑共存後，再於驗性水溶液中與高分子水溶液接觸之方法。 依此方式所形成之含水凝膠，可形成即使以酸中和亦 不致再溶解之安定之非水溶性凝膝。 該中和時所使用之酸，若使用碕酸或磷酸等多價鹽基 本紙張尺度適用中國困家揉準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意^項再填寫本頁) 訂 經濟部中央揉率局貝工消費合作杜印製 A7 _B7_ 五、發明説明（） 酸時，分子内之胺基將形成碇酸鹽、磷酸鹽，可形成膨潤 性小之含水凝膠。 再者，若中和時係使用鹽酸或賭酸等單鹽基酸時，依 調整交聯之量，而可製得膨潤倍數100倍Μ上之含水凝膠 0 所使用之交聯劑，可如甲醛、乙醛、乙二醛、丙醛、 戊二醛等二甲醯鐽烷類，此外亦可使用每一分子中具2或 2 Μ上之官能基可與一级胺基或氰基反應形成共價鍵的交 聯劑Μ形成含水凝膠。 另，若所合成聚合物中有Ν-乙烯基甲醯胺、Ν-乙烯基 乙醯胺之單體共存時，此類單體經加水分解後可形成乙醢 ，該物具有交聯劑功能，所Μ有時不須特別添加交聯劑。 本發明之含水凝膠，係由具脒基之高分子化合物的水 溶液與鹽基性水性媒體接觸而製得，而此時高分子化合物 水溶液之濃度可調製在0.5重量％以上而未逹50重量％之 間，尤Μ在1重量％ Μ上而未達20重量％者為佳，此濃度 之調整係依最终所需含水凝膠之含水率或凝膠強度條件而 定。 一般而言，所接觸高分子化合物之水溶液灌度愈高的 話，則含水率愈低、凝膠強度愈高，反之，其濃度愈低， 則高分子溶液之黏性愈低，在與《性水溶液接觸時，因在 液面上之衝擊，而使高分子液在篇性液中分散，故而較難 形成含水凝膠，對一般越是低分子量、低濃度之含水凝膠 的製造上便相形困難。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4规格（210X297公釐） ~ -13*· II. 1^1 - -I - . Is —II ίίι - - . 『 1^1 ^^1 m HI (請先閲讀背面之注意ί項再填寫本頁) B7 五、發明説明（） 再者，分子量若過高時，經由黏滴或擠押於齡性水溶 液中而形成含水凝膠時*因髙分子水溶液具絲性，所形成 之含水凝膠亦成歪曲狀，而使含水凝膠上形成絲紋狀突起 物。 若高分子水溶液之黏性過高時*可進行適度的稀釋， 添加氧化劑將分子切斷*使分子量降低，亦可依添加食鹽 、賭酸納、氦化鉀等鹽類Μ降低其外觀之黏性。 該為形成含水凝膠而在齡性媒體中所使用之驗性化合 物，如氫氧化鉀、氫氧化納、氫氧化銨、碩酸納等，一般 若就考嫌處理性及價格上之問題，宜使用氬氣化納。 藉由在所使用之鹼性媒鱧中，與碕酸銨、芒硝、食鹽 、氣化鉀等鹽共存，較易形成含水凝膠，同時能使含水凝 膠之含水率低。 用於鹼性媒體之_性化合物灌度，係依所接觸高分子 化合物總量而增減，一般係使用1重量炻〜2重量％之間 ，亦可使用此範圍Μ上或Μ下者，惟經由與高分子水溶液 接嫌，鹹性媒體中之齡將被消耗，因此在製造含水凝膠時 便需補给齡性化合物。 經濟部中央標準局貝工消费合作社印裝 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 所接籣高分子化合物水溶液之比重*若依在_性分散 媒中Μ擠出或點滴方式形成含水凝膠時，可與齡性分散媒 之比重相同，亦可調整至其Μ上。為調整此比重，可採取 在溶解高分子化合物之水溶液中，使食鹽、芒硝等無機水 溶性電解質或硝酸鈣、滑石、活性黏土、粉末鐵素《、活 性硪粉等非水溶性粉末等，共存之方式而調整。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4规格（210X297公釐） -14 經濟部中央橾準局負工消费合作社印裝 A7 B7 五、發明説明（） 依本發明之方法，在裂造含水凝膠時，使酵素、菌等 共存於离分子化合物水溶液中，將此等物質固定，亦可使 用為生化反應器擔鼸。 又將依本發明方法所製得之含水凝膠與酵素液接觸， 使之吸附酵素*故可製作固定化酵素。 再者，將抗生素、殺菌劑、抗菌劑等分散於离分子溶 液中後，再Μ本發明方法製得含水凝膠，可使此等具有藥 劑之徐放性。 另，將活性硪粉末、沸石、鐵素體等無機粉末分散於 高分子水溶液中之後，藉箸依本發明之方法製造含水凝膠 ，可調整含水凝膠之比重，同時可使所製得之含水凝膠具 有各種機能。 由本發明方法製造含水凝膠時，一般可使用定量泵將 离分子化合物之水溶液滴下，而形成正球空狀之含水凝膠 ，而此含水凝膠之粒徑則可依高分子溶液之黏度、點滴速 度、點滴口之口徑等因素而變化。 在性水溶液中将高分子水溶液擠押出時，可形成棒 狀或線狀之含水凝膠。其他，將本發明之高分子水溶液浸 泡多孔質《、缕維集合髓之後*藉著使之與鹼性溶液接觸 而可形成各式各樣含水凝膠複合體。 採用本發明所製得之含水凝膠，在產業上之各種領域 上的用途，可舉具醱例如下： υ在生物學上之流體化床排水處理方法中，使用為流動 載饅。 本纸張尺度適用中國國家橾準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） r -15- I----„--L---^------訂------11 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 _B7_ 五、發明説明（） 2>在陽雄子性有機物，則可使用爲染料、界面活性爾、 木質糖、腐植質等之吸附劑*而應用於其相關排水處 理条統。 3)將微生物，酵素等生理活性物質全面性固定或吸附固 定，而應用於生化反應器。 4>本發明構造之含水凝膠，使用為螯合樹脂時因具優越 效果，將含金羼離子之水，流通過填充有本發明之含 水凝膠的柱體中，或經由浸泡本發明含水凝膠於含有 金羼離子之溶液中，将含有金颶雄子溶液中之金颶離 子除去，而能進行濃缩。将已吸附有金靨艙子之交麻 含水凝腰浸泡於鑛酸中，絰回收、再生後其凝膠可重 複多次使用。 〔實施例〕 以下係藉由實施例對本發明予以更具饅的說明，本發 明之實施例並不限於此，僅要不超過本發明之要旨者便可 0 另，本實施例中之「％」，若無特別的限定，則表示 「重量％」。 經濟部中央揉準局貝工消费合作社印裝 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 〔陽離子性离分子製造法〕 在具有攪拌機、氮氣導入管、冷却管之100毫升的四 口錐瓶中，將含有第1表中所示莫耳分率丙烯腈之丙烯請 與N-乙烯基甲醯胺之混合物6.0g及34.0g之脫鹽水注入，
在氮氣氣流下攪拌待溫度昇至6010時，添加10%之2,2’-偶第雙-2-脒基丙垸•二鹽酸鹽水溶液〇.12g，在45C下S 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS ) A4规格（210X297公釐） -16 - 經濟部中央橾準局貝工消費合作社印製 924724 at B7 五、發明説明（） 拌4小時後，昇溫至60t：，再保持3小時後，可得到在水 中聚合物折出之懸濁物，添加20g水於該懸濁物中，然後 相對於聚合物中甲醯基添加2當量之濃黷酸並繼續醍拌， 在100T下持繙4小時，使聚合物脒基化。将所得聚合物 溶液添加入丙酮中而析出，将其Μ真空乾燥而試製得固體 狀聚合物Α〜Ε。 此外，聚合物E，係在不使用丙烯腈下聚合並進行相 同之反應而製得者。 該聚合物A〜E係依如下之方法测量組成份及還原黏 度，其結果則記載於表1中。 〔組成份之分析法〕 進行脒基化前各原料聚合物之組成份，係探13C-NMR 光譜中各單鱧之吸收峯值的積分值而計算求得。脒基化後 聚合物A〜E之組成份，則是採對應於"C-NMR中各重複 單位之吸收綦值的積分值而計算求得。又，不匾分重複單 位⑴及⑵，Μ求其總量。 其次，因該重複單位⑴、⑵及一级胺基等吸收瘙值非 常接近170〜185ΡΡη附近，所Μ採下列方式辨認對應於各 吸收聳值的分子結構。即依聚合物之元素分析、水份置的 測量而確認重量，再者亦測量聚合物之IR光譜，将聚合物 之光譜與含有脒基、醯胺基及内酿胺基之已知化合物的光 譜進行詳細之檢討比對之方法。 〔還原黏度之測置〕 相两聚合物Α〜Ε，在1當量食鹽水中MU/l〇〇ml之 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4规格（210X297公釐） {請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 4 訂 經濟部_央樣準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（） 溶液，在25t!下使用奧氏黏度計（Ostwald’s Viscoaeter) 測量。 IS_1 聚合物種類 A B C D E 單鱧組成 N-乙烯基甲醯胺 70 50 40 50 100 丙烯腈 30 50 80 50 0 脒基化條件 溫度（υ) 100 100 100 50 100 時問（Hr> 5 5 5 20 5 脒基 31 56 55 15 0 甲醯基 2 0 0 6 19 聚合物組成 (莫耳％〉 氰基 7 22 34 42 0 胺基 59 22 8 37 81 醢胺基 0 0 1 0 0 羧基 1 0 2 3 0 還原黏度（dl/g) 2.8 3.5 3.3 3.1 4.0 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） _ 1 8 _ -is- m 1= ί— - · I I 1^1 1^1 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 五、發明説明（） A7 B7 〔實施例1〕 分別將5g之聚合物A〜D添加於蒸晡水85s中，並混 合搜拌，待聚合物溶解後，添加10g食鹽、戊二醛之25% 水溶液0.U，並充分攪拌，此聚合物溶液係以7卜-(公司 名）製之滾管泵，以每分鐘10ml之速度，滴入500·1之2 %苛性驗溶液中。此時該2%之苛性鹼溶液則採用攪拌器 M 300rpm之速度攪拌，而點滴口與苛性齡之液面則保持約 2cb 高。 待黏滴完成後，«拌再持續30分鐘後，Μ硫酸將苛性 驗溶液之pH值調整為7.5 ，再以濾網過濾而分別獲得含水 凝膠（試料-1〜試料-4)，並Μ純水洗淨後*測置平均粒徑 及含水率，其結果如表2中所示。另，含水率係依下式計 算求得。 含水凝嘐重董 含水率（％) X 100 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部t央橾準局貝工消费合作杜印裝 乾燥凝膠重量 〔比較例1〕 為求比較，除使用未具脒基化構造之試驗例的聚合物 Ε之外，其餘均以實施例1同樣之操作而試製含水凝膠， 但卻無法製得含水凝膠，將所得聚合物溶解於苛性_溶液 中，其结果如表2中所示。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4规格（210X297公釐） 19
A B7 五、發明説明（）
务 P 含水凝膠 使用聚合物 粒徑（〇) 含水率（％ ) 實施例1 試驗料-1 A 2.3 550 試驗料-2 B 2.1 480 試驗料-3 C 1.8 310 試驗料-4 D 2.0 300 比較例1 無形成含 水凝膠 E - - (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 〔實施例2〕 將5g之聚合物B添加於85g之蒸皤水中並混合檯拌， 待聚合物溶解後*再添加10g食鹽，並混合擻拌至完全溶 解止。 將1¾濃度之戊二醛依表3所記載之比例添加於此溶 液中並混合後，與實施例1相同之方法點滴於苛性驗溶液 中，並顆粒化。此顆粒物在齡性瓖境、30t：下保持1小時 ，並Μ半量鹽酸中和，並以殘餘半量之碇酸中和調整至PH 為7。將其過濾，分別浸泡於純水中2小時，再度遇濾* 並測量所得含水凝膠（試驗料5〜試驗料8)之重量，然後 在1051C下乾燥20小時，並测量重量且依下式求取膨潤倍 率，所得结果如表3中所示。 本紙張尺度逋用中國國家揉準（CNS ) A4规格（210X297公釐） ，人 經濟部中央樣準局MC工消費合作社印褽 20 324724 A7 B7 經濟部中央梂準局貝工消費合作社印榘 五、發明説明（ 膨潤倍率（倍） 含水凝膠重量（g〉 乾烯凝膠重置（S) 〔比較例2 ] 相對上述溶液，除不添加1%灌度之戊二醛外，其餘 均與實施例1相同操作方式進行，試驗料係在中和時便溶 解，但未形成含水凝膠，其結果如表3中所示。 塞 3 含水凝膠 1 %戊二睡 膨趙倍率（倍） 添加量（g> 鹽酸中和 硫酸中和 實施例2 試驗料-5 1 145 7.1 試驗料-6 2 106 6.8 試驗料-7 5 44 5.1 試驗料-8 10 11 5.0 比較例2 無形成含 水凝膠 0 無法 拥量 無法 拥量 〔實施例3〕 将l〇g聚合物C、9〇g蒸餾水、30g四三氣化鐵粉末（粒 徑ΙΟΟμπιΚ下）混合攪拌，待形成均勻之漿液後再添加2g之 乙酸10%溶液，舆實施例1相同之操作步驟，並黠滴2% 本紙張尺度逋用中國國家標率（CNS ) A4規格（210X297公釐） 21 (讀先閱讀背面之注意事項再填寫本K) A7 B7 五、發明説明（） 苛性鹺溶液，待點滴結束後在硫酸中將苛性齡溶液調整成 pH爲7.5之後，再予以過濾而製得含有四三氧化鐵之含水 凝膠。 所得含水凝膠之水中外観比重1.54、平均粒徑2.3·β 、含水率爲215%。此含水凝膠可依磁雄自溶液中分離出 〇 〔實施例4〕 將實施例1中所製得試驗料2之含水凝膠250g ,焴充 於直徑40bb、高300β·之管柱中，自管柱下端M20ms/1之 氮化銅溶液每分鐘10·1之流速流通，並Μ原子吸收光光度 計（島津製作所製）拥置自上端所流出溶液之銷離子濃度， 而得2001流通液中錮離子濃度爲0.08mg/l。 〔實施例5〕 經濟部中央揉準局貝工消費合作杜印裝 (請先Μ讀背面之注意ί項再填寫本頁) 將實施例1中所製得試驗例3之含水凝膠250g，填充 於直徑40am、高度300mm之管柱中，自管柱下端Μ堅牢猩 紅色基BL(黑機基特公司製）之400mg/l濃度的溶掖，使用 流管泵（7卜-公司製）M每分鏟2ml之流速通入，以吸光光 度計測量上端流出液中殘餘染料濃度，而該殘餘染料濃度 係以原Μ 20% Μ下時含水凝膠之染料吸附累計總置計算求 得。 表4所示爲流通水量、殘餘染料濃度及染料吸附累計 量，由表4中得知此凝膠之染料吸附能力為59.3*s/g。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） A7 B7 五、發明説明（） m_a 累計滾通水量⑴ 10 15 20 25 30 35 40 殘餘染料濃度（叫/1) 0.8 1.6 7.2 10.0 30.4 79.6 104 吸附染料累計量（g) 3.99 5.98 7.94 9.89 11.74 13.34 14.82 〔實施例6〕 在為使曝氣槽内之載體流動*而設有散氣管、空氣升 液器管等好氣性流動床式生物處理設備中，Μ實施例1所 獲得之含水凝膠（試驗料4)為載鼸。 在具第1画所示構造且容積1公升之曝氣槽內，投入 200g含水凝膠及取自下水處理場之活性污泥處理現埸的曝 氣槽污泥（污泥濃度4000Bg/l>900«l ，於曝氣24小時後， 經濟部中央橾準局員工消费合作社印裝 (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 將人工拂水（氧化澱粉250ag/l、疎250·νΐ、磷酸鉀15ig/M 、硫酸亞雄log/l、碇酸鎂lmg/1、氨化鉀Ug/1>使用蠕動 泵（7卜-公司製）M31/日之比例定量供给予曝氣槽内， 在通水時曝氣槽内溫度係維持在25TC *人工排水之BOD為 390mg/l ，分析在開始通水後1通内、2遇内及4週後之 處理水上清水之水質，其結果如表5中所示。 〔比較例3〕 爲求比較，不添加載醱，並進行舆實施例6相同之實 驗步驟，所得之结果整理於表5中。 本紙張尺度適A中國國家橾準（CNS ) A4洗格（210X297公釐） 經濟部中央橾準局負工消費合作杜印製 A7 _B7_ 五、發明说明（） 〔比較例4〕 為求比較，以平均粒徑約Ιβπ之聚苯乙烯顆粒200g為 載驩，並與實施例6進行相同之實驗步驟，所得結果整理 如表5中所示。 复_5 載 醱 處理水上澄淸水之水質（》g/l) 1遇間後 2遇間後 4遇間後 SS B0D SS B0D SS B0D 比較例3 無添加 211 185 182 146 115 152 實施例6 試驗料-4 38 59 11 13 12 15 比較例4 聚苯乙烯顆粒 94 177 82 115 58 41 由表5之結果顯示，在未添加載鼸（比較例3)的曝氣 槽內，活性污泥無法滞留，故不能處理；而在實施例6之 添加有含水凝膠（試驗料4 >的曝氣榷中，將活性污泥固定 於含水凝膠表面，在2週後可確認在含水凝膠表面形成撖 生物膜且處理水質亦相當良好；另，在使用聚苯乙烯顆粒 爲載體之比較例4中，其在4週後亦產生若干微生物膜， 並亦改善處理水質。然相對本發明之含水凝膠*其徹生物 膜的形成速度較差，處理上亦較慢。 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS ) A4规格（210X297公釐） Ι^ϋ i f· t^n nn 1^1 ^i·— In ml (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央橾準局員工消費合作杜印*. A7 _B7_五、發明説明（) 〔實施例7〕 将實施例1中所製得之試驗料2及試驗料3的含水凝 腰各取l〇g，懸漘分散於200ml之0.05其耳的三鹽酸缓衝液 (PH 8.0)中並過濾。其次，將其浸泡於0.05其耳之磷酸一 掙檬酸緩衝液100ml中，並添加轉化酶液（三共株式会社〉 20b1，在室溫下攪拌3小時同時進行固定化。 將所製得酵素固定含水凝膠，浸泡在含有戊二醛0.6 %灌度0.05其耳之硼酸納一鹽酸缓衝液中1.5小時，然後 予Μ過濾，再度懸濁分散於0.05其耳之三鹽酸缓衝液1公 升中，測*所得酵素固定含水凝膠之重量。將所得固定化 酵素溶解於濃度0.05其耳之挥樺酸一磷酸缓衝液（pH 4.2> 中，並添加蔗糖之10¾溶液1公升，在40*0下反應60分鐘 ，再依亞甲藍反應法求取所形成邇原耱總量，其每lg酵素 固定含水凝膠平均每1小時Μ糖分解董，如表6中所示。 〔比較例5〕 為求比較，使用市售強鹽基性離子交換樹脂安伯來特 樹脂IRA-90X (全佳能社裂〉，與實施例7進行柑同之操作 步琢，求取平均每lg樹脂中之Μ耱分解量，如表6中所示 〇 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 订 .東 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS ) Α4规格（210Χ 297公釐） 五、發明説明（ A7 B7 6 載 體 Μ耱分解虽U/Hr) 實施例7 試料-2 133 試料-3 156 比較例5 安伯來特樹脂RA-90X 58 (請先《讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央揉準局貝工消費合作社印製 〔實施例8〕 將實施例1中裂作聚合物B所使用之含水凝膠（試驗 料2 )10g，經水洗後予Μ過濾，並浸泡於0.05ml之珊酸納 :鹽酸缓衝液（pH 6.0)中10分鐘，再度予以過濾，將其投 經透析處理的蕕萄糖異構酶（長瀬社裂）之3倍稀釋液 6ml中，在室溫中缓慢攪拌後，過濾，將所得酵素固定 含水凝膠，浸泡於含0.6%戊二醛濃度0.05其耳之W酸納 一鹽醴缠衝液中1.5小時。 將此含水凝膠及戊二醛未處理之含水凝膠，分別浸泡 於10%食鹽水1公升中並攪拌1小時後予Μ過濾，将其水 洗後，比較其由葡萄糖轉化為果糖之能力，而«萄糖之轉 化能係依下列方法測得。 在溶解葡萄耱濃度0.1其耳之磷酸缓衝掖40% 1公升 中，投入所裂得酵素固定化合水凝膠，在下反醮1小 义鹽 % --^^1 I I I —-訂— — - I . • ί Jwie I— w^— · 本紙張尺度逋用中國國家標準（CNS ) Α4规格（210X297公釐） 26 A7 B7 五、發明説明（） 時，依HPLC法求取所形成之果耱*，計算每lg含水凝膠中 轉換為果糖之蕕萄耱量（蕕萄耱轉化鼉），其結果如表7中 所示。 Μ_7 有無二醛處理 蕕萄耱轉化量（g/Hr) 有 12.-5 無 0.4 由表7中顯示*酵素附著於本發明之含水凝膠後，再 依戊二醛處理，可確定形成铮素附著不脫落之酵索画定含 水凝膠。 〔產業上利用可行性〕 經濟部中夾樣準局貝工消费合作社印装 (請先《讀背面之注意事項再填寫本頁) 如上所述，本發明係提供一棰不須煩雜操作步》且亦 不必使用龐大設備，便可輕易裂逭含水凝膠的方法，及由 該含水凝膠提供組成爲重金颺離子吸附劑、色素吸附剤、 撤生物擔髏及酵素固定用載«之有效者。 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS ) Α4規格（210X297公釐）