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WO2015098348A1 - アニオン交換体、アニオン交換体とカチオン交換体の混合物、アニオン交換体とカチオン交換体とからなる混合床、それらの製造方法、及び過酸化水素水の精製方法 - Google Patents

アニオン交換体、アニオン交換体とカチオン交換体の混合物、アニオン交換体とカチオン交換体とからなる混合床、それらの製造方法、及び過酸化水素水の精製方法 Download PDF

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Publication number
WO2015098348A1
WO2015098348A1 PCT/JP2014/080208 JP2014080208W WO2015098348A1 WO 2015098348 A1 WO2015098348 A1 WO 2015098348A1 JP 2014080208 W JP2014080208 W JP 2014080208W WO 2015098348 A1 WO2015098348 A1 WO 2015098348A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
anion exchanger
exchanger
anion
carbon dioxide
ion form
Prior art date
Application number
PCT/JP2014/080208
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
一重 高橋
伊藤 美和
Original Assignee
オルガノ株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by オルガノ株式会社 filed Critical オルガノ株式会社
Priority to KR1020167007153A priority Critical patent/KR101814304B1/ko
Priority to CN201480071140.6A priority patent/CN105849038B/zh
Priority to SG11201602930SA priority patent/SG11201602930SA/en
Priority to JP2015554672A priority patent/JP6165882B2/ja
Publication of WO2015098348A1 publication Critical patent/WO2015098348A1/ja

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Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B15/00Peroxides; Peroxyhydrates; Peroxyacids or salts thereof; Superoxides; Ozonides
    • C01B15/01Hydrogen peroxide
    • C01B15/013Separation; Purification; Concentration
    • C01B15/0135Purification by solid ion-exchangers or solid chelating agents
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J47/00Ion-exchange processes in general; Apparatus therefor
    • B01J47/02Column or bed processes
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J47/00Ion-exchange processes in general; Apparatus therefor
    • B01J47/02Column or bed processes
    • B01J47/04Mixed-bed processes

Definitions

  • the present invention relates to an anion exchanger, a mixture of an anion exchanger and a cation exchanger, a mixed bed comprising an anion exchanger and a cation exchanger, a method for producing them, and a method for purifying hydrogen peroxide water.
  • Hydrogen peroxide water is used in a wide range of fields as a bleaching agent for paper and pulp, industrial oxidants, wastewater treatment, and semiconductor manufacturing processes.
  • a bleaching agent for paper and pulp industrial oxidants, wastewater treatment, and semiconductor manufacturing processes.
  • ammonia-hydrogen peroxide solution (RCA: SC-1) cleaning that removes particulate contamination
  • hydrochloric acid-hydrogen peroxide solution that ionizes and removes metal contamination
  • Such ultrapure water and reagents for removing such contamination are required to be highly purified, and hydrogen peroxide water is also required to have a quality in which various impurities are reduced as much as possible.
  • metal components such as iron, aluminum, sodium, calcium, and magnesium causes a reduction in semiconductor yield.
  • Patent Document 1 by using a mixed bed type ion exchange resin + adsorbent device + mixed bed type ion exchange resin, the metal concentration in hydrogen peroxide water is 0.1 ppb or less and the concentration of total organic carbon is 10 ppm. It is described that the following high-purity hydrogen peroxide solution can be obtained.
  • Patent Document 2 hydrogen cation exchange resin + fluorine ion type ion exchange resin + carbonate ion type or hydrogen carbonate ion type anion exchange resin + hydrogen type cation exchange resin is contacted in this order to obtain high purity hydrogen peroxide water. Describes that it can be purified.
  • Patent Document 3 an ion-exchange resin is previously brought into contact with a high-purity mineral acid aqueous solution having a metal component concentration of 0.1 wt ppb or less, and further, ultrapure water having a metal component concentration of 0.1 wt ppb or less. It is described that a high-purity hydrogen peroxide solution can be obtained by bringing it into contact with water.
  • Patent Document 4 describes a method in which a crude hydrogen peroxide solution is brought into contact with an anion exchange resin made into a carbonate form using ammonium carbonate or an anion exchange resin made into a bicarbonate form using ammonium bicarbonate.
  • Patent Document 5 describes a method for producing purified hydrogen peroxide using a reverse osmosis membrane made of a polyamide or polyvinyl alcohol composite membrane.
  • Patent Documents 1 to 3 when an anion exchange resin is an anion exchange resin having a bicarbonate ion form, an aqueous carbonate or bicarbonate solution is generally used.
  • an anion exchange resin in the case of a mixture of an anion exchange resin and a cation exchange resin, or a mixed bed composed of an anion exchange resin and a cation exchange resin, there is a cation exchange resin. Therefore, the anion exchange resin has a bicarbonate ion form. Therefore, an aqueous carbonate or bicarbonate solution cannot be used. This is because the cation of the cation exchange resin is exchanged with a cation of carbonate or bicarbonate.
  • ammonium carbonate or ammonium bicarbonate is used to make the anion exchange resin into a carbonate ion form or a bicarbonate ion form, but as described above, a mixture of an anion exchange resin and a cation exchange resin, an anion,
  • the cations of the cation exchange resin are exchanged with ammonium ions.
  • the resin tower is filled with only the anion exchange resin in advance to obtain a carbonic acid or bicarbonate form and then mixed with the cation exchange resin, workability is poor and impurities may be contaminated during the work.
  • Patent Documents 1 to 3 when the anion exchange resin is in a carbonate ion form or a bicarbonate ion form, a very high concentration carbonate or bicarbonate aqueous solution of 5 to 15% by weight is used.
  • a very high concentration carbonate or bicarbonate aqueous solution of 5 to 15% by weight is used.
  • washing is thoroughly performed after regeneration.
  • ions such as sodium are eluted from the resin by contact with the hydrogen peroxide solution.
  • a large amount of pure water or ultrapure water used for washing is required.
  • Patent Document 5 a method using a reverse osmosis membrane is proposed, but there is a problem that the membrane deteriorates and the blocking rate is lowered by constantly contacting with a high concentration hydrogen peroxide solution.
  • Patent Document 4 ammonium carbonate or ammonium bicarbonate is used in order to solve the above problem, but in both chemicals, a clear standard value such as metals as impurities is not defined, Even if there are standard values for some metal species, there is a problem that the concentration is high. Further, since the waste liquid is discharged, it is necessary to process it.
  • anion exchange resins In addition to hydrogen peroxide, various functional waters are purified using anion exchange resins. In addition, since anion exchange resins can be used in various applications, there is a potential demand for an unprecedented new anion exchanger or a mixture or mixed bed of an unprecedented new anion exchanger and cation exchanger. It has been.
  • the present invention provides a mixture of anion exchanger and cation exchanger, or an anion exchanger in a mixed bed composed of an anion exchanger and a cation exchanger, in a bicarbonate ion form in the state of the mixture or the mixed bed.
  • a method for producing a mixture of an anion exchanger and a cation exchanger that can be converted into an anion exchanger having a bicarbonate ion form and a carbonate ion form and a process for producing a mixed bed comprising an anion exchanger and a cation exchanger. It is to provide.
  • the present invention also relates to an anion exchanger having high purification performance of water, an aqueous solution or an organic solvent purified using hydrogen peroxide and other anion exchangers, a mixture of such anion exchangers and cation exchangers, or It is to provide a mixed bed and a method for producing them. Another object of the present invention is to provide an efficient method for purifying hydrogen peroxide water.
  • a mixture of an anion exchanger (A) and a cation exchanger is an anion exchanger having a bicarbonate ion form (—HCO 3 ), or an anion exchanger having a bicarbonate ion form (—HCO 3 ) and a carbonate ion form (—CO 3 ).
  • a mixture of an anion exchanger and a cation exchanger is brought into contact with the anion exchanger (B).
  • Anion exchanger conversion step (1) wherein the anion exchanger (A) having a bicarbonate ion form or a bicarbonate ion form and a carbonate ion form is converted to obtain a mixture of the anion exchanger (A) and the cation exchanger.
  • a mixture of an anion exchanger and a cation exchanger characterized in that (3)
  • the anion exchanger (A) is an anion exchanger in which the ratio of the exchange capacity of the bicarbonate ion form to the total of the exchange capacity of the bicarbonate ion form and the carbonate ion form is 70 equivalent% or more.
  • (1) or (2) A mixture of an anion exchanger and a cation exchanger.
  • a mixed bed comprising an anion exchanger (A) and a cation exchanger packed in an ion exchange tower
  • the anion exchanger (A) is an anion exchanger having a bicarbonate ion form (—HCO 3 ), or an anion exchanger having a bicarbonate ion form (—HCO 3 ) and a carbonate ion form (—CO 3 ).
  • a mixed bed comprising an anion exchanger and a cation exchanger.
  • the anion exchanger (A) is an anion exchanger in which the ratio of the exchange capacity of the bicarbonate ion form to the total of the exchange capacity of the bicarbonate ion form and the carbonate ion form is 70 equivalent% or more.
  • a mixed bed of an anion exchanger and a cation exchanger By contacting carbon dioxide-dissolved water obtained by dissolving carbon dioxide in pure water or ultrapure water, a mixture of the anion exchanger (B) and cation exchanger is brought into contact with the anion exchanger (B).
  • Anion exchanger conversion step (1) wherein the anion exchanger (A) having a bicarbonate ion form or a bicarbonate ion form and a carbonate ion form is converted to obtain a mixture of the anion exchanger (A) and the cation exchanger.
  • a method for producing a mixture of an anion exchanger and a cation exchanger is
  • the anion exchanger (A) is an anion exchanger in which the ratio of the exchange capacity of the bicarbonate ion form to the total of the exchange capacity of the bicarbonate ion form and the carbonate ion form is 70 equivalent% or more.
  • (6) A method for producing a mixture of an anion exchanger and a cation exchanger.
  • (8) In the anion exchanger conversion step (1), the anion exchanger (B) and the cation exchange with respect to the conductivity of the carbon dioxide-dissolved water before contacting with the mixture of the anion exchanger (B) and the cation exchanger.
  • the ratio of the conductivity of carbon dioxide-dissolved water after contact with the body mixture ((conductivity after contact / conductivity before contact) ⁇ 100)) is 90% or more until the anion exchanger (The method for producing a mixture of an anion exchanger and a cation exchanger according to (6) or (7), wherein the carbon dioxide-dissolved water is brought into contact with a mixture of B) and a cation exchanger. (9) Carbon dioxide-dissolved water obtained by dissolving carbon dioxide gas in pure water or ultrapure water is brought into contact with the mixed bed comprising the anion exchanger (B) and cation exchanger packed in the ion exchange tower.
  • the anion exchanger (B) By converting the anion exchanger (B) into an anion exchanger (A) having a bicarbonate ion form or a bicarbonate ion form and a carbonate ion form, the anion exchanger (A) and the cation exchanger A method for producing a mixed bed comprising an anion exchanger and a cation exchanger, comprising an anion exchanger conversion step (2) for obtaining a mixed bed comprising: (10)
  • the anion exchanger (A) is an anion exchanger in which the ratio of the exchange capacity of the bicarbonate ion form to the total of the exchange capacity of the bicarbonate ion form and the carbonate ion form is 70 equivalent% or more.
  • (9) A method for producing a mixed bed comprising an anion exchanger and a cation exchanger.
  • (11) In the anion exchanger conversion step (2), the ratio of the conductivity of carbon dioxide-dissolved water at the outlet of the ion exchange tower to the conductivity of carbon dioxide-dissolved water at the inlet of the ion exchange tower ((exit conductivity) The carbon dioxide-dissolved water is supplied to the ion exchange column until the / inlet conductivity) ⁇ 100)) is 90% or more.
  • anion exchanger and cation A method for producing a mixed bed comprising an exchanger.
  • the ratio of the exchange capacity of the bicarbonate ion form to the total of the exchange capacity of the bicarbonate ion form and the carbonate ion form in the anion exchanger is 70 equivalent% or more (14) or (15) ) Anion exchanger.
  • the anion exchanger (B) By contacting carbon dioxide-dissolved water obtained by dissolving carbon dioxide gas in pure water or ultrapure water, the anion exchanger (B) is converted into a bicarbonate ion form or Production of an anion exchanger characterized by having an anion exchanger conversion step (3) for converting to an anion exchanger (A) having a bicarbonate ion form and a carbonate ion form to obtain the anion exchanger (A) Method.
  • the anion exchanger (A) is characterized in that the ratio of the exchange capacity of the bicarbonate ion form to the total of the exchange capacity of the bicarbonate ion form and the carbonate ion form is 70 equivalent% or more (17) A method for producing an anion exchanger.
  • a hydrogen peroxide solution purification step for obtaining a purified hydrogen peroxide solution by supplying a crude hydrogen peroxide solution to the ion exchange tower and bringing the crude hydrogen peroxide solution into contact with the anion exchanger (A); ,
  • a method for purifying hydrogen peroxide water comprising: (21) The method for purifying hydrogen peroxide solution according to (20), wherein the anion exchanger conversion step (4) and the hydrogen peroxide solution purification step are alternately repeated.
  • the ratio of the carbon dioxide-dissolved water conductivity at the outlet of the ion exchange tower to the conductivity of the carbon dioxide-dissolved water at the inlet of the ion exchange tower ((the outlet conductivity The carbon dioxide-dissolved water is supplied to the ion exchange tower until the / inlet conductivity) ⁇ 100)) is 90% or more. (20) or (21) Purification method.
  • a mixture of an anion exchanger and a cation exchanger, or an anion exchanger in a mixed bed composed of an anion exchanger and a cation exchanger can be converted into a bicarbonate ion form in the state of the mixture or the mixed bed.
  • a method for producing a mixture of an anion exchanger and a cation exchanger that can be converted into an anion exchanger having a bicarbonate ion form and a carbonate ion form, and a process for producing a mixed bed comprising an anion exchanger and a cation exchanger. can be provided.
  • the present invention also relates to an anion exchanger having high purification performance of water, an aqueous solution or an organic solvent purified using hydrogen peroxide and other anion exchangers, a mixture of such anion exchangers and cation exchangers, or Mixed beds and methods for their production can be provided. Moreover, according to the present invention, an efficient method for purifying hydrogen peroxide water can be provided.
  • the mixture of the anion exchanger and cation exchanger of the present invention is a mixture of an anion exchanger (A) and a cation exchanger
  • the anion exchanger (A) is an anion exchanger having a bicarbonate ion form (—HCO 3 ), or an anion exchanger having a bicarbonate ion form (—HCO 3 ) and a carbonate ion form (—CO 3 ).
  • Is a mixture of an anion exchanger and a cation exchanger.
  • the mixed bed of the anion exchanger and cation exchanger of the present invention is a mixed bed comprising an anion exchanger (A) and a cation exchanger packed in an ion exchange tower,
  • the anion exchanger (A) is an anion exchanger having a bicarbonate ion form (—HCO 3 ), or an anion exchanger having a bicarbonate ion form (—HCO 3 ) and a carbonate ion form (—CO 3 ).
  • Is a mixed bed comprising an anion exchanger and a cation exchanger.
  • the anion exchanger (A) according to the mixture of the anion exchanger and cation exchanger of the present invention or the mixed bed comprising the anion exchanger and cation exchanger of the present invention is an anion having a bicarbonate ion form (—HCO 3 ).
  • the anion exchanger (A) is an anion exchanger in which the base is a resin and an anion exchange group is introduced into the resin, and is a styrenic gel-type or MR-type anion exchange resin, an organic porous anion exchanger It is.
  • the bicarbonate ion form (R—HCO 3 ) and the carbonate ion form (R—CO 3 ) are used, but in the actual usage situation, the bicarbonate ion form is R The —HCO 3 — and carbonate ion forms are dissociated from R—CO 3 2- .
  • the exchange capacity of the bicarbonate ion form and the carbonate ion form is: Preferably it is 70 equivalent% or more, Especially preferably, it is 75 equivalent% or more, More preferably, it is 80 equivalent% or more.
  • the water, aqueous solution or organic solvent purified using the hydrogen peroxide solution and other anion exchangers This is preferable in that the purification performance is improved.
  • the anion exchanger (A) according to the mixture of the anion exchanger and the cation exchanger of the present invention or the mixed bed composed of the anion exchanger and the cation exchanger of the present invention has a heavy weight as long as it does not adversely affect the purification.
  • the ratio of the total exchange capacity of the bicarbonate ion form and the carbonate ion form to the total exchange capacity of the anion exchanger (((bicarbonate form anion The number of equivalents of exchange groups + the number of equivalents of carbonic anion exchange groups) / the number of equivalents of total anion exchange groups) ⁇ 100) is preferably 50 equivalent% or more, particularly preferably 60 equivalent% or more, More preferably, it is 70 equivalent% or more, more preferably 80 equivalent% or more, still more preferably 95 equivalent% or more, and even more preferably 99 equivalent% or more. Ku, more preferably 100 equivalent%.
  • the anion exchanger (A) according to the mixture of the anion exchanger and the cation exchanger of the present invention or the mixed bed comprising the anion exchanger and the cation exchanger of the present invention has an ion form other than the bicarbonate ion form and the carbonate ion form.
  • ionic forms include Cl form, OH form and the like.
  • the ratio of the OH-type exchange capacity to the total exchange capacity in the anion exchanger (A) is preferably 1 equivalent% or less, particularly preferably 0.1 equivalent% or less, More preferably, it is 0 equivalent%.
  • anion exchanger (A) relating to the mixture of the anion exchanger and the cation exchanger of the present invention or the mixed bed comprising the anion exchanger and the cation exchanger of the present invention
  • the resin into which the anion exchange group is introduced Styrene-divinylbenzene copolymer is preferred.
  • an anion exchanger (A) As an anion exchanger (A) according to a mixed bed composed of a mixture of an anion exchanger and a cation exchanger of the present invention or an anion exchanger and a cation exchanger of the present invention, it has a quaternary ammonium group as a functional group,
  • the group bonded to the nitrogen atom of the ammonium group is a strongly basic type I having only an alkyl group as a functional group, and the groups bonded to the nitrogen atom of the ammonium group are an alkyl group and an alkanol group.
  • Examples include strong basic type II and weak basicity having first to third amino groups as functional groups. Among these, strong basic type I anion exchangers are preferred.
  • the anion exchanger (A) according to the mixed bed of the mixture of the anion exchanger and the cation exchanger of the present invention or the anion exchanger and the cation exchanger of the present invention is a granular anion exchange resin
  • the average particle size of is preferably 0.2 to 1.0 mm, particularly preferably 0.4 to 0.8 mm.
  • the anion exchanger (A) according to the mixed bed comprising the anion exchanger and the cation exchanger of the present invention or the mixed bed of the anion exchanger and the cation exchanger of the present invention is an organic porous anion exchanger.
  • the organic porous anion exchanger has a structure in which a large number of bubble-like macropores are overlapped with each other, and communication holes in which the overlapping portions are opened are formed in a skeleton made of resin, that is, continuous macropores. It is a structure.
  • the substrate is a resin, and a cation exchange group is introduced into the resin.
  • the resin into which the cation exchange group is introduced is preferably a styrene-divinylbenzene copolymer.
  • the cation exchange group introduced into the resin is a sulfonic acid group. Is mentioned.
  • the average particle diameter of the cation exchange resin is The thickness is preferably 0.2 to 1.0 mm, particularly preferably 0.4 to 0.8 mm.
  • the cation exchanger according to the mixed bed comprising the anion exchanger and the cation exchanger of the present invention and the mixed bed of the anion exchanger and the cation exchanger of the present invention is an organic porous cation exchanger, an organic porous anion exchange is performed.
  • the structure of the body is a structure in which a large number of bubble-like macropores overlap each other, and communication holes having openings in the overlapping portions are formed in a skeleton made of resin, that is, a continuous macropore structure.
  • the mixture of anion exchanger (A) and cation exchanger is a mixture of granular anion exchange resin (A) and granular cation exchange resin. Point to.
  • the mixed bed comprising the anion exchanger and the cation exchanger of the present invention includes (i) a granular anion exchange resin (A) and a granular cation exchange.
  • an anion exchanger such as (ii) a granular anion exchange resin (A) or an organic porous anion exchanger (A)
  • a multi-layer bed comprising a cation exchanger layer.
  • the method for producing a mixture of an anion exchanger and a cation exchanger according to the present invention comprises a carbon dioxide-dissolved water obtained by dissolving carbon dioxide in pure water or ultrapure water in a mixture of an anion exchanger (B) and a cation exchanger.
  • the anion exchanger (B) is converted into a bicarbonate ion form or an anion exchanger (A) having a bicarbonate ion form and a carbonate ion form by contacting the anion exchanger (A) and the anion exchanger (A).
  • the method for producing a mixed bed comprising an anion exchanger and a cation exchanger comprises adding pure water or a mixed bed comprising an anion exchanger (B) and a cation exchanger packed in an ion exchange tower to By contacting carbon dioxide-dissolved water obtained by dissolving carbon dioxide gas in ultrapure water, the anion exchanger (B) is converted into a bicarbonate ion form or an anion exchanger having a bicarbonate ion form and a carbonate ion form ( From an anion exchanger and a cation exchanger, characterized in that it has an anion exchanger conversion step (2) that converts to A) to obtain a mixed bed comprising the anion exchanger (A) and the cation exchanger.
  • This is a method for producing a mixed bed.
  • the anion exchanger conversion step (1) carbon dioxide-dissolved water is brought into contact with the mixture of the anion exchanger (B) and the cation exchanger, whereby the anion exchanger (B) in the mixture is converted into a bicarbonate ion form or a heavy ion.
  • This is a step of converting to an anion exchanger (A) having a carbonate ion form and a carbonate ion form.
  • the anion exchanger conversion step (2) carbon dioxide-dissolved water is brought into contact with the mixed bed consisting of the anion exchanger (B) and the cation exchanger packed in the ion exchange tower, thereby bringing the mixed bed into contact with the mixed bed.
  • the anion exchanger (B) is converted into an anion exchanger (A).
  • the mixture of anion exchanger (B) and cation exchanger refers to a mixture of granular anion exchange resin (B) and granular cation exchange resin.
  • one bed is formed with a mixture in which the granular anion exchange resin (B) and the granular cation exchange resin are mixed.
  • the anion exchanger (B) according to the anion exchanger conversion step (1) or the anion exchanger conversion step (2) is converted into a bicarbonate ion form or an anion exchanger (A) having a bicarbonate ion form and a carbonate ion form.
  • the treatment liquid is subjected to an ion exchange reaction with the target ion. Since Cl ions flow out, purification cannot be performed. Therefore, in the method for producing a mixture of an anion exchanger and a cation exchanger according to the present invention or the method for producing a mixed bed comprising an anion exchanger and a cation exchanger according to the present invention, the anion exchanger is in the form of bicarbonate ion or bicarbonate. Conversion into an anion exchanger (A) having an ionic form and a carbonate ion form.
  • an anion exchanger such as an OH ion form or a Cl ion form, that is, an anion exchanger (A) having a bicarbonate ion form or a bicarbonate ion form and a carbonate ion form.
  • Carbon dioxide-dissolved water is brought into contact with the mixture of the anion exchanger (anion exchanger (B)) and the cation exchanger before conversion, and the anion exchanger (B) in the mixture is converted into a bicarbonate ion form or bicarbonate ion.
  • an anion exchanger (A) having a carbonate ion form is
  • the anion exchanger ion-exchanged with the impurity anion is regenerated into a bicarbonate ion form or an anion exchanger (A) having a bicarbonate ion form and a carbonate ion form.
  • the anion exchanger is used before purifying the first treated water to obtain an anion exchanger (A) having a bicarbonate ion form or a bicarbonate ion form and a carbonate ion form.
  • the anion exchanger before being converted into the anion exchanger (A) and the water to be treated such as hydrogen peroxide water are purified to some extent by impurity ions in the water to be treated.
  • Both of the anion exchangers that are exchanged and again subjected to the anion exchanger conversion step (1) are converted into a bicarbonate ion form or an anion exchanger (A) having a bicarbonate ion form and a carbonate ion form. Let it be an anion exchanger (B).
  • the ion exchange column is packed and an anion exchanger such as an OH ion form or a Cl ion form, that is, a bicarbonate ion form or a bicarbonate ion form and a carbonate ion form.
  • An anion exchanger in the mixed bed is obtained by bringing carbon dioxide-dissolved water into contact with a mixed bed comprising an anion exchanger (anion exchanger (B)) and a cation exchanger before conversion to an anion exchanger (A) having (B) is converted into an anion exchanger (A) having a bicarbonate ion form or a bicarbonate ion form and a carbonate ion form.
  • a mixed bed comprising an anion exchanger (A) having a bicarbonate ion form or a bicarbonate ion form and a carbonate ion form and a cation exchanger
  • water to be treated hydrogen peroxide water or other anion exchanger
  • the anion exchanger ion-exchanged with the impurity anion is regenerated into a bicarbonate ion form or an anion exchanger (A) having a bicarbonate ion form and a carbonate ion form.
  • the anion exchanger before purifying the first treated water, the anion exchanger is used to obtain an anion exchanger (A) having a bicarbonate ion form or a bicarbonate ion form and a carbonate ion form.
  • the conversion step (2) by purifying the anion exchanger before being converted to the anion exchanger (A) and the water to be treated such as hydrogen peroxide water to some extent, it is ionized by impurity ions in the water to be treated.
  • Both of the anion exchangers exchanged and again subjected to the anion exchanger conversion step (2) are converted into the bicarbonate ion form or the anion exchanger (A) having the bicarbonate ion form and the carbonate ion form. Let it be an anion exchanger (B).
  • the anion exchanger (A) according to the anion exchanger conversion step (1) or the anion exchanger conversion step (2) is an anion exchanger having a bicarbonate ion form (—HCO 3 ), or a bicarbonate ion form.
  • the ratio of the total exchange capacity of the bicarbonate ion form and the carbonate ion form to the total exchange capacity of the anion exchanger (A) is not particularly limited, but is preferably 50 equivalent% or more, particularly preferably 60 equivalent% or more, more particularly Preferably it is 70 equivalent% or more, more preferably 80 equivalent% or more, more preferably 95 equivalent% or more, more preferably 99 equivalent% or more, more preferably 100 equivalent%, and the bicarbonate ion of the anion exchanger (A).
  • the ratio of the exchange capacity of the bicarbonate ion form to the total of the exchange capacity of the form and the carbonate ion form is preferably 70 equivalent% or more, particularly preferably 75 equivalent% or more, more preferably 80 equivalent% or more.
  • the anion exchanger (B) is an anion exchanger in which the base is a resin and an anion exchange group is introduced into the resin.
  • Styrenic gel type or MR type anion exchange resin organic porous anion exchanger.
  • a styrene-divinylbenzene copolymer is preferable as the resin into which an anion exchange group is introduced.
  • the anion exchanger (B) according to the anion exchanger conversion step (1) or the anion exchanger conversion step (2) has a quaternary ammonium group as a functional group and a group bonded to the nitrogen atom of the ammonium group. Strongly basic type I having only an alkyl group, a quaternary ammonium group as a functional group, and a strongly basic type II, first to third group in which the group bonded to the nitrogen atom of the ammonium group is an alkyl group and an alkanol group Examples include weak basicity having an amino group as a functional group, and among these, strongly basic type I anion exchangers are preferred. Moreover, as an anion exchanger (B) which concerns on an anion exchanger conversion process (1) or an anion exchanger conversion process (2), OH form is preferable.
  • the average particle size of the anion exchange resin is preferably 0.2 to It is 1.0 mm, particularly preferably 0.4 to 0.8 mm.
  • the anion exchange resin (B) according to the anion exchanger conversion step (1) or the anion exchanger conversion step (2) is an organic porous anion exchanger
  • the structure of the organic porous anion exchanger has a large number of cellular shapes. This is a structure in which the macropores overlap each other and the communication hole in which the overlapping portion is open is formed in the skeleton made of resin, that is, a continuous macropore structure.
  • the cation exchanger according to the anion exchanger conversion step (1) or the anion exchanger conversion step (2) is a cation exchanger in which the base is a resin and a cation exchange group is introduced into the resin, It is a gel-type or MR-type cation exchanger.
  • the resin into which the cation exchange group is introduced is preferably a styrene-divinylbenzene copolymer.
  • the cation exchange group introduced into the resin includes a sulfonic acid group.
  • the average particle size of the cation exchange resin is preferably 0.2 to 1.0 mm. Particularly preferably, the thickness is 0.4 to 0.8 mm.
  • the cation exchange resin according to the anion exchanger conversion step (1) or the anion exchanger conversion step (2) is an organic porous cation exchanger
  • the structure of the organic porous cation exchanger includes a large number of cellular macropores. The communication hole which overlaps and this opening part becomes an opening is the structure formed in the frame
  • the carbon dioxide-dissolved water according to the anion exchanger conversion step (1) or the anion exchanger conversion step (2) is obtained by dissolving carbon dioxide gas in pure water or ultrapure water.
  • Pure water or ultrapure water is pure water or ultrapure water obtained by treating raw water with a pure water production apparatus or ultrapure water production apparatus that removes ions and nonionic substances from the raw water, and has a resistivity of 1.
  • Pure water with 0 M ⁇ ⁇ cm or more preferably ultrapure water with a resistivity of 10 M ⁇ ⁇ cm or more, particularly preferably ultrapure water with a resistivity of 18 M ⁇ ⁇ cm or more.
  • the carbon dioxide concentration in the carbon dioxide-dissolved water according to the anion exchanger conversion step (1) or the anion exchanger conversion step (2) may be any concentration that can dissolve the carbon dioxide gas in pure water or ultrapure water. Is 1 to 2000 mg / L, particularly preferably 20 to 2000 mg / L. The higher the dissolved concentration of carbon dioxide, the shorter the processing time becomes, and the amount of water used can be reduced.
  • the method for obtaining carbon dioxide-dissolved water that is, the method for dissolving carbon dioxide gas in pure water or ultrapure water is not particularly limited, and there is a method for producing functional water that is used for cleaning electronic parts.
  • a method of dissolving carbon dioxide gas using a hollow fiber membrane a method of bubbling carbon dioxide gas directly into the pipe, a method of dissolving carbon dioxide gas using a dispersing means such as a static mixer after injecting carbon dioxide gas,
  • carbon dioxide gas is supplied to the upstream side of a pump for supplying water and dissolved by stirring in the pump.
  • a fine particle removal filter for removing fine particles of 0.5 ⁇ m or less in the gas supply pipe, and for removing fine particles of 0.2 ⁇ m or less. It is particularly preferable to provide a particulate removal filter.
  • the supply amount of carbon dioxide dissolved in pure water or ultrapure water is controlled by a gas mass flow controller.
  • the carbon dioxide concentration is continuously monitored by using a conductivity meter.
  • a mixture of the anion exchanger (B) and the cation exchanger or a mixed bed composed of the anion exchanger (B) and the cation exchanger is added to the carbon dioxide.
  • the temperature at which the carbon-dissolved water is brought into contact is preferable because the solubility of carbon dioxide is higher as the temperature is lower. However, it is preferably 5 to 40 ° C., particularly preferably 10 to 30 ° C. from the viewpoint of energy consumption. is there.
  • the anion exchanger conversion step (2) when carbon dioxide-dissolved water is passed through an ion exchange column packed with a mixed bed composed of an anion exchanger (B) and a cation exchanger, it is possible to pass through one pass.
  • Carbon dioxide-dissolved water may be supplied to the ion exchange tower, but in order to reduce the amount of pure water or ultrapure water used, a circulation tank and pump are provided at the rear stage of the ion exchange tower, and the used water is supplied. Again, it can be recycled as raw water for preparing carbon dioxide-dissolved water.
  • the carbon dioxide supply amount can be reduced by feeding back the value of the conductivity meter and controlling the carbon dioxide supply amount.
  • the anion exchanger (A) according to the anion exchanger conversion step (1) or the anion exchanger conversion step (2) is an anion exchanger having a bicarbonate ion form (—HCO 3 ), or a bicarbonate ion form.
  • the bicarbonate ion form (R—HCO 3 ) and the carbonate ion form (R—CO 3 ) are used, but in the actual usage situation, the bicarbonate ion form is R
  • the —HCO 3 — and carbonate ion forms are dissociated from R—CO 3 2- .
  • the total of the exchange capacity of the bicarbonate ion form and the carbonate ion form with respect to the total exchange capacity of the anion exchanger is not particularly limited, but is preferably 50 equivalent% or more, particularly preferably 60 equivalent% or more, more preferably 70 equivalent% or more, still more preferably 80 equivalent% or more, still more preferably 95 equivalent% or more, still more preferably. Is 99 equivalent% or more, more preferably 100 equivalent%.
  • the ratio of the total exchange capacity of the bicarbonate ion form and the carbonate ion form to the total exchange capacity of the anion exchanger (A) is preferably Is 50 equivalent% or more, particularly preferably 60 equivalent% or more, more preferably 70 equivalent% or more, still more preferably 80 equivalent% or more, still more preferably 95 equivalent% or more, still more preferably 99 equivalent% or more, still more preferably 100.
  • Ratio of bicarbonate ion-type exchange capacity to total amount of bicarbonate ion-type and carbonate ion-type exchange capacity in anion exchanger (A) according to anion exchanger conversion step (1) or anion exchanger conversion step (2) Is preferably 70 equivalent% or more, particularly preferably 75 equivalent% or more, and more preferably 80 equivalent% or more. Since the bicarbonate ion form has a lower selection coefficient than the carbonate ion form, it is particularly effective in improving the processing performance for anions with low selectivity and low ion exchange load. The bicarbonate ion form in the anion exchanger The larger the ratio, the higher the purification performance of hydrogen peroxide water and other treated water.
  • the ratio of the exchange capacity of the bicarbonate ion type to the total of the exchange capacity of the bicarbonate ion form and the carbonate ion form in the anion exchanger (A) is within the above range, so that the hydrogen peroxide solution or other treatments are performed. It is preferable at the point which the purification performance of water becomes high.
  • the mixture of the anion exchanger (B) and the cation exchanger is put into a container provided with a carbon dioxide-dissolved water supply pipe and a discharge pipe, and the carbon dioxide is put into the container.
  • the carbon dioxide-dissolved water can be continuously brought into contact with the mixture of the anion exchanger (B) and the cation exchanger by, for example, discharging the water in the container to the outside of the container while supplying the carbon-dissolved water.
  • the conductivity of the carbon dioxide-dissolved water before and after being brought into contact with the mixture of the anion exchanger (B) and the cation exchanger by installing a conductivity meter in each of the supply pipe and the discharge pipe of the carbon dioxide-dissolved water.
  • the rate is measured and contacted with the mixture of anion exchanger (B) and cation exchanger relative to the conductivity of the carbon dioxide-dissolved water before contacting with the mixture of anion exchanger (B) and cation exchanger.
  • the ratio of the conductivity of carbon dioxide-dissolved water later ((conductivity after contact / conductivity before contact) ⁇ 100)) is 90% or more, preferably 95% or more, until the anion exchanger. Carbon dioxide-dissolved water is brought into contact with the mixture of (B) and the cation exchanger.
  • bicarbonate ion when ion exchange into bicarbonate ion form or carbonate ion form is continued, and anion exchange groups ion-exchanged into bicarbonate ion form or carbonate ion form increase in the anion exchanger, bicarbonate ion
  • the amount of carbon dioxide consumed for ion exchange to form or carbonate ion form gradually decreases. Therefore, since the concentration of bicarbonate ions or carbonate ions in the carbon dioxide-dissolved water after contact with the mixture of the anion exchanger (B) and the cation exchanger gradually increases, the anion exchanger (B) and the cation exchanger The conductivity of carbon dioxide-dissolved water after contact with the mixture gradually increases.
  • the carbon dioxide-dissolved water after contact with the mixture of the anion exchanger (B) and cation exchanger with respect to the conductivity of the carbon dioxide-dissolved water before contact with the mixture of the anion exchanger (B) and cation exchanger When the ratio of conductivity ((conductivity after contact / conductivity before contact) ⁇ 100)) is within the above range, most of the anion exchange groups in the anion exchanger (B) are in the form of bicarbonate ions. Or it can be judged that it was converted to carbonate ion form, that is, an anion exchange resin (A) was obtained.
  • the conductivity is the carbon dioxide-dissolved water before being brought into contact with the mixture of the anion exchanger (B) and the cation exchanger in the exchange resin conversion step.
  • a conductivity meter is installed at each of the inlet and outlet of the ion exchange column, and the carbon dioxide at the outlet of the ion exchange column with respect to the conductivity of the carbon dioxide dissolved water at the inlet of the ion exchange column.
  • the carbon dioxide-dissolved water is supplied to the ion exchange column until the ratio of the conductivity of the dissolved water ((exit conductivity / inlet conductivity) ⁇ 100)) is 90% or more, preferably 95% or more. It can be carried out.
  • the anion exchanger (B) Since most of the carbon dioxide in the carbon dioxide-dissolved water (bicarbonate ions or carbonate ions generated by dissolving carbon dioxide in water) is consumed in the ion exchange to the bicarbonate ion form or the carbonate ion form, carbon dioxide The concentration of bicarbonate ions or carbonate ions in the dissolved water is very low.
  • the conductivity of the carbon dioxide-dissolved water at the outlet of the ion exchange tower is very low for a while after the contact of the carbon dioxide-dissolved water with the mixed bed comprising the anion exchanger (B) and the cation exchanger is started. Very low. Subsequently, when ion exchange into bicarbonate ion form or carbonate ion form is continued, and anion exchange groups ion-exchanged into bicarbonate ion form or carbonate ion form increase in the anion exchanger, bicarbonate ion The amount of carbon dioxide consumed for ion exchange to form or carbonate ion form gradually decreases.
  • the conductivity of the carbon dioxide-dissolved water at the outlet of the ion exchange tower gradually increases.
  • the ratio of the carbon dioxide-dissolved water conductivity at the outlet of the ion exchange tower to the conductivity of the carbon dioxide-dissolved water at the inlet of the ion exchange tower ((exit conductivity / inlet conductivity) ⁇ 100)) is in the above range. At that time, it can be judged that most of the anion exchange groups in the anion exchanger (B) were converted to the bicarbonate ion form or the carbonate ion form, that is, the anion exchange resin (A) was obtained.
  • Carbon dioxide-dissolved water is continuously brought into contact with a mixed bed composed of the anion exchanger (B) and the cation exchanger or the anion exchanger (B) and the cation exchanger, and the anion exchanger (B) is converted into an anion.
  • the performance increases as the number of anion exchange groups converted into the bicarbonate ion form or the carbonate ion form among all the anion exchange groups present in the anion exchanger increases.
  • the ratio of the total exchange capacity of the bicarbonate ion form and the carbonate ion form to the total exchange capacity of the anion exchange group in the anion exchanger is
  • the mixed bed comprising an anion exchanger (B) and a cation exchanger or a mixed bed of an anion exchanger (B) and a cation exchanger until preferably 80 equivalent% or more, and particularly preferably 95 equivalent% or more. It is preferable to contact carbon dioxide-dissolved water.
  • the exchange capacity of anion exchange groups that are not in the bicarbonate or carbonate ion form can be determined by analyzing the anion exchanger before contact. It is done. If all of the supplied carbon dioxide is used for ion exchange, “the concentration of carbon dioxide in carbon dioxide-dissolved water (equivalent / l) ⁇ space velocity (SV) (l / l-anion exchanger) ⁇ through The amount (equivalent / l-anion exchanger) calculated by the formula (formula (1)) of “liquid time (h))” is the bicarbonate ion form or carbonate ion among all anion exchange groups in the anion exchanger.
  • the ratio of the total exchange capacity of the bicarbonate ion form and the carbonate ion form to the total exchange capacity of the anion exchange groups in the anion exchanger is In order to achieve 80 equivalent% or more, preferably 95 equivalent% or more, the value calculated by the above formula (1) is not a bicarbonate ion form or a carbonate ion form. It is necessary to make an excess from the supply amount of carbon dioxide-dissolved water when the exchange capacity of the anion exchange group is reached.
  • the anion exchanger is taken out and the amount of bicarbonate ion form and carbonate ion form is analyzed. Since the amount of carbon dioxide-dissolved water can be controlled only by the amount of carbon dioxide-dissolved water supplied, just how much excess carbon dioxide-dissolved water is supplied is exactly the amount of bicarbonate ion relative to the total exchange capacity of the anion exchange groups in the anion exchanger. It cannot be judged whether the total ratio of the exchange capacity of the form and carbonate ion form is 80 equivalent% or more, preferably 95 equivalent% or more. Therefore, when actually converting the anion exchange group, it is necessary to supply a considerably excessive amount of carbon dioxide-dissolved water so as to ensure the conversion of the anion exchange group. Carbon dioxide-dissolved water is wasted.
  • the conductivity before and after contact with the carbon dioxide-dissolved water to the anion exchanger is measured, and the ratio of the conductivity of the carbon dioxide-dissolved water after contact with respect to that before the contact is obtained.
  • the total ratio of the bicarbonate ion form and the carbonate ion form exchange capacity to the total exchange capacity of the anion exchange groups in the medium can be 80 equivalent% or more, preferably 95 equivalent% or more. It is possible to prevent the dissolved water is wasted.
  • a mixture of an anion exchanger (A) and a cation exchanger is obtained by performing the anion exchanger conversion step (1), Moreover, in the manufacturing method of the mixed bed which consists of an anion exchanger and a cation exchanger of this invention, the mixed bed which consists of an anion exchanger (A) and a cation exchanger by performing an anion exchanger conversion process (2). Get.
  • the anion exchange group in an anion exchanger (B) is carried out. Since the carbon dioxide-dissolved water is used for the conversion to the bicarbonate ion form or the carbonate ion form without using the carbonate or bicarbonate aqueous solution, the cation exchange group of the cation exchanger present together with the anion exchanger is used. Cations are not exchanged with carbonate or bicarbonate cations.
  • the mixture of an anion exchanger and a cation exchanger of the present invention is a mixture of an anion exchanger (A) and a cation exchanger obtained by performing the anion exchanger conversion step (1).
  • the mixed bed comprising the anion exchanger and the cation exchanger of the present invention is a mixed bed comprising the anion exchanger (A) and the cation exchanger obtained by performing the anion exchanger conversion step (2). It is.
  • the method for purifying hydrogen peroxide water according to the first aspect of the present invention comprises a mixed bed consisting of an anion exchanger (B) and a cation exchanger packed in an ion exchange column, and carbonized in pure water or ultrapure water.
  • the anion exchanger (B) is converted into an anion exchanger (A) having a bicarbonate ion form or a bicarbonate ion form and a carbonate ion form.
  • An anion exchanger conversion step (2) for obtaining a mixed bed comprising the anion exchanger (A) and the cation exchanger By supplying crude hydrogen peroxide solution to the ion exchange tower and bringing the crude hydrogen peroxide solution into contact with a mixed bed comprising the anion exchanger (A) and the cation exchanger, purified hydrogen peroxide Hydrogen peroxide purification process to obtain water,
  • a method for purifying hydrogen peroxide water comprising:
  • the anion exchanger conversion step (2) according to the method for purifying hydrogen peroxide according to the first aspect of the present invention comprises an anion exchanger according to the method for producing a mixed bed comprising the anion exchanger and the cation exchanger of the present invention. This is the same as the conversion step (2).
  • a mixed bed comprising water, an anion exchanger (B) and a cation exchanger, and a mixed bed comprising an anion exchanger (A) and a cation exchanger are mixed beds comprising an anion exchanger and a cation exchanger of the present invention.
  • the anion exchanger conversion step (2) is performed.
  • carbon dioxide-dissolved water is brought into contact with the mixed bed composed of the anion exchanger (B) and the cation exchanger packed in the ion exchange tower, thereby filling the ion exchange tower.
  • This is a step of converting the anion exchanger (B) in the mixed bed into the anion exchanger (A).
  • the hydrogen peroxide solution purification step is performed after the anion exchanger conversion step (2).
  • crude hydrogen peroxide solution is supplied to an ion exchange tower packed with a mixed bed comprising an anion exchanger (A) and a cation exchanger, and the anion exchanger (A) and This is a step of obtaining purified hydrogen peroxide solution by bringing crude hydrogen peroxide solution into contact with a mixed bed comprising a cation exchanger.
  • the temperature when the crude hydrogen peroxide solution is brought into contact with the mixed bed comprising the anion exchanger (A) and the cation exchanger is preferably ⁇ 10 to 25 ° C., particularly preferably ⁇ 5 to 10 ° C.
  • the space velocity (SV) of the crude hydrogen peroxide solution supplied to the ion exchange tower in the hydrogen peroxide solution purification step is preferably 1 to 30 h ⁇ 1 , particularly preferably 1 to 15 h ⁇ 1 .
  • the crude hydrogen peroxide water is purified.
  • the anion exchanger conversion step (2) is performed again, and the anion exchange in the mixed bed composed of the anion exchanger packed in the ion exchange column and the cation exchanger is performed.
  • the body (anion exchanger (B)) can be converted to an anion exchanger (A), and then a hydrogen peroxide solution purification step can be performed. That is, in the method for purifying hydrogen peroxide water according to the first aspect of the present invention, the anion exchanger conversion step (2) and the hydrogen peroxide water purification step can be alternately repeated.
  • the ratio of the exchange capacity of the bicarbonate ion form to is preferably 70 equivalent% or more, particularly preferably 75 equivalent% or more, more preferably 80 equivalent% or more.
  • the bicarbonate ion form and the carbonate ion form are exchanged with respect to the total exchange capacity of the anion exchanger (A).
  • the total ratio of the volume is preferably 50 equivalent% or more, particularly preferably 60 equivalent% or more, more preferably 70 equivalent% or more, still more preferably 80 equivalent% or more, still more preferably 95 equivalent% or more, still more preferably 99
  • Carbon dioxide-dissolved water obtained by dissolving carbon dioxide gas in pure water or ultrapure water in a mixed bed composed of an anion exchanger (B) and a cation exchanger until the equivalent weight is equal to or higher than 100%, more preferably 100 equivalent%.
  • a conductivity meter is installed at each of the inlet and the outlet of the ion exchange tower,
  • the ratio of the carbon dioxide-dissolved water conductivity at the outlet of the ion exchange tower to the conductivity of the carbon dioxide-dissolved water at the inlet is 90% or more. Until 95% or more, carbon dioxide-dissolved water can be supplied to the ion exchange tower.
  • the conductivity before and after contact with carbon dioxide-dissolved water to the anion exchanger is measured, the ratio of the conductivity of carbon dioxide-dissolved water after contact with respect to before contact is determined, and the ratio of the conductivity
  • the total ratio of the bicarbonate ion form and the carbonate ion form exchange capacity to the total exchange capacity of the anion exchange groups in the medium can be 80 equivalent% or more, preferably 95 equivalent% or more. It is possible to prevent the dissolved water is wasted.
  • the anion exchanger of the present invention is an anion exchanger having a bicarbonate ion form (—HCO 3 ), or an anion exchanger having a bicarbonate ion form (—HCO 3 ) and a carbonate ion form (—CO 3 ).
  • the anion exchanger of the present invention is also referred to as an anion exchanger (A).
  • anion exchanger (A) is an anion exchanger having a bicarbonate ion form (—HCO 3 ), or a bicarbonate ion form (—HCO 3 ) and a carbonate ion form (—CO 3 ).
  • anion exchanger with bets i.e., anion exchanger counter anion having an anion-exchange group is a bicarbonate ion (-HCO 3 ions), or the counter anion is an anion exchange group is a bicarbonate ion (-HCO 3 ions)
  • anion exchanger having an anion exchange group whose counter anion is carbonate ion (—CO 3 ion is an anion exchanger having a bicarbonate ion form (—HCO 3 ion).
  • the anion exchanger (A) is an anion exchanger in which the base is a resin and an anion exchange group is introduced into the resin, and is a styrenic gel-type or MR-type anion exchange resin, an organic porous anion exchanger It is.
  • the bicarbonate ion form (R—HCO 3 ) and the carbonate ion form (R—CO 3 ) are used, but in the actual usage situation, the bicarbonate ion form is R The —HCO 3 — and carbonate ion forms are dissociated from R—CO 3 2- .
  • the ratio of the exchange capacity of the bicarbonate ion form to the total exchange capacity of the bicarbonate ion form and the carbonate ion form is preferably 70 equivalent% or more, particularly preferably. Is 75 equivalent% or more, more preferably 80 equivalent% or more.
  • the ratio of the exchange capacity of the bicarbonate ion form to the total of the bicarbonate ion form and the carbonate ion form is in the above range, the water, aqueous solution or organic solvent purified using the hydrogen peroxide solution and other anion exchangers This is preferable in that the purification performance is improved.
  • the anion exchanger (anion exchanger (A)) of the present invention may have an ion form other than the bicarbonate ion form and the carbonate ion form as long as it does not adversely affect the purification.
  • the total ratio of the bicarbonate ion form and the carbonate ion form exchange capacity with respect to the total exchange capacity of the anion exchange group is preferably 50 equivalent% or more, particularly preferably 60 equivalent% or more, and 70 equivalents. %, More preferably 80 equivalent% or more, still more preferably 95 equivalent% or more, still more preferably 99 equivalent% or more, and 100 equivalent%. Is more preferable.
  • anion exchanger (A) When the anion exchanger of the present invention (anion exchanger (A)) has an ion form other than the bicarbonate ion form and the carbonate ion form, examples of such ion form include Cl form and OH form. If the amount of the OH form in the anion exchanger (A) is too large, the decomposition reaction of hydrogen peroxide tends to proceed when purifying the hydrogen peroxide solution, so that the anion exchanger (A) When used for purifying hydrogen peroxide, the ratio of the OH-type exchange capacity to the total exchange capacity in the anion exchanger (A) is preferably 1 equivalent% or less, particularly preferably 0.1 equivalent% or less, More preferably, it is 0 equivalent%.
  • anion exchanger (anion exchanger (A)) of the present invention a styrene-divinylbenzene copolymer is preferable as the resin into which an anion exchange group is introduced.
  • anion exchanger (A) has a strongly basic type I having a quaternary ammonium group as a functional group and the group bonded to the nitrogen atom of the ammonium group is only an alkyl group.
  • Strongly basic type II having a quaternary ammonium group as a functional group and a group bonded to the nitrogen atom of the ammonium group being an alkyl group and an alkanol group, and having a weak basicity having first to third amino groups as functional groups Of these, strong basic type I anion exchangers are preferred.
  • anion exchanger (A) is a granular anion exchange resin
  • the average particle size of the anion exchange resin is preferably 0.2 to 1.0 mm, particularly preferably 0.4. ⁇ 0.8 mm.
  • anion exchanger of the present invention is an organic porous anion exchanger
  • the structure of the organic porous anion exchanger is such that a large number of cellular macropores overlap each other.
  • the communication hole in which the overlapping part is an opening has a structure formed in a skeleton made of resin, that is, a continuous macropore structure.
  • the anion exchanger (B) is brought into contact with carbon dioxide-dissolved water obtained by dissolving carbon dioxide in pure water or ultrapure water.
  • carbon dioxide-dissolved water obtained by dissolving carbon dioxide in pure water or ultrapure water.
  • the anion exchanger (B) is brought into a bicarbonate ion form by bringing carbon dioxide-dissolved water into contact with the anion exchanger (B). Or it is the process of converting into the anion exchanger (A) which has a bicarbonate ion form and a carbonate ion form.
  • the anion exchanger (B) according to the anion exchanger conversion step (3) is an anion exchanger before being converted into an anion exchanger (A) having a bicarbonate ion form or a bicarbonate ion form and a carbonate ion form.
  • an OH ion-type anion exchanger anion exchanger whose anion exchange group is an OH ion
  • the OH ion-type anion exchange is performed. Hydrogen peroxide breaks down during contact with the body.
  • the treatment liquid is subjected to an ion exchange reaction with the target ion. Since Cl ions flow out, purification cannot be performed. Therefore, in the method for producing an anion exchanger of the present invention, the anion exchanger is converted into an anion exchanger (A) having a bicarbonate ion form or a bicarbonate ion form and a carbonate ion form.
  • an anion exchanger such as an OH ion form or a Cl ion form, preferably an OH form anion exchanger, that is, a bicarbonate ion form or a bicarbonate ion form and a carbonate ion form.
  • Carbon dioxide-dissolved water is brought into contact with the anion exchanger (anion exchanger (B)) before conversion to an anion exchanger (A) having the anion exchanger (B) to form a bicarbonate ion form or bicarbonate ion.
  • an anion exchanger (A) having a carbonate ion form is brought into contact with the anion exchanger (anion exchanger (B)) before conversion to an anion exchanger (A) having the anion exchanger (B) to form a bicarbonate ion form or bicarbonate ion.
  • an anion exchanger (A) having a carbonate ion form is brought into contact with the anion exchanger (anion exchanger (B)) before conversion to an anion exchanger
  • anion exchanger (A) having a bicarbonate ion form or a bicarbonate ion form and a carbonate ion form water to be treated (water or aqueous solution purified using hydrogen peroxide water or other anion exchangers) ),
  • the bicarbonate ions of the anion exchanger (A) are exchanged for impurity anions in the water to be treated. Therefore, after continuing the purification of the water to be treated to some extent, the anion exchanger ion-exchanged with the impurity anion is regenerated into a bicarbonate ion form or an anion exchanger (A) having a bicarbonate ion form and a carbonate ion form.
  • the anion exchanger before purifying the first treated water, the anion exchanger is used to obtain an anion exchanger (A) having a bicarbonate ion form or a bicarbonate ion form and a carbonate ion form.
  • the anion exchanger before being converted to the anion exchanger (A) and the water to be treated such as hydrogen peroxide water are purified to some extent by the impurity ions in the water to be treated.
  • Both of the anion exchangers exchanged and again subjected to the anion exchanger conversion step (3) are converted into the bicarbonate ion form or the anion exchanger (A) having the bicarbonate ion form and the carbonate ion form. Let it be an anion exchanger (B).
  • the anion exchanger (A) according to the anion exchanger conversion step (3) is an anion exchanger having a bicarbonate ion form (—HCO 3 ). Or an anion exchanger having a bicarbonate ion form (—HCO 3 ) and a carbonate ion form (—CO 3 ).
  • the ratio of the total exchange capacity of the bicarbonate ion form and the carbonate ion form to the total exchange capacity of the anion exchange group of the anion exchanger (A) is not particularly limited, but is preferably 50 equivalent% or more, particularly preferably 60 equivalent%.
  • the ratio of the bicarbonate ion form exchange capacity to the total of the bicarbonate ion form and carbonate ion form exchange capacity is preferably 70 equivalent% or more, particularly preferably 75 equivalent% or more, more preferably 80 equivalent% or more. Exchanger.
  • the anion exchanger (B) body according to the anion exchanger conversion step (3) is an anion exchanger in which the base is a resin and an anion exchange group is introduced into the resin, and is a styrenic gel or MR form An anion exchange resin, an organic porous anion exchanger.
  • a styrene-divinylbenzene copolymer is preferable as the resin into which an anion exchange group is introduced.
  • the anion exchanger (B) according to the anion exchanger conversion step (3) has a quaternary ammonium group as a functional group, and a strongly basic type I in which the group bonded to the nitrogen atom of the ammonium group is only an alkyl group Strongly basic type II having a quaternary ammonium group as a functional group, and the group bonded to the nitrogen atom of the ammonium group is an alkyl group and an alkanol group, and a weak base having a primary to tertiary amino group as a functional group Among these, strong basic type I anion exchangers are preferred.
  • the anion exchanger (B) according to the anion exchanger conversion step (3) is preferably in the OH form.
  • the average particle size of the anion exchange resin is preferably 0.2 to 1.0 mm, particularly preferably 0.8. 4 to 0.8 mm.
  • the anion exchange resin (B) according to the anion exchanger conversion step (3) is an organic porous anion exchanger
  • the structure of the organic porous anion exchanger is such that a large number of bubble-like macropores overlap each other,
  • the open communication hole has a structure formed in a skeleton made of resin, that is, a continuous macropore structure.
  • the carbon dioxide-dissolved water according to the anion exchanger conversion step (3) is obtained by dissolving carbon dioxide gas in pure water or ultrapure water.
  • Pure water or ultrapure water is pure water or ultrapure water obtained by treating raw water with a pure water production apparatus or ultrapure water production apparatus that removes ions and nonionic substances from the raw water, and has a resistivity of 1.
  • Pure water with 0 M ⁇ ⁇ cm or more preferably ultrapure water with a resistivity of 10 M ⁇ ⁇ cm or more, particularly preferably ultrapure water with a resistivity of 18 M ⁇ ⁇ cm or more.
  • the carbon dioxide concentration in the carbon dioxide-dissolved water according to the anion exchanger conversion step (3) may be any concentration that can dissolve the carbon dioxide gas in pure water or ultrapure water, preferably 1 to 2000 mg / L, particularly preferably. Is 20 to 2000 mg / L. The higher the dissolved concentration of carbon dioxide, the shorter the processing time becomes, and the amount of water used can be reduced.
  • the method for obtaining carbon dioxide-dissolved water that is, the method for dissolving carbon dioxide gas in pure water or ultrapure water is not particularly limited, and there is a method for producing functional water that is used for cleaning electronic parts.
  • a method of dissolving carbon dioxide gas using a hollow fiber membrane a method of bubbling carbon dioxide gas directly into the pipe, a method of dissolving carbon dioxide gas using a dispersing means such as a static mixer after injecting carbon dioxide gas,
  • carbon dioxide gas is supplied to the upstream side of a pump for supplying water and dissolved by stirring in the pump.
  • a fine particle removal filter for removing fine particles of 0.5 ⁇ m or less in the gas supply pipe, and for removing fine particles of 0.2 ⁇ m or less. It is particularly preferable to provide a particulate removal filter.
  • the supply amount of carbon dioxide dissolved in pure water or ultrapure water is controlled by a gas mass flow controller.
  • the carbon dioxide concentration is continuously monitored by using a conductivity meter.
  • the method for bringing the carbon dioxide-dissolved water into contact with the anion exchanger (B) is not particularly limited.
  • the anion exchanger (B) is introduced into the carbon dioxide-dissolved water.
  • Stirring method anion exchanger (B) is placed in a contact container provided with a carbon dioxide-dissolved water supply pipe and a discharge pipe, and the carbon dioxide-dissolved water is supplied into the container while the water in the container is And the like, and a method of filling an ion exchange tower and supplying carbon dioxide-dissolved water to the ion exchange tower.
  • the temperature when the carbon dioxide-dissolved water is brought into contact with the anion exchanger (B) is preferable because the lower the temperature, the higher the solubility of carbon dioxide. From this viewpoint, the temperature is preferably 5 to 40 ° C., particularly preferably 10 to 30 ° C.
  • the carbon dioxide-dissolved water is supplied to the ion exchange tower in one pass.
  • a circulation tank and pump are provided at the rear stage of the ion exchange tower, and the used water is again used for preparing carbon dioxide-dissolved water. It can be recycled as raw water.
  • the carbon dioxide supply amount can be reduced by feeding back the value of the conductivity meter and controlling the carbon dioxide supply amount.
  • the anion exchanger (A) according to the anion exchanger conversion step (3) is an anion exchanger having a bicarbonate ion form (—HCO 3 ), or a bicarbonate ion form (—HCO 3 ) and a carbonate ion form. (-CO 3) and anion exchanger with, i.e., anion exchanger counter anion having an anion-exchange group is a bicarbonate ion (-HCO 3 ions), or the counter anion is bicarbonate ion (-HCO 3 ions) And an anion exchanger having an anion exchange group whose counter anion is carbonate ion (—CO 3 ion).
  • the bicarbonate ion form (R—HCO 3 ) and the carbonate ion form (R—CO 3 ) are used, but in the actual usage situation, the bicarbonate ion form is R
  • the —HCO 3 — and carbonate ion forms are dissociated from R—CO 3 2- .
  • the total ratio of the bicarbonate ion type and the carbonate ion type exchange capacity to the total exchange capacity of the anion exchange group is not particularly limited, Preferably 50 equivalent% or more, particularly preferably 60 equivalent% or more, more preferably 70 equivalent% or more, more preferably 80 equivalent% or more, still more preferably 95 equivalent% or more, still more preferably 99 equivalent% or more, still more preferably. 100 equivalent%. That is, in the anion exchanger conversion step (3), the ratio of the total exchange capacity of the bicarbonate ion form and the carbonate ion form to the total exchange capacity of the anion exchange groups in the anion exchanger (A) is preferably 50 equivalent%.
  • the anion exchanger (B) is brought into contact with carbon dioxide-dissolved water obtained by dissolving carbon dioxide in pure water or ultrapure water.
  • the ratio of the exchange capacity of the bicarbonate ion form to the total of the exchange capacity of the bicarbonate ion form and the carbonate ion form is preferably 70 equivalent% or more, Especially preferably, it is 75 equivalent% or more, More preferably, it is 80 equivalent% or more. Since the bicarbonate ion form has a lower selection coefficient than the carbonate ion form, it is particularly effective in improving the processing performance for anions with low selectivity and low ion exchange load.
  • the bicarbonate ion form in the anion exchanger The larger the ratio, the higher the purification performance of hydrogen peroxide water and other treated water.
  • the hydrogen peroxide solution or other treated water is purified. This is preferable in terms of high performance.
  • the anion exchanger (B) is placed in a container equipped with a carbon dioxide-dissolved water supply pipe and a discharge pipe, and carbon dioxide-dissolved water is supplied into the container.
  • the water in the ion exchange tower is discharged outside the container while discharging the water inside the container, filling the ion exchange tower with the anion exchanger (B), and supplying the carbon dioxide-dissolved water to the ion exchange tower.
  • the carbon dioxide-dissolved water can be brought into contact with the anion exchanger (B) continuously by discharging, etc., but in this case, after contacting with the anion exchanger (B).
  • the conductivity of the carbon dioxide-dissolved water after contact with the anion exchanger (B) relative to the conductivity of the carbon dioxide-dissolved water before the contact with the anion exchanger (B) is measured. Ratio ((lead after contact Rate / contact previous conductivity) ⁇ 100)), until 90% or more, preferably until greater than 95%, is contacted with carbon dioxide dissolved water in anion exchanger (B). While obtaining the change in the conductivity ratio of the carbon dioxide-dissolved water before and after contact with the anion exchanger (B), the carbon dioxide-dissolved water is brought into contact with the anion exchanger (B), whereby the anion exchanger conversion step (3 ) Is easier to grasp.
  • the anion exchange resin (B) is changed to the bicarbonate ion form or the carbonate ion form. Since most of the carbon dioxide in the carbon dioxide-dissolved water (bicarbonate ions or carbonate ions generated by dissolving carbon dioxide in water) is consumed in the ion exchange of the carbon dioxide, the bicarbonate ions or carbonate ions in the carbon dioxide-dissolved water The concentration of becomes very low. Therefore, for a while after the contact of the carbon dioxide-dissolved water with the anion exchanger (B) is started, the conductivity of the carbon dioxide-dissolved water after contact with the anion exchanger (B) is very low.
  • the ratio of the conductivity of the carbon dioxide-dissolved water after contacting with the anion exchanger (B) to the conductivity of the carbon dioxide-dissolved water before contacting with the anion exchanger (B) ((conductivity after contact / When the conductivity before contact) ⁇ 100)) was within the above range, most of the anion exchange groups in the anion exchanger (B) were converted to the bicarbonate ion form or the carbonate ion form, that is, the anion. It can be judged that the exchange resin (A) was obtained.
  • the conductivity when almost no change is observed and becomes almost constant is determined as the anion exchange resin conversion step (3 ) Is the conductivity of the carbon dioxide-dissolved water before contacting with the anion exchanger (B).
  • the anion exchanger (B) When the anion exchanger (B) is continuously brought into contact with carbon dioxide-dissolved water to convert the anion exchanger (B) into the anion exchanger (A), the anion exchanger conversion step (1) or anion exchange As in the body conversion step (2), among all anion exchange groups present in the anion exchanger, the higher the number of anion exchange groups converted to the bicarbonate ion form or the carbonate ion form, the higher the performance.
  • the ratio of the total exchange capacity of the bicarbonate ion form and the carbonate ion form to the total exchange capacity of the anion exchange group in the anion exchanger is preferably It is preferable to bring carbon dioxide-dissolved water into contact with the anion exchanger (B) until 80 equivalent% or more, particularly preferably 95 equivalent% or more.
  • the exchange capacity of the anion exchange group that is not in the bicarbonate ion form or the carbonate ion form is It is required after analysis. If all of the supplied carbon dioxide is used for ion exchange, “the concentration of carbon dioxide in carbon dioxide-dissolved water (equivalent / l) ⁇ space velocity (SV) (l / l-anion exchanger) ⁇ through The amount (equivalent / l-anion exchanger) calculated by the formula (formula (1)) of “liquid time (h))” is the bicarbonate ion form or carbonate ion among all anion exchange groups in the anion exchanger.
  • the ratio of the total of the exchange capacity of the bicarbonate ion form and the carbonate ion form to the total exchange capacity of the anion exchange group in the anion exchanger is 80 equivalent% or more, preferably 95 In order to make it equal to or more than equivalent%, when the supply amount of carbon dioxide-dissolved water becomes the exchange capacity of anion exchange groups that are not in the bicarbonate ion form or carbonate ion form, the value calculated by the above formula (1) It is necessary to make it excessive from the supply amount of carbon dioxide-dissolved water.
  • the anion exchanger cannot be taken out and analyzed for the amount of bicarbonate ions and carbonate ions.
  • the amount of carbon dioxide dissolved in the anion exchanger with respect to the total exchange capacity of the anion exchange groups in the anion exchanger can be determined just by how much excess carbon dioxide-dissolved water is supplied. It cannot be determined whether the total ratio is 80 equivalent% or more, preferably 95 equivalent% or more. Therefore, when actually converting the anion exchange group, it is necessary to supply a considerably excessive amount of carbon dioxide-dissolved water so as to ensure the conversion of the anion exchange group. Carbon dioxide-dissolved water is wasted.
  • the conductivity before and after contact with the carbon dioxide-dissolved water to the anion exchanger is measured, and the ratio of the conductivity of the carbon dioxide-dissolved water after contact with respect to that before the contact is obtained.
  • the total ratio of the bicarbonate ion form and the carbonate ion form exchange capacity to the total exchange capacity of the anion exchange groups in the medium can be 80 equivalent% or more, preferably 95 equivalent% or more. It is possible to prevent the dissolved water is wasted.
  • Carbon dioxide-dissolved water contains anion exchanger (B), anion exchanger (A), pure water, ultrapure water, carbon dioxide gas in the anion exchanger conversion step (3) according to the method for producing an anion exchanger of the present invention, It is the same as carbon dioxide-dissolved water.
  • the anion exchanger conversion step (4) is performed.
  • the anion exchanger (B) packed in the ion exchange column is brought into contact with the anion exchanger (B) packed in the ion exchange column by bringing carbon dioxide-dissolved water into contact therewith.
  • the anion exchanger conversion step (4) is a method of contacting carbon dioxide-dissolved water with the anion exchanger (B) in the anion conversion step (3). In this method, carbon dioxide-dissolved water is brought into contact with the anion exchanger (B) by supplying carbon dioxide-dissolved water to the ion exchange tower packed with the exchanger (B).
  • the hydrogen peroxide solution purification step is performed after the anion exchanger conversion step (4).
  • the crude hydrogen peroxide solution is supplied to the ion exchange tower packed with the anion exchanger (A), and the anion exchanger (A) is brought into contact with the crude hydrogen peroxide solution. To obtain purified hydrogen peroxide solution.
  • the temperature at which the crude hydrogen peroxide solution is brought into contact with the anion exchanger (A) in the hydrogen peroxide solution purification step is preferably ⁇ 10 to 25 ° C., particularly preferably ⁇ 5 to 10 ° C.
  • the space velocity (SV) of the crude hydrogen peroxide solution supplied to the ion exchange tower in the hydrogen peroxide solution purification step is preferably 1 to 30 h ⁇ 1 , particularly preferably 1 to 15 h ⁇ 1 .
  • the crude hydrogen peroxide solution is purified.
  • the anion exchanger conversion step (4) is performed again, and the anion exchanger (anion exchanger (B)) packed in the ion exchange column is changed to the anion exchanger ( It is also possible to convert to A) and then perform a hydrogen peroxide purification process. That is, in the method for purifying hydrogen peroxide solution of the present invention, the anion exchanger conversion step (4) and the hydrogen peroxide solution purification step can be repeated alternately.
  • the ratio of the exchange capacity of the bicarbonate ion form to is preferably 70 equivalent% or more, particularly preferably 75 equivalent% or more, more preferably 80 equivalent% or more.
  • the total proportion of ion-type exchange capacity is preferably 50 equivalent% or more, particularly preferably 60 equivalent% or more, more preferably 70 equivalent% or more, still more preferably 80 equivalent% or more, still more preferably 95 equivalent% or more, Carbon dioxide-dissolved water obtained by dissolving carbon dioxide gas in pure water or ultrapure water is brought into contact with the anion exchanger (B) until 99 equivalent% or more, more preferably 100 equivalent%.
  • a conductivity meter is installed at each of the inlet and the outlet of the ion exchange column,
  • the ratio of the carbon dioxide-dissolved water conductivity at the outlet of the ion exchange tower to the conductivity of the carbon dioxide-dissolved water at the inlet is 90% or more. Until 95% or more, carbon dioxide-dissolved water can be supplied to the ion exchange tower.
  • the conductivity before and after contact with carbon dioxide-dissolved water to the anion exchanger is measured, the ratio of the conductivity of carbon dioxide-dissolved water after contact with respect to before contact is determined, and the ratio of the conductivity
  • the total ratio of the bicarbonate ion form and the carbonate ion form exchange capacity to the total exchange capacity of the anion exchange groups in the medium can be 80 equivalent% or more, preferably 95 equivalent% or more. It is possible to prevent the dissolved water is wasted.
  • carbon dioxide-dissolved water in which carbon dioxide is dissolved is used in order to exchange the counter anion of the anion exchanger (B) with bicarbonate ions in the anion exchanger conversion step. Since the carbon dioxide-dissolved water is weakly acidic, the carbon dioxide-dissolved water has a large proportion of monovalent bicarbonate ions. Therefore, in the anion exchanger conversion step, the anion exchanger having a very high proportion of the bicarbonate ion form, that is, the exchange of the bicarbonate ion form with respect to the sum of the bicarbonate ion form and the carbonate ion form in the anion exchanger (A).
  • An anion exchanger having a capacity ratio of 70 equivalent% or more, preferably 75 equivalent% or more, particularly preferably 80 equivalent% or more is obtained.
  • an aqueous bicarbonate solution is used for exchanging the counter anion of the anion exchanger.
  • the aqueous bicarbonate solution is weakly alkaline, divalent carbonate ions are contained in the aqueous bicarbonate solution. The ratio of increases. Therefore, in the conventional method, the ratio of the bicarbonate ion form was not so high.
  • the anion exchanger with a higher proportion of bicarbonate ion form is more hydrogen peroxide than the anion exchanger with a lower proportion of bicarbonate ion form. It is expected to be effective in improving the treatment performance for anions having high purification performance of water or other treated water, particularly low anion and low concentration ion exchange load. Then, in the present invention, by performing the anion exchanger conversion step, 70 equivalent% or more, preferably 75 equivalent% or more, particularly preferably 80 equivalents, based on the total exchange capacity of the bicarbonate ion form and the carbonate ion form.
  • An anion exchanger (A) having a very high proportion of bicarbonate ion form is obtained, so that water to be treated (hydrogen peroxide water or other anion exchanger or a mixture of anion exchanger and cation exchanger or An anion exchanger having a high purification performance of water, an aqueous solution or an organic solvent to be purified using a mixed bed, particularly an anion having a low selectivity, and a high treatment performance with respect to a low concentration ion exchange load is obtained.
  • the amount of water to be treated that can be treated before the next anion exchanger conversion step can be increased. Therefore, in the method for purifying hydrogen peroxide solution of the present invention, when the anion exchanger conversion step and the hydrogen peroxide solution purification step are repeated, the frequency of the anion exchanger conversion step can be reduced, so that Hydrogen peroxide water can be purified.
  • the anion exchanger (A) used for purification of the crude hydrogen peroxide solution is prepared using carbon dioxide-dissolved water. Since a salt such as ammonium bicarbonate is not dissolved in the carbon dioxide-dissolved water, the ammonium ion is converted after the anion exchanger is converted to a bicarbonate ion form as in the conventional method using an aqueous ammonium bicarbonate solution. No cleaning to remove is necessary. That is, in the method for purifying hydrogen peroxide solution of the present invention, after performing the anion exchanger conversion step, the hydrogen peroxide solution purification step can be performed promptly without washing the anion exchanger (A). it can. Therefore, the method for purifying hydrogen peroxide solution of the present invention can efficiently purify the hydrogen peroxide solution.
  • Example 1 As shown in FIG. 1, a PFA mesh is attached to the bottom of a PFA (tetrafluoroethylene / perfluoroalkyl vinyl ether) ion exchange tower with an inner diameter of 16 mm and a height of 30 cm. 50 mL of ESP-1 (ratio 1: 1 mixed bed, manufactured by Organo Co., Ltd.), which is a mixed bed of body (OH form) and strongly acidic cation exchanger (H form), was packed. Next, ultrapure water and carbon dioxide using gas mass flow were supplied to the gas-dissolving hollow fiber membrane, and carbon dioxide was dissolved in ultrapure water to obtain carbon dioxide-dissolved water.
  • ESP-1 ratio 1: 1 mixed bed, manufactured by Organo Co., Ltd.
  • the obtained carbon dioxide-dissolved water was supplied into a PFA ion exchange tower and passed through an ESP-1 packed bed.
  • the flow rate in the ion exchange tower made of PFA is set to 1.5 L / hour, and the supply amount of carbon dioxide gas to the gas dissolving hollow fiber membrane is adjusted so that the conductivity at the inlet of the tower is 38 ⁇ S / cm. did.
  • the flow of carbon dioxide-dissolved water is continued until the conductivity at the outlet becomes equal to the conductivity at the tower inlet (38 ⁇ S / cm) (about 90 minutes), and the mixed bed is composed of an anion exchanger and a cation exchanger.
  • A was obtained.
  • FIG. 2 shows changes in the conductivity of the carbon dioxide-dissolved water at the tower inlet and the conductivity of the carbon dioxide-dissolved water at the tower outlet at that time.
  • the conductivity of carbon dioxide water at the inlet of the tower slightly fluctuated up and down for a while after starting the supply of carbon dioxide-dissolved water to the tower, but about 45 minutes after the start of feeding. After the lapse, it became constant at 38 ⁇ S / cm.
  • ultrapure water was supplied into the ion exchange tower made of PFA for 10 minutes, and the discharged water was sampled.
  • the ammonium ions were less than 0.1 mg / L and less than the lower limit of detection.
  • the conductivity of the carbon dioxide-dissolved water at the tower inlet and the conductivity of the carbon dioxide-dissolved water at the tower outlet in FIG. 2 and the conversion rate of the anion exchange resin into the bicarbonate ion form or the bicarbonate ion form and the carbonate ion form,
  • the conductivity of the carbon dioxide-dissolved water at the tower outlet becomes 34 ⁇ S / cm
  • the conductivity of the carbon dioxide-dissolved water at the tower inlet is 38 ⁇ S / cm
  • the tower outlet relative to the tower inlet conductivity is obtained.
  • the conductivity ratio is 90%
  • the conversion rate of the anion exchange resin to bicarbonate ion form or bicarbonate ion form and carbonate ion form is 99.3%
  • the conductivity of the carbon dioxide-dissolved water at the outlet of the tower is 36 ⁇ S. / Cm
  • the carbon dioxide-dissolved water conductivity at the tower inlet is 38 ⁇ S / cm
  • the ratio of the tower outlet conductivity to the tower inlet conductivity is 95%
  • the anion exchange resin bicarbonate ion type or heavy Carbonate ion And conversion to carbonate ion form was 99.9%.
  • the conversion rate of the anion exchange resin into the bicarbonate ion form or the bicarbonate ion form and the carbonate ion form was determined as follows.
  • the load of carbon dioxide per unit time with respect to the anion exchange resin was obtained from the difference in conductivity between the tower inlet and the tower outlet, and the amount of carbon dioxide was obtained by integrating the amount of water passing through.
  • the total load of carbon dioxide at the time when the conductivity at the tower inlet and the tower outlet became the same value was obtained, and was obtained from (carbon dioxide load / total load of carbon dioxide) ⁇ 100 (%).
  • Example 2 ⁇ Purification test of hydrogen peroxide solution> Using the mixed bed A composed of the anion exchanger and the cation exchanger obtained in Example 1, a purification test of hydrogen peroxide was performed. As a sample to be purified, 35 wt% hydrogen peroxide containing 10 ppb of metals was used, and the hydrogen peroxide was passed through the mixed bed A in a downward flow at 5 ° C. and 0.5 L / hour for 4 hours. Liquid. Hydrogen peroxide water flowing out from the bottom of the packed tower was collected, and the metal content was analyzed by ICP-MS method. The results are shown in Table 2.
  • Example 3 As shown in FIG. 1, a PFA mesh is attached to the lower part of a PFA (tetrafluoroethylene and perfluoroalkyl vinyl ether) ion exchange tower having an inner diameter of 16 mm and a height of 30 cm. 50 mL of ESG4002 (OH type, manufactured by Organo Corporation), which is an anion exchange resin, was charged. Next, ultrapure water and carbon dioxide using gas mass flow were supplied to the gas-dissolving hollow fiber membrane, and carbon dioxide was dissolved in ultrapure water to obtain carbon dioxide-dissolved water. Next, the obtained carbon dioxide-dissolved water was supplied into a PFA ion exchange tower and passed through a packed bed of ESG4002.
  • ESG4002 OH type, manufactured by Organo Corporation
  • the flow rate in the ion exchange tower made of PFA is set to 3.0 L / hour, and the amount of carbon dioxide supplied to the gas-dissolving hollow fiber membrane is adjusted so that the conductivity at the inlet of the tower is 38 ⁇ S / cm. did. Then, the flow of carbon dioxide-dissolved water was continued (about 90 minutes) until the outlet conductivity was equivalent to the tower inlet conductivity (38 ⁇ S / cm) to obtain anion exchange resin A.
  • Example 4 An an acetic acid aqueous solution was passed through the anion exchange resin A adjusted under the same conditions as in Example 3 at 1.5 L / hour using a liquid pump, and the acetic acid removal performance at that time was confirmed.
  • the acetic acid concentrations at the inlet and outlet were measured using a TOC meter (GE: Sievers 900).
  • the inlet TOC concentration was constant at 24.9 ppm. The result is shown in FIG.
  • Example 5 ⁇ Purification test of hydrogen peroxide solution> Using the anion exchange resin A obtained in Example 3, a purification test of hydrogen peroxide solution was performed. As a sample to be purified, 35 wt% hydrogen peroxide containing 10 ppb of Cr and Fe, which are present as anions in the hydrogen peroxide solution, was used, and the hydrogen peroxide solution was applied to the anion exchange resin in a downward flow. The solution was passed for 4 hours at 5 ° C. and 0.5 L / hour. The hydrogen peroxide solution flowing out from the bottom of the packed tower was collected, and the contents of Cr and Fe were analyzed by ICP-MS method. As a result, it was confirmed that the outlet concentration of both Cr and Fe was less than 0.01 ppb.

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Abstract

 アニオン交換体(B)とカチオン交換体の混合物に、純水又は超純水に炭酸ガスを溶解させて得られる二酸化炭素溶解水を接触させることにより、該アニオン交換体(B)を、重炭酸イオン形又は重炭酸イオン形と炭酸イオン形を有するアニオン交換体(A)に変換して、該アニオン交換体(A)と該カチオン交換体の混合物を得るアニオン交換体変換工程(1)を有することを特徴とするアニオン交換体とカチオン交換体の混合物の製造方法。 本発明によれば、アニオン交換体とカチオン交換体の混合物中のアニオン交換体を、混合物の状態のままで、重炭酸イオン形又は重炭酸イオン形と炭酸イオン形に変換することができる。

Description

アニオン交換体、アニオン交換体とカチオン交換体の混合物、アニオン交換体とカチオン交換体とからなる混合床、それらの製造方法、及び過酸化水素水の精製方法
 本発明は、アニオン交換体、アニオン交換体とカチオン交換体の混合物、アニオン交換体とカチオン交換体とからなる混合床及びそれらの製造方法、並びに過酸化水素水の精製方法に関する。
 過酸化水素水は、紙やパルプの漂白や、工業用酸化剤、排水処理用、半導体の製造工程における洗浄剤として、幅広い分野で利用されている。なかでも、半導体製造工程におけるウエット洗浄の分野において、粒子状汚染を除去するアンモニア-過酸化水素水(RCA:SC-1)洗浄や、金属汚染をイオン化して除去する塩酸-過酸化水素水(RCA:SC-2)洗浄等において、過酸化水素水は多量に利用されている。
 このような汚染の除去を行うための超純水及び試薬には、高純度化が求められており、過酸化水素水においても、種々の不純物を極力低減した品質が要求されている。特に、鉄、アルミニウム、ナトリウム、カルシウム、マグネシウムなどの金属成分が存在すると、半導体の歩留まりを低下させる原因となることが指摘されている。
 過酸化水素水中の不純物を低減させる方法としては、イオン交換樹脂を用いた方法や、逆浸透膜を利用した方法が提案されている。イオン交換樹脂を用いる場合、アニオン交換樹脂をOH形の状態で利用すると、過酸化水素の分解反応が進行し発熱が生じたり、酸素ガスが発生するため、危険であり安全な運転ができないことから、予め炭酸イオン形や重炭酸イオン形に調整した後に、利用されている。
 特許文献1には、混床型イオン交換樹脂+吸着剤装置+混床型イオン交換樹脂を用いることで、過酸化水素水中のメタル濃度が0.1ppb以下、且つ、全有機炭素の濃度が10ppm以下である高純度の過酸化水素水が得られることが記載されている。
 特許文献2には、水素型カチオン交換樹脂+フッ素イオン型イオン交換樹脂+炭酸イオン型又は炭酸水素イオン型アニオン交換樹脂+水素型カチオン交換樹脂の順に接触させることで、過酸化水素水を高純度に精製できることが記載されている。
 特許文献3には、イオン交換樹脂を予め各金属成分濃度が0.1重量ppb以下である高純度鉱酸水溶液と接触させ、更に各金属成分濃度が0.1重量ppb以下である超純水と接触させることで、高純度の過酸化水素水が得られることが記載されている。
 特許文献4には、粗過酸化水素水を炭酸アンモニウムを用いて炭酸形としたアニオン交換樹脂又は重炭酸アンモニウムを用いて重炭酸形としたアニオン交換樹脂と接触させる方法が記載されている。
 特許文献5には、ポリアミド系又はポリビニルアルコール系の複合膜からなる逆浸透膜を用いる精製過酸化水素水の製造方法が記載されている。
特許第3715371号公報 特許第4056695号公報 特許第3171058号公報 特許第3608211号公報 特開2011-68533号公報
 特許文献1~3では、アニオン交換樹脂を重炭酸イオン形を有するアニオン交換樹脂にする場合、炭酸塩又は炭酸水素塩水溶液が一般的に用いられている。しかし、アニオン交換樹脂とカチオン交換樹脂の混合物や、アニオン交換樹脂とカチオン交換樹脂とからなる混合床の場合は、カチオン交換樹脂が存在するので、アニオン交換樹脂を重炭酸イオン形を有するアニオン交換樹脂にするために、炭酸塩又は炭酸水素塩水溶液を用いることができない。カチオン交換樹脂のカチオンが、炭酸塩又は炭酸水素塩のカチオンで交換されてしまうからである。
 特許文献4では、アニオン交換樹脂を炭酸イオン形又は重炭酸イオン形にするのに、炭酸アンモニウム又は重炭酸アンモニウムを用いているが、上記と同様、アニオン交換樹脂とカチオン交換樹脂の混合物や、アニオン交換樹脂とカチオン交換樹脂とからなる混合床の場合は、カチオン交換樹脂のカチオンが、アンモニウムイオンで交換されてしまう。また、予めアニオン交換樹脂のみを樹脂塔に充填し炭酸形又は重炭酸形とし、続いてカチオン交換樹脂と混合するのでは、作業性が悪く、また、作業時に不純物がコンタミする可能性がある。
 また、特許文献1~3では、アニオン交換樹脂を炭酸イオン形又は重炭酸イオン形にする場合に、塩濃度は5~15重量%と非常に高濃度の炭酸塩又は炭酸水素塩水溶液が用いられるのが一般的であるため、過酸化水素水中の不純物を除去し高濃度に精製したにも拘わらず、高濃度の塩を含む水溶液をイオン交換体に接触させるため、再生後十分に水洗を行っても過酸化水素水と接触させることによりナトリウム等のイオンが樹脂から溶出することになる。また、水洗に使用する純水又は超純水も多量に必要となる。
 特許文献5では、逆浸透膜を利用した方法が提案されているが、高濃度の過酸化水素水に常時接触することで、膜が劣化し、阻止率が低下するという問題がある。
 特許文献4では、上記問題を解決するため、炭酸アンモニウム又は重炭酸アンモニウムを用いているが、どちらの薬品においても、不純物である金属類等の明確な規格値が定められておらず、また、一部の金属種で規格値があったとしても、その濃度が高いといった問題点がある。更に、廃液が排出されるため、その処理も必要となる。
 そして、過酸化水素水以外でも、アニオン交換樹脂を用いて種々の機能水の精製が行われている。また、アニオン交換樹脂は、様々な用途に使用可能であるため、従来にない新規なアニオン交換体や、従来にない新規なアニオン交換体とカチオン交換体との混合物又は混合床が潜在的に求められている。
 従って、本発明は、アニオン交換体とカチオン交換体の混合物、又はアニオン交換体とカチオン交換体とからなる混合床中のアニオン交換体を、混合物又は混合床の状態のままで、重炭酸イオン形又は重炭酸イオン形と炭酸イオン形を有するアニオン交換体に変換することができるアニオン交換体とカチオン交換体の混合物の製造方法、及びアニオン交換体とカチオン交換体とからなる混合床の製造方法を提供することにある。
 また、本発明は、過酸化水素水及びその他アニオン交換体を用いて精製される水、水溶液又は有機溶媒の精製性能が高いアニオン交換体、そのようなアニオン交換体とカチオン交換体との混合物又は混合床、及びそれらの製造方法を提供することにある。
 また、本発明は、効率的な過酸化水素水の精製方法を提供することにある。
 このような上記課題は、以下の本発明によって解決される。すなわち、
(1)アニオン交換体(A)とカチオン交換体の混合物であり、
 該アニオン交換体(A)が、重炭酸イオン形(-HCO)を有するアニオン交換体、又は重炭酸イオン形(-HCO)と炭酸イオン形(-CO)とを有するアニオン交換体であること、
を特徴とするアニオン交換体とカチオン交換体の混合物。
(2)アニオン交換体(B)とカチオン交換体の混合物に、純水又は超純水に炭酸ガスを溶解させて得られる二酸化炭素溶解水を接触させることにより、該アニオン交換体(B)を、重炭酸イオン形又は重炭酸イオン形と炭酸イオン形を有するアニオン交換体(A)に変換して、該アニオン交換体(A)と該カチオン交換体の混合物を得るアニオン交換体変換工程(1)を行い得られたものであることを特徴とするアニオン交換体とカチオン交換体の混合物。
(3)前記アニオン交換体(A)が、重炭酸イオン形及び炭酸イオン形の交換容量の合計に対する重炭酸イオン形の交換容量の割合が70当量%以上であるアニオン交換体であることを特徴とする(1)又は(2)いずれかのアニオン交換体とカチオン交換体の混合物。
(4)イオン交換塔に充填されているアニオン交換体(A)とカチオン交換体とからなる混合床であり、
 該アニオン交換体(A)が、重炭酸イオン形(-HCO)を有するアニオン交換体、又は重炭酸イオン形(-HCO)と炭酸イオン形(-CO)とを有するアニオン交換体であること、
を特徴とするアニオン交換体とカチオン交換体とからなる混合床。
(5)前記アニオン交換体(A)が、重炭酸イオン形及び炭酸イオン形の交換容量の合計に対する重炭酸イオン形の交換容量の割合が70当量%以上であるアニオン交換体であることを特徴とする(4)のアニオン交換体とカチオン交換体の混合床。
(6)アニオン交換体(B)とカチオン交換体の混合物に、純水又は超純水に炭酸ガスを溶解させて得られる二酸化炭素溶解水を接触させることにより、該アニオン交換体(B)を、重炭酸イオン形又は重炭酸イオン形と炭酸イオン形を有するアニオン交換体(A)に変換して、該アニオン交換体(A)と該カチオン交換体の混合物を得るアニオン交換体変換工程(1)を有することを特徴とするアニオン交換体とカチオン交換体の混合物の製造方法。
(7)前記アニオン交換体(A)が、重炭酸イオン形及び炭酸イオン形の交換容量の合計に対する重炭酸イオン形の交換容量の割合が70当量%以上であるアニオン交換体であることを特徴とする(6)のアニオン交換体とカチオン交換体の混合物の製造方法。
(8)前記アニオン交換体変換工程(1)において、前記アニオン交換体(B)とカチオン交換体の混合物に接触させる前の二酸化炭素溶解水の導電率に対する前記アニオン交換体(B)とカチオン交換体の混合物に接触させた後の二酸化炭素溶解水の導電率の割合((接触後の導電率/接触前の導電率)×100))が、90%以上となるまで、前記アニオン交換体(B)とカチオン交換体の混合物に前記二酸化炭素溶解水を接触させることを特徴とする(6)又は(7)のアニオン交換体とカチオン交換体の混合物の製造方法。
(9)イオン交換塔に充填されているアニオン交換体(B)とカチオン交換体とからなる混合床に、純水又は超純水に炭酸ガスを溶解させて得られる二酸化炭素溶解水を接触させることにより、該アニオン交換体(B)を、重炭酸イオン形又は重炭酸イオン形と炭酸イオン形を有するアニオン交換体(A)に変換して、該アニオン交換体(A)と該カチオン交換体とからなる混合床を得るアニオン交換体変換工程(2)を有することを特徴とするアニオン交換体とカチオン交換体とからなる混合床の製造方法。
(10)前記アニオン交換体(A)が、重炭酸イオン形及び炭酸イオン形の交換容量の合計に対する重炭酸イオン形の交換容量の割合が70当量%以上であるアニオン交換体であることを特徴とする(9)のアニオン交換体とカチオン交換体とからなる混合床の製造方法。
(11)前記アニオン交換体変換工程(2)において、前記イオン交換塔の入口の二酸化炭素溶解水の導電率に対する前記イオン交換塔の出口の二酸化炭素溶解水の導電率の割合((出口導電率/入口導電率)×100))が、90%以上となるまで、前記イオン交換塔に前記二酸化炭素溶解水の供給を行うことを特徴とする(9)又は(10)のアニオン交換体とカチオン交換体とからなる混合床の製造方法。
(12)イオン交換塔に充填されているアニオン交換体(B)とカチオン交換体とからなる混合床に、純水又は超純水に炭酸ガスを溶解させて得られる二酸化炭素溶解水を接触させることにより、該アニオン交換体(B)を、重炭酸イオン形又は重炭酸イオン形と炭酸イオン形を有するアニオン交換体(A)に変換して、該アニオン交換体(A)と該カチオン交換体とからなる混合床を得るアニオン交換体変換工程(2)と、
 該イオン交換塔に、粗過酸化水素水を供給して、該アニオン交換体(A)と該カチオン交換体とからなる混合床に該粗過酸化水素水を接触させることにより、精製過酸化水素水を得る過酸化水素水精製工程と、
を有することを特徴とする過酸化水素水の精製方法。
(13)前記アニオン交換体変換工程(2)において、前記イオン交換塔の入口の二酸化炭素溶解水の導電率に対する前記イオン交換塔の出口の二酸化炭素溶解水の導電率の割合((出口導電率/入口導電率)×100))が、90%以上となるまで、前記イオン交換塔に前記二酸化炭素溶解水の供給を行うことを特徴とする(12)の過酸化水素水の精製方法。
(14)重炭酸イオン形(-HCO)を有するアニオン交換体、又は重炭酸イオン形(-HCO)と炭酸イオン形(-CO)とを有するアニオン交換体であることを特徴とするアニオン交換体。
(15)OH形アニオン交換体に、純水又は超純水に炭酸ガスを溶解させて得られる二酸化炭素溶解水を接触させて得られるアニオン交換体。
(16)前記アニオン交換体中、重炭酸イオン形及び炭酸イオン形の交換容量の合計に対する重炭酸イオン形の交換容量の割合が70当量%以上であることを特徴とする(14)又は(15)のアニオン交換体。
(17)アニオン交換体(B)に、純水又は超純水に炭酸ガスを溶解させて得られる二酸化炭素溶解水を接触させることにより、該アニオン交換体(B)を、重炭酸イオン形又は重炭酸イオン形と炭酸イオン形を有するアニオン交換体(A)に変換して、該アニオン交換体(A)を得るアニオン交換体変換工程(3)を有することを特徴とするアニオン交換体の製造方法。
(18)前記アニオン交換体(A)が、重炭酸イオン形及び炭酸イオン形の交換容量の合計に対する重炭酸イオン形の交換容量の割合が70当量%以上であることを特徴とする(17)のアニオン交換体の製造方法。
(19)前記アニオン交換体変換工程(3)において、前記アニオン交換体(B)に接触させる前の二酸化炭素溶解水の導電率に対する前記アニオン交換体(B)に接触させた後の二酸化炭素溶解水の導電率の割合((接触後の導電率/接触前の導電率)×100))が、90%以上となるまで、前記アニオン交換体(B)に前記二酸化炭素溶解水を接触させることを特徴とする(17)又は(18)のアニオン交換体の製造方法。
(20)イオン交換塔に充填されているアニオン交換体(B)に、純水又は超純水に炭酸ガスを溶解させて得られる二酸化炭素溶解水を接触させることにより、該アニオン交換体(B)を、重炭酸イオン形又は重炭酸イオン形と炭酸イオン形を有するアニオン交換体(A)に変換するアニオン交換体変換工程(4)と、
 該イオン交換塔に、粗過酸化水素水を供給して、該アニオン交換体(A)に該粗過酸化水素水を接触させることにより、精製過酸化水素水を得る過酸化水素水精製工程と、
を有することを特徴とする過酸化水素水の精製方法。
(21)前記アニオン交換体変換工程(4)と前記過酸化水素水精製工程とを、交互に繰り返すことを特徴とする(20)の過酸化水素水の精製方法。
(22)前記アニオン交換体変換工程(4)において、前記イオン交換塔の入口の二酸化炭素溶解水の導電率に対する前記イオン交換塔の出口の二酸化炭素溶解水の導電率の割合((出口導電率/入口導電率)×100))が、90%以上となるまで、前記イオン交換塔に前記二酸化炭素溶解水の供給を行うことを特徴とする(20)又は(21)の過酸化水素水の精製方法。
 本発明によれば、アニオン交換体とカチオン交換体の混合物、又はアニオン交換体とカチオン交換体とからなる混合床中のアニオン交換体を、混合物又は混合床の状態のままで、重炭酸イオン形又は重炭酸イオン形と炭酸イオン形を有するアニオン交換体に変換することができるアニオン交換体とカチオン交換体の混合物の製造方法、及びアニオン交換体とカチオン交換体とからなる混合床の製造方法を提供することができる。
 また、本発明は、過酸化水素水及びその他アニオン交換体を用いて精製される水、水溶液又は有機溶媒の精製性能が高いアニオン交換体、そのようなアニオン交換体とカチオン交換体との混合物又は混合床、及びそれらの製造方法を提供することができる。
 また、本発明によれば、効率的な過酸化水素水の精製方法を提供することができる。
実施例のフロー図である。 実施例における塔入口及び塔出口の二酸化炭素溶解水の導電率の変化を示すグラフである。 実施例及び比較例の酢酸除去の経時変化を示すグラフである。
 本発明のアニオン交換体とカチオン交換体の混合物は、アニオン交換体(A)とカチオン交換体の混合物であり、
 該アニオン交換体(A)が、重炭酸イオン形(-HCO)を有するアニオン交換体、又は重炭酸イオン形(-HCO)と炭酸イオン形(-CO)とを有するアニオン交換体であること、
を特徴とするアニオン交換体とカチオン交換体の混合物である。
 また、本発明のアニオン交換体とカチオン交換体の混合床は、イオン交換塔に充填されているアニオン交換体(A)とカチオン交換体とからなる混合床であり、
 該アニオン交換体(A)が、重炭酸イオン形(-HCO)を有するアニオン交換体、又は重炭酸イオン形(-HCO)と炭酸イオン形(-CO)とを有するアニオン交換体であること、
を特徴とするアニオン交換体とカチオン交換体とからなる混合床である。
 本発明のアニオン交換体とカチオン交換体の混合物又は本発明のアニオン交換体とカチオン交換体とからなる混合床に係るアニオン交換体(A)は、重炭酸イオン形(-HCO)を有するアニオン交換体、又は重炭酸イオン形(-HCO)と炭酸イオン形(-CO)とを有するアニオン交換体、すなわち、対アニオンが重炭酸イオン(-HCOイオン)であるアニオン交換基を有するアニオン交換体、又は対アニオンが重炭酸イオン(-HCOイオン)であるアニオン交換基と対アニオンが炭酸イオン(-COイオン)であるアニオン交換基とを有するアニオン交換体である。アニオン交換体(A)は、基体が樹脂であり、その樹脂にアニオン交換基が導入されているアニオン交換体であり、スチレン系のゲル形又はMR形のアニオン交換樹脂、有機多孔質アニオン交換体である。なお、本明細書中では、重炭酸イオン形(R-HCO)、炭酸イオン形(R-CO)との表記をしているが、実際の使用状況においては、重炭酸イオン形はR-HCO と、炭酸イオン形はR-CO 2-と解離している。
 本発明のアニオン交換体とカチオン交換体の混合物又は本発明のアニオン交換体とカチオン交換体とからなる混合床に係るアニオン交換体(A)中、重炭酸イオン形及び炭酸イオン形の交換容量の合計に対する重炭酸イオン形の交換容量の割合((重炭酸形アニオン交換基の当量数/(重炭酸形のアニオン交換基の当量数+炭酸形アニオン交換基の当量数))×100)は、好ましくは70当量%以上、特に好ましくは75当量%以上、より好ましくは80当量%以上である。重炭酸イオン形及び炭酸イオン形の合計に対する重炭酸イオン形の交換容量の割合が上記範囲にあることにより、過酸化水素水及びその他アニオン交換体を用いて精製される水、水溶液又は有機溶媒の精製性能が高くなる点で好ましい。
 本発明のアニオン交換体とカチオン交換体の混合物又は本発明のアニオン交換体とカチオン交換体とからなる混合床に係るアニオン交換体(A)は、精製に悪影響を及ぼさない程度であれば、重炭酸イオン形及び炭酸イオン形以外のイオン形を有していてもよく、アニオン交換体の総交換容量に対する重炭酸イオン形及び炭酸イオン形の交換容量の合計の割合(((重炭酸形のアニオン交換基の当量数+炭酸形アニオン交換基の当量数)/総アニオン交換基の当量数)×100)が、50当量%以上であることが好ましく、60当量%以上であることが特に好ましく、70当量%以上であることがより好ましく、80当量%以上であることが更に好ましく、95当量%以上であることが更に好ましく、99当量%以上であることが更に好ましく、100当量%であることが更に好ましい。総交換容量に対する重炭酸イオン形及び炭酸イオン形の交換容量の合計の割合が上記範囲にあることにより、過酸化水素水及びその他アニオン交換体を用いて精製される水、水溶液又は有機溶媒の精製性能が高くなる点で、好ましい。
 本発明のアニオン交換体とカチオン交換体の混合物又は本発明のアニオン交換体とカチオン交換体とからなる混合床に係るアニオン交換体(A)が重炭酸イオン形及び炭酸イオン形以外のイオン形を有する場合、そのようなイオン形としては、Cl形、OH形等が挙げられる。なお、アニオン交換体(A)中のOH形の存在量が多過ぎると、過酸化水素水を精製するときに、過酸化水素の分解反応が進行し易くなるため、アニオン交換体(A)が過酸化水素の精製用に用いられる場合は、アニオン交換体(A)中、総交換容量に対するOH形の交換容量の割合は、好ましくは1当量%以下、特に好ましくは0.1当量%以下、より好ましくは0当量%である。
 本発明のアニオン交換体とカチオン交換体の混合物又は本発明のアニオン交換体とカチオン交換体とからなる混合床に係るアニオン交換体(A)において、アニオン交換基が導入されている樹脂としては、スチレン-ジビニルベンゼン共重合体が好ましい。
 本発明のアニオン交換体とカチオン交換体の混合物又は本発明のアニオン交換体とカチオン交換体とからなる混合床に係るアニオン交換体(A)としては、4級アンモニウム基を官能基として有し、そのアンモニウム基の窒素原子に結合する基がアルキル基だけの強塩基性I型、4級アンモニウム基を官能基として有し、そのアンモニウム基の窒素原子に結合する基がアルキル基及びアルカノール基である強塩基性II型、第1~第3アミノ基を官能基として有する弱塩基性が挙げられ、これらのうち、強塩基性I型アニオン交換体が好ましい。
 本発明のアニオン交換体とカチオン交換体の混合物又は本発明のアニオン交換体とカチオン交換体とからなる混合床に係るアニオン交換体(A)が粒状のアニオン交換樹脂である場合は、アニオン交換樹脂の平均粒径は、好ましくは0.2~1.0mm、特に好ましくは0.4~0.8mmである。また、本発明のアニオン交換体とカチオン交換体の混合物又は本発明のアニオン交換体とカチオン交換体とからなる混合床に係るアニオン交換体(A)が有機多孔質アニオン交換体である場合には、有機多孔質アニオン交換体の構造は、多数の気泡状のマクロポア同士が重なり合い、この重なる部分が開口となっている連通孔が、樹脂からなる骨格中に形成されている構造、すなわち、連続マクロポア構造である。
 本発明のアニオン交換体とカチオン交換体の混合物及び本発明のアニオン交換体とカチオン交換体とからなる混合床に係るカチオン交換体は、基体が樹脂であり、その樹脂にカチオン交換基が導入されているカチオン交換体であり、スチレン系のゲル形又はMR形のカチオン交換樹脂、有機多孔質イオン交換体である。カチオン交換体において、カチオン交換基が導入されている樹脂としては、スチレン-ジビニルベンゼン共重合体が好ましい。
 本発明のアニオン交換体とカチオン交換体の混合物及び本発明のアニオン交換体とカチオン交換体とからなる混合床に係るカチオン交換体において、樹脂に導入されているカチオン交換基としては、スルホン酸基が挙げられる。
 本発明のアニオン交換体とカチオン交換体の混合物及び本発明のアニオン交換体とカチオン交換体とからなる混合床に係るカチオン交換体が粒状のカチオン交換樹脂の場合、カチオン交換樹脂の平均粒径は、好ましくは0.2~1.0mm、特に好ましくは0.4~0.8mmである。また、本発明のアニオン交換体とカチオン交換体の混合物及び本発明のアニオン交換体とカチオン交換体とからなる混合床に係るカチオン交換体が有機多孔質カチオン交換体の場合、有機多孔質アニオン交換体の構造は、多数の気泡状のマクロポア同士が重なり合い、この重なる部分が開口となっている連通孔が、樹脂からなる骨格中に形成されている構造、すなわち、連続マクロポア構造である。
 本発明のアニオン交換体とカチオン交換体の混合物において、アニオン交換体(A)とカチオン交換体の混合物とは、粒状のアニオン交換樹脂(A)と粒状のカチオン交換樹脂とが混ざり合ったものを指す。
 本発明のアニオン交換体とカチオン交換体とからなる混合床において、アニオン交換体(A)とカチオン交換体からなる混合床には、(i)粒状のアニオン交換樹脂(A)と粒状のカチオン交換樹脂とが混ざり合った混合物で1つの床が形成されているもの、すなわち、混床と、(ii)粒状のアニオン交換樹脂(A)、有機多孔質アニオン交換体(A)等のアニオン交換体(A)で形成されている層と、粒状のカチオン交換樹脂、有機多孔質カチオン交換体等のカチオン交換体で形成されている層と、からなるもの、すなわち、アニオン交換体(A)層とカチオン交換体層とからなる複層床と、がある。
 本発明のアニオン交換体とカチオン交換体の混合物の製造方法は、アニオン交換体(B)とカチオン交換体の混合物に、純水又は超純水に炭酸ガスを溶解させて得られる二酸化炭素溶解水を接触させることにより、該アニオン交換体(B)を、重炭酸イオン形又は重炭酸イオン形と炭酸イオン形を有するアニオン交換体(A)に変換して、該アニオン交換体(A)と該カチオン交換体の混合物を得るアニオン交換体変換工程(1)を有することを特徴とするアニオン交換体とカチオン交換体の混合物の製造方法である。
 また、本発明のアニオン交換体とカチオン交換体とからなる混合床の製造方法は、イオン交換塔に充填されているアニオン交換体(B)とカチオン交換体とからなる混合床に、純水又は超純水に炭酸ガスを溶解させて得られる二酸化炭素溶解水を接触させることにより、該アニオン交換体(B)を、重炭酸イオン形又は重炭酸イオン形と炭酸イオン形を有するアニオン交換体(A)に変換して、該アニオン交換体(A)と該カチオン交換体とからなる混合床を得るアニオン交換体変換工程(2)を有することを特徴とするアニオン交換体とカチオン交換体とからなる混合床の製造方法である。
 本発明のアニオン交換体とカチオン交換体の混合物の製造方法と、本発明のアニオン交換体とカチオン交換体とからなる混合床の製造方法とでは、二酸化炭素溶解水を接触させるのが、前者は、アニオン交換体(B)とカチオン交換体の混合物であるのに対し、後者は、イオン交換塔に充填されているアニオン交換体(B)とカチオン交換体とからなる混合床である点で異なるものの、カチオン交換体がアニオン交換体(B)と共に存在している状態で、アニオン交換体(B)に二酸化炭素溶解水を接触させて、アニオン交換体(B)を、重炭酸イオン形又は重炭酸イオン形と炭酸イオン形を有するアニオン交換体(A)に変換する点は同様である。
 アニオン交換体変換工程(1)は、アニオン交換体(B)とカチオン交換体の混合物に、二酸化炭素溶解水を接触させることにより、混合物中のアニオン交換体(B)を重炭酸イオン形又は重炭酸イオン形と炭酸イオン形を有するアニオン交換体(A)に変換する工程である。また、アニオン交換体変換工程(2)は、イオン交換塔に充填されているアニオン交換体(B)とカチオン交換体とからなる混合床に、二酸化炭素溶解水を接触させることにより、混合床中のアニオン交換体(B)をアニオン交換体(A)に変換する工程である。なお、アニオン交換体(B)とカチオン交換体の混合物とは、粒状のアニオン交換樹脂(B)と粒状のカチオン交換樹脂とが混ざり合ったものを指す。また、アニオン交換体(B)とカチオン交換体からなる混合床には、(i)粒状のアニオン交換樹脂(B)と粒状のカチオン交換樹脂とが混ざり合った混合物で1つの床が形成されているもの、すなわち、混床と、(ii)粒状のアニオン交換樹脂(B)、有機多孔質アニオン交換体(B)等のアニオン交換体(B)で形成されている層と、粒状のカチオン交換樹脂、有機多孔質カチオン交換体等のカチオン交換体で形成されている層と、からなるもの、すなわち、アニオン交換体(B)層とカチオン交換体層とからなる複層床と、がある。
 アニオン交換体変換工程(1)又はアニオン交換体変換工程(2)に係るアニオン交換体(B)は、重炭酸イオン形又は重炭酸イオン形と炭酸イオン形を有するアニオン交換体(A)に変換する前のアニオン交換体である。粗過酸化水素水の精製を強塩基性のアニオン交換体であるOHイオン形アニオン交換体(アニオン交換基の対アニオンがOHイオンであるアニオン交換体)を用いて行うと、OHイオン形アニオン交換体との接触中に過酸化水素の分解が起こってしまう。また、粗過酸化水素水の精製をClイオン形アニオン交換体(アニオン交換基の対アニオンがClイオンであるアニオン交換体)を用いて行おうとしても、対象イオンとのイオン交換反応により処理液中にClイオンが流出するため、精製を行うことができない。そのため、本発明のアニオン交換体とカチオン交換体の混合物の製造方法又は本発明のアニオン交換体とカチオン交換体とからなる混合床の製造方法では、アニオン交換体を、重炭酸イオン形又は重炭酸イオン形と炭酸イオン形を有するアニオン交換体(A)に変換する。
 そして、アニオン交換体変換工程(1)では、OHイオン形、Clイオン形等のアニオン交換体、つまり、重炭酸イオン形又は重炭酸イオン形と炭酸イオン形を有するアニオン交換体(A)への変換前のアニオン交換体(アニオン交換体(B))とカチオン交換体の混合物に、二酸化炭素溶解水を接触させて、混合物中のアニオン交換体(B)を、重炭酸イオン形又は重炭酸イオン形と炭酸イオン形を有するアニオン交換体(A)に変換する。また、重炭酸イオン形又は重炭酸イオン形と炭酸イオン形を有するアニオン交換体(A)とカチオン交換体の混合物を用いて、被処理水(過酸化水素水又はその他のアニオン交換体とカチオン交換体の混合物を用いて精製される水又は水溶液)の精製を続けると、混合物中のアニオン交換体(A)の重炭酸イオンが、被処理水中の不純物アニオンに交換される。そのため、ある程度、被処理水の精製を続けた後は、不純物アニオンでイオン交換されたアニオン交換体を、重炭酸イオン形又は重炭酸イオン形と炭酸イオン形を有するアニオン交換体(A)に再生することもできる。本発明においては、このような、最初の被処理水の精製を行う前に、重炭酸イオン形又は重炭酸イオン形と炭酸イオン形を有するアニオン交換体(A)を得るために行うアニオン交換体変換工程(1)において、アニオン交換体(A)へ変換される前のアニオン交換体と、ある程度、過酸化水素水等の被処理水の精製を行うことにより、被処理水中の不純物イオンでイオン交換され、再度、アニオン交換体変換工程(1)に供せられるアニオン交換体の両方を、重炭酸イオン形又は重炭酸イオン形と炭酸イオン形を有するアニオン交換体(A)への変換前のアニオン交換体(B)とする。
 また、アニオン交換体変換工程(2)では、イオン交換塔に充填されており、OHイオン形、Clイオン形等のアニオン交換体、つまり、重炭酸イオン形又は重炭酸イオン形と炭酸イオン形を有するアニオン交換体(A)への変換前のアニオン交換体(アニオン交換体(B))とカチオン交換体とからなる混合床に、二酸化炭素溶解水を接触させて、混合床中のアニオン交換体(B)を、重炭酸イオン形又は重炭酸イオン形と炭酸イオン形を有するアニオン交換体(A)に変換する。また、重炭酸イオン形又は重炭酸イオン形と炭酸イオン形を有するアニオン交換体(A)とカチオン交換体とからなる混合床を用いて、被処理水(過酸化水素水又はその他のアニオン交換体とカチオン交換体とからなる混合床を用いて精製される水又は水溶液)の精製を続けると、混合床中のアニオン交換体(A)の重炭酸イオンが、被処理水中の不純物アニオンに交換される。そのため、ある程度、被処理水の精製を続けた後は、不純物アニオンでイオン交換されたアニオン交換体を、重炭酸イオン形又は重炭酸イオン形と炭酸イオン形を有するアニオン交換体(A)に再生する必要がある。本発明においては、このような、最初の被処理水の精製を行う前に、重炭酸イオン形又は重炭酸イオン形と炭酸イオン形を有するアニオン交換体(A)を得るために行うアニオン交換体変換工程(2)において、アニオン交換体(A)へ変換される前のアニオン交換体と、ある程度、過酸化水素水等の被処理水の精製を行うことにより、被処理水中の不純物イオンでイオン交換され、再度、アニオン交換体変換工程(2)に供せられるアニオン交換体の両方を、重炭酸イオン形又は重炭酸イオン形と炭酸イオン形を有するアニオン交換体(A)への変換前のアニオン交換体(B)とする。
 アニオン交換体変換工程(1)又はアニオン交換体変換工程(2)に係るアニオン交換体(A)は、重炭酸イオン形(-HCO)を有するアニオン交換体であるか、又は重炭酸イオン形(-HCO)と炭酸イオン形(-CO)とを有するアニオン交換体である。アニオン交換体(A)の総交換容量に対する重炭酸イオン形及び炭酸イオン形の交換容量の合計の割合は、特に制限されないが、好ましくは50当量%以上、特に好ましくは60当量%以上、より特に好ましくは70当量%以上、更に好ましくは80当量%以上、更に好ましくは95当量%以上、更に好ましくは99当量%以上、更に好ましくは100当量%であり、アニオン交換体(A)の重炭酸イオン形及び炭酸イオン形の交換容量の合計に対する重炭酸イオン形の交換容量の割合は、好ましくは70当量%以上、特に好ましくは75当量%以上、より好ましくは80当量%以上である。
 アニオン交換体変換工程(1)又はアニオン交換体変換工程(2)に係るアニオン交換体(B)は、基体が樹脂であり、その樹脂にアニオン交換基が導入されているアニオン交換体であり、スチレン系のゲル形又はMR形のアニオン交換樹脂、有機多孔質アニオン交換体である。アニオン交換体(B)において、アニオン交換基が導入されている樹脂としては、スチレン-ジビニルベンゼン共重合体が好ましい。
 アニオン交換体変換工程(1)又はアニオン交換体変換工程(2)に係るアニオン交換体(B)としては、4級アンモニウム基を官能基として有し、そのアンモニウム基の窒素原子に結合する基がアルキル基だけの強塩基性I型、4級アンモニウム基を官能基として有し、そのアンモニウム基の窒素原子に結合する基がアルキル基及びアルカノール基である強塩基性II型、第1~第3アミノ基を官能基として有する弱塩基性が挙げられ、これらのうち、強塩基性I型アニオン交換体が好ましい。また、アニオン交換体変換工程(1)又はアニオン交換体変換工程(2)に係るアニオン交換体(B)としては、OH形が好ましい。
 アニオン交換体変換工程(1)又はアニオン交換体変換工程(2)に係るアニオン交換体(B)が粒状のアニオン交換樹脂の場合は、アニオン交換樹脂の平均粒径は、好ましくは0.2~1.0mm、特に好ましくは0.4~0.8mmである。アニオン交換体変換工程(1)又はアニオン交換体変換工程(2)に係るアニオン交換樹脂(B)が有機多孔質アニオン交換体の場合、有機多孔質アニオン交換体の構造は、多数の気泡状のマクロポア同士が重なり合い、この重なる部分が開口となっている連通孔が、樹脂からなる骨格中に形成されている構造、すなわち、連続マクロポア構造である。
 アニオン交換体変換工程(1)又はアニオン交換体変換工程(2)に係るカチオン交換体は、基体が樹脂であり、その樹脂にカチオン交換基が導入されているカチオン交換体であり、スチレン系のゲル形又はMR形のカチオン交換体である。カチオン交換体において、カチオン交換基が導入されている樹脂としては、スチレン-ジビニルベンゼン共重合体が好ましい。
 アニオン交換体変換工程(1)又はアニオン交換体変換工程(2)に係るカチオン交換体において、樹脂に導入されているカチオン交換基としては、スルホン酸基が挙げられる。
 アニオン交換体変換工程(1)又はアニオン交換体変換工程(2)に係るカチオン交換体が粒状のカチオン交換樹脂の場合は、カチオン交換樹脂の平均粒径は、好ましくは0.2~1.0mm、特に好ましくは0.4~0.8mmである。アニオン交換体変換工程(1)又はアニオン交換体変換工程(2)に係るカチオン交換樹脂が有機多孔質カチオン交換体の場合、有機多孔質カチオン交換体の構造は、多数の気泡状のマクロポア同士が重なり合い、この重なる部分が開口となっている連通孔が、樹脂からなる骨格中に形成されている構造、すなわち、連続マクロポア構造である。
 アニオン交換体変換工程(1)又はアニオン交換体変換工程(2)に係る二酸化炭素溶解水は、純水又は超純水に炭酸ガスを溶解させて得られたものである。純水又は超純水は、原水からイオン及び非イオン性物質を除去する純水製造装置又は超純水製造装置により原水を処理して得られる純水又は超純水であり、抵抗率1.0MΩ・cm以上の純水、好ましくは抵抗率10MΩ・cm以上の超純水、特に好ましくは抵抗率18MΩ・cm以上の超純水が好適である。
 アニオン交換体変換工程(1)又はアニオン交換体変換工程(2)に係る二酸化炭素溶解水中の炭酸ガス濃度は、純水または超純水中に炭酸ガスが溶解できる濃度であれば良いが、好ましくは1~2000mg/L、特に好ましくは20~2000mg/Lである。二酸化炭素の溶解濃度が高いほど、短時間での処理が可能となり、使用水量も低減させることができる。
 二酸化炭素溶解水を得る方法、すなわち、純水又は超純水に炭酸ガスを溶解させる方法としては、特に制限されず、電子部品部材類の洗浄用途向けに利用されている機能水の製造方法が挙げられる。例えば、中空糸膜を用いて炭酸ガスを溶解させる方法、配管内に直接炭酸ガスをバブリングする方法、炭酸ガスを注入後にスタティックミキサーなどの分散手段を用いて溶解させる方法、ガス溶解槽に超純水を供給するポンプの上流側に炭酸ガスを供給し、ポンプ内の撹拌によって溶解させる方法等が挙げられる。二酸化炭素を飽和濃度まで効率よく溶解させるために、中空糸膜を用いて炭酸ガスを溶解させることが好ましい。炭酸ガスの供給のために、ガスボンベを用いる場合、ガス供給配管中に、0.5μm以下の微粒子を除去するための微粒子除去フィルターを設けることが好ましく、0.2μm以下の微粒子を除去するための微粒子除去フィルターを設けることが特に好ましい。
 二酸化炭素溶解水の調製において、純水又は超純水に溶解させる炭酸ガスの供給量は、ガス用マスフローコントローラーにより制御される。また、二酸化炭素濃度は、導電率計を用いることにより、連続的に監視される。
 アニオン交換体変換工程(1)又はアニオン交換体変換工程(2)で、アニオン交換体(B)とカチオン交換体の混合物又はアニオン交換体(B)とカチオン交換体とからなる混合床に、二酸化炭素溶解水を接触させるときの温度は、低温であればある程二酸化炭素の溶解度が高くなるので好ましい、ただ、エネルギー消費の観点から、好ましくは5~40℃、特に好ましくは10~30℃である。また、アニオン交換体変換工程(2)で、アニオン交換体(B)とカチオン交換体とからなる混合床が充填されているイオン交換塔に、二酸化炭素溶解水を通水する場合は、ワンパスでイオン交換塔に二酸化炭素溶解水を供給しても良いが、純水又は超純水の使用量を低減させるため、循環用のタンク及びポンプをイオン交換塔の後段に設け、使用後の水を再び二酸化炭素溶解水の調製用の原水として循環利用することができる。また、使用する水を循環させて利用する場合は、導電率計の値をフィードバックし、炭酸ガス供給量を制御することで、炭酸ガス供給量を削減することができる。
 そして、アニオン交換体変換工程(1)を行うことにより、アニオン交換体(B)とカチオン交換体の混合物中のアニオン交換体(B)の対アニオンの全部又は一部が重炭酸イオン(-HCO)又は炭酸イオン(-CO)に交換されて、重炭酸イオン形又は重炭酸イオン形と炭酸イオン形を有するアニオン交換体(A)に変換される。また、アニオン交換体変換工程(2)を行うことにより、アニオン交換体(B)とカチオン交換体とからなる混合床中のアニオン交換体(B)の対アニオンの全部又は一部が重炭酸イオン(-HCO)又は炭酸イオン(-CO)に交換されて、重炭酸イオン形又は重炭酸イオン形と炭酸イオン形を有するアニオン交換体(A)に変換される。
 アニオン交換体変換工程(1)又はアニオン交換体変換工程(2)に係るアニオン交換体(A)は、重炭酸イオン形(-HCO)を有するアニオン交換体であるか、又は重炭酸イオン形(-HCO)と炭酸イオン形(-CO)とを有するアニオン交換体、すなわち、対アニオンが重炭酸イオン(-HCOイオン)であるアニオン交換基を有するアニオン交換体、又は対アニオンが重炭酸イオン(-HCOイオン)であるアニオン交換基と対アニオンが炭酸イオン(-COイオン)であるアニオン交換基とを有するアニオン交換体である。なお、本明細書中では、重炭酸イオン形(R-HCO)、炭酸イオン形(R-CO)との表記をしているが、実際の使用状況においては、重炭酸イオン形はR-HCO と、炭酸イオン形はR-CO 2-と解離している。
 そして、アニオン交換体変換工程(1)又はアニオン交換体変換工程(2)に係るアニオン交換体(A)中、アニオン交換体の総交換容量に対する重炭酸イオン形及び炭酸イオン形の交換容量の合計の割合は、特に制限されないが、好ましくは50当量%以上、特に好ましくは60当量%以上、より好ましくは70当量%以上、更に好ましくは80当量%以上、更に好ましくは95当量%以上、更に好ましくは99当量%以上、更に好ましくは100当量%である。つまり、アニオン交換体変換工程(1)又はアニオン交換体変換工程(2)では、アニオン交換体(A)の総交換容量に対する重炭酸イオン形及び炭酸イオン形の交換容量の合計の割合が、好ましくは50当量%以上、特に好ましくは60当量%以上、より好ましくは70当量%以上、更に好ましくは80当量%以上、更に好ましくは95当量%以上、更に好ましくは99当量%以上、更に好ましくは100当量%となるまで、アニオン交換体(B)とカチオン交換体の混合物又はアニオン交換体(B)とカチオン交換体とからなる混合床に、純水又は超純水に炭酸ガスを溶解させて得られる二酸化炭素溶解水を接触させる。
 アニオン交換体変換工程(1)又はアニオン交換体変換工程(2)に係るアニオン交換体(A)中、重炭酸イオン形及び炭酸イオン形の交換容量の合計に対する重炭酸イオン形の交換容量の割合は、好ましくは70当量%以上、特に好ましくは75当量%以上、より好ましくは80当量%以上である。重炭酸イオン形は、炭酸イオン形より選択係数が低いため、特に選択性が低い陰イオンや、低濃度のイオン交換負荷に対する処理性能の向上において効果があり、アニオン交換体中の重炭酸イオン形の割合が多い程、過酸化水素水及びその他の被処理水の精製性能が高くなる。つまり、アニオン交換体(A)中の重炭酸イオン形及び炭酸イオン形の交換容量の合計に対する重炭酸イオン形の交換容量の割合が上記範囲にあることにより、過酸化水素水又はその他の被処理水の精製性能が高くなる点で好ましい。
 アニオン交換体変換工程(1)では、例えば、アニオン交換体(B)とカチオン交換体の混合物を、二酸化炭素溶解水の供給管と排出管が付設されている容器内に入れ、容器内に二酸化炭素溶解水を供給しながら、容器内の水を容器外へ排出すること等により、連続的に、アニオン交換体(B)とカチオン交換体の混合物に、二酸化炭素溶解水を接触させることができるが、この場合において、二酸化炭素溶解水の供給管と排出管のそれぞれに導電率計を設置等により、アニオン交換体(B)とカチオン交換体の混合物に接触させる前後の二酸化炭素溶解水の導電率を測定し、アニオン交換体(B)とカチオン交換体の混合物に接触させる前の二酸化炭素溶解水の導電率に対するアニオン交換体(B)とカチオン交換体の混合物に接触させた後の二酸化炭素溶解水の導電率の割合((接触後の導電率/接触前の導電率)×100))が、90%以上となるまで、好ましくは95%以上となるまで、アニオン交換体(B)とカチオン交換体の混合物に二酸化炭素溶解水を接触させる。アニオン交換体(B)とカチオン交換体の混合物への接触前後の二酸化炭素溶解水の導電率の比の変化を求めながら、アニオン交換体(B)とカチオン交換体の混合物に二酸化炭素溶解水を接触させることにより、アニオン交換体変換工程(1)の終了時点を把握し易くなる。アニオン交換体変換工程(1)では、アニオン交換体(B)とカチオン交換体の混合物への二酸化炭素溶解水の接触を開始してからしばらくの間は、アニオン交換体(B)の重炭酸イオン形又は炭酸イオン形へのイオン交換に、二酸化炭素溶解水中の二酸化炭素(二酸化炭素が水に溶解して生成する重炭酸イオン又は炭酸イオン)の大部分が消費されるため、二酸化炭素溶解水中の重炭酸イオン又は炭酸イオンの濃度が非常に低くなる。そのため、アニオン交換体(B)とカチオン交換体の混合物への二酸化炭素溶解水の接触を開始してからしばらくの間は、アニオン交換体(B)とカチオン交換体の混合物に接触後の二酸化炭素溶解水の導電率は非常に低い。その後、重炭酸イオン形又は炭酸イオン形へのイオン交換を続けて、アニオン交換体中に、重炭酸イオン形又は炭酸イオン形にイオン交換されたアニオン交換基が多くなってくると、重炭酸イオン形又は炭酸イオン形へのイオン交換のために消費される二酸化炭素の量が徐々に減ってくる。そのため、アニオン交換体(B)とカチオン交換体の混合物に接触後の二酸化炭素溶解水中の重炭酸イオン又は炭酸イオンの濃度が徐々に高くなってくるので、アニオン交換体(B)とカチオン交換体の混合物に接触後の二酸化炭素溶解水の導電率は徐々に高くなってくる。そして、アニオン交換体(B)とカチオン交換体の混合物に接触させる前の二酸化炭素溶解水の導電率に対するアニオン交換体(B)とカチオン交換体の混合物に接触させた後の二酸化炭素溶解水の導電率の割合((接触後の導電率/接触前の導電率)×100))が上記範囲となった時点で、アニオン交換体(B)中のアニオン交換基の大部分が重炭酸イオン形又は炭酸イオン形に変換された、すなわち、アニオン交換樹脂(A)が得られたと判断できる。本発明においては、アニオン交換体(B)とカチオン交換体の混合物に対してある程度の時間二酸化炭素溶解水を接触させた後に、ほとんど変動がなくなり、ほぼ一定となったときの導電率を、アニオン交換樹脂変換工程におけるアニオン交換体(B)とカチオン交換体の混合物に接触させる前の二酸化炭素溶解水の導電率とする。
 アニオン交換体変換工程(2)では、イオン交換塔の入口と出口のそれぞれに導電率計を設置して、イオン交換塔の入口の二酸化炭素溶解水の導電率に対するイオン交換塔の出口の二酸化炭素溶解水の導電率の割合((出口導電率/入口導電率)×100))が、90%以上となるまで、好ましくは95%以上となるまで、イオン交換塔に二酸化炭素溶解水の供給を行うことができる。イオン交換塔の入口と出口の二酸化炭素溶解水の導電率の比の変化を求めながら、イオン交換塔に二酸化炭素溶解水を供給することにより、アニオン交換体変換工程(2)の終了時点を把握し易くなる。アニオン交換体変換工程(2)では、アニオン交換体(B)とカチオン交換体とからなる混合床への二酸化炭素溶解水の接触を開始してからしばらくの間は、アニオン交換体(B)の重炭酸イオン形又は炭酸イオン形へのイオン交換に、二酸化炭素溶解水中の二酸化炭素(二酸化炭素が水に溶解して生成する重炭酸イオン又は炭酸イオン)の大部分が消費されるため、二酸化炭素溶解水中の重炭酸イオン又は炭酸イオンの濃度が非常に低くなる。そのため、アニオン交換体(B)とカチオン交換体とからなる混合床への二酸化炭素溶解水の接触を開始してからしばらくの間は、イオン交換塔の出口の二酸化炭素溶解水の導電率は非常に低い。その後、重炭酸イオン形又は炭酸イオン形へのイオン交換を続けて、アニオン交換体中に、重炭酸イオン形又は炭酸イオン形にイオン交換されたアニオン交換基が多くなってくると、重炭酸イオン形又は炭酸イオン形へのイオン交換のために消費される二酸化炭素の量が徐々に減ってくる。そのため、イオン交換塔の出口の二酸化炭素溶解水中の重炭酸イオン又は炭酸イオンの濃度が徐々に高くなってくるので、イオン交換塔の出口の二酸化炭素溶解水の導電率は徐々に高くなってくる。そして、イオン交換塔の入口の二酸化炭素溶解水の導電率に対するイオン交換塔の出口の二酸化炭素溶解水の導電率の割合((出口導電率/入口導電率)×100))が上記範囲となった時点で、アニオン交換体(B)中のアニオン交換基の大部分が重炭酸イオン形又は炭酸イオン形に変換された、すなわち、アニオン交換樹脂(A)が得られたと判断できる。本発明においては、アニオン交換体(B)とカチオン交換体とからなる混合床に対してある程度の時間二酸化炭素溶解水を接触させた後に、ほとんど変動がなくなり、ほぼ一定となったときの導電率を、アニオン交換樹脂変換工程におけるイオン交換塔の入口の導電率とする。
 アニオン交換体(B)とカチオン交換体の混合物又はアニオン交換体(B)とカチオン交換体とからなる混合床に、連続的に二酸化炭素溶解水を接触させて、アニオン交換体(B)をアニオン交換体(A)に変換する場合に、アニオン交換体中に存在する全アニオン交換基のうち、重炭酸イオン形又は炭酸イオン形に変換されるアニオン交換基の数が多い程性能が高くなる。そのため、アニオン交換体(B)をアニオン交換体(A)に変換する場合に、アニオン交換体中のアニオン交換基の総交換容量に対する重炭酸イオン形及び炭酸イオン形の交換容量の合計の割合が、好ましくは80当量%以上となるまで、特に好ましくは95当量%以上となるまで、アニオン交換体(B)とカチオン交換体の混合物又はアニオン交換体(B)とカチオン交換体とからなる混合床に、二酸化炭素溶解水を接触させることが好ましい。
 二酸化炭素溶解水への接触前のアニオン交換体中の全アニオン交換基のうち、重炭酸イオン形又は炭酸イオン形でないアニオン交換基の交換容量は、接触前にアニオン交換体の分析をすれば求められる。そして、供給された二酸化炭素の全てがイオン交換に使用されるならば、「二酸化炭素溶解水中の二酸化炭素濃度(当量/l)×空間速度(SV)(l/l-アニオン交換体)×通液時間(h))」の式(式(1))で計算される量(当量/l-アニオン交換体)が、アニオン交換体中の全アニオン交換基のうち、重炭酸イオン形又は炭酸イオン形でないアニオン交換基の交換容量(当量/l-アニオン交換体)になるまで、二酸化炭素溶解水をアニオン交換体に供給すれば、アニオン交換基の総交換容量に対する重炭酸イオン形及び炭酸イオン形の交換容量の合計の割合が100当量%であるアニオン交換体が得られる。しかし、実際は、供給した二酸化炭素が十分に溶解されず、規定の濃度に到達しない場合や、イオン交換平衡により一部の二酸化炭素溶解水が漏出する等の理由で、供給された二酸化炭素の全てがイオン交換に使用されることはなく、必ず、イオン交換に用いられずに排出される二酸化炭素が存在する。そのため、アニオン交換体変換工程(1)又はアニオン交換体変換工程(2)において、アニオン交換体中のアニオン交換基の総交換容量に対する重炭酸イオン形及び炭酸イオン形の交換容量の合計の割合が、80当量%以上、好ましくは95当量%以上となるようにするためには、二酸化炭素溶解水の供給量を、上記式(1)で計算される値が重炭酸イオン形又は炭酸イオン形でないアニオン交換基の交換容量になるときの二酸化炭素溶解水の供給量より過剰にする必要がある。
 ところが、アニオン交換体変換工程(1)又はアニオン交換体変換工程(2)を行っている最中に、アニオン交換体を取り出して、重炭酸イオン形及び炭酸イオン形の量の分析を行うようなことができないため、二酸化炭素溶解水の供給量による管理だけでは、どの程度、過剰量の二酸化炭素溶解水を供給すれば、丁度、アニオン交換体中のアニオン交換基の総交換容量に対する重炭酸イオン形及び炭酸イオン形の交換容量の合計の割合が、80当量%以上、好ましくは95当量%以上となるかを判断することができない。このようなことから、実際にアニオン交換基の変換を行うときには、確実にアニオン交換基の変換が行われるように、かなり過剰の二酸化炭素溶解水を供給しなければならず、多過ぎた分だけ、二酸化炭素溶解水が無駄になる。
 そこで、前述したように、アニオン交換体への二酸化炭素溶解水の接触前後の導電率を測定し、接触前に対する接触後の二酸化炭素溶解水の導電率の割合を求め、その導電率の割合の推移を観察して、90%以上となるまで、好ましくは95%以上となるまで、二酸化炭素溶解水を供給すれば、アニオン交換体中のアニオン交換基の総交換容量に対する重炭酸イオン形及び炭酸イオン形の交換容量の合計の割合が80当量%以上、好ましくは95当量%以上となる時点を把握することができ、また、多過ぎない量の二酸化炭素溶解水の供給量で、アニオン交換体中のアニオン交換基の総交換容量に対する重炭酸イオン形及び炭酸イオン形の交換容量の合計の割合を、80当量%以上、好ましくは95当量%以上とすることができ、二酸化炭素溶解水が無駄になることを防ぐことができる。
 このようにして、本発明のアニオン交換体とカチオン交換体の混合物の製造方法では、アニオン交換体変換工程(1)を行うことにより、アニオン交換体(A)とカチオン交換体の混合物を得、また、本発明のアニオン交換体とカチオン交換体とからなる混合床の製造方法では、アニオン交換体変換工程(2)を行うことにより、アニオン交換体(A)とカチオン交換体とからなる混合床を得る。そして、本発明のアニオン交換体とカチオン交換体の混合物の製造方法又は本発明のアニオン交換体とカチオン交換体とからなる混合床の製造方法では、アニオン交換体(B)中のアニオン交換基を重炭酸イオン形又は炭酸イオン形に変換するのに、炭酸塩又は炭酸水素塩水溶液を用いずに、二酸化炭素溶解水を用いるので、アニオン交換体と共に存在しているカチオン交換体のカチオン交換基のカチオンが、炭酸塩又は炭酸水素塩のカチオンで交換されることがない。
 本発明のアニオン交換体とカチオン交換体の混合物は、アニオン交換体変換工程(1)を行うことにより得られた、アニオン交換体(A)とカチオン交換体の混合物である。また、本発明のアニオン交換体とカチオン交換体とからなる混合床は、アニオン交換体変換工程(2)を行うことにより得られた、アニオン交換体(A)とカチオン交換体とからなる混合床である。
 本発明の第一の形態の過酸化水素水の精製方法は、イオン交換塔に充填されているアニオン交換体(B)とカチオン交換体とからなる混合床に、純水又は超純水に炭酸ガスを溶解させて得られる二酸化炭素溶解水を接触させることにより、該アニオン交換体(B)を、重炭酸イオン形又は重炭酸イオン形と炭酸イオン形を有するアニオン交換体(A)に変換して、該アニオン交換体(A)と該カチオン交換体とからなる混合床を得るアニオン交換体変換工程(2)と、
 該イオン交換塔に、粗過酸化水素水を供給して、該アニオン交換体(A)と該カチオン交換体とからなる混合床に該粗過酸化水素水を接触させることにより、精製過酸化水素水を得る過酸化水素水精製工程と、
を有することを特徴とする過酸化水素水の精製方法である。
 つまり、本発明の第一の形態の過酸化水素水の精製方法では、カチオン交換体がアニオン交換体(B)と共に存在している状態で、アニオン交換体(B)に二酸化炭素溶解水を接触させて、アニオン交換体(B)を、重炭酸イオン形又は重炭酸イオン形と炭酸イオン形を有するアニオン交換体(A)に変換するアニオン交換体変換工程を行い、次いで、イオン交換塔に粗過酸化水素水を供給して、粗過酸化水素水の精製を行う。
 本発明の第一の形態の過酸化水素水の精製方法に係るアニオン交換体変換工程(2)は、本発明のアニオン交換体とカチオン交換体とからなる混合床の製造方法に係るアニオン交換体変換工程(2)と同様である。よって、本発明の第一の形態の過酸化水素水の精製方法に係るアニオン交換体(B)、アニオン交換体(A)、カチオン交換体、純水、超純水、炭酸ガス、二酸化炭素溶解水、アニオン交換体(B)とカチオン交換体とからなる混合床、アニオン交換体(A)とカチオン交換体とからなる混合床は、本発明のアニオン交換体とカチオン交換体とからなる混合床の製造方法に係るアニオン交換体(B)、アニオン交換体(A)、カチオン交換体、純水、超純水、炭酸ガス、二酸化炭素溶解水、アニオン交換体(B)とカチオン交換体とからなる混合床、アニオン交換体(A)とカチオン交換体とからなる混合床と同様である。
 本発明の第一の形態の過酸化水素水の精製方法では、先ず、アニオン交換体変換工程(2)を行う。アニオン交換体変換工程(2)は、イオン交換塔に充填されているアニオン交換体(B)とカチオン交換体とからなる混合床に、二酸化炭素溶解水を接触させることにより、イオン交換塔に充填されている混合床中のアニオン交換体(B)をアニオン交換体(A)に変換する工程である。
 本発明の第一の形態の過酸化水素水の精製方法では、アニオン交換体変換工程(2)に次いで、過酸化水素水精製工程を行う。過酸化水素水精製工程は、アニオン交換体(A)とカチオン交換体とからなる混合床が充填されているイオン交換塔に、粗過酸化水素水を供給して、アニオン交換体(A)とカチオン交換体とからなる混合床に粗過酸化水素水を接触させることにより、精製過酸化水素水を得る工程である。
 過酸化水素水精製工程で、アニオン交換体(A)とカチオン交換体とからなる混合床に、粗過酸化水素水を接触させるときの温度は、好ましくは-10~25℃、特に好ましくは-5~10℃である。また、過酸化水素水精製工程で、イオン交換塔へ供給する粗過酸化水素水の空間速度(SV)は、好ましくは1~30h-1、特に好ましくは1~15h-1である。
 このようにして、本発明の第一の形態の過酸化水素水の精製方法では、粗過酸化水素水の精製を行う。
 また、本発明の第一の形態の過酸化水素水の精製方法に係る過酸化水素水精製工程を続けることにより、アニオン交換体(A)の対アニオンである重炭酸イオンの多くが、粗過酸化水素水中の不純物アニオンに交換されたときは、再び、アニオン交換体変換工程(2)を行い、イオン交換塔に充填されているアニオン交換体とカチオン交換体とからなる混合床中のアニオン交換体(アニオン交換体(B))をアニオン交換体(A)に変換し、次いで、過酸化水素水精製工程を行うこともできる。すなわち、本発明の第一の形態の過酸化水素水の精製方法では、アニオン交換体変換工程(2)と過酸化水素水精製工程とを、交互に繰り返すことができる。
 また、本発明の第一の形態の過酸化水素水の精製方法では、アニオン交換体変換工程(2)において、アニオン交換体(A)中、重炭酸イオン形及び炭酸イオン形の交換容量の合計に対する重炭酸イオン形の交換容量の割合は、好ましくは70当量%以上、特に好ましくは75当量%以上、より好ましくは80当量%以上である。また、本発明の第一の形態の過酸化水素水の精製方法では、アニオン交換体変換工程(2)において、アニオン交換体(A)の総交換容量に対する重炭酸イオン形及び炭酸イオン形の交換容量の合計の割合が、好ましくは50当量%以上、特に好ましくは60当量%以上、より好ましくは70当量%以上、更に好ましくは80当量%以上、更に好ましくは95当量%以上、更に好ましくは99当量%以上、更に好ましくは100当量%となるまで、アニオン交換体(B)とカチオン交換体とからなる混合床に、純水又は超純水に炭酸ガスを溶解させて得られる二酸化炭素溶解水を接触させる。
 また、本発明の第一の形態の過酸化水素水の精製方法では、アニオン交換体変換工程(2)において、イオン交換塔の入口と出口のそれぞれに導電率計を設置して、イオン交換塔の入口の二酸化炭素溶解水の導電率に対するイオン交換塔の出口の二酸化炭素溶解水の導電率の割合((出口導電率/入口導電率)×100))が、90%以上となるまで、好ましくは95%以上となるまで、イオン交換塔に二酸化炭素溶解水の供給を行うことができる。
 そして、前述したように、アニオン交換体への二酸化炭素溶解水の接触前後の導電率を測定し、接触前に対する接触後の二酸化炭素溶解水の導電率の割合を求め、その導電率の割合の推移を観察して、90%以上となるまで、好ましくは95%以上となるまで、二酸化炭素溶解水を供給すれば、アニオン交換体中のアニオン交換基の総交換容量に対する重炭酸イオン形及び炭酸イオン形の交換容量の合計の割合が80当量%以上、好ましくは95当量%以上となる時点を把握することができ、また、多過ぎない量の二酸化炭素溶解水の供給量で、アニオン交換体中のアニオン交換基の総交換容量に対する重炭酸イオン形及び炭酸イオン形の交換容量の合計の割合を、80当量%以上、好ましくは95当量%以上とすることができ、二酸化炭素溶解水が無駄になることを防ぐことができる。
 本発明のアニオン交換体は、重炭酸イオン形(-HCO)を有するアニオン交換体、又は重炭酸イオン形(-HCO)と炭酸イオン形(-CO)とを有するアニオン交換体であることを特徴とするアニオン交換体である。つまり、本発明のアニオン交換体は、前述した本発明のアニオン交換体とカチオン交換体の混合物又は本発明のアニオン交換体とカチオン交換体とからなる混合床に係るアニオン交換体(A)と同様である。以下、本発明のアニオン交換体を、アニオン交換体(A)とも記載する。
 本発明のアニオン交換体(アニオン交換体(A))は、重炭酸イオン形(-HCO)を有するアニオン交換体、又は重炭酸イオン形(-HCO)と炭酸イオン形(-CO)とを有するアニオン交換体、すなわち、対アニオンが重炭酸イオン(-HCOイオン)であるアニオン交換基を有するアニオン交換体、又は対アニオンが重炭酸イオン(-HCOイオン)であるアニオン交換基と対アニオンが炭酸イオン(-COイオン)であるアニオン交換基とを有するアニオン交換体である。アニオン交換体(A)は、基体が樹脂であり、その樹脂にアニオン交換基が導入されているアニオン交換体であり、スチレン系のゲル形又はMR形のアニオン交換樹脂、有機多孔質アニオン交換体である。なお、本明細書中では、重炭酸イオン形(R-HCO)、炭酸イオン形(R-CO)との表記をしているが、実際の使用状況においては、重炭酸イオン形はR-HCO と、炭酸イオン形はR-CO 2-と解離している。
 本発明のアニオン交換体(アニオン交換体(A))中、重炭酸イオン形及び炭酸イオン形の交換容量の合計に対する重炭酸イオン形の交換容量の割合は、好ましくは70当量%以上、特に好ましくは75当量%以上、より好ましくは80当量%以上である。重炭酸イオン形及び炭酸イオン形の合計に対する重炭酸イオン形の交換容量の割合が上記範囲にあることにより、過酸化水素水及びその他アニオン交換体を用いて精製される水、水溶液又は有機溶媒の精製性能が高くなる点で好ましい。
 本発明のアニオン交換体(アニオン交換体(A))は、精製に悪影響を及ぼさない程度であれば、重炭酸イオン形及び炭酸イオン形以外のイオン形を有していてもよく、アニオン交換体中のアニオン交換基の総交換容量に対する重炭酸イオン形及び炭酸イオン形の交換容量の合計の割合が、50当量%以上であることが好ましく、60当量%以上であることが特に好ましく、70当量%以上であることがよりこのましく、80当量%以上であることが更に好ましく、95当量%以上であることが更に好ましく、99当量%以上であることが更に好ましく、100当量%であることが更に好ましい。総交換容量に対する重炭酸イオン形及び炭酸イオン形の交換容量の合計の割合が上記範囲にあることにより、過酸化水素水及びその他アニオン交換体を用いて精製される水、水溶液又は有機溶媒の精製性能が高くなる点で、好ましい。
 本発明のアニオン交換体(アニオン交換体(A))が重炭酸イオン形及び炭酸イオン形以外のイオン形を有する場合、そのようなイオン形としては、Cl形、OH形等が挙げられる。なお、アニオン交換体(A)中のOH形の存在量が多過ぎると、過酸化水素水を精製するときに、過酸化水素の分解反応が進行し易くなるため、アニオン交換体(A)が過酸化水素の精製用に用いられる場合は、アニオン交換体(A)中、総交換容量に対するOH形の交換容量の割合は、好ましくは1当量%以下、特に好ましくは0.1当量%以下、より好ましくは0当量%である。
 本発明のアニオン交換体(アニオン交換体(A))において、アニオン交換基が導入されている樹脂としては、スチレン-ジビニルベンゼン共重合体が好ましい。
 本発明のアニオン交換体(アニオン交換体(A))としては、4級アンモニウム基を官能基として有し、そのアンモニウム基の窒素原子に結合する基がアルキル基だけの強塩基性I型、4級アンモニウム基を官能基として有し、そのアンモニウム基の窒素原子に結合する基がアルキル基及びアルカノール基である強塩基性II型、第1~第3アミノ基を官能基として有する弱塩基性が挙げられ、これらのうち、強塩基性I型アニオン交換体が好ましい。
 本発明のアニオン交換体(アニオン交換体(A))が粒状のアニオン交換樹脂である場合は、アニオン交換樹脂の平均粒径は、好ましくは0.2~1.0mm、特に好ましくは0.4~0.8mmである。また、本発明のアニオン交換体(アニオン交換体(A))が有機多孔質アニオン交換体である場合には、有機多孔質アニオン交換体の構造は、多数の気泡状のマクロポア同士が重なり合い、この重なる部分が開口となっている連通孔が、樹脂からなる骨格中に形成されている構造、すなわち、連続マクロポア構造である。
 本発明のアニオン交換体の製造方法は、アニオン交換体(B)に、純水又は超純水に炭酸ガスを溶解させて得られる二酸化炭素溶解水を接触させることにより、該アニオン交換体(B)を、重炭酸イオン形又は重炭酸イオン形と炭酸イオン形を有するアニオン交換体(A)に変換して、該アニオン交換体(A)を得るアニオン交換体変換工程(3)を有することを特徴とするアニオン交換体の製造方法である。
 本発明のアニオン交換体の製造方法に係るアニオン交換体変換工程(3)は、アニオン交換体(B)に、二酸化炭素溶解水を接触させることにより、アニオン交換体(B)を重炭酸イオン形又は重炭酸イオン形と炭酸イオン形を有するアニオン交換体(A)に変換する工程である。
 アニオン交換体変換工程(3)に係るアニオン交換体(B)は、重炭酸イオン形又は重炭酸イオン形と炭酸イオン形を有するアニオン交換体(A)に変換する前のアニオン交換体である。粗過酸化水素水の精製を強塩基性のアニオン交換体であるOHイオン形アニオン交換体(アニオン交換基の対アニオンがOHイオンであるアニオン交換体)を用いて行うと、OHイオン形アニオン交換体との接触中に過酸化水素の分解が起こってしまう。また、粗過酸化水素水の精製をClイオン形アニオン交換体(アニオン交換基の対アニオンがClイオンであるアニオン交換体)を用いて行おうとしても、対象イオンとのイオン交換反応により処理液中にClイオンが流出するため、精製を行うことができない。そのため、本発明のアニオン交換体の製造方法では、アニオン交換体を、重炭酸イオン形又は重炭酸イオン形と炭酸イオン形を有するアニオン交換体(A)に変換する。
 そして、アニオン交換体変換工程(3)では、OHイオン形、Clイオン形等のアニオン交換体、好ましくはOH形のアニオン交換体、つまり、重炭酸イオン形又は重炭酸イオン形と炭酸イオン形を有するアニオン交換体(A)への変換前のアニオン交換体(アニオン交換体(B))に、二酸化炭素溶解水を接触させて、アニオン交換体(B)を、重炭酸イオン形又は重炭酸イオン形と炭酸イオン形を有するアニオン交換体(A)に変換する。また、重炭酸イオン形又は重炭酸イオン形と炭酸イオン形を有するアニオン交換体(A)を用いて、被処理水(過酸化水素水又はその他のアニオン交換体を用いて精製される水又は水溶液)の精製を続けると、アニオン交換体(A)の重炭酸イオンが、被処理水中の不純物アニオンに交換される。そのため、ある程度、被処理水の精製を続けた後は、不純物アニオンでイオン交換されたアニオン交換体を、重炭酸イオン形又は重炭酸イオン形と炭酸イオン形を有するアニオン交換体(A)に再生することもできる。本発明においては、このような、最初の被処理水の精製を行う前に、重炭酸イオン形又は重炭酸イオン形と炭酸イオン形を有するアニオン交換体(A)を得るために行うアニオン交換体変換工程(3)において、アニオン交換体(A)へ変換される前のアニオン交換体と、ある程度、過酸化水素水等の被処理水の精製を行うことにより、被処理水中の不純物イオンでイオン交換され、再度、アニオン交換体変換工程(3)に供せられるアニオン交換体の両方を、重炭酸イオン形又は重炭酸イオン形と炭酸イオン形を有するアニオン交換体(A)への変換前のアニオン交換体(B)とする。
 アニオン交換体変換工程(3)に係るアニオン交換体(A)、つまり、アニオン交換体変換工程(3)を行い得られるアニオン交換体は、重炭酸イオン形(-HCO)を有するアニオン交換体であるか、又は重炭酸イオン形(-HCO)と炭酸イオン形(-CO)とを有するアニオン交換体である。アニオン交換体(A)のアニオン交換基の総交換容量に対する重炭酸イオン形及び炭酸イオン形の交換容量の合計の割合は、特に制限されないが、好ましくは50当量%以上、特に好ましくは60当量%以上、より好ましくは70当量%以上、更に好ましくは80当量%以上、更に好ましくは95当量%以上、更に好ましくは99当量%以上、更に好ましくは100当量%であり、アニオン交換体(A)の重炭酸イオン形及び炭酸イオン形の交換容量の合計に対する重炭酸イオン形の交換容量の割合は、好ましくは70当量%以上、特に好ましくは75当量%以上、より好ましくは80当量%以上であるアニオン交換体である。
 アニオン交換体変換工程(3)に係るアニオン交換体(B)体は、基体が樹脂であり、その樹脂にアニオン交換基が導入されているアニオン交換体であり、スチレン系のゲル形又はMR形のアニオン交換樹脂、有機多孔質アニオン交換体である。アニオン交換体(B)において、アニオン交換基が導入されている樹脂としては、スチレン-ジビニルベンゼン共重合体が好ましい。
 アニオン交換体変換工程(3)に係るアニオン交換体(B)としては、4級アンモニウム基を官能基として有し、そのアンモニウム基の窒素原子に結合する基がアルキル基だけの強塩基性I型、4級アンモニウム基を官能基として有し、そのアンモニウム基の窒素原子に結合する基がアルキル基及びアルカノール基である強塩基性II型、第1~第3アミノ基を官能基として有する弱塩基性が挙げられ、これらのうち、強塩基性I型アニオン交換体が好ましい。アニオン交換体変換工程(3)に係るアニオン交換体(B)は、OH形が好ましい。
 アニオン交換体変換工程(3)に係るアニオン交換体(B)が粒状のアニオン交換樹脂の場合は、アニオン交換樹脂の平均粒径は、好ましくは0.2~1.0mm、特に好ましくは0.4~0.8mmである。アニオン交換体変換工程(3)に係るアニオン交換樹脂(B)が有機多孔質アニオン交換体の場合、有機多孔質アニオン交換体の構造は、多数の気泡状のマクロポア同士が重なり合い、この重なる部分が開口となっている連通孔が、樹脂からなる骨格中に形成されている構造、すなわち、連続マクロポア構造である。
 アニオン交換体変換工程(3)に係る二酸化炭素溶解水は、純水又は超純水に炭酸ガスを溶解させて得られたものである。純水又は超純水は、原水からイオン及び非イオン性物質を除去する純水製造装置又は超純水製造装置により原水を処理して得られる純水又は超純水であり、抵抗率1.0MΩ・cm以上の純水、好ましくは抵抗率10MΩ・cm以上の超純水、特に好ましくは抵抗率18MΩ・cm以上の超純水が好適である。
 アニオン交換体変換工程(3)に係る二酸化炭素溶解水中の炭酸ガス濃度は、純水または超純水中に炭酸ガスが溶解できる濃度であれば良いが、好ましくは1~2000mg/L、特に好ましくは20~2000mg/Lである。二酸化炭素の溶解濃度が高いほど、短時間での処理が可能となり、使用水量も低減させることができる。
 二酸化炭素溶解水を得る方法、すなわち、純水又は超純水に炭酸ガスを溶解させる方法としては、特に制限されず、電子部品部材類の洗浄用途向けに利用されている機能水の製造方法が挙げられる。例えば、中空糸膜を用いて炭酸ガスを溶解させる方法、配管内に直接炭酸ガスをバブリングする方法、炭酸ガスを注入後にスタティックミキサーなどの分散手段を用いて溶解させる方法、ガス溶解槽に超純水を供給するポンプの上流側に炭酸ガスを供給し、ポンプ内の撹拌によって溶解させる方法等が挙げられる。二酸化炭素を飽和濃度まで効率よく溶解させるために、中空糸膜を用いて炭酸ガスを溶解させることが好ましい。炭酸ガスの供給のために、ガスボンベを用いる場合、ガス供給配管中に、0.5μm以下の微粒子を除去するための微粒子除去フィルターを設けることが好ましく、0.2μm以下の微粒子を除去するための微粒子除去フィルターを設けることが特に好ましい。
 二酸化炭素溶解水の調製において、純水又は超純水に溶解させる炭酸ガスの供給量は、ガス用マスフローコントローラーにより制御される。また、二酸化炭素濃度は、導電率計を用いることにより、連続的に監視される。
 アニオン交換体変換工程(3)において、アニオン交換体(B)に二酸化炭素溶解水を接触させる方法としては、特に制限されず、例えば、アニオン交換体(B)を二酸化炭素溶解水に投入して撹拌する方法、アニオン交換体(B)を、二酸化炭素溶解水の供給管及び排出管が付設された接触用の容器に入れ、その容器内に二酸化炭素溶解水を供給しつつ、容器内の水を容器外へ排出する方法、イオン交換塔に充填し、そのイオン交換塔に二酸化炭素溶解水を供給する方法等が挙げられる。アニオン交換体変換工程(3)において、アニオン交換体(B)に、二酸化炭素溶解水を接触させるときの温度は、低温であればある程二酸化炭素の溶解度が高くなるので好ましい、ただ、エネルギー消費の観点から、好ましくは5~40℃、特に好ましくは10~30℃である。また、アニオン交換体変換工程(3)で、アニオン交換体(B)が充填されているイオン交換塔に、二酸化炭素溶解水を通水する場合は、ワンパスでイオン交換塔に二酸化炭素溶解水を供給しても良いが、純水又は超純水の使用量を低減させるため、循環用のタンク及びポンプをイオン交換塔の後段に設け、使用後の水を再び二酸化炭素溶解水の調製用の原水として循環利用することができる。また、使用する水を循環させて利用する場合は、導電率計の値をフィードバックし、炭酸ガス供給量を制御することで、炭酸ガス供給量を削減することができる。
 そして、アニオン交換体変換工程(3)を行うことにより、アニオン交換体(B)の対アニオンの全部又は一部が重炭酸イオン(-HCO)又は炭酸イオン(-CO)に交換されて、重炭酸イオン形又は重炭酸イオン形と炭酸イオン形を有するアニオン交換体(A)に変換される。
 アニオン交換体変換工程(3)に係るアニオン交換体(A)は、重炭酸イオン形(-HCO)を有するアニオン交換体であるか、又は重炭酸イオン形(-HCO)と炭酸イオン形(-CO)とを有するアニオン交換体、すなわち、対アニオンが重炭酸イオン(-HCOイオン)であるアニオン交換基を有するアニオン交換体、又は対アニオンが重炭酸イオン(-HCOイオン)であるアニオン交換基と対アニオンが炭酸イオン(-COイオン)であるアニオン交換基とを有するアニオン交換体である。なお、本明細書中では、重炭酸イオン形(R-HCO)、炭酸イオン形(R-CO)との表記をしているが、実際の使用状況においては、重炭酸イオン形はR-HCO と、炭酸イオン形はR-CO 2-と解離している。
 そして、アニオン交換体変換工程(3)に係るアニオン交換体(A)中、アニオン交換基の総交換容量に対する重炭酸イオン形及び炭酸イオン形の交換容量の合計の割合は、特に制限されないが、好ましくは50当量%以上、特に好ましくは60当量%以上、より好ましくは70当量%以上、更に好ましくは80当量%以上、更に好ましくは95当量%以上、更に好ましくは99当量%以上、更に好ましくは100当量%である。つまり、アニオン交換体変換工程(3)では、アニオン交換体(A)中のアニオン交換基の総交換容量に対する重炭酸イオン形及び炭酸イオン形の交換容量の合計の割合が、好ましくは50当量%以上、特に好ましくは60当量%以上、より好ましくは70当量%以上、更に好ましくは80当量%以上、更に好ましくは95当量%以上、更に好ましくは99当量%以上、更に好ましくは100当量%となるまで、アニオン交換体(B)に、純水又は超純水に炭酸ガスを溶解させて得られる二酸化炭素溶解水を接触させる。
 アニオン交換体変換工程(3)に係るアニオン交換体(A)中、重炭酸イオン形及び炭酸イオン形の交換容量の合計に対する重炭酸イオン形の交換容量の割合が、好ましくは70当量%以上、特に好ましくは75当量%以上、より好ましくは80当量%以上である。重炭酸イオン形は、炭酸イオン形より選択係数が低いため、特に選択性が低い陰イオンや、低濃度のイオン交換負荷に対する処理性能の向上において効果があり、アニオン交換体中の重炭酸イオン形の割合が多い程、過酸化水素水及びその他の被処理水の精製性能が高くなる。つまり、アニオン交換体(A)中の重炭酸イオン形及び炭酸イオン形の合計に対する重炭酸イオン形の交換容量の割合が上記範囲にあることにより、過酸化水素水又はその他の被処理水の精製性能が高くなる点で好ましい。
 アニオン交換体変換工程(3)では、アニオン交換体(B)を、二酸化炭素溶解水の供給管と排出管が付設されている容器内に入れ、容器内に二酸化炭素溶解水を供給しながら、容器内の水を容器外へ排出することや、イオン交換塔にアニオン交換体(B)を充填し、イオン交換塔に二酸化炭素溶解水を供給しながら、イオン交換塔内の水を塔外へ排出すること等により、連続的に、アニオン交換体(B)に、二酸化炭素溶解水を接触させることができるが、この場合において、アニオン交換体(B)に接触させる前と接触させた後の二酸化炭素溶解水の導電率を測定して、アニオン交換体(B)に接触させる前の二酸化炭素溶解水の導電率に対するアニオン交換体(B)に接触させた後の二酸化炭素溶解水の導電率の割合((接触後の導電率/接触前の導電率)×100))が、90%以上となるまで、好ましくは95%以上となるまで、アニオン交換体(B)に二酸化炭素溶解水を接触させる。アニオン交換体(B)への接触前後の二酸化炭素溶解水の導電率の比の変化を求めながら、アニオン交換体(B)に二酸化炭素溶解水を接触させることにより、アニオン交換体変換工程(3)の終了時点を把握し易くなる。アニオン交換体変換工程(3)では、アニオン交換体(B)への二酸化炭素溶解水の接触を開始してからしばらくの間は、アニオン交換樹脂(B)の重炭酸イオン形又は炭酸イオン形へのイオン交換に、二酸化炭素溶解水中の二酸化炭素(二酸化炭素が水に溶解して生成する重炭酸イオン又は炭酸イオン)の大部分が消費されるため、二酸化炭素溶解水中の重炭酸イオン又は炭酸イオンの濃度が非常に低くなる。そのため、アニオン交換体(B)への二酸化炭素溶解水の接触を開始してからしばらくの間は、アニオン交換体(B)に接触後の二酸化炭素溶解水の導電率は非常に低い。その後、重炭酸イオン形又は炭酸イオン形へのイオン交換を続けて、アニオン交換樹脂中に、重炭酸イオン形又は炭酸イオン形にイオン交換されたアニオン交換基が多くなってくると、重炭酸イオン形又は炭酸イオン形へのイオン交換のために消費される二酸化炭素の量が徐々に減ってくる。そのため、アニオン交換体(B)に接触後の二酸化炭素溶解水中の重炭酸イオン又は炭酸イオンの濃度が徐々に高くなってくるので、アニオン交換体(B)に接触後の二酸化炭素溶解水の導電率は徐々に高くなってくる。そして、アニオン交換体(B)に接触させる前の二酸化炭素溶解水の導電率に対するアニオン交換体(B)に接触させた後の二酸化炭素溶解水の導電率の割合((接触後の導電率/接触前の導電率)×100))が上記範囲となった時点で、アニオン交換体(B)中のアニオン交換基の大部分が重炭酸イオン形又は炭酸イオン形に変換された、すなわち、アニオン交換樹脂(A)が得られたと判断できる。本発明においては、アニオン交換体(B)に対してある程度の時間二酸化炭素溶解水を接触させた後に、ほとんど変動がなくなり、ほぼ一定となったときの導電率を、アニオン交換樹脂変換工程(3)におけるアニオン交換体(B)に接触させる前の二酸化炭素溶解水の導電率とする。
 アニオン交換体(B)に、連続的に二酸化炭素溶解水を接触させて、アニオン交換体(B)をアニオン交換体(A)に変換する場合に、アニオン交換体変換工程(1)又はアニオン交換体変換工程(2)と同様に、アニオン交換体中に存在する全アニオン交換基のうち、重炭酸イオン形又は炭酸イオン形に変換されるアニオン交換基の数が多い程性能が高くなるので、アニオン交換体(B)をアニオン交換体(A)に変換する場合に、アニオン交換体中のアニオン交換基の総交換容量に対する重炭酸イオン形及び炭酸イオン形の合計の交換容量の割合が、好ましくは80当量%以上、特に好ましくは95当量%以上となるまで、アニオン交換体(B)に、二酸化炭素溶解水を接触させることが好ましい。
 前述したように、二酸化炭素溶解水への接触前のアニオン交換体中の全アニオン交換基のうち、重炭酸イオン形又は炭酸イオン形でないアニオン交換基の交換容量は、接触前にアニオン交換体の分析をすれば求められる。そして、供給された二酸化炭素の全てがイオン交換に使用されるならば、「二酸化炭素溶解水中の二酸化炭素濃度(当量/l)×空間速度(SV)(l/l-アニオン交換体)×通液時間(h))」の式(式(1))で計算される量(当量/l-アニオン交換体)が、アニオン交換体中の全アニオン交換基のうち、重炭酸イオン形又は炭酸イオン形でないアニオン交換基の交換容量(当量/l-アニオン交換体)になるまで、二酸化炭素溶解水をアニオン交換体に供給すれば、アニオン交換基の総交換容量に対する重炭酸イオン形及び炭酸イオン形の交換容量の合計の割合が100当量%であるアニオン交換体が得られる。しかし、実際は、供給した二酸化炭素が十分に溶解されず、規定の濃度に到達しない場合や、イオン交換平衡により一部の二酸化炭素溶解水が漏出する等の理由で、供給された二酸化炭素の全てがイオン交換に使用されることはなく、必ず、イオン交換に用いられずに排出される二酸化炭素が存在する。そのため、アニオン交換体変換工程(3)において、アニオン交換体中のアニオン交換基の総交換容量に対する重炭酸イオン形及び炭酸イオン形の交換容量の合計の割合が、80当量%以上、好ましくは95当量%以上となるようにするためには、二酸化炭素溶解水の供給量を、上記式(1)で計算される値が重炭酸イオン形又は炭酸イオン形でないアニオン交換基の交換容量になるときの二酸化炭素溶解水の供給量より過剰にする必要がある。
 ところが、アニオン交換体変換工程(3)を行っている最中に、アニオン交換体を取り出して、重炭酸イオン形及び炭酸イオン形の量の分析を行うようなことができないため、二酸化炭素溶解水の供給量による管理だけでは、どの程度、過剰量の二酸化炭素溶解水を供給すれば、丁度、アニオン交換体中のアニオン交換基の総交換容量に対する重炭酸イオン形及び炭酸イオン形の交換容量の合計の割合が、80当量%以上、好ましくは95当量%以上となるかを判断することができない。このようなことから、実際にアニオン交換基の変換を行うときには、確実にアニオン交換基の変換が行われるように、かなり過剰の二酸化炭素溶解水を供給しなければならず、多過ぎた分だけ、二酸化炭素溶解水が無駄になる。
 そこで、前述したように、アニオン交換体への二酸化炭素溶解水の接触前後の導電率を測定し、接触前に対する接触後の二酸化炭素溶解水の導電率の割合を求め、その導電率の割合の推移を観察して、90%以上となるまで、好ましくは95%以上となるまで、二酸化炭素溶解水を供給すれば、アニオン交換体中のアニオン交換基の総交換容量に対する重炭酸イオン形及び炭酸イオン形の交換容量の合計の割合が80当量%以上、好ましくは95当量%以上となる時点を把握することができ、また、多過ぎない量の二酸化炭素溶解水の供給量で、アニオン交換体中のアニオン交換基の総交換容量に対する重炭酸イオン形及び炭酸イオン形の交換容量の合計の割合を、80当量%以上、好ましくは95当量%以上とすることができ、二酸化炭素溶解水が無駄になることを防ぐことができる。
 本発明の第二の形態の過酸化水素水の精製方法は、イオン交換塔に充填されているアニオン交換体(B)に、純水又は超純水に炭酸ガスを溶解させて得られる二酸化炭素溶解水を接触させることにより、該アニオン交換体(B)を、重炭酸イオン形又は重炭酸イオン形と炭酸イオン形を有するアニオン交換体(A)に変換して、該アニオン交換体(A)を得るアニオン交換体変換工程(4)と、
 該イオン交換塔に、粗過酸化水素水を供給して、該アニオン交換体(A)に該粗過酸化水素水を接触させることにより、精製過酸化水素水を得る過酸化水素水精製工程と、
を有することを特徴とする過酸化水素水の精製方法である。
 本発明の第二の形態の過酸化水素水の精製方法に係るアニオン交換体変換工程(4)のアニオン交換体(B)、アニオン交換体(A)、純水、超純水、炭酸ガス、二酸化炭素溶解水は、本発明のアニオン交換体の製造方法に係るアニオン交換体変換工程(3)のアニオン交換体(B)、アニオン交換体(A)、純水、超純水、炭酸ガス、二酸化炭素溶解水と同様である。
 本発明の第二の形態の過酸化水素水の精製方法では、先ず、アニオン交換体変換工程(4)を行う。アニオン交換体変換工程(4)は、イオン交換塔に充填されているアニオン交換体(B)に、二酸化炭素溶解水を接触させることにより、イオン交換塔に充填されているアニオン交換体(B)をアニオン交換体(A)に変換する工程である。アニオン交換体変換工程(4)は、アニオン変換工程(3)のアニオン交換体(B)への二酸化炭素溶解水の接触方法のうち、イオン交換塔にアニオン交換体(B)を充填し、アニオン交換体(B)が充填されているイオン交換塔に、二酸化炭素溶解水を供給することにより、アニオン交換体(B)への二酸化炭素溶解水の接触を行う方法である。
 本発明の第二の形態の過酸化水素水の精製方法では、アニオン交換体変換工程(4)に次いで、過酸化水素水精製工程を行う。過酸化水素水精製工程は、アニオン交換体(A)が充填されているイオン交換塔に、粗過酸化水素水を供給して、アニオン交換体(A)に粗過酸化水素水を接触させることにより、精製過酸化水素水を得る工程である。
 過酸化水素水精製工程で、アニオン交換体(A)に、粗過酸化水素水を接触させるときの温度は、好ましくは-10~25℃、特に好ましくは-5~10℃である。また、過酸化水素水精製工程で、イオン交換塔へ供給する粗過酸化水素水の空間速度(SV)は、好ましくは1~30h-1、特に好ましくは1~15h-1である。
 このようにして、本発明の第二の形態の過酸化水素水の精製方法では、粗過酸化水素水の精製を行う。
 また、本発明の第二の形態の過酸化水素水の精製方法に係る過酸化水素水精製工程を続けることにより、アニオン交換体(A)の対アニオンである重炭酸イオンの多くが、粗過酸化水素水中の不純物アニオンに交換されたときは、再び、アニオン交換体変換工程(4)を行い、イオン交換塔に充填されているアニオン交換体(アニオン交換体(B))をアニオン交換体(A)に変換し、次いで、過酸化水素水精製工程を行うこともできる。すなわち、本発明の過酸化水素水の精製方法では、アニオン交換体変換工程(4)と過酸化水素水精製工程とを、交互に繰り返すことができる。
 また、本発明の第二の形態の過酸化水素水の精製方法では、アニオン交換体変換工程(4)において、アニオン交換体(A)中、重炭酸イオン形及び炭酸イオン形の交換容量の合計に対する重炭酸イオン形の交換容量の割合は、好ましくは70当量%以上、特に好ましくは75当量%以上、より好ましくは80当量%以上である。また、本発明の第二の形態の過酸化水素水の精製方法では、アニオン交換体変換工程(4)において、アニオン交換体(A)のアニオン交換基の総交換容量に対する重炭酸イオン形及び炭酸イオン形の交換容量の合計の割合が、好ましくは50当量%以上、特に好ましくは60当量%以上、より好ましくは70当量%以上、更に好ましくは80当量%以上、更に好ましくは95当量%以上、更に好ましくは99当量%以上、更に好ましくは100当量%となるまで、アニオン交換体(B)に、純水又は超純水に炭酸ガスを溶解させて得られる二酸化炭素溶解水を接触させる。
 また、本発明の第二の形態の過酸化水素水の精製方法では、アニオン交換体変換工程(4)において、イオン交換塔の入口と出口のそれぞれに導電率計を設置して、イオン交換塔の入口の二酸化炭素溶解水の導電率に対するイオン交換塔の出口の二酸化炭素溶解水の導電率の割合((出口導電率/入口導電率)×100))が、90%以上となるまで、好ましくは95%以上となるまで、イオン交換塔に二酸化炭素溶解水の供給を行うことができる。
 そして、前述したように、アニオン交換体への二酸化炭素溶解水の接触前後の導電率を測定し、接触前に対する接触後の二酸化炭素溶解水の導電率の割合を求め、その導電率の割合の推移を観察して、90%以上となるまで、好ましくは95%以上となるまで、二酸化炭素溶解水を供給すれば、アニオン交換体中のアニオン交換基の総交換容量に対する重炭酸イオン形及び炭酸イオン形の交換容量の合計の割合が80当量%以上、好ましくは95当量%以上となる時点を把握することができ、また、多過ぎない量の二酸化炭素溶解水の供給量で、アニオン交換体中のアニオン交換基の総交換容量に対する重炭酸イオン形及び炭酸イオン形の交換容量の合計の割合を、80当量%以上、好ましくは95当量%以上とすることができ、二酸化炭素溶解水が無駄になることを防ぐことができる。
 本発明では、アニオン交換体変換工程で、アニオン交換体(B)の対アニオンを、重炭酸イオンに交換するために、二酸化炭素が溶解している二酸化炭素溶解水を用いている。この二酸化炭素溶解水は弱酸性であるため、二酸化炭素溶解水中には1価の重炭酸イオンの割合が多い。そのため、アニオン交換体変換工程では、重炭酸イオン形の割合が非常に高いアニオン交換体、すなわち、アニオン交換体(A)中の重炭酸イオン形及び炭酸イオン形の合計に対する重炭酸イオン形の交換容量の割合が、70当量%以上、好ましくは75当量%以上、特に好ましくは80当量%以上であるアニオン交換体が得られる。
 一方、従来法では、アニオン交換体の対アニオンの交換に、炭酸水素塩水溶液が用いられていたが、炭酸水素塩水溶液は弱アルカリ性であるため、炭酸水素塩水溶液中には2価の炭酸イオンの割合が多くなる。そのため、従来法では、重炭酸イオン形の割合がそれほど高くなかった。
 そして、重炭酸イオン形は、炭酸イオン形に比べ、イオン交換し易いので、重炭酸イオン形の割合が多いアニオン交換体は、重炭酸イオン形の割合が低いアニオン交換体に比べ、過酸化水素水又はその他の被処理水の精製性能が高く、特に選択性が低い陰イオンや、低濃度のイオン交換負荷に対する処理性能の向上において効果が期待される。そうすると、本発明では、アニオン交換体変換工程を行うことにより、重炭酸イオン形及び炭酸イオン形の交換容量の合計に対して、70当量%以上、好ましくは75当量%以上、特に好ましくは80当量%以上と、重炭酸イオン形の割合が非常に高いアニオン交換体(A)が得られるので、被処理水(過酸化水素水又はその他のアニオン交換体やアニオン交換体とカチオン交換体の混合物又は混合床を用いて精製される水、水溶液又は有機溶媒)の精製性能が高い、特に選択性が低い陰イオンや、低濃度のイオン交換負荷に対する処理性能が高いアニオン交換体が得られる。
 このようなことから、次のアニオン交換体変換工程を行うまでに処理することができる被処理水の量を多くすることができる。よって、本発明の過酸化水素水の精製方法において、アニオン交換体変換工程と過酸化水素水精製工程とを繰り返す場合、アニオン交換体変換工程を行う頻度を少なくすることができるので、効率的に過酸化水素水の精製を行うことができる。
 また、本発明の過酸化水素水の精製方法では、粗過酸化水素水の精製に用いるアニオン交換体(A)を、二酸化炭素溶解水を用いて調製している。二酸化炭素溶解水には、重炭酸アンモニウムのような塩は溶解していないので、従来の重炭酸アンモニウム水溶液を用いる方法のように、アニオン交換体を重炭酸イオン形に変換した後に、アンモニウムイオンを除去する洗浄は必要ない。つまり、本発明の過酸化水素水の精製方法では、アニオン交換体変換工程を行った後、アニオン交換体(A)の洗浄を行うことなく、速やかに、過酸化水素水精製工程を行うことができる。よって、本発明の過酸化水素水の精製方法は、効率的に、過酸化水素水の精製を行うことができる。
 以下、本発明を実施例に基づき詳細に説明する。ただし、本発明は、以下の実施例に制限されるものではない。
(実施例1)
 図1に示すように、内径16mm、高さ30cmのPFA(テトラフルオロエチレンとパーフルオロアルキルビニルエーテルの共重合体)製イオン交換塔に、下部にPFAメッシュを取り付け、塔内に強塩基性アニオン交換体(OH形)と強酸性カチオン交換体(H形)の混床であるESP-1(比率1:1混床、オルガノ社製)を50mL充填した。次いで、超純水と、ガス用マスフローを用いて炭酸ガスとを、ガス溶解用中空糸膜に供給し、炭酸ガスを超純水に溶解させて、二酸化炭素溶解水を得た。次いで、得られた二酸化炭素溶解水を、PFA製イオン交換塔内に供給し、ESP-1充填層に通液させた。その際、PFA製イオン交換塔での通液流速を1.5L/時間とし、塔入口の導電率が38μS/cmとなるように、ガス溶解用中空糸膜への炭酸ガスの供給量を調節した。そして、出口の導電率が塔入口の導電率と同等(38μS/cm)となるまで、二酸化炭素溶解水の通液を続け(約90分間)、アニオン交換体とカチオン交換体とからなる混床Aを得た。そのときの塔入口の二酸化炭素溶解水の導電率と塔出口の二酸化炭素溶解水の導電率の変化を、図2に示す。なお、図2では、塔への二酸化炭素溶解水の供給を開始してからしばらくの間は、塔入口の二酸化炭素水の導電率が上下に少し変動していたものの、供給開始後45分程度経過後は、38μS/cmで一定となった。
 次いで、PFA製イオン交換塔内に超純水を10分間供給し、排出水をサンプリングした。排出水中のアンモニウムイオンの含有量を測定したところ、アンモニウムイオンは0.1mg/L未満と検出下限未満であった。
 次いで、アニオン交換体とカチオン交換体とからなる混床A中のアニオン交換体の炭酸形又は重炭酸形へのイオン変換率(%)を求めるために、硝酸ナトリウム水溶液を充填層に通液し、得られた処理液を水酸化ナトリウム(指示薬:フェノールフタレイン及びメチルレッド混合指示薬)を用いて、中和滴定を行った。その結果を表1に示す。
 また、図2における塔入口の二酸化炭素溶解水の導電率及び塔出口の二酸化炭素溶解水の導電率と、アニオン交換樹脂の重炭酸イオン形又は重炭酸イオン形と炭酸イオン形への変換率との関係を求めたところ、塔出口の二酸化炭素溶解水の導電率が34μS/cmとなった時点では、塔入口の二酸化炭素溶解水の導電率は38μS/cm、塔入口の導電率に対する塔出口の導電率の割合は90%、アニオン交換樹脂の重炭酸イオン形又は重炭酸イオン形と炭酸イオン形への変換率は99.3%であり、塔出口の二酸化炭素溶解水の導電率が36μS/cmとなった時点では、塔入口の二酸化炭素溶解水の導電率は38μS/cm、塔入口の導電率に対する塔出口の導電率の割合は95%、アニオン交換樹脂の重炭酸イオン形又は重炭酸イオン形と炭酸イオン形への変換率は99.9%であった。なお、アニオン交換樹脂の重炭酸イオン形又は重炭酸イオン形と炭酸イオン形への変換率は、以下の通り求めた。まず、塔入口及び塔出口の導電率の差から、アニオン交換樹脂に対する単位時間あたりの二酸化炭素の負荷量を求め、それを通水時間分積算することにより、二酸化炭素の負荷量を求めた。次いで、塔入口と塔出口の導電率が同じ値となった時点の二酸化炭素の総負荷量を求め、(二酸化炭素の負荷量/二酸化炭素の総負荷量)×100(%)により求めた。
(比較例1)
 内径16mm、高さ30cmのPFA製イオン交換塔に、下部にPFAメッシュを取り付け、塔内にI型強塩基性アニオン交換体であるESG4002(OH形、オルガノ社製)を50mL充填した。次いで、超純水に重炭酸アンモニウムを溶解させて、5%重炭酸アンモニウム水溶液を得た。次いで、得られた重炭酸アンモニウム水溶液を、通液流速0.25L/時間でPFA製イオン交換塔内に供給し、ESG4002層に3時間通液させて、アニオン交換体aを得た。
 次いで、実施例1と同様の方法で、アニオン交換体aの炭酸形又は重炭酸形へのイオン変換率(%)を求めた。その結果を表1に示す。
(比較例2)
 重炭酸アンモニウム水溶液の濃度を5%とすることに代えて0.8%とすること、及び通液流速0.25L/時間で3時間通液することに代えて通液流速0.50L/時間で6時間通液すること以外は、比較例1と同様の方法で行い、アニオン交換体bを得た。
 次いで、PFA製イオン交換塔内に超純水を5分間供給し、排出水をサンプリングした。排出水中のアンモニウムイオン濃度を測定したところ、アンモニウムイオン濃度は、770mg/Lであった。また、同様に超純水を10分間供給した際の排出水中のアンモニウムイオン濃度を測定したところ、6.6mg/Lであった。
 次いで、実施例1と同様の方法で、アニオン交換体bの炭酸形又は重炭酸形へのイオン変換率(%)を求めた。その結果を表1に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
(実施例2)
<過酸化水素水の精製試験>
 実施例1で得られたアニオン交換体とカチオン交換体とからなる混床Aを用いて、過酸化水素水の精製試験を行った。精製対象試料として、金属類を10ppb含む35重量%過酸化水素水を用い、該過酸化水素水を混床Aに、下向流にて、5℃、0.5L/時間で、4時間通液した。充填塔下部から流出する過酸化水素水を捕集し、金属類の含有量をICP-MS法にて分析した。その結果を表2に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
(実施例3)
 図1に示すように、内径16mm、高さ30cmのPFA(テトラフルオロエチレンとパーフルオロアルキルビニルエーテルの共重合体)製イオン交換塔に、下部にPFAメッシュを取り付け、塔内にI型強塩基性アニオン交換樹脂であるESG4002(OH形、オルガノ社製)を50mL充填した。次いで、超純水と、ガス用マスフローを用いて炭酸ガスとを、ガス溶解用中空糸膜に供給し、炭酸ガスを超純水に溶解させて、二酸化炭素溶解水を得た。次いで、得られた二酸化炭素溶解水を、PFA製イオン交換塔内に供給し、ESG4002充填層に通液させた。その際、PFA製イオン交換塔での通液流速を3.0L/時間とし、塔入口の導電率が38μS/cmとなるように、ガス溶解用中空糸膜への炭酸ガスの供給量を調節した。そして、出口の導電率が塔入口の導電率と同等(38μS/cm)となるまで、二酸化炭素溶解水の通液を続け(約90分間)、アニオン交換樹脂Aを得た。
 次いで、アニオン交換樹脂Aの炭酸形又は重炭酸形へのイオン変換率(%)を求めるために、硝酸ナトリウム水溶液を充填層に通液し、得られた処理液を水酸化ナトリウム(指示薬:フェノールフタレイン及びメチルレッド混合指示薬)を用いて、中和滴定を行った。その結果を表3に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
(実施例4)
 実施例3と同様の条件にて調整したアニオン交換樹脂Aに通液ポンプを用いて1.5L/時間にて酢酸水溶液を通液し、その際の酢酸除去性能を確認した。入口および出口の酢酸濃度は、TOC計(GE社製:Sievers900)を用いて測定した。なお、入口TOC濃度は24.9ppmで一定とした。その結果を図3に示す。
(比較例3)
 比較例1と同様の条件にて調整したアニオン交換樹脂aを用いたことを除いて、実施例4と同様の条件にて酢酸除去性能を確認した。その結果を図3に示す。
実施例4と比較して、酢酸がブレークするまでの時間が短く、処理性能が低い結果となった。
(実施例5)
<過酸化水素水の精製試験>
 実施例3で得られたアニオン交換樹脂Aを用いて、過酸化水素水の精製試験を行った。精製対象試料として、過酸化水素水中でアニオン形態の金属として存在するCr、Feを10ppb含む35重量%過酸化水素水を用い、該過酸化水素水を該アニオン交換樹脂に、下向流にて、5℃、0.5L/時間で、4時間通液した。充填塔下部から流出する過酸化水素水を捕集し、Cr、Feの含有量をICP-MS法にて分析した。その結果、Cr、Fe共に出口濃度が0.01ppb未満であることを確認した。
1     PFA製イオン交換塔
2     ガス溶解用中空糸膜
3     ガス用マスフロー
4     炭酸ガスボンベ
5     超純水
6     導電率計
7、8   弁

Claims (22)

  1.  アニオン交換体(A)とカチオン交換体の混合物であり、
     該アニオン交換体(A)が、重炭酸イオン形(-HCO)を有するアニオン交換体、又は重炭酸イオン形(-HCO)と炭酸イオン形(-CO)とを有するアニオン交換体であること、
    を特徴とするアニオン交換体とカチオン交換体の混合物。
  2.  アニオン交換体(B)とカチオン交換体の混合物に、純水又は超純水に炭酸ガスを溶解させて得られる二酸化炭素溶解水を接触させることにより、該アニオン交換体(B)を、重炭酸イオン形又は重炭酸イオン形と炭酸イオン形を有するアニオン交換体(A)に変換して、該アニオン交換体(A)と該カチオン交換体の混合物を得るアニオン交換体変換工程(1)を行い得られたものであることを特徴とするアニオン交換体とカチオン交換体の混合物。
  3.  前記アニオン交換体(A)が、重炭酸イオン形及び炭酸イオン形の交換容量の合計に対する重炭酸イオン形の交換容量の割合が70当量%以上であるアニオン交換体であることを特徴とする請求項1又は2いずれか1項記載のアニオン交換体とカチオン交換体の混合物。
  4.  イオン交換塔に充填されているアニオン交換体(A)とカチオン交換体とからなる混合床であり、
     該アニオン交換体(A)が、重炭酸イオン形(-HCO)を有するアニオン交換体、又は重炭酸イオン形(-HCO)と炭酸イオン形(-CO)とを有するアニオン交換体であること、
    を特徴とするアニオン交換体とカチオン交換体とからなる混合床。
  5.  前記アニオン交換体(A)が、重炭酸イオン形及び炭酸イオン形の交換容量の合計に対する重炭酸イオン形の交換容量の割合が70当量%以上であるアニオン交換体であることを特徴とする請求項4記載のアニオン交換体とカチオン交換体の混合床。
  6.  アニオン交換体(B)とカチオン交換体の混合物に、純水又は超純水に炭酸ガスを溶解させて得られる二酸化炭素溶解水を接触させることにより、該アニオン交換体(B)を、重炭酸イオン形又は重炭酸イオン形と炭酸イオン形を有するアニオン交換体(A)に変換して、該アニオン交換体(A)と該カチオン交換体の混合物を得るアニオン交換体変換工程(1)を有することを特徴とするアニオン交換体とカチオン交換体の混合物の製造方法。
  7.  前記アニオン交換体(A)が、重炭酸イオン形及び炭酸イオン形の交換容量の合計に対する重炭酸イオン形の交換容量の割合が70当量%以上であるアニオン交換体であることを特徴とする請求項6記載のアニオン交換体とカチオン交換体の混合物の製造方法。
  8.  前記アニオン交換体変換工程(1)において、前記アニオン交換体(B)とカチオン交換体の混合物に接触させる前の二酸化炭素溶解水の導電率に対する前記アニオン交換体(B)とカチオン交換体の混合物に接触させた後の二酸化炭素溶解水の導電率の割合((接触後の導電率/接触前の導電率)×100))が、90%以上となるまで、前記アニオン交換体(B)とカチオン交換体の混合物に前記二酸化炭素溶解水を接触させることを特徴とする請求項6又は7いずれか1項記載のアニオン交換体とカチオン交換体の混合物の製造方法。
  9.  イオン交換塔に充填されているアニオン交換体(B)とカチオン交換体とからなる混合床に、純水又は超純水に炭酸ガスを溶解させて得られる二酸化炭素溶解水を接触させることにより、該アニオン交換体(B)を、重炭酸イオン形又は重炭酸イオン形と炭酸イオン形を有するアニオン交換体(A)に変換して、該アニオン交換体(A)と該カチオン交換体とからなる混合床を得るアニオン交換体変換工程(2)を有することを特徴とするアニオン交換体とカチオン交換体とからなる混合床の製造方法。
  10.  前記アニオン交換体(A)が、重炭酸イオン形及び炭酸イオン形の交換容量の合計に対する重炭酸イオン形の交換容量の割合が70当量%以上であるアニオン交換体であることを特徴とする請求項9記載のアニオン交換体とカチオン交換体とからなる混合床の製造方法。
  11.  前記アニオン交換体変換工程(2)において、前記イオン交換塔の入口の二酸化炭素溶解水の導電率に対する前記イオン交換塔の出口の二酸化炭素溶解水の導電率の割合((出口導電率/入口導電率)×100))が、90%以上となるまで、前記イオン交換塔に前記二酸化炭素溶解水の供給を行うことを特徴とする請求項9又は10いずれか1項記載のアニオン交換体とカチオン交換体とからなる混合床の製造方法。
  12.  イオン交換塔に充填されているアニオン交換体(B)とカチオン交換体とからなる混合床に、純水又は超純水に炭酸ガスを溶解させて得られる二酸化炭素溶解水を接触させることにより、該アニオン交換体(B)を、重炭酸イオン形又は重炭酸イオン形と炭酸イオン形を有するアニオン交換体(A)に変換して、該アニオン交換体(A)と該カチオン交換体とからなる混合床を得るアニオン交換体変換工程(2)と、
     該イオン交換塔に、粗過酸化水素水を供給して、該アニオン交換体(A)と該カチオン交換体とからなる混合床に該粗過酸化水素水を接触させることにより、精製過酸化水素水を得る過酸化水素水精製工程と、
    を有することを特徴とする過酸化水素水の精製方法。
  13.  前記アニオン交換体変換工程(2)において、前記イオン交換塔の入口の二酸化炭素溶解水の導電率に対する前記イオン交換塔の出口の二酸化炭素溶解水の導電率の割合((出口導電率/入口導電率)×100))が、90%以上となるまで、前記イオン交換塔に前記二酸化炭素溶解水の供給を行うことを特徴とする請求項12記載の過酸化水素水の精製方法。
  14.  重炭酸イオン形(-HCO)を有するアニオン交換体、又は重炭酸イオン形(-HCO)と炭酸イオン形(-CO)とを有するアニオン交換体であることを特徴とするアニオン交換体。
  15.  OH形アニオン交換体に、純水又は超純水に炭酸ガスを溶解させて得られる二酸化炭素溶解水を接触させて得られるアニオン交換体。
  16.  前記アニオン交換体中、重炭酸イオン形及び炭酸イオン形の交換容量の合計に対する重炭酸イオン形の交換容量の割合が70当量%以上であることを特徴とする請求項14又は15いずれか1項記載のアニオン交換体。
  17.  アニオン交換体(B)に、純水又は超純水に炭酸ガスを溶解させて得られる二酸化炭素溶解水を接触させることにより、該アニオン交換体(B)を、重炭酸イオン形又は重炭酸イオン形と炭酸イオン形を有するアニオン交換体(A)に変換して、該アニオン交換体(A)を得るアニオン交換体変換工程(3)を有することを特徴とするアニオン交換体の製造方法。
  18.  前記アニオン交換体(A)が、重炭酸イオン形及び炭酸イオン形の交換容量の合計に対する重炭酸イオン形の交換容量の割合が70当量%以上であることを特徴とする請求項17記載のアニオン交換体の製造方法。
  19.  前記アニオン交換体変換工程(3)において、前記アニオン交換体(B)に接触させる前の二酸化炭素溶解水の導電率に対する前記アニオン交換体(B)に接触させた後の二酸化炭素溶解水の導電率の割合((接触後の導電率/接触前の導電率)×100))が、90%以上となるまで、前記アニオン交換体(B)に前記二酸化炭素溶解水を接触させることを特徴とする請求項17又は18いずれか1項記載のアニオン交換体の製造方法。
  20.  イオン交換塔に充填されているアニオン交換体(B)に、純水又は超純水に炭酸ガスを溶解させて得られる二酸化炭素溶解水を接触させることにより、該アニオン交換体(B)を、重炭酸イオン形又は重炭酸イオン形と炭酸イオン形を有するアニオン交換体(A)に変換するアニオン交換体変換工程(4)と、
     該イオン交換塔に、粗過酸化水素水を供給して、該アニオン交換体(A)に該粗過酸化水素水を接触させることにより、精製過酸化水素水を得る過酸化水素水精製工程と、
    を有することを特徴とする過酸化水素水の精製方法。
  21.  前記アニオン交換体変換工程(4)と前記過酸化水素水精製工程とを、交互に繰り返すことを特徴とする請求項20記載の過酸化水素水の精製方法。
  22.  前記アニオン交換体変換工程(4)において、前記イオン交換塔の入口の二酸化炭素溶解水の導電率に対する前記イオン交換塔の出口の二酸化炭素溶解水の導電率の割合((出口導電率/入口導電率)×100))が、90%以上となるまで、前記イオン交換塔に前記二酸化炭素溶解水の供給を行うことを特徴とする請求項20又は21いずれか1項記載の過酸化水素水の精製方法。
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