TWI476052B - 離子吸附模組及水處理方法 - Google Patents

Description

離子吸附模組及水處理方法

本發明係關於離子交換帶長度明顯較短的離子吸附模組及水處理方法。

習知，離子交換體係以總稱為離子交換樹脂之高分子合成樹脂為代表，依其製品形狀予以分類，可分類為粒狀或碎片狀之離子交換樹脂、膜狀之離子交換膜及纖維狀之離子交換纖維等。又，除了粒狀之離子交換樹脂以外，亦已知有具有連續孔的有機多孔質離子交換體。

例如於日本專利特開2004-82027號公報中，揭示一種離子吸附模組，其具備：至少具備使被處理水流入之開口的容器；與填充於該容器中，具有在彼此相連之巨孔與巨孔之壁內具有平均徑1~1000μm之間隙孔的連續氣泡構造，並具有總細孔容積為1ml/g~50ml/g，離子交換基均一分佈，離子交換容量為0.5mg當量/g乾燥多孔質體以上之三維網狀構造的有機多孔質離子交換體。

根據日本專利特開2004-82027號公報之離子吸附模組，離子交換體之填充極為容易，且即使在上向流中，填充層亦不移動。又，在使用此離子吸附模組之水處理方法中，即使流速上升，仍可將離子交換帶長度維持為較短，達到離子交換體裝置之減容化，所吸附之離子不發生微量洩漏，故再生頻率降低，可提升處理效率。又，於日本專利特開2002-306976號公報中揭示了有機多孔質離子交換體之製造方法的細節。

[專利文獻1]日本專利特開2004-82027號公報(申請專利範圍)

[專利文獻2]日本專利特開2002-306976號公報

[專利文獻3]日本專利特開2009-62512號公報

[專利文獻4]日本專利特開2009-67982號公報

然而，日本專利特開2004-82027號公報記載之離子吸附模組中所使用之有機多孔質離子交換體，雖然記載了單塊(monolith)之共通開口(間隙孔)為1~1,000μm，但關於總細孔容積5ml/g以下之細孔容積較小的單塊，由於必須減少油中水滴型乳化物中之水滴量，故共通開口變小，實質上無法製造開口之平均徑為20μm以上者。因此，有通水壓差變大的問題。又，若將開口平均徑設為20μm左右，則總細孔容積亦跟著變大，故每單位體積之離子交換容量降低，且有離子交換帶長度變長、模組之交換頻率變高的問題。另外，亦期望能有取代此種連續氣泡構造(連續巨孔)的嶄新構造的單塊出現。

從而，本發明之目的在於提供一種離子交換體之填充極容易的離子吸附模組。又，本發明之其他目的在於提供一種可減小通水壓差，即使流速上升，仍可將離子交換帶長度維持為較短，且每單位體積之離子交換容量變大，所吸附之離子不發生微量洩漏，故交換頻率變少或再生頻率降低，而可提升處理效率的離子吸附模組及水處理方法。

在此種情況下，本發明者等人經潛心研究，結果發現，在由日本專利特開2002-306976號公報記載之方法所得之具有較大細孔容積之單塊狀有機多孔質體(中間體)的存在下，若使乙烯基單體與交聯劑於特定有機溶媒中進行靜置聚合，則可得到開口徑較大、具有較中間體之有機多孔質體骨架更粗之骨架的粗架單塊；若於粗架單塊中導入離子交換基，則因為屬於粗架故膨潤較大，因此可使開口更大，於粗架之單塊中導入了離子交換基之單塊離子交換體，若使用作為離子吸附模組之吸附材，則可使通水壓差減小，流速亦上升，並可將離子交換帶長度維持得較短，且每單位體積之離子交換容量較大，所吸附之離子不發生微量洩漏，故交換頻率變小或再生頻率降低，可提升處理效率等，遂完成本發明。

另外，本發明者等人經潛心研究，結果發現，在由日本專利特開2002-306976號公報記載之方法所得之具有較大細孔容積之單塊狀有機多孔質體(中間體)的存在下，若使芳香族乙烯基單體與交聯劑於特定有機溶媒中進行靜置聚合，則可得到由三維連續之芳香族乙烯基聚合物骨架、與在該骨架相間三維連續之空孔所構成，且兩相纏合的共連續構造之疏水性單塊；此共連續構造之單塊係空孔之連續性高而其尺寸無偏差，流體透過時之壓力損失低，再者，由於此共連續構造之骨架較粗，故若導入離子交換基，則可得到每單位體積之離子交換容量較大的單塊狀有機多孔質離子交換體；該單塊狀有機多孔質離子交換體若使用作為離子吸附模組之吸附材，則與第1之單塊離子交換體同樣地，可使通水壓差減小，流速亦上升，並可將離子交換帶長度維持得較短，且每單位體積之離子交換容量較大，所吸附之離子不發生微量洩漏，故交換頻率變小或再生頻率降低，可提升處理效率等，遂完成本發明。

另外，本發明者等人經潛心研究，結果發現，在由日本專利特開2002-306976號公報記載之方法所得之具有較大細孔容積之單塊狀有機多孔質體(中間體)的存在下，若於特定條件下，使乙烯基單體與交聯劑於有機溶媒中進行靜置聚合，則可得到具有於構成有機多孔質體之骨架表面上固黏了直徑2~20μ m之多數粒子體或形成了突起體之複合構造的單塊；於此複合單塊中導入了離子交換基之複合單塊離子交換體，若使用作為離子吸附模組之吸附材，則可使通水壓差減小，流速亦上升，並可將離子交換帶長度維持得較短，且每單位體積之離子交換容量較大，所吸附之離子不發生微量 洩漏，故交換頻率變小或再生頻率降低，可提升處理效率等，遂完成本發明。

亦即，本發明(A1)提供一種離子吸附模組，係具備至少具有使被處理水流入之開口的容器、與填充於該容器中之單塊狀有機多孔質離子交換體者；其特徵為，該單塊狀有機多孔質離子交換體係氣泡狀之巨孔彼此重合，而此重合部分於水濕潤狀態下成為平均直徑30~300μm之開口的連續巨孔構造體，總細孔容積0.5~5ml/g，水濕潤狀態下之每單位體積之離子交換容量為0.4~5mg當量/ml，離子交換基均一分佈於該多孔質離子交換體中，且該連續巨孔構造體(乾燥體)之切剖面之SEM影像中，SEM影像中所示之骨架部之剖面之面積為影像區域中之25~50%(以下亦稱為「第1單塊離子交換體」)。

另外，本發明(A1)提供一種離子吸附模組，係具備至少具有使被處理水流入之開口的容器、與填充於該容器中之單塊狀有機多孔質離子交換體者；其特徵為，該單塊狀有機多孔質離子交換體係屬於由在導入了離子交換基之總構成單位中，含有0.3~5.0莫耳%交聯構造單位之芳香族乙烯基聚合物所形成之粗度為1~60μm之三維連續之骨架，與在該骨架間直徑為10~100μm之三維連續之空孔所構成的共連續構造體，其總細孔容積0.5~5ml/g，水濕潤狀態下之每單位體積之離子交換容量為0.3~5mg當量/ml，離子交換基均一分佈於該多孔質離子交換體中(以下亦稱為「第2單塊離子交換體」)。

另外，本發明(A2)提供一種離子吸附模組，係具備至少具有使被處理水流入之開口的容器、與填充於該容器中之有機多孔質離子交換體者；其特徵為，該有機多孔質離子交換體係含有連續骨架相與連續空孔相之有機多孔質體、與固黏於該有機多孔質體之骨架表面上之直徑4~40μm之多數粒子體或形成於該有機多孔質體之骨架表面上之尺寸為4~40μm之多數突起體的複合構造體，其於水濕潤狀態下的孔之平均直徑為10~150μm，總細孔容積0.5~5ml/g，水濕潤狀態下之每單位體積之離子交換容量為0.2mg當量/ml以上(以下亦稱為「第3單塊離子交換體」)。

根據本發明(A1)及本發明(A2)，可將多孔質離子交換體輕易地製作成例如鑲嵌於填充容器中的塊形狀，亦容易填充。又，亦可應用至習知模組中一般採用的連續通水處理方法及投入至貯藏容器或貯藏槽中之水中而進行的批次處理方法的任一者中。又，在連續通水處理方法中，離子性雜質之含量為微量時，可藉精簡裝置使通水壓差減小，流速亦上升，並可將離子交換帶長度維持得較短，且每單位體積之離子交換容量較大，所吸附之離子不發生微量洩漏，故交換頻率變小或再生頻率降低，可提升處理效率。

以下將本發明分為發明(A1)與發明(A2)進行說明。

[發明(A1)]

本發明(A1)之實施形態的離子吸附模組中，填充於容器中者係為第1單塊離子交換體或第2單塊離子交換體。發明(A1)之本說明書中，有時亦將「單塊狀有機多孔質體」簡稱為「單塊」，將「單塊狀有機多孔質離子交換體」簡稱為「單塊離子交換體」，將「單塊狀之有機多孔質中間體」簡稱為「單塊中間體」。

<第1單塊離子交換體之說明>

第1單塊離子交換體係藉由將離子交換基導入至單塊中而得，其氣泡狀之巨孔彼此重合，該重合部分於水濕潤狀態下成為平均直徑30~300μm、較佳30~200μm、特佳35~150μm之開口(間隙孔)的連續巨孔構造體。單塊離子交換體之開口的平均直徑係在將離子交換基導入至單塊中時，由於單塊整體發生膨潤，故變成大於單塊之開口的平均直徑。若開口之平均直徑未滿30μm，則由於通水時之壓力損失變大故不佳，若開口之平均直徑過大，則流體與單塊離子交換體之接觸不足，結果由於離子交換特性降低故不佳。又，本發明中，乾燥狀態之單塊中間體之開口的平均直徑、乾燥狀態之單塊之開口的平均直徑及乾燥狀態之單塊離子交換體之開口的平均直徑，係藉水銀壓入法所測定之值。又，水濕潤狀態之單塊離子交換體之開口的平均直徑係對乾燥狀之單塊離子交換體之開口之平均直徑乘上膨潤率而算出的值。具體而言，將水濕潤狀態之單塊離子交換體之直徑設為x1(mm)，使其水濕潤狀態之單塊離子交換體乾燥，將所得之乾燥狀態之單塊離子交換體的直徑設為y1(mm)，將該乾燥狀態之單塊離子交換體藉水銀壓入法進行測定時之開口的平均直徑設為z1(μm)時，水濕潤狀態之單塊離子交換體之開口之平均直徑(μm)係由下式「水濕潤狀態之單塊離子交換體之開口之平均直徑(μm)=z1×(x1/y1)」所算出。又，在已知離子交換基導入前之乾燥狀態之單塊之開口的平均直徑、及水濕潤狀態之單塊離子交換體相對於在其乾燥狀態之單塊中導入離子交換基時之乾燥狀態之單塊的膨潤率的情況，係對乾燥狀態之單塊之開口之平均直徑乘上膨潤率，亦可算出單塊離子交換體之空孔的水濕潤狀態之平均直徑。

第1單塊離子交換體中，於連續巨孔構造體之切剖面SEM影像中，SEM影像中所示之骨架部之剖面之面積係影像區域中之25~50%、較佳為25~45%。SEM影像中所示之骨架部之剖面之面積若於影像區域中未滿25%，則變成細骨架，每單位體積之離子交換容量降低，故不佳，若超過50%，則骨架變得過粗，失去離子交換特性之均一性，故不佳。又，日本專利特開2002-346392公報記載之單塊，實際上係即使將油相部相對於水之調配比增加而使骨架部分增粗，為了確保共通之開口而於調配比上仍有其界限，SEM影像中所示之骨 架部之剖面之面積之最大值無法超過影像區域中之25%。

用於得到SEM影像之條件，若為使切剖面之剖面所示之骨架部鮮明地表現的條件即可，例如倍率100~600，照片區域為約150mm×100mm。SEM觀察可在排除主觀之單塊的任意切剖面的任意處所拍攝的切剖處或拍攝處不同的3張以上、較佳為5張以上的影像中進行。所切剖之單塊係為了供於電子顯微鏡，而為乾燥狀態者。參照圖1及圖5說明SEM影像中之切剖面的骨架部。又，圖5為將以圖1之SEM照片之剖面所示之骨架部予以轉印者。圖1及圖5中，呈略不定形狀且由剖面所示者為本發明之「SEM影像中所示之骨架部之剖面(符號12)」，圖1所示之圓形之孔為開口(間隙孔)，又，較大曲率或曲面者為巨孔(圖5中之符號13)。圖5 SEM影像中所示之骨架部之剖面之面積係矩形狀之照片區域11中的28%。如此，可明確判斷骨架部。

SEM照片中，切剖面之剖面所顯示之骨架部之面積的測定方法並無特別限制，可舉例如於將該骨架部進行公知之電腦處理等而特定後，以電腦等進行自動計算或手動計算之算出方法。作為手動計算，係將不定形狀物置換為四角形、三角形、圓形或梯形等之集合物，將其等積層而求取面積的方法。

另外，第1單塊離子交換體係具有0.5~5ml/g、較佳0.8~4ml/g之總細孔容積。總細孔容積未滿0.5ml/g時，通水時之壓力損失變大，故不佳。另一方面，若總細孔容積超過5ml/g，則每單位體積之離子交換容量降低，故不佳。本發明(A1)之單塊離子交換體由於開口之平均直徑及總細孔容積為上述範圍，且為粗架之骨架，故將其使用作為離子吸附材時，則與被處理水的接觸面積變大，且可發揮優越的吸附能力。又，本發明(A1)中，單塊(單塊中間體、單塊、單塊離子交換體)之總細孔容積係藉水銀壓入法所測定之值。又，單塊(單塊中間體、單塊、單塊離子交換體)之總細孔容積，係不論乾燥狀態或水濕潤狀態均相同。

尚且，使水透過第1單塊離子交換體時之壓力損失，若依對填充了1m之多孔質體之管柱依通水線速度(LV)1m/h進行通水時之壓力損失(以下稱為「壓差係數」)表示，則較佳為0.001~0.1MPa/m‧LV之範圍，特佳為0.001~0.05MPa/m‧LV。若壓差係數及總細孔容積為此範圍，則將其使用作為離子吸附材時，可使與被處理水的接觸面積變大，且被處理水可順利流通，此外亦具有充分的機械強度，故較佳。

第1單塊離子交換體中，係具有水濕潤狀態下之每單位體積之離子交換容量為0.4~5mg當量/ml的離子交換容量。在如日本專利特開2002-306976號記載般之具有與本發明不同之連續巨孔構造的習知型單塊狀有機多孔質離子交換體中，若為了達到實用上所要求的低壓力損失而增加開口徑，則總細孔容積亦隨之變大，故每單位體積之離子交換容量降低，而若為了增加每單位體積之交換容量而減小總細孔容積，則由於開口徑變小故有壓力損失增加的缺點。相對於此，本發明(A1)之單塊離子交換體可在使開口徑更加增大的同時，使連續巨孔構造體之骨架加粗(使骨架壁部增厚)，故可在將透過時之壓力損失抑制為較低之下使離子吸附性能飛躍性地增大。若每單位體積之離子交換容量未滿0.4mg當量/ml，則在失效前所處理之處理水量變少，模組之交換頻率變高，故不佳。又，本發明(A1)之單塊離子交換體之每單位重量之離子交換容量並無特別限定，但為了使離子交換基均一地導入至多孔質體之表面及骨架內部，而為3~5mg當量/g。又，僅於表面導入離子交換基之多孔質體的離子交換容量，雖然視多孔質體或離子交換基之種類而無法一概決定，但大約為500μg當量/g。

第1單塊離子交換體中，構成連續巨孔構造體之骨架的材料，為具有交聯構造之有機聚合物材料。該聚合物材料之交聯密度並無特別限定，相對於構成聚合物材料之總構成單位，較佳為含有0.3~50莫耳%、更佳0.3~5莫耳%的交聯構造單位。若交聯構造單位未滿0.3莫耳%，則由於機械強度不足，故不佳，另一方面，若超過50莫耳%，則由於多孔質體之脆化會進行，失去柔軟性，故不佳，尤其是在離子交換體時，由於離子交換基導入量減少故不佳。該聚合物材料之種類並無特別限制，可舉例如聚苯乙烯、聚(α-甲基苯乙烯)、聚乙烯基甲苯、聚乙烯基苄基氯化物、聚乙烯基聯苯、聚乙烯基萘等之芳香族乙烯基聚合物；聚乙烯、聚丙烯等之聚烯烴；聚氯乙烯、聚四氟乙烯等之聚(鹵化聚烯烴)；聚丙烯腈等之腈系聚合物；聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸環氧丙基酯、聚丙烯酸乙酯等之(甲基)丙烯酸系聚合物等之交聯聚合物。上述聚合物可為使單獨之乙烯基單體與交聯劑進行共聚合而得的聚合物，亦可為使複數之乙烯基單體與交聯劑進行聚合而得的聚合物，又，亦可為摻合了二種以上聚合物者。此等有機聚合物材料中，由連續巨孔構造形成之容易度、離子交換基導入之容易性與機械強度之高度、及對酸‧鹼之穩定性的高度而言，較佳為芳香族乙烯基聚合物的交聯聚合物，尤其可舉例如苯乙烯-二乙烯基苯共聚物或乙烯基苄基氯化物-二乙烯基苯共聚物作為較佳材料。

作為第1單塊離子交換體之離子交換基，可舉例如磺酸基、羧酸基、亞胺基二醋酸基、磷酸基、磷酸酯基等之陽離子交換基；四級銨基、三級胺基、二級胺基、一級胺基、聚乙烯亞胺基、第三鋶基、鏻基等之陰離子交換基。若離子交換基為陽離子交換體，則可有效地去除尤其會對半導體裝置造成不良影響的金屬類。

第1單塊離子交換體中，所導入之離子交換基係不僅分佈於多孔質體表面上，亦均一分佈於多孔質體之骨架內部。於此所謂之「離子交換基均一分佈」，係指離子交換基之分佈依至少μm等級均一分佈於表面及骨架內部。離子交換基之分佈狀況可藉由使用EPMA等而予以較簡單地確認。又，若離子交換基不僅分佈於單塊表面，亦均一分佈於多孔質體之骨架內部，則可使表面與內部之物理性質及化學性質均一，故對膨潤及收縮之耐久性提升。

(第1單塊離子交換體之製造方法)

第1單塊離子交換體係藉由進行下述步驟而獲得：藉由攪拌不含離子交換基之油溶性單體、界面活性劑及水之混合物而調製油中水滴型乳化物，接著使油中水滴型乳化物聚合，而得到總細孔容積5~16ml/g之連續巨孔構造之單塊狀有機多孔質中間體的I步驟；調製由乙烯基單體、於一分子中具有至少2個以上乙烯基之交聯劑、雖溶解乙烯基單體或交聯劑但不溶解使乙烯基單體聚合而生成之聚合物的有機溶媒及聚合起始劑所構成的混合物的II步驟；將II步驟所得之混合物於靜置下，且於該I步驟所得之單塊狀有機多孔質中間體的存在下進行聚合，得到具有較該有機多孔質中間體骨架更粗之骨架的粗架有機多孔質體的III步驟；於該III步驟所得之粗架有機多孔質體中導入離子交換基的IV步驟。

於第1單塊離子交換體之製造方法中，I步驟係根據日本專利特開2002-306976號公報記載之方法進行即可。

I步驟之單塊中間體的製造中，作為不含離子交換基之油溶性單體，可舉例如不含羧酸基、磺酸基、四級銨基等之離子交換基，且對水之溶解性低、呈親油性的單體。作為此等單體之較佳者，可舉例如苯乙烯、α-甲基苯乙烯、乙烯基甲苯、乙烯基苄基氯化物、二乙烯基苯、乙烯、丙烯、異戊二烯、丁二烯、乙二醇二甲基丙烯酸酯等。此等單體可使用單獨1種或組合2種以上而使用。其中，由在其後步驟中導入較多離子交換基時可得到所必要之機械強度的觀點而言，較佳係選擇二乙烯基苯、乙二醇二甲基丙烯酸酯等之交聯性單體作為油溶性單體之至少1成分，將其含量設為總油溶性單體中之0.3~50莫耳%、較佳為0.3~5莫耳%。

界面活性劑若為在將不含離子交換基之油溶性單體與水混合時可形成油中水滴型(W/O)乳化物者則無特別限制，可使用山梨醇酐單油酸酯、山梨醇酐單月桂酸酯、山梨醇酐單軟脂酸酯、山梨醇酐單硬脂酸酯、山梨醇酐三油酸酯、聚氧乙烯壬基苯基醚、聚氧乙烯硬脂基醚、聚氧乙烯山梨醇酐單油酸酯等之非離子界面活性劑；油酸鉀、十二醯基苯磺酸鈉、磺酸基琥珀酸二辛基鈉等之陰離子界面活性劑；二硬脂基二甲基氯化銨等之陽離子界面活性劑；月桂基二甲基甜菜等之兩性界面活性劑。此等界面活性劑可使用單獨1種或組合2種以上而使用。又，所謂油中水滴型乳化物，係指油相呈連續相，於其中分散著水滴的乳化物。作為上述界面活性劑之添加量，由於視油溶性單體之種類及目標之乳化物粒子(巨孔)的大小而大幅變動，故無法一言概之，可在相對於油溶性單體與界面活性劑之合計量為約2~7%的範圍內予以選擇。

另外，I步驟中，係在油中水滴型乳化物形成時，視需要亦可使用聚合起始劑。聚合起始劑適合使用藉熱及光照射而產生自由基的化合物。聚合起始劑可為水溶性或油溶性，可舉例如偶氮雙異丁腈、偶氮雙環己腈、偶氮雙環己烷甲腈、過氧化苄甲醯基、過硫酸鉀、過硫酸銨、過氧化氫-氯化鐵、過硫酸鈉-酸性亞硫酸鈉、二硫化四甲胺硫甲醯等。

作為將不含離子交換基之油溶性單體、界面活性劑、水及聚合起始劑混合並形成油中水滴型乳化物時的混合方法，並無特別限制，可使用將各成分一次全混合的方法，將油溶性單體、界面活性劑及屬於油溶性聚合起始劑之油溶性成分、與水或屬於水溶性聚合起始劑之水溶性成分分別均一溶解後，將各個成分予以混合的方法等。關於用於形成乳化物之混合裝置並無特別限制，可使用通常之混合器或均質器、高壓均質器等，選擇用於得到目標乳化物粒徑之適當裝置即可。又，關於混合條件並無特別限制，可任意設定能夠得到目標乳化物粒徑的攪拌旋轉數或攪拌時間。

I步驟所得之單塊中間體係具有連續巨孔構造。若將其共存於聚合系統中，則以單塊中間體構造作為鑄型而形成具有粗架骨架的多孔構造。又，單塊中間體係具有交聯構造之有機聚合物材料。該聚合物材料之交聯密度並無特別限定，相對於構成聚合物材料之總構成單位，較佳為含有0.3~50莫耳%、更佳0.3~5莫耳%之交聯構造單位。若交聯構造單位未滿0.3莫耳%，則由於機械強度不足故不佳。尤其是在總細孔容積大至10~16ml/g時，為了維持連續巨孔構造，較佳係含有2莫耳%以上之交聯構造單位。另一方面，若超過50莫耳%，則多孔質體之脆化進行，而喪失柔軟性故不佳。

作為單塊中間體之聚合物材料的種類並無特別限制，可舉例如與上述單塊之聚合物材料相同者。藉此，可於單塊中間體之骨架上形成相同之聚合物，得到使骨架增粗而均一之骨架構造的單塊。

單塊中間體之總細孔容積為5~16ml/g、較佳6~16ml/g。若總細孔容積過小，則使乙烯基單體聚合後所得之單塊的總細孔容積變得過小，通水時之壓力損失變大故不佳。另一方面，若總細孔容積過大，則使乙烯基單體聚合後所得之單塊的構造脫離了連續巨孔構造，故不佳。將單塊中間體之總細孔容積設為上述數值範圍時，可將單體與水之比設為約1：5~1：20。

另外，單塊中間體中，屬於巨孔與巨孔之重合部分的開口(間隙孔)之平均直徑於乾燥狀態下為20~200μm。若開口之平均直徑未滿20μm，則使乙烯基單體聚合後所得之單塊的開_口 徑變得過小，通水時之壓力損失變大故不佳。另一方面，若超過200μm，則使乙烯基單體聚合後所得之單塊的開口徑變得過大，被處理水與單塊離子交換體之接觸不足，結果使離子成分之去除效率降低故不佳。單塊中間體較佳為巨孔尺寸或開口徑齊合均一之構造者，但並不限定於此，於均一構造中，亦可點狀存在較均一巨孔之尺寸大的不均一巨孔。

II步驟係調製由乙烯基單體、於一分子中具有至少2個以上乙烯基之交聯劑、雖溶解乙烯基單體或交聯劑但不溶解使乙烯基單體聚合而生成之聚合物的有機溶媒及聚合起始劑所構成的混合物的步驟。又，I步驟與II步驟並無順序，可在I步驟後進行II步驟，亦可於II步驟後進行I步驟。

作為II步驟所使用之乙烯基單體，若為於分子中含有可聚合之乙烯基、對有機溶媒之溶解性高的親油性之乙烯基單體，則無特別限制，較佳係選擇生成與共存在上述聚合系統中之單塊中間體同種類或類似之聚合物材料的乙烯基單體。作為此等乙烯基單體之具體例，可舉例如：苯乙烯、α-甲基苯乙烯、乙烯基甲苯、乙烯基苄基氯化物、乙烯基聯苯、乙烯基萘等之芳香族乙烯基單體；乙烯、丙烯、1-丁烯、異丁烯等之α-烯烴；丁二烯、異戊二烯、氯丁二烯等之二烯系單體；氯乙烯、溴乙烯、偏二氯乙烯、四氟乙烯等之鹵化烯烴；丙烯腈、甲基丙烯腈等之腈系單體；醋酸乙烯酯、丙酸乙烯酯等之乙烯酯；丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸環己酯、甲基丙烯酸苄酯、甲基丙烯酸環氧丙酯等之(甲基)丙烯酸系單體。此等單體可使用單獨1種或組合2種以上使用。本發明(A1)所適合使用之乙烯基單體為苯乙烯、乙烯基苄基氯化物等之芳香族乙烯基單體。

此等乙烯基單體之添加量，係相對於聚合時所共存的單塊中間體，以重量計為3~40倍、較佳4~30倍。若乙烯基單體添加量相對於多孔質體為未滿3倍，則所生成之單塊骨架(單塊骨架之壁部厚度)無法增粗，每單位體積之吸附容量或離子交換基導入後之每單位體積之離子交換容量變小故不佳。另一方面，若乙烯基單體添加量超過40倍，則開口徑變小，通水時之壓力損失變大故不佳。

II步驟所使用之交聯劑，適合使用於分子中含有至少2個可聚合之乙烯基、對有機溶媒之溶解性高者。作為交聯劑之具體例，可舉例如二乙烯基苯、二乙烯基萘、二乙烯基聯苯、乙二醇二甲基丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、丁二醇二丙烯酸酯等。此等交聯劑可使用單獨1種或組合2種以上使用。由機械強度之高度與對水解之穩定性而言，較佳之交聯劑為二乙烯基苯、二乙烯基萘、二乙烯基聯苯等之芳香族聚乙烯基化合物。交聯劑之使用量係相對於乙烯基單體與交聯劑之合計量，較佳為0.3~50莫耳%、特佳0.3~5莫耳%。若交聯劑使用量未滿0.3莫耳%，則由於單塊之機械強度不足故不佳。另一方面，若超過50莫耳%，則進行單塊之脆化而失去柔軟性，發生離子交換基之導入量減少的問題故不佳。又，上述交聯劑使用量較佳為依成為與在乙烯基單體/交聯劑聚合時所共存之單塊中間體之交聯密度幾乎相等的方式予以使用。若兩者使用量差別過大，則所生成之單塊中發生交聯密度分佈的偏差，在離子交換基導入反應時容易發生裂痕。

II步驟所使用之有機溶媒係雖溶解乙烯基單體或交聯劑但不溶解使乙烯基單體聚合而生成之聚合物的有機溶媒，換言之，對於使乙烯基單體聚合而生成之聚合物呈貧溶媒。該有機溶媒係視乙烯基單體之種類而大不相同，故難以列舉一般具體例，但可舉例如：在乙烯基單體為苯乙烯時，作為有機溶媒之甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、己醇、環己醇、辛醇、2-乙基己醇、癸醇、十二烷醇、乙二醇、丙二醇、丁二醇、甘油等之醇類；二乙基醚、乙二醇二甲基醚、賽路蘇、甲基賽路蘇、丁基賽路蘇、聚乙二醇、聚丙二醇、聚丁二醇等之鏈狀(聚)醚類；己烷、庚烷、辛烷、異辛烷、癸烷、十二烷等之鏈狀飽和烴類；醋酸乙酯、醋酸異丙酯、醋酸賽路蘇、丙酸乙酯等之酯類。又，即使是如二烷或THF、甲苯般之聚苯乙烯之良溶媒，在與上述貧溶媒一起使用、且其使用量較少時，仍可使用作為有機溶媒。此等有機溶媒之使用量較佳係依上述乙烯基單體濃度成為30~80重量%之方式使用。若有機溶媒使用量脫離上述範圍且乙烯基單體濃度未滿30重量%，則聚合速度降低，或聚合後之單塊構造脫離本發明範圍，故不佳。另一方面，若乙烯基單體濃度超過80重量%，則有聚合失控之虞，故不佳。

作為聚合起始劑，適合使用藉熱及光照射而發生自由基的化合物。聚合起始劑較佳為油溶性。作為本發明(A1)所使用之聚合起始劑的具體例，可舉例如2,2’-偶氮雙(異丁腈)、2,2’-偶氮雙(2,4-二甲基戊腈)、2,2’-偶氮雙(2-甲基丁腈)、2,2’-偶氮雙(4-甲氧基-2,4-二甲基戊腈)、2,2’-偶氮雙異丁酸二甲酯、4,4’-偶氮雙(4-氰基戊酸)、1,1’-偶氮雙(環己烷-1-甲腈)、過氧化苄甲醯基、過氧化月桂醯基、過硫酸鉀、過硫酸銨、二硫化四甲胺硫甲醯等。聚合起始劑之使用量係視單體種類或聚合溫度等大幅變動，相對於乙烯基單體與交聯劑之合計量，可依約0.01~5%之範圍使用。

III步驟係將II步驟所得之混合物於靜置下、且由該I步驟所得之單塊中間體的存在下進行聚合，而得到具有較該單塊中間體骨架更粗之骨架的粗架單塊的步驟。III步驟所使用之單塊中間體，係在創造出本發明中具有嶄新構造的單塊上擔任極重要角色。如日本專利特表平7-501140號等所揭示般，在單塊中間體不存在下將乙烯基單體與交聯劑於特定有機溶媒中進行靜置聚合時，可得到粒子凝集型之單塊狀有機多孔質體。相對於此，如本發明般使連續巨孔構造之單塊中間體存在於上述聚合系統中，則聚合後之單塊構造急遽變化，粒子凝集構造消失，而得到上述粗架之單塊。其理由尚未詳細闡明，可認為：在不存在單塊中間體的情況，藉聚合所生成之交聯聚合物因析出‧沉澱為粒子狀而形成粒子凝集構造，相對於此，若在聚合系統中存在多孔質體(中間體)，則乙烯基單體及交聯劑由液相吸附或分配至多孔質體之骨架部上，於多孔質體中進行聚合而得到粗架骨架的單塊。又，開口徑雖因聚合進行而變窄，但由於單塊中間體之總細孔容積較大，故例如即使骨架為粗架仍可得到適度尺寸的開口徑。

反應容器之內容積若為使單塊中間體存在於反應容器中的尺寸則無特別限制，可為在將單塊中間體載置於反應容器內時，由俯視看去在單塊周圍有間隙者，亦可為使單塊中間體無間隙地放入反應容器內中者。其中，聚合後之粗架單塊不受容器內壁擠壓、無間隙地放入反應容器中者，係於單塊上不發生應變，不浪費反應原料等而效率較佳。又，即使是在反應容器之內容積大、於聚合後之單塊周圍存在間隙時，由於乙烯基單體或交聯劑吸附、分配於單塊中間體中上，故不致於反應容器內之間隙部分生成粒子凝集構造物。

於III步驟中，反應容器中，單塊中間體係放置成被混合物(溶液)所含浸著之狀態。II步驟所得之混合物與單塊中間體之調配比係如前述，適合調配成相對於單塊中間體，乙烯基單體之添加量以重量計為3~40倍、較佳4~30倍。藉此，可得到具有適度開口徑、且具有粗架骨架的單塊。反應容器中，混合物中之乙烯基單體與交聯劑吸附、分配於靜置之單塊中間體骨架上，於單塊中間體之骨架內進行聚合。

聚合條件可視單體種類、起始劑種類而選擇各種條件。例如，於使用2,2’-偶氮雙(異丁腈)、2,2’-偶氮雙(2,4-二甲基戊腈)、過氧化苯甲醯基、過氧化月桂醯基、過硫酸鉀等作為起始劑時，係在惰性氣體環境下之密封容器內，以30~100℃進行加熱聚合1~48小時即可。藉由加熱聚合，吸附、分配於單塊中間體骨架上之乙烯基單體與交聯劑於該骨架內進行聚合，使該骨架增粗。聚合結束後，取出內容物，在去除未反應乙烯基單體與有機溶媒之目的下，以丙酮等溶劑進行萃取而得到粗架之單塊。

接著，在藉上述方法製造單塊後導入離子交換基之方法，由於可嚴密控制所得單塊離子交換體之多孔構造，故較佳。

作為於上述單塊中導入離子交換基之方法並無特別限制，可使用高分子反應或接枝聚合等公知方法。例如，作為導入磺酸基之方法，可舉例如：若單塊為苯乙烯-二乙烯基苯共聚物等，使用氯硫酸或濃硫酸、發煙硫酸而予以磺酸化的方法；在單塊中均一地將自由基起始基或鏈移動基導入至骨架表面及骨架內部，而使苯乙烯磺酸鈉或丙烯醯胺-2-甲基丙磺酸進行接枝聚合的方法；同樣地將甲基丙烯酸環氧丙酯進行接枝聚合後，藉官能基轉換而導入磺酸基的方法等。另外，作為導入四級銨基之方法，可舉例如：若單塊為苯乙烯-二乙烯基苯共聚物等，藉氯甲基甲基醚等導入氯甲基後，與三級胺進行反應的方法；藉氯甲基苯乙烯與二乙烯基苯之共聚合製造單塊，與三級胺進行反應的方法；於單塊中，均一地將自由基起始基或鏈移動基導入至骨架表面及骨架內部，使N,N,N-三甲基銨丙烯酸乙酯或N,N,N-三甲基銨丙基丙烯醯胺進行接枝聚合的方法；同樣地使甲基丙烯酸環氧丙酯進行接枝聚合後，藉官能基轉換而導入四級銨基的方法等。另外，作為導入甜菜之方法，可舉例如：藉上述方法將三級胺導入至單塊中後，使單碘醋酸反應而導入的方法等。此等方法中，關於導入磺酸基之方法，由可均一且定量地導入離子交換基之觀點而言，較佳係：使用氯硫酸而於苯乙烯-二乙烯基苯共聚物中導入磺酸基的方法；作為導入四級銨基之方法，係於苯乙烯-二乙烯基苯共聚物中藉氯甲基甲基醚等導入氯甲基後，與三級胺反應的方法，或藉氯甲基苯乙烯與二乙烯基苯的共聚合製造單塊，與三級胺反應的方法。又，作為所導入離子交換基，可舉例如羧酸基、亞胺基二醋酸基、磺酸基、磷酸基、磷酸酯基等之陽離子交換基；四級銨基、三級胺基、二級胺基、一級胺基、聚乙二亞胺基、第三鋶基、鏻基等之陰離子交換基。

第1單塊離子交換體由於在粗架單塊中導入離子交換基，故大幅膨潤為例如粗架單塊之1.4~1.9倍。亦即，相較於在日本專利特開2002-306976記載之習知單塊中導入了離子交換基者，其膨潤度大幅增加。因此，即使是粗架單塊之開口徑較小者，單塊離子交換體之開口徑約依上述倍率變大。又，即使開口徑因膨潤而變大，總細孔容積仍無變化。因此，第1單塊離子交換體係不論開口徑格外大，由於具有粗架骨架故機械強度高。

<第2單塊離子交換體之說明>

第2單塊離子交換體係由在導入了離子交換基之總構成單位中含有0.3~5.0莫耳%交聯構造單位之芳香族乙烯基聚合物所形成之粗度為1~60μm之三維連續之骨架、與在該骨架間直徑為10~100μm之三維連續之空孔所構成的共連續構造體，其總細孔容積為0.5~5ml/g，水濕潤狀態下之每單位體積之離子交換容量為0.3~5mg當量/ml，離子交換基均一分佈於該多孔質離子交換體中。

第2單塊離子交換體係由經導入離子交換基之平均粗度於水濕潤狀態下為1~60μm、較佳3~58μm之三維連續骨架，與在該骨架間平均直徑於水濕潤狀態下為10~100μm、較佳15~90μm、特佳20~80μm之三維連續空孔所構成的共連續構造體。亦即，共連續構造係如圖6之概略圖所示，連續之骨架相1與連續之空孔相2纏合而兩者一起呈三維連續的構造10。相較於習知之連續氣泡型單塊或粒子凝集型單塊，此連續空孔2之空孔連續性較高且其尺寸無偏差，故可達到極均一之離子吸附行為。又，由於骨架較粗，故機械強度高。

第2單塊離子交換體之骨架粗度及空孔直徑，係在單塊中導入離子交換基時，由於單塊整體發生膨潤，故變得較單塊骨架之粗度及空孔直徑更大。相較於習知之連續氣泡型單塊狀有機多孔質離子交換體或粒子凝集型單塊狀有機多孔質離子交換體，此連續空孔之空孔連續性較高且其尺寸無偏差，故可達到極均一之離子吸附行為。三維連續之空孔的直徑若未滿10μm，則因流體通過時之壓力損失變大，故不佳，若超過100μm，則被處理水與有機多孔質離子交換體之接觸不足，結果離子交換特性不均一，亦即離子交換帶長度變長，容易引起吸附之離子的微量洩漏，故不佳。又，若骨架粗度未滿1μm，則因發生每單位體積之離子交換容量降低、機械強度降低等缺點，故不佳；另一方面，若骨架粗度過大，則失去離子交換特性之均一性，離子交換帶長度變長，故不佳。

上述連續構造體之空孔於水濕潤狀態下之平均直徑，係藉公知之水銀壓入法所測定，對乾燥狀態之單塊離子交換體之空孔平均直徑乘上膨潤率而算出之值。具體而言，將水濕潤狀態之單塊離子交換體之直徑設為x2(mm)，使該水濕潤狀態之單塊離子交換體乾燥，將所得之乾燥狀態之單塊離子交換體的直徑設為y2(mm)，將該乾燥狀態之單塊離子交換體藉水銀壓入法進行測定時之空孔的平均直徑設為z2(μm)時，單塊離子交換體之空孔於水濕潤狀態下之平均直徑(μm)係由下式「單塊離子交換體之空孔於水濕潤狀態下之平均直徑(μm)=z2×(x2/y2)」所算出。又，在已知離子交換基導入前之乾燥狀態之單塊之空孔的平均直徑、及水濕潤狀態之單塊離子交換體相對於在其乾燥狀態之單塊中導入離子交換基時之乾燥狀態之單塊的膨潤率的情況，係對乾燥狀態之單塊之空孔平均直徑乘上膨潤率，亦可算出單塊離子交換體之空孔於水濕潤狀態下之平均直徑。又，上述連續構造體之骨架於水濕潤狀態下之平均粗度，係至少進行3次乾燥狀態之單塊離子交換體之SEM觀察，測定所得影像中之骨架粗度，對其平均值乘上膨潤率而算出的值。具體而言，將水濕潤狀態之單塊離子交換體之直徑設為x3(mm)，使該水濕潤狀態之單塊離子交換體乾燥，將所得之乾燥狀態之單塊離子交換體的直徑設為y3(mm)，進行至少3次該乾燥狀態之單塊離子交換體之SEM觀察，測定所得影像中之骨架粗度，將其平均值設為z3(μm)時，單塊離子交換體之連續構造體骨架於水濕潤狀態下之平均粗度(μm)係由下式「單塊離子交換體之連續構造體骨架於水濕潤狀態下之平均粗度(μm)=z3×(x3/y3)」所算出。又，在已知離子交換基導入前之乾燥狀態之單塊骨架的平均粗度、及水濕潤狀態之單塊離子交換體相對於在其乾燥狀態之單塊中導入離子交換基時之乾燥狀態之單塊的膨潤率的情況，係對乾燥狀態之單塊骨架之平均粗度乘上膨潤率，亦可算出單塊離子交換體之骨架於水濕潤狀態下之平均粗度。又，骨架雖為棒狀且圓形剖面形狀，但亦可含有楕圓剖面形狀等異徑剖面。此時之粗度係短徑與長徑之平均。

第2單塊離子交換體中，若三維連續之棒狀骨架粗度未滿10μm，則因每單位體積之離子交換容量降低故不佳，若超過100μm，則因失去離子交換特性之均一性故不佳。單塊離子交換體之壁部定義及測定方法等與單塊相同。

另外，第2單塊離子交換體係具有0.5~5ml/g之總細孔容積。總細孔容積未滿0.5ml/g時，流體透過時之壓力損失變大故不佳，再者，每單位剖面積之透過流體量變小，處理能力降低故不佳。另一方面，若總細孔容積超過5ml/g，則每單位體積之離子交換容量降低故不佳。三維連續之空孔尺寸及總細孔容積若為上述範圍，則與流體間之接觸極均一且接觸面積亦較大，故離子交換帶長度變短，不易發生吸附之離子的微量洩漏。又，由於可在低壓力損失下進行流體透過，故可發揮作為離子吸附材的優越性能。又，單塊(單塊中間體、單塊、單塊離子交換體)之總細孔容積係不論乾燥狀態或水濕潤狀態均相同。

尚且，使水透過第2單塊離子交換體時之壓力損失，若以對填充了1m之多孔質體之管柱依通水線速度(LV)1m/h進行通水時之壓力損失(以下稱為「壓差係數」)表示，則較佳為0.001~0.5MPa/m‧LV之範圍，特佳為0.001~0.1MPa/m‧LV。若透過速度及總細孔容積為此範圍，則將其使用作為離子吸附材時，可使與被處理水之接觸面積變大，且可使被處理水順利流通，此外具有充分的機械強度，故較佳。

第2單塊離子交換體中，構成共連續構造體之骨架的材料，為於總構成單位中含有0.3~5莫耳%、更佳0.5~3.0莫耳%之交聯構造單位的芳香族乙烯基聚合物，且為疏水性。若交聯構造單位未滿0.3莫耳%，則由於機械強度不足故不佳，另一方面，若超過5莫耳%，則多孔質體之構造容易脫離共連續構造。該芳香族乙烯基聚合物之種類並無特別限制，可舉例如聚苯乙烯、聚(α-甲基苯乙烯)、聚乙烯基甲苯、聚乙烯基苄基氯化物、聚乙烯基聯苯、聚乙烯基萘等。上述聚合物可為使單獨之乙烯基單體與交聯劑進行共聚合而得的聚合物，亦可為使複數之乙烯基單體與交聯劑進行聚合而得的聚合物，又，亦可為摻合了二種以上聚合物者。此等有機聚合物材料中，由共連續構造形成之容易度、離子交換基導入之容易性與機械強度之高度、及對酸‧鹼之穩定性的高度而言，較佳為苯乙烯-二乙烯基苯共聚物或乙烯基苄基氯化物-二乙烯基苯共聚物。

第2單塊離子交換體中，具有水濕潤狀態下之每單位體積之離子交換容量為0.3~5mg當量/ml的離子交換容量。在如日本專利特開2002-306976號記載般之具有與本發明不同之連續巨孔構造的習知型單塊狀有機多孔質離子交換體中，若為了達到實用上所要求的低壓力損失而增加開口徑，則總細孔容積亦隨之變大，故每單位體積之離子交換容量降低，而若為了增加每單位體積之交換容量而減小總細孔容積，則由於開口徑變小故有壓力損失增加的缺點。相對於此，本發明之單塊離子交換體係三維連續之空孔的連續性或均一性較高，故即使降低總細孔容積，壓力損失仍不太增加。因此，可在將壓力損失抑制為較低之下，使每單位體積之離子交換容量飛躍性地增大，可減低模組之交換頻率。又，第2單塊離子交換體於乾燥狀態下之每單位重量之離子交換容量並無特別限定，但為了使離子交換基均一地導入至多孔質體之骨架表面及骨架內部，而為3~5mg當量/g。又，僅於骨架表面導入了離子交換基之多孔質體的離子交換容量，雖然視多孔質體或離子交換基之種類而無法一概決定，但大約為500μg當量/g。

作為第2單塊離子交換體之離子交換基，係與第1單塊離子交換體之離子交換基相同，而省略其說明。第2單塊離子交換體中，所導入之離子交換基不僅分佈於多孔質體表面上，亦均一分佈於多孔質體之骨架內部。均一分佈之定義係與第1單塊離子交換體之均一分佈的定義相同。

(第2單塊離子交換體之製造方法)

第2單塊離子交換體係藉由進行下述步驟而獲得：藉由攪拌不含離子交換基之油溶性單體、界面活性劑及水之混合物而調製油中水滴型乳化物，接著使油中水滴型乳化物聚合，而得到總細孔容積超過16ml/g、30ml/g以下之連續巨孔構造之單塊狀有機多孔質中間體的I步驟；調製由芳香族乙烯基單體、於一分子中具有至少2個以上乙烯基之於總油溶性單體中為0.3~5莫耳%的交聯劑、雖溶解芳香族乙烯基單體或交聯劑但不溶解使芳香族乙烯基單體聚合而生成之聚合物的有機溶媒及聚合起始劑所構成的混合物的II步驟；將II步驟所得之混合物於靜置下，且於該I步驟所得之單塊狀有機多孔質中間體的存在下進行聚合，得到共連續構造體的III步驟；於該III步驟所得之共連續構造體中導入離子交換基的IV步驟。

得到第2單塊離子交換體之單塊中間體的I步驟，係根據日本專利特開2002-306976號公報記載之方法進行即可。

亦即，I步驟中作為不含離子交換基之油溶性單體，可舉例如不含羧酸基、磺酸基、四級銨基等之離子交換基且對水之溶解性低、呈親油性的單體。作為此等單體之具體例，可舉例如苯乙烯、α-甲基苯乙烯、乙烯基甲苯、乙烯基苄基氯化物、乙烯基聯苯、乙烯基萘等之芳香族乙烯基單體；乙烯、丙烯、1-丁烯、異丁烯等之α-烯烴；丁二烯、異戊二烯、氯戊二烯等之二烯系單體；氯乙烯、溴乙烯、偏二氯乙烯、四氟乙烯等之鹵化烯烴；丙烯腈、甲基丙烯腈等之腈系單體；醋酸乙烯酯、丙酸乙烯酯等之乙烯基酯；丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸環己酯、甲基丙烯酸苄酯、甲基丙烯酸環氧丙酯等之(甲基)丙烯酸系單體。此等單體中，較佳為芳香族乙烯基單體，可舉例如苯乙烯、α-甲基苯乙烯、乙烯基甲苯、乙烯基苄基氯化物、二乙烯基苯等。此等單體可使用單獨1種或組合2種以上而使用。其中，由在其後步驟中導入較多離子交換基時可得到所必要之機械強度的觀點而言，較佳係選擇二乙烯基苯、乙二醇二甲基丙烯酸酯等之交聯性單體作為油溶性單體之至少1成分，將其含量設為總油溶性單體中之0.3~5莫耳%、較佳0.3~3莫耳%。

界面活性劑係與第1單塊離子交換體之I步驟中所使用之界面活性劑相同，故省略其說明。

另外，I步驟中，係在油中水滴型乳化物形成時，視需要亦可使用聚合起始劑。聚合起始劑適合使用藉熱及光照射而產生自由基的化合物。聚合起始劑可為水溶性或油溶性，可舉例如2,2’-偶氮雙(異丁腈)、2,2’-偶氮雙(2,4-二甲基戊腈)、2,2’-偶氮雙(2-甲基丁腈)、2,2’-偶氮雙(4-甲氧基-2,4-二甲基戊腈)、2,2’-偶氮雙異丁酸二甲酯、4,4’-偶氮雙(4-氰基戊酸)、1,1’-偶氮雙(環己烷-1-甲腈)、過氧化苄甲醯基、過氧化月桂醯基、過硫酸鉀、過硫酸銨、二硫化四甲胺硫甲醯等、過氧化氫-氯化鐵、過硫酸鈉-酸性亞硫酸鈉等。

作為將不含離子交換基之油溶性單體、界面活性劑、水及聚合起始劑混合，形成油中水滴型乳化物時的混合方法，係與第1單塊離子交換體之I步驟中的混合方法相同，而省略其說明。

第2單塊離子交換體之製造方法中，I步驟所得之單塊中間體係具有交聯構造之有機聚合物材料，較佳為芳香族乙烯基聚合物。該聚合物材料之交聯密度並無特別限定，相對於構成聚合物材料之總構成單位，較佳為含有0.3~5莫耳%、更佳0.3~3莫耳%之交聯構造單位。若交聯構造單位未滿0.3莫耳%，則由於機械強度不足故不佳。另一方面，若超過5莫耳%，則單塊構造容易脫離共連續構造，故不佳。尤其是在總細孔容積為在本發明中屬較小之16~20ml/g時，為了形成共連續構造，交聯構造單位較佳為未滿3莫耳。

單塊中間體之聚合物材料的種類，係與第1單塊離子交換體之單塊中間體之聚合物材料的種類相同，而省略其說明。

單塊中間體之總細孔容積為超過16ml/g且30ml/g以下，較佳為6~25ml/g。亦即，該單塊中間體基本上為連續巨孔構造，但由於巨孔與巨孔之重合部分的開口(間隙孔)特別大，故具有構成單塊構造之骨架為自二維壁面無限接近一維棒狀骨架的構造。若使其共存於聚合系統中，則以單塊中間體構造作為鑄型而形成共連續構造之多孔質體。若總細孔容積過小，則使乙烯基單體聚合後所得之單塊構造由共連續構造變化成連續巨孔構造，故不佳。另一方面，若總細孔容積過大，則使乙烯基單體聚合後所得之單塊的機械強度降低，或每單位體積之離子交換容量降低，故不佳。將單塊中間體之總細孔容積設為第2單塊離子交換體之特定範圍時，可將單體與水之比設為約1：20~1：40。

另外，單塊中間體中，屬於巨孔與巨孔之重合部分的開口(間隙孔)之平均直徑於乾燥狀態下為5~100μm。若開口之平均直徑未滿5μm，則使乙烯基單體聚合後所得之單塊的開口徑變小，通水時之壓力損失變大故不佳。另一方面，若超過100μm，則使乙烯基單體聚合後所得之單塊的開口徑變得過大，被處理水與單塊離子交換體之接觸不足，結果使吸附特性或離子交換特性降低故不佳。單塊中間體較佳為巨孔尺寸或開口徑齊合均一之構造者，但並不限定於此，於均一構造中，亦可點狀存在較均一巨孔之尺寸大的不均一巨孔。

第2單塊離子交換體之製造方法中，II步驟係調製由芳香族乙烯基單體、於一分子中具有至少2個以上乙烯基之於總油溶性單體中為0.3~5莫耳%的交聯劑、雖溶解芳香族乙烯基單體或交聯劑但不溶解使芳香族乙烯基單體聚合而生成之聚合物的有機溶媒及聚合起始劑所構成的混合物的步驟。又，I步驟與II步驟並無順序，可在I步驟後進行II步驟，亦可於II步驟後進行I步驟。

第2單塊離子交換體之製造方法中，作為II步驟所使用之芳香族乙烯基單體，若為於分子中含有可聚合之乙烯基、對有機溶媒之溶解性高的親油性之芳香族乙烯基單體，則無特別限制，較佳係選擇生成與共存在上述聚合系統中之單塊中間體同種類或類似之聚合物材料的乙烯基單體。作為此等乙烯基單體之具體例，可舉例如：苯乙烯、α-甲基苯乙烯、乙烯基甲苯、乙烯基苄基氯化物、乙烯基聯苯、乙烯基萘等。此等單體可使用單獨1種或組合2種以上使用。本發明所適合使用之芳香族乙烯基單體為苯乙烯、乙烯基苄基氯化物等。

此等芳香族乙烯基單體之添加量，係相對於聚合時所共存的單塊中間體，以重量計為5~50倍、較佳為5~40倍。若芳香族乙烯基單體添加量相對於多孔質體為未滿5倍，則棒狀骨架變得過粗，離子交換基導入後之每單位體積之離子交換容量變小，無法發揮優越的離子交換能力。

II步驟所使用之交聯劑，適合使用於分子中含有至少2個可聚合之乙烯基、對有機溶媒之溶解性高者。作為交聯劑之具體例，可舉例如二乙烯基苯、二乙烯基萘、二乙烯基聯苯、乙二醇二甲基丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、丁二醇二丙烯酸酯等。此等交聯劑可使用單獨1種或組合2種以上使用。由機械強度之高度與對水解之穩定性而言，較佳之交聯劑為二乙烯基苯、二乙烯基萘、二乙烯基聯苯等之芳香族聚乙烯基化合物。交聯劑之使用量係相對於乙烯基單體與交聯劑之合計量(總油溶性單體)，較佳為0.3~5莫耳%、特佳為0.3~3莫耳%。若交聯劑使用量未滿0.3莫耳%，則由於單塊之機械強度不足故不佳。另一方面，若過多，則單塊之脆化會進行，而失去柔軟性，發生離子交換基之導入量減少的問題，故不佳。又，上述交聯劑使用量較佳為依成為與在乙烯基單體/交聯劑聚合時所共存之單塊中間體之交聯密度幾乎相等的方式予以使用。若兩者使用量差別過大，則所生成之單塊中發生交聯密度分佈的偏差，在離子交換基導入反應時容易發生裂痕。

II步驟所使用之有機溶媒，係雖溶解芳香族乙烯基單體或交聯劑但不溶解使芳香族乙烯基單體聚合而生成之聚合物的有機溶媒，換言之，對於使芳香族乙烯基單體聚合而生成之聚合物呈貧溶媒。該有機溶媒係視芳香族乙烯基單體之種類而大不相同，故難以列舉一般具體例，但可舉例如：在芳香族乙烯基單體為苯乙烯時，作為有機溶媒之甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、己醇、環己醇、辛醇、2-乙基己醇、癸醇、十二烷醇、丙二醇、丁二醇等之醇類；二乙基醚、丁基賽路蘇、聚乙二醇、聚丙二醇、聚丁二醇等之鏈狀(聚)醚類；己烷、庚烷、辛烷、異辛烷、癸烷、十二烷等之鏈狀飽和烴類；醋酸乙酯、醋酸異丙酯、醋酸賽路蘇、丙酸乙酯等之酯類。又，即使是如二烷或THF、甲苯般之聚苯乙烯之良溶媒，在與上述貧溶媒一起使用、且其使用量較少時，仍可使用作為有機溶媒。此等有機溶媒之使用量較佳係依上述芳香族乙烯基單體濃度成為30~80重量%之方式使用。若有機溶媒使用量脫離上述範圍且芳香族乙烯基單體濃度未滿30重量%，則聚合速度降低，或聚合後之單塊構造脫離本發明範圍，故不佳。另一方面，若芳香族乙烯基單體濃度超過80重量%，則有聚合失控之虞，故不佳。

聚合起始劑係與第1單塊離子交換體之II步驟所使用的聚合起始劑相同，而省略其說明。

第2單塊離子交換體之製造方法中，III步驟係將II步驟所得之混合物於靜置下、且由該I步驟所得之單塊中間體的存在下進行聚合，使該單塊中間體之連續巨孔構造變化為共連續構造，得到粗架骨架之單塊的步驟。III步驟所使用之單塊中間體，係在創造出本發明中具有嶄新構造的單塊上擔任極重要角色。如日本專利特表平7-501140號等所揭示般，在單塊中間體不存在下將乙烯基單體與交聯劑於特定有機溶媒中進行靜置聚合時，可得到粒子凝集型之單塊狀有機多孔質體。相對於此，如本發明之第2單塊般使特定之連續巨孔構造之單塊中間體存在於上述聚合系統中，則聚合後之單塊構造急遽變化，粒子凝集構造消失，而得到上述共連續構造之單體。其理由尚未詳細闡明，可認為：在不存在單塊中間體的情況，藉聚合所生成之交聯聚合物因析出‧沉澱為粒子狀而形成粒子凝集構造，相對於此，若在聚合系統中存在總細孔容積較大的多孔質體(中間體)，則乙烯基單體及交聯劑由液相吸附或分配至多孔質體之骨架部上，於多孔質體中進行聚合，使構成單塊構造之骨架由二維壁面變化為一維棒狀骨架而形成具有共連續構造的單塊狀有機多孔質體。

反應容器之內容積係與第1單塊離子交換體之反應容器之內容積的說明相同，故省略其說明。

於III步驟中，反應容器中，單塊中間體係放置成被混合物(溶液)所含浸著之狀態。II步驟所得之混合物與單塊中間體之調配比係如前述，適合調配成相對於單塊中間體，芳香族乙烯基單體之添加量以重量計為5~50倍、較佳5~40倍。藉此，可得到適度尺寸之空孔呈三維連續、且粗架骨架呈三維連續之共連續構造的單塊。反應容器中，混合物中之芳香族乙烯基單體與交聯劑係吸附、分配於靜置之單塊中間體骨架上，於單塊中間體之骨架內進行聚合。

具有共連續構造之單塊的基本構造，係配置了平均粗度於乾燥狀態下為0.8~40μm之三維連續骨架，與在該骨架間直徑為8~80μm之三維連續之空孔的構造。上述三維連續之空孔的平均直徑，係藉水銀壓入法測定細孔分佈曲線，可依細孔分佈曲線之極大值求得。單塊骨架之粗度係進行至少3次SEM觀察，測定所得影像中之骨架的平均粗度而可算出。又，具有共連續構造之單塊係具有0.5~5mg/g之總細孔容積。

聚合條件係與第1單塊離子交換體之III步驟之聚合條件的說明相同，而省略其說明。

IV步驟中，在具有共連續構造之單體中導入離子交換基的方法，係與第1單塊離子交換體中於單塊導入離子交換基的方法相同，而省略其說明。

第2單塊離子交換體由於在共連續構造之單塊中導入離子交換基，故大幅膨潤為例如單塊之1.4~1.9倍。又，即使空孔徑因膨潤而變大，總細孔容積仍無變化。因此，第2單塊離子交換體係不論三維連續之空孔尺寸格外大，由於具有粗架骨架故機械強度高。又，由於骨架較粗，故水濕潤狀態下每單位體積之離子交換容量增大，可依低壓、大流量長時間將被處理水進行通水，而可適合使用作為離子吸附模組。

[發明(A2)]

本發明(A2)之實施形態的離子吸附模組中，填充於容器中者，為第3單塊離子交換體。本發明(A2)之說明書中，有時亦將「單塊狀有機多孔質體」簡稱為「複合單塊」，將「單塊狀有機多孔質離子交換體」簡稱為「複合單塊離子交換體」，將「單塊狀之有機多孔質中間體」簡稱為「單塊中間體」。

<複合單塊離子交換體之說明>

複合單塊離子交換體係藉由將離子交換基導入至複合單塊中而得，為由連續骨架相與連續空孔相所構成之有機多孔質體，與固黏於該有機多孔質體骨架表面上之直徑4~40μm之多數粒子體的複合構造體；或為由連續骨架相與連續空孔相所構成之有機多孔質體，與形成於該有機多孔質體骨架表面上之尺寸為4~40μm之多數突起體的複合構造體；其於水濕潤狀態下孔之平均直徑為10~150μm、總細孔容積0.5~5ml/g，水濕潤狀態下之每單位體積之離子交換容量為0.2mg當量/ml以上，離子交換基均一分佈於該複合構造體中。又，本發明(A2)於本說明書中，有時將「粒子體」及「突起體」合併稱為「粒子體等」。

有機多孔質體之連續骨架相與連續空孔相(乾燥體)可藉由SEM影像進行觀察。作為有機多孔質體之基本構造，可舉例如連續巨孔構造及共連續構造。有機多孔質體之骨架相係顯示為柱狀之連續體、凹狀之壁面的連續體或此等之複合體，屬於與粒子狀或突起狀明顯不同的形狀。

作為有機多孔質體之較佳構造，可舉例如：氣泡狀之巨孔彼此重合，該重合部分於水濕潤狀態下成為平均直徑30~150μm之開口的連續巨孔構造體以及於水濕潤狀態平均粗度為1~60μm之三維連續的骨架，與在該骨架間平均直徑於水濕潤狀態下為10~100μm之三維連續之空孔所構成的共連續構造體。

具有連續巨孔構造之複合單塊離子交換體之開口平均直徑，係藉由對複合單塊導入離子交換基時，因為複合單塊整體發生膨潤，故其平均直徑較乾燥狀態之複合單塊之開口平均直徑大。若開口之平均直徑未滿30μm，則由於通水時之壓力損失變大，故不佳，若開口之平均直徑過大，則流體與單塊離子交換體之接觸不足，結果由於離子交換特性降低，故不佳。

具有共連續構造之複合單塊離子交換體中，若三維連續之空孔直徑未滿10μm，則流體透過時之壓力損失變大，故不佳，若超過100μm，則流體與複合單塊離子交換體間的接觸不足，其結果，離子交換特性不均一，亦即離子交換帶長度變長，所吸附之離子容易發生微量洩漏，故不佳。

具有共連續構造之複合單塊離子交換體中，三維連續之骨架的平均直徑若未滿1μm，則因每單位體積之離子交換容量降低，故不佳，若超過60μm，則失去離子交換特性之均一性，故不佳。

尚且，本發明(A2)中，乾燥狀態之單塊中間體之開口的平均直徑、乾燥狀態之複合單塊之空孔或開口的平均直徑及乾燥狀態之複合單塊離子交換體之空孔或開口的平均直徑，係藉水銀壓入法所測定之值。又，本發明(A2)之複合單塊離子交換體中，水濕潤狀態之複合單塊離子交換體之空孔或開口的平均直徑係對乾燥狀態之複合單塊離子交換體之空孔或開口之平均直徑乘上膨潤率而算出的值，具體之計算方法與發明(A1)之該計算方法相同。

複合單塊離子交換體於水濕潤狀態下孔之平均直徑的較佳值為10~120μm。在構成複合單塊離子交換體之有機多孔質體為連續巨孔構造時，複合單塊離子交換體之孔徑的較佳值為30~120μm，在構成複合單塊離子交換體之有機多孔質體為共連續構造時，複合單塊離子交換體之孔徑的較佳值為10~90μm。

本發明(A2)之複合單塊離子交換體中，水濕潤狀態下之粒子體直徑及突起體的尺寸為4~40μm、較佳為4~30μm、特佳為4~20μm。又，本發明(A2)中，粒子體及突起體均於骨架表面上觀察到突起狀者，將觀察到粒狀者稱為粒子體，將無法稱為粒狀之突起狀者稱為突起體。圖29表示突起體之概略剖面圖。如圖29中之(A)~(E)所示，自骨架表面61突出之突起狀者為突起體62，突起體62可舉例如：如(A)所示之突起體62a般接近粒狀的形狀者；如(B)所示之突起體62b般半球狀者；如(C)所示之突起體62c般骨架表面隆起狀者等。又，其他有如：在突起體61上，如(D)所示之突起體62d般，由骨架表面61之平面方向相對於骨架表面61於垂直方向上呈較長的形狀者，或如(E)所示之突起體62e般，於複數方向上突起的形狀者。又，突起體之尺寸係由SEM觀察時之SEM影像所判斷，各個突起體之SEM影像中之寬度係指最大部分的長度。

本發明(A2)之複合單塊離子交換體中，總粒子體等中，於水濕潤狀態下4~40μm之粒子體等所佔有的比例為70%以上、較佳為80%以上。又，總粒子體等中，於水濕潤狀態下4~40μm之粒子體等所佔有的比例，係指總粒子體等之個數中，水濕潤狀態下呈4~40μm之粒子體等的個數比例。又，骨架相表面之40%以上、較佳係50%以上被總粒子體等所被覆。又，粒子體等於骨架層表面之被覆比例，係指在藉SEM進行表面觀察時之SEM影像上的面積比例，亦即相對於由俯視觀察表面時的面積比例。被覆著壁面或骨架之粒子的尺寸若脫離上述範圍，則由於改善流體與複合單塊離子交換體之骨架表面及骨架內部間之接觸效率的效果變小，故不佳。又，所謂總粒子體等，係亦包括水濕潤狀態下4~40μm之粒子體等以外之尺寸範圍的粒子體及突起體、且形成於骨架層表面上的所有粒子體及突起體。

附著於上述複合單塊離子交換體之骨架表面上的粒子體等於水濕潤狀態下的直徑或尺寸，係對乾燥狀態之複合單塊離子交換體之SEM影像觀察所得的粒子體等之直徑或尺寸，乘上由乾燥狀態成為濕潤狀態時的膨潤率而算出之值，或對在離子交換基導入前之乾燥狀態之複合單塊的SEM影像觀察所得的粒子體等之直徑或尺寸，乘上離子交換基導入前後的膨潤率而算出之值。具體而言，將水濕潤狀態之複合單塊離子交換體之直徑設為x4(mm)，使其水濕潤狀態之複合單塊離子交換體乾燥，將所得之乾燥狀態之複合單塊離子交換體的直徑設為y4(mm)，將該乾燥狀態之複合單塊離子交換體藉SEM觀察時之SEM影像中之粒子體等之直徑或尺寸設為z4(μm)時，水濕潤狀態之複合單塊離子交換體之直徑或尺寸(μm)係由下式「水濕潤狀態之複合單塊離子交換體之粒子體等之直徑或尺寸(μm)=z4×(x4/y4)」所算出。又，測定乾燥狀態之複合單塊離子交換體之SEM影像中所觀察到的所有粒子體等的直徑或尺寸，根據該值，算出1視野之SEM影像中總粒子體等於水濕潤狀態下的直徑或尺寸。至少進行3次此乾燥狀態之複合單塊離子交換體的SEM觀察，於總視野中，算出SEM影像中總粒子體等於水濕潤狀態下的直徑或尺寸，確認是否觀察到直徑或尺寸為4~40μm的粒子體等，在於總視野下確認到時，則判斷於複合單塊離子交換體之骨架表面上，形成有直徑或尺寸於水濕潤狀態下為4~40μm之粒子體。又，依上述算出每1視野下SEM影像中之總粒子體等於水濕潤狀態下的直徑或尺寸，求取於各個視野下，水濕潤狀態下4~40μm之粒子體等在總粒子體等中所占有的比例；在總視野下，總粒子體等中，於水濕潤狀態下4~40μm之粒子體等所佔的比例為70%以上時，則判斷在形成於複合單塊離子交換體之骨架表面上的總粒子體等中，水濕潤狀態下4~40μm之粒子體等所佔有的比例為70%以上。又，依上述求取每一視野下SEM影像中之總粒子體於骨架層表面上的被覆比例，在總視野下，於總粒子體等於骨架層表面之被覆比例為40%以上時，則判斷複合單塊離子交換體之骨架層表面被總粒子體等所被覆的比例為40%以上。又，在已知離子交換基導入前之乾燥狀態之複合單塊之粒子體等的直徑或尺寸、與水濕潤狀態之複合單塊離子交換體相對於在其乾燥狀態之複合單塊中導入離子交換基時之乾燥狀態之複合單塊的膨潤率的情況，係對乾燥狀態之複合單塊之粒子體等之直徑或尺寸乘上膨潤率，算出水濕潤狀態下複合單塊離子交換體之粒子體等之直徑或尺寸；如同上述，亦可求取水濕潤狀態之複合單塊離子交換體之粒子體等的直徑或尺寸、水濕潤狀態下4~40μm之粒子體於總粒子體等中所佔有的比例、粒子體等於骨架層表面的被覆比例。

若粒子體等於骨架相表面之被覆率為未滿40%，則改善流體與複合單塊離子交換體之骨架內部及骨架表面之接觸效率的效果變小，損及離子交換行為之均一性，故不佳。作為上述粒子體等之被覆率的測定方法，可舉例如複合單塊(乾燥體)之SEM影像的影像解析方法。

另外，複合單塊離子交換體之總細孔容積，係與複合單塊之總細孔容積相同。亦即，即使藉由於複合單塊中導入離子交換基而發生膨潤使開口徑變大，由於骨架相較粗，故總細孔容積幾乎無變化。總細孔容積未滿0.5ml/g時，通水時之壓力損失變大，故不佳。另一方面，若總細孔容積超過5ml/g，則每單位體積之離子交換容量降低，故不佳。又，複合單塊(單塊中間體、複合單塊、複合單塊離子交換體)之總細孔容積係不論乾燥狀態或水濕潤狀態均相同。

本發明(A2)之複合單塊離子交換體中，係具有水濕潤狀態下之每單位體積之離子交換容量為0.2mg當量/ml以上、較佳0.3~1.8mg當量/ml的離子交換容量。若每單位體積之離子交換容量未滿0.2mg當量/ml，則失效為止所處理之處理水量變少，模組之交換頻率變高故不佳。又，本發明(A2)之複合單塊離子交換體於乾燥狀態下之每單位重量之離子交換容量並無特別限定，但為了使離子交換基均一地導入至複合單塊之骨架表面及骨架內部，而為3~5mg當量/g。又，僅於骨架表面導入離子交換基之有機多孔質體的離子交換容量，雖然視有機多孔質體或離子交換基之種類而無法一概決定，但大約為500μg當量/g。

導入至本發明(A2)之複合單塊的離子交換基，係與發明(A1)之離子交換基相同。

本發明(A2)之複合單塊離子交換體中，所導入之離子交換基、均一分佈之定義、離子交換基之分佈狀況之確認及離子交換基均一分佈於骨架相內部之技術性意義，係與發明(A1)相同。

本發明(A2)之複合單塊離子交換體係厚度為1mm以上，與膜狀多孔質體有所區別。若厚度未滿1mm，則多孔質體每一片之離子交換容量極端降低，故不佳。該複合單塊離子交換體之厚度較佳為3mm~1000mm。又，本發明之複合單塊離子交換體係骨架基本構造為連續空孔構造，故機械強度高。

本發明(A2)之複合單塊離子交換體係進行下述步驟：藉由攪拌不含離子交換基之油溶性單體、於一分子中具有至少2個以上乙烯基之第1交聯劑、界面活性劑及水之混合物而調製油中水滴型乳化物，接著使油中水滴型乳化物聚合，而得到總細孔容積5~30ml/g之連續巨孔構造之單塊狀有機多孔質中間體的I步驟；調製由乙烯基單體、於一分子中具有至少2個以上乙烯基之第2交聯劑、雖溶解乙烯基單體或第2交聯劑但不溶解使乙烯基單體聚合而生成之聚合物的有機溶媒及聚合起始劑所構成的混合物的II步驟；將II步驟所得之混合物於靜置下，且於該I步驟所得之單塊狀有機多孔質中間體的存在下進行聚合的III步驟；以及於該III步驟所得之單塊狀有機多孔質體中導入離子交換基的IV步驟；在製造單塊狀有機多孔質體時，係藉由在下述(1)~(5)之條件中，於滿足至少1個條件下進行II步驟或III步驟而獲得：

(1)III步驟中之聚合溫度係較聚合起始劑之10小時半衰溫度至少低5℃的溫度；

(2)II步驟所使用之第2交聯劑之莫耳%係I步驟所使用之第1交聯劑之莫耳%的2倍以上；

(3)II步驟所使用之乙烯基單體係與I步驟所使用之油溶性單體為不同構造的乙烯基單體；

(4)II步驟所使用之有機溶媒係分子量200以上之聚醚；

(5)II步驟所使用之乙烯基單體之濃度係II步驟之混合物中的30重量%以下。

(單塊中間體之製造方法)

本發明(A2)之複合單塊的製造方法中，I步驟係藉由攪拌不含離子交換基之油溶性單體、於一分子中具有至少2個以上乙烯基之第1交聯劑、界面活性劑及水之混合物而調製油中水滴型乳化物，接著使油中水滴型乳化物聚合，而得到總細孔容積5~30ml/g之連續巨孔構造之單塊中間體的步驟。此獲得單塊中間體之I步驟，係根據日本專利特開2002-306976號公報記載之方法進行即可。

作為不含離子交換基之油溶性單體，可舉例如不含羧酸基、磺酸基、四級銨基等之離子交換基且對水之溶解性低、呈親油性的單體。作為此等單體之較佳者，可舉例如苯乙烯、α-甲基苯乙烯、乙烯基甲苯、乙烯基苄基氯化物、二乙烯基苯、乙烯、丙烯、異戊二烯、丁二烯、乙二醇二甲基丙烯酸酯等。此等單體可使用單獨1種或組合2種以上而使用。

作為於一分子中具有至少2個以上乙烯基之第1交聯劑，可舉例如二乙烯基苯、二乙烯基萘、二乙烯基聯苯、乙二醇二甲基丙烯酸酯等。此等交聯劑可單獨使用1種或組合2種以上使用。由機械強度之高度而言，較佳之第1交聯劑為二乙烯基苯、二乙烯基萘、二乙烯基聯苯等之芳香族聚乙烯基化合物。第1交聯劑之使用量係相對於乙烯基單體與第1交聯劑之合計量，為0.3~10莫耳%、較佳0.3~5莫耳%、更佳0.3~3莫耳%。第1交聯劑之使用量若未滿0.3莫耳%，則由於單塊之機械強度不足故不佳。另一方面，若超過10莫耳%，則發生單塊之脆化進行而喪失柔軟性、離子交換基之導入量減少的問題，故不佳。

界面活性劑若為在將不含離子交換基之油溶性單體與水混合時可形成油中水滴型(W/O)乳化物者，則無特別限制，可使用山梨醇酐單油酸酯、山梨醇酐單月桂酸酯、山梨醇酐單軟脂酸酯、山梨醇酐單硬脂酸酯、山梨醇酐三油酸酯、聚氧乙烯壬基苯基醚、聚氧乙烯硬脂基醚、聚氧乙烯山梨醇酐單油酸酯等之非離子界面活性劑；油酸鉀、十二醯基苯磺酸鈉、磺酸基琥珀酸二辛基鈉等之陰離子界面活性劑；二硬脂基二甲基氯化銨等之陽離子界面活性劑；月桂基二甲基甜菜等之兩性界面活性劑。此等界面活性劑可使用單獨1種或組合2種以上而使用。又，所謂油中水滴型乳化物，係指油相呈連續相，於其中分散著水滴的乳化物。作為上述界面活性劑之添加量，由於視油溶性單體之種類及目標之乳化物粒子(巨孔)的大小而大幅變動，故無法一言概之，可在相對於油溶性單體與界面活性劑之合計量為約2~70%的範圍內予以選擇。

另外，I步驟中，係在油中水滴型乳化物形成時，視需要亦可使用聚合起始劑。聚合起始劑適合使用藉熱及光照射而產生自由基的化合物。聚合起始劑可為水溶性或油溶性，可舉例如2,2’-偶氮雙(異丁腈)、2,2’-偶氮雙(2,4-二甲基戊腈)、2,2’-偶氮雙(2-甲基丁腈)、2,2’-偶氮雙(4-甲氧基-2,4-二甲基戊腈)、2,2’-偶氮雙異丁酸二甲酯、4,4’-偶氮雙(4-氰基戊酸)、1,1’-偶氮雙(環己烷-1-甲腈)、過氧化苄甲醯基、過氧化月桂醯基、過硫酸鉀、過硫酸銨、過氧化氫-氯化鐵、過硫酸鈉-酸性亞硫酸鈉等。

作為將不含離子交換基之油溶性單體、第1交聯劑、界面活性劑、水及聚合起始劑混合而形成油中水滴型乳化物時的混合方法，並無特別限制，可使用將各成分一次全混合的方法；將油溶性單體、第1交聯劑、界面活性劑及屬於油溶性聚合起始劑之油溶性成分、與水或屬於水溶性聚合起始劑之水溶性成分分別均一溶解後，將各個成分予以混合的方法等。關於用於形成乳化物之混合裝置並無特別限制，可使用通常之混合器或均質器、高壓均質器等，選擇用於得到目標乳化物粒徑之適當裝置即可。又，關於混合條件並無特別限制，可任意設定能夠得到目標乳化物粒徑的攪拌旋轉數或攪拌時間。

I步驟所得之單塊中間體係具有連續巨孔構造。若將其共存於聚合系統中，則以該單塊中間體構造作為鑄型而於連續巨孔構造之骨架相表面上形成粒子體等，或於共連續構造之骨架相表面上形成粒子體等。又，單塊中間體係具有交聯構造之有機聚合物材料。該聚合物材料之交聯密度並無特別限定，相對於構成聚合物材料之總構成單位，較佳為含有0.3~10莫耳%、更佳為0.3~5莫耳%之交聯構造單位。若交聯構造單位未滿0.3莫耳%，則由於機械強度不足故不佳。另一方面，若超過10莫耳%，則多孔質體之脆化進行，而喪失柔軟性故不佳。

單塊中間體之總細孔容積為5~30ml/g、較佳為6~28ml/g。若總細孔容積過小，則使乙烯基單體聚合後所得之單塊的總細孔容積變得過小，流體透過時之壓力損失變大，故不佳。另一方面，若總細孔容積過大，則使乙烯基單體聚合後所得之單塊的構造容易變得不均一，視情況會引起構造崩壞，故不佳。將單塊中間體之總細孔容積設為上述數值範圍時，可將單體與水之比(重量)設為約1：5~1：35。

若將此單體與水的比設為約1：5~1：20，則可得到單塊中間體之總細孔容積為5~16ml/g之連續巨孔構造者，並可得到經由III步驟所得之複合單塊之有機多孔質體為連續巨孔構造體者。又，若將該調配比率設為約1：20~1：35，則可得到單塊中間體之總細孔容積超過16ml/g且30ml/g以下的連續巨孔構造者，並得到經由III步驟所得之複合單塊之有機多孔質體為共連續構造體者。

另外，單塊中間體係屬於巨孔與巨孔之重合部分的開口(間隙孔)之平均直徑於乾燥狀態下為20~100μm。若開口之平均直徑未滿20μm，則使乙烯基單體聚合後所得之單塊的開口徑變得過小，通水時之壓力損失變大，故不佳。另一方面，若超過100μm，則使乙烯基單體聚合後所得之單塊的開口徑變得過大，被處理水與單塊離子交換體之接觸不足，結果使離子成分之去除效率降低，故不佳。單塊中間體較佳為巨孔尺寸或開口徑齊合均一之構造者，但並不限定於此，於均一構造中，亦可點狀存在較均一巨孔之尺寸大的不均一巨孔。

(複合單塊之製造方法)

II步驟係調製由乙烯基單體、於一分子中具有至少2個以上乙烯基之第2交聯劑、雖溶解乙烯基單體或第2交聯劑但不溶解使乙烯基單體聚合而生成之聚合物的有機溶媒及聚合起始劑所構成的混合物的步驟。又，I步驟與II步驟並無順序，可在I步驟後進行II步驟，亦可於II步驟後進行I步驟。

作為II步驟所使用之乙烯基單體，若為於分子中含有可聚合之乙烯基、對有機溶媒之溶解性高的親油性之乙烯基單體，則無特別限制。作為此等乙烯基單體之具體例，可舉例如：苯乙烯、α-甲基苯乙烯、乙烯基甲苯、乙烯基苄基氯化物、乙烯基聯苯、乙烯基萘等之芳香族乙烯基單體；乙烯、丙烯、1-丁烯、異丁烯等之α-烯烴；丁二烯、異戊二烯、氯丁二烯等之二烯系單體；氯乙烯、溴乙烯、偏二氯乙烯、四氟乙烯等之鹵化烯烴；丙烯腈、甲基丙烯腈等之腈系單體；醋酸乙烯酯、丙酸乙烯酯等之乙烯酯；丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸環己酯、甲基丙烯酸苄酯、甲基丙烯酸環氧丙酯等之(甲基)丙烯酸系單體。此等單體可使用單獨1種或組合2種以上使用。本發明所適合使用之乙烯基單體為苯乙烯、乙烯基苄基氯化物等之芳香族乙烯基單體。

此等乙烯基單體之添加量，係相對於聚合時所共存的單塊中間體，以重量計為3~40倍、較佳為4~30倍。若乙烯基單體添加量相對於多孔質體為未滿3倍，則於所生成之單塊骨架上無法形成粒子體，離子交換基導入後之每單位體積之離子交換容量變小，故不佳。另一方面，若乙烯基單體添加量超過40倍，則開口徑變小，通水時之壓力損失變大，故不佳。

II步驟所使用之第2交聯劑適合使用於分子中含有至少2個可聚合之乙烯基、對有機溶媒之溶解性高者。作為第2交聯劑之具體例，可舉例如二乙烯基苯、二乙烯基萘、二乙烯基聯苯、乙二醇二甲基丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、丁二醇二丙烯酸酯等。此等第2交聯劑可使用單獨1種或組合2種以上使用。由機械強度之高度與對水解之穩定性而言，較佳之第2交聯劑為二乙烯基苯、二乙烯基萘、二乙烯基聯苯等之芳香族聚乙烯基化合物。第2交聯劑之使用量係相對於乙烯基單體與第2交聯劑之合計量，較佳為0.3~20莫耳%、特佳為0.3~10莫耳%。若交聯劑使用量未滿0.3莫耳%，則由於單塊之機械強度不足故不佳。另一方面，若超過20莫耳%，則進行單塊之脆化而失去柔軟性，發生離子交換基之導入量減少的問題故不佳。

II步驟所使用之有機溶媒，係雖溶解乙烯基單體或第2交聯劑但不溶解使乙烯基單體聚合而生成之聚合物的有機溶媒，換言之，對於使乙烯基單體聚合而生成之聚合物呈貧溶媒。該有機溶媒係視乙烯基單體之種類而大不相同，故難以列舉一般具體例，但可舉例如：在乙烯基單體為苯乙烯時，作為有機溶媒之甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、己醇、環己醇、辛醇、2-乙基己醇、癸醇、十二烷醇、丙二醇、丁二醇等之醇類；二乙基醚、丁基賽路蘇、聚乙二醇、聚丙二醇、聚丁二醇等之鏈狀(聚)醚類；己烷、庚烷、辛烷、異辛烷、癸烷、十二烷等之鏈狀飽和烴類；醋酸乙酯、醋酸異丙酯、醋酸賽路蘇、丙酸乙酯等之酯類。又，即使是如二烷或THF、甲苯般之聚苯乙烯之良溶媒，在與上述貧溶媒一起使用、且其使用量較少時，仍可使用作為有機溶媒。此等有機溶媒之使用量較佳係依上述乙烯基單體濃度成為5~80重量%之方式使用。若有機溶媒使用量脫離上述範圍且乙烯基單體濃度未滿5重量%，則聚合速度降低，故不佳。另一方面，若乙烯基單體濃度超過80重量%，則有聚合失控之虞，故不佳。

作為聚合起始劑，適合使用藉熱及光照射而發生自由基的化合物。聚合起始劑較佳為油溶性。作為本發明所使用之聚合起始劑的具體例，可舉例如2,2’-偶氮雙(異丁腈)、2,2’-偶氮雙(2,4-二甲基戊腈)、2,2’-偶氮雙(2-甲基丁腈)、2,2’-偶氮雙(4-甲氧基-2,4-二甲基戊腈)、2,2’-偶氮雙異丁酸二甲酯、4,4’-偶氮雙(4-氰基戊酸)、1,1’-偶氮雙(環己烷-1-甲腈)、過氧化苄甲醯基、過氧化月桂醯基、二硫化四甲胺硫甲醯等。聚合起始劑之使用量係視單體種類或聚合溫度等大幅變動，相對於乙烯基單體與第2交聯劑之合計量，可依約0.01~5%之範圍使用。

III步驟係將II步驟所得之混合物於靜置下、且由該I步驟所得之單塊中間體的存在下進行聚合，而得到複合單塊的步驟。III步驟所使用之單塊中間體，係在創造出本發明(A2)中具有嶄新構造的單塊上擔任極重要角色。如日本專利特表平7-501140號等所揭示般，在單塊中間體不存在下而將乙烯基單體與第2交聯劑於特定有機溶媒中進行靜置聚合時，可得到粒子凝集型之單塊狀有機多孔質體。相對於此，如本發明般使連續巨孔構造之單塊中間體存在於上述聚合系統中，則聚合後之單塊構造急遽變化，粒子凝集構造消失，而得到上述具有特定骨架構造的單塊。

反應容器之內容積若為使單塊中間體存在於反應容器中的尺寸則無特別限制，可為在將單塊中間體載置於反應容器內時，由俯視看去在單塊周圍有間隙者，亦可為使單塊中間體無間隙地放入反應容器內中者。其中，聚合後之複合單塊不受容器內壁擠壓、無間隙地放入反應容器中者，係於複合單塊上不發生應變，不浪費反應原料等而效率較佳。又，即使是在反應容器之內容積大、於聚合後之複合單塊周圍存在間隙時，由於乙烯基單體或交聯劑吸附、分配於單塊中間體中上，故不致於反應容器內之間隙部分生成粒子凝集構造物。

於III步驟中，反應容器中，單塊中間體係放置成被混合物(溶液)所含浸著之狀態。II步驟所得之混合物與單塊中間體之調配比係如前述，適合調配成相對於單塊中間體，乙烯基單體之添加量以重量計為3~40倍、較佳為4~30倍。藉此，可得到具有適度開口徑、且具有特定骨架的單塊。反應容器中，混合物中之乙烯基單體與交聯劑吸附、分配於靜置之單塊中間體骨架上，於單塊中間體之骨架內進行聚合。

聚合條件可視單體種類、起始劑種類而選擇各種條件。例如，於使用2,2’-偶氮雙(異丁腈)、2,2’-偶氮雙(2,4-二甲基戊腈)、過氧化苯甲醯基、過氧化月桂醯基等作為起始劑時，係在惰性氣體環境下之密封容器內，以20~100℃進行加熱聚合1~48小時即可。藉由加熱聚合，吸附、分配於單塊中間體骨架上之乙烯基單體與交聯劑於該骨架內進行聚合，使該特定骨架構造形成。聚合結束後，取出內容物，在去除未反應乙烯基單體與有機溶媒之目的下，以丙酮等溶劑進行萃取而得到特定骨架構造之單塊。

在製造上述複合單塊時，若藉由在下述(1)~(5)之條件中，於滿足至少1個條件下進行II步驟或III步驟，則可製造屬於本發明(A2)特徵性構造、於骨架表面形成有粒子體等的複合單塊。

(1)III步驟中之聚合溫度係較聚合起始劑之10小時半衰溫度至少低5℃的溫度；

(2)II步驟所使用之第2交聯劑之莫耳%係I步驟所使用之第1交聯劑之莫耳%的2倍以上；

(3)II步驟所使用之乙烯基單體係與I步驟所使用之油溶性單體為不同構造的乙烯基單體；

(4)II步驟所使用之有機溶媒係分子量200以上之聚醚；

(5)II步驟所使用之乙烯基單體之濃度係II步驟之混合物中的30重量%以下。

(上述(1)之說明)

10小時半衰溫度係聚合起始劑之特性值，若決定所使用之聚合起始劑，則可知10小時半衰溫度。又，若有所需之10小時半衰溫度，則可選擇與其相當的聚合起始劑。III步驟中，藉由降低聚合溫度，則可使聚合速度降低，於骨架相表面形成粒子體等。其理由認為係：單塊中間體之骨架相內部的單體濃度降低趨緩，單體由液相部朝單塊中間體之分配速度降低，故剩餘的單體在單塊中間體之骨架層表面附近被濃縮，並於該處進行聚合。

較佳之聚合溫度係較所使用之聚合起始劑之10小時半衰溫度低至少10℃的溫度。聚合溫度的下限值並無特別限定，但由於溫度越降低則聚合速度越低，聚合時間變長至實用上無法容許的程度，故較佳係將聚合溫度設定在相對於10小時半衰溫度低5~20℃的範圍。

((2)之說明)

若將II步驟所使用之第2交聯劑之莫耳%設定為I步驟所使用之第1交聯劑之莫耳%的2倍以上，則可得到本發明之複合單塊。其理由認為係：由於單塊中間體與藉含浸聚合所生成之聚合物間的相溶性降低而發生相分離，故藉含浸聚合所生成之聚合物被排除至單塊中間體之骨架相表面附近，於骨架相表面形成粒子體等之凹凸。又，交聯劑之莫耳%為交聯密度莫耳%，係指相對於乙烯基單體與交聯劑之合計量的交聯劑量(莫耳%)。

II步驟所使用之第2交聯劑莫耳%的上限並無特別限制，若第2交聯劑莫耳%顯著變大，則產生於聚合後之單塊發生裂痕、單塊之脆化進行而失去柔軟性、離子交換基之導入量減少等問題，故不佳。較佳之第2交聯劑莫耳%的倍數為2倍~10倍。另一方面，即使相對於II步驟所使用之第2交聯劑莫耳%、將I步驟所使用之第1交聯劑莫耳%設定成2倍以上，則於骨架相表面不會形成粒子體等，無法得到本發明之複合單塊。

((3)之說明)

II步驟所使用之乙烯基單體若與I步驟所使用之油溶性單體為不同構造的乙烯基單體，則可得到本發明(A2)之複合單塊。例如苯乙烯與乙烯基苄基氯化物般，即使乙烯基單體之構造上僅有些許不同，仍會生成於骨架相表面上形成有粒子體等的複合單塊。一般而言，由構造上僅有些許不同之二種單體所得的二種均聚物係彼此不相溶。因此，若於II步驟中使用與I步驟之單塊中間體形成時所使用之單體不同構造的單體、亦即I步驟之單塊中間體形成時所使用之單體以外的單體，並於III步驟進行聚合，則雖然II步驟所使用之單體均一分配或含浸於單塊中間體中，但當進行聚合而生成聚合物時，所生成之聚合物與單塊中間體不相溶，故發生相分離，所生成之聚合物被排除至單塊中間體之骨架相表面附近，於骨架相表面上形成粒子體等之凹凸。

((4)之說明)

II步驟所使用之有機溶媒若為分子量200以上之聚醚，則可得到本發明之複合單塊。聚醚係與單塊中間體間的親和性較高，尤其是低分子量之環狀聚醚為聚苯乙烯之良溶媒，而低分子量之鏈狀聚醚雖不是良溶媒但仍具有相當的親和性。然而，若聚醚之分子量變大，則與單塊中間體間之親和性急遽降低，幾乎不顯示與單塊中間體間的親和性。若將此種缺乏親和性之溶媒用於有機溶媒中，則阻礙單體朝單塊中間體骨架內部的擴散，結果使單體僅於單塊中間體骨架表面附近進行聚合，故於骨架相表面形成粒子體等，而於骨架表面形成凹凸。

聚醚之分子量若為200以上，則其上限並無特別限制，若為太高分子量，則II步驟所調製之混合物的黏度變高，難以含浸至單塊中間體內部，故不佳。較佳之聚醚分子量較佳為200~100000、特佳200~10000。又，聚醚之末端構造可為未修飾之羥基，亦可被甲基或乙基等之烷基所醚化，亦可被醋酸、油酸、月桂酸、硬脂酸等所酯化。

((5)之說明)

II步驟所使用之乙烯基單體的濃度，若為II步驟之混合物中的30重量%以下，則可得到本發明(A2)之複合單塊。藉由於II步驟使單體濃度降低，則使聚合速度降低，根據與上述(1)相同之理由，可於骨架相表面形成粒子體等，並可於骨架相表面上形成凹凸。單體濃度之下限值並無特別限定，單體濃度越降低則聚合速度越低，聚合時間變長至實用上所無法容許的程度，故較佳係將單體濃度設定於10~30重量%。

III步驟所得之複合單塊，係由連續骨架相與連續空孔相所構成之有機多孔質體、與固黏在該有機多孔質體之骨架表面上之多數粒子體或形成於該有機多孔質體之骨架表面上之多數突起體的複合構造體。有機多孔質體之連續骨架相與連續空孔相可藉由SEM影像進行觀察。有機多孔質體之基本構造為連續巨孔構造或共連續構造。

複合單塊中之連續巨孔構造係氣泡狀之巨孔彼此重合，此重合部分成為在乾燥狀態下之平均直徑為20~100μm的開口，複合單塊之共連續構造體係具有：平均粗度於乾燥狀態下為0.8~40μm之三維連續的骨架；與在該骨架間於乾燥下平均直徑為8~80μm之三維連續的空孔。

IV步驟係對III步驟所得之複合單塊導入離子交換基的步驟。根據此導入方法，可嚴密地控制所得之複合單塊離子交換體的多孔構造。

對上述複合單塊導入離子交換基的方法，係與發明(A1)中對單塊導入離子交換基的方法相同。

[發明(A1)與發明(A2)之共通說明]

本發明之實施形態的離子吸附模組中，係具備至少具有使被處理水流入之開口的容器、與填充於該容器中之第1單塊離子交換體、第2單塊離子交換體或第3單塊離子交換體。此容器若為僅具備使被處理水流入之開口，則可應用於將該離子吸附模組投入至貯留容器或貯留槽中之水中而進行該水之淨化的批次處理方法，又，若具備使被處理水流入之被處理水流入配管、與使處理水流出之處理水流出配管者，則可應用於習知一般使用的連續通水處理方法。作為被處理水與離子吸附模組的接觸形態，若為使被處理水與上述單塊離子交換體接觸者則無特別限定，可例示：於單純之圓柱狀或多角柱狀填充層中依上升流或下降流進行通水的方式；於圓筒狀填充層中自圓周方向外側朝內筒進行通水的外壓方式，或朝相反方向進行通水的內壓方式；將圓筒狀有機多孔質體多數填充，依內壓式或外壓式進行通水的管方式；使用片狀填充層之平膜方式；以及將平膜進行框體成形為折疊形狀的摺板方式等。

另外，作為所填充之單塊離子交換體的形狀，係視採用上述吸附形態之模組的容器形狀，而選擇塊狀、片狀、板狀、圓柱狀、圓筒狀等。又，亦可將上述單塊離子交換體作成0.1mm至10mm的球形或不定形之粒狀小塊，將此小塊填充於容器中而形成填充層。作為此等各種形狀之單塊離子交換體的成形方法，可舉例如由塊狀單塊離子交換體進行切削的方法等。

作為填充於容器中之單塊離子交換體之種類與填充形態，並無特別限制，可視使用目的或欲吸附之離子性雜質種類而任意決定。具體可舉例如將單塊陽離子交換體、單塊陰離子交換體單獨或混合存在而填充至容器內的形態。又，作為使單塊離子交換體混合存在的形態，可舉例如：將成形或加工為塊狀、片狀、板狀或圓柱狀者相對於通水方向進行積層的形態；或使小塊單塊離子交換體混合而填充的形態等。其中，將單塊陽離子交換體與單塊陰離子交換體進行積層填充者，係由單塊離子交換體之製作與填充至容器中的容易度而言屬較佳。

另外，作為本發明之離子交換模組的其他形態，可舉例如：將粒狀之離子交換樹脂填充層與上述單塊離子交換體填充層自上游側起依此順序積層而成者；以及使填充了上述單塊離子交換體之離子吸附模組，配置於填充了粒狀離子交換樹脂之離子吸附模組的下游側者。相較於後者形態，前者形態可省略連接配管。藉由將習知通用之粒狀離子交換樹脂配置於上游部，並將單塊離子交換體配置於下游部，則可大量去除離子性雜質，並以高效率去除殘留之離子性雜質，故可達到總離子交換帶長度之縮小、離子吸附塔之低容化、高流速下之吸附效率提升。上游側之粒狀離子交換樹脂較佳係陽離子交換樹脂與陰離子交換樹脂之混合離子交換樹脂，下游側之單塊離子交換體較佳係單塊陽離子交換體與單塊陰離子交換體之積層填充層。

本發明所使用之離子交換模組之形狀並無特別限制，可舉例如管柱狀、扁平狀及於下方部具備鏡板部的塔形狀等。扁平狀(小太鼓狀)之離子交換模組，係其離子交換體填充層於通水方向上較短、於垂直通水方向之方向(直徑)上較長，而適合依短時間進行通水與再生的水處理方法。又，於下方部具備鏡板部之所謂離子交換塔，係使用於上述其他形態中之粒狀離子交換樹脂與單塊離子交換體之積層填充的情況。亦即，習知之於下方部具備鏡板部的所謂離子交換塔，係自上游側朝下游側，由填充了粒狀離子交換樹脂之脫鹽部、與配設或填充了目板或具有分配器作用的浮石(Tekapoa)的鏡板部所構成，在本例之離子交換模組的情況，可取代鏡板部之目板或浮石(Tekapoa)而填充上述單塊離子交換體，藉此可使高流速下之離子性雜質的吸附效率增高，同時因單塊離子交換體具有分配器作用故可減少塔內零件，再者在上向流所進行之再生時不需移動該填充層而使再生效率變佳。又，根據本發明之離子吸附模組，單塊離子交換體可依例如鑲嵌於填充容器中之塊形狀的型式而得，而使填充容易。

本發明之水處理方法係藉由使被處理水與上述單塊離子交換體接觸，而吸附去除該被處理水中之離子性雜質的方法(水處理第1方法)，以及藉由將使被處理水與粒狀離子交換樹脂接觸所得之第1處理水，進一步與上述單塊離子交換體接觸，而得到第2處理水的方法(水處理第2方法)。於水處理第1方法中，被處理水中之離子性雜質的含量為微量，例如在對以導電率計為0.1~100mS/m之被處理水進行處理時，該單塊離子交換體之填充容易而適合於使用小型裝置、進行頻繁再生的水處理方法中。又，其即使在高流速下仍可將離子交換帶長維持為較短，達到離子交換體裝置的減容化。根據水處理第2方法，離子性雜質即使為微量仍具有高吸附率，經吸附之離子不易發生洩漏。亦即，由於粒狀離子交換樹脂之粒徑為0.2~0.5mm，故粒子內與粒子外之擴散速度大為不同，若使流速增快則屬於離子吸附部分與未吸附部分之混合存在區域的離子交換帶長度變長，雖然容易發生吸附離子的微量洩漏，但由於總交換容器較大，故可進行離子之粗取。另一方面，單塊離子交換體由於擴散速度變動小，故即使在高流速下仍可將離子交換帶長度維持為較短。因此，藉由將粒狀離子交換樹脂設置於上游側，並將單塊離子交換體設置於下游側，則可先大量去除離子性物質，接著高效率去除殘留離子，而可實現總離子交換帶長度之縮小、離子吸附塔之低容化、高流速下之吸附效率提升。因此，該離子吸附模組可作為例如習知超純水製造裝置之副系統中所使用之匣式純化器的替代器。

本發明之水處理方法亦可將上述單塊離子交換體作成為其吸附選擇性較被處理水中之去除目標離子低的離子形後，將被處理水通水，使該被處理水中之目標離子被吸附去除，並使該吸附選擇性低之離子釋出至被處理水中。具體而言，在去除目標之離子為鈣離子、鎂離子的情況，係將選擇吸附性較其低的鈉離子吸附於單塊離子交換體上，將其用於水處理。此方法在例如鍋爐給水般之以防止銹皮附著為主要水處理目的的情況下，由於不需去除所有離子，故由廉價且可安全再生的方面而言屬較適合。又，本發明之水處理方法中，亦可單塊離子交換體為陽離子交換體，將該陽離子交換體作為鈉形後使被處理水通水，將該被處理水中之硬度成分與鈉交換的軟化處理方法。根據此方法，可容易去除被處理水中之硬度成分。

本發明之離子交換模組及水處理方法中所使用之單塊離子交換體，由於重複使用於離子吸附去除處理中，故可使用藉藥劑而經再生處理者。作為再生處理方法，可舉例如藉由分別使酸與單塊陽離子交換體接觸、使鹼與單塊陰離子交換體接觸，而使吸附於該單塊離子交換體上之離子性物質脫離的方法。作為酸可舉例如鹽酸、硫酸及硝酸等，作為鹼可舉例如苛性鈉等。又，作為藥劑與單塊離子交換體之接觸方法，可為上升流或下降流而無特別限定，在混合存在有粒狀之離子交換樹脂等其他離子交換體時，亦不需要進行將各離子交換體分離的操作。

(實施例)

接著，列舉實施例更具體說明本發明，但此僅為例示，並不限制本發明。以下，參考例1~25、實施例1及2以及比較例1及2係發明(A1)，參考例26~36、實施例3及比較例3及4為發明(A2)。

<第1單塊離子交換體之製造(參考例1)> (I步驟：單塊中間體之製造)

混合苯乙烯19.2g、二乙烯基苯1.0g、山梨醇酐單油酸酯(以下簡稱為SMO)1.0g及2,2’-偶氮雙(異丁腈)0.26g，使其均一溶解。接著，將該苯乙烯/二乙烯基苯/SMO/2,2’-偶氮雙(異丁腈)混合物添加至含有THF1.8ml之180g純水中，使用屬於行星式攪拌裝置之真空攪拌脫泡混合器(EME公司製)於5~20℃之溫度範圍在減壓下進行攪拌，得到油中水滴型乳化物。迅速將此乳化物移至反應容器中，密封後在靜置下依60℃聚合24小時。聚合結束後，取出內容物，以異丙醇萃取後，予以減壓乾燥，製造具有連續巨孔構造的單塊中間體。藉水銀壓入法所測定之該單塊中間體之巨孔與巨孔所重合部分的開口(間隙孔)的平均直徑為56μ m，總細孔容積為7.5ml/g。

(單塊之製造)

接著，混合苯乙烯49.0g、二乙烯基苯1.0g、1-癸醇50g、2,2’-偶氮雙(2,4-二甲基戊腈)0.5g，使其均一溶解(II步驟)。接著將上述單塊中間體切斷成外徑70mm、厚度約20mm之圓盤狀，分取7.6g。將分取之單塊中間體置入於內徑90mm之反應容器中，使其浸漬於該苯乙烯/二乙烯基苯/1-癸醇/2,2’-偶氮雙(2,4-二甲基戊腈)混合物中，於減壓室中脫泡後，將反應容器密封，於靜置下依60℃聚合24小時。聚合結束後，取出厚度約30mm之單塊狀內容物，以丙醇進行索司勒萃取後，以85℃進行一夜減壓乾燥(III步驟)。

將含有如上述所得之由苯乙烯/二乙烯基苯共聚物所構成之交聯成分1.3莫耳%的單塊(乾燥體)的內部構造，藉SEM進行觀察並將結果示於圖1。圖1之SEM影像係對單塊於任意位置切斷所得之切剖面之任意位置的影像。由圖1明顯可知，該單塊具有連續巨孔構造，構成連續巨孔構造體之骨架遠較比較例之圖12者粗，又，構成骨架之壁部厚度較厚。

其次，對於所得單塊，由排除主觀而在與上述位置不同的位置進行切斷所得的SEM影像中之2點、視情況3點，測定壁部厚度與SEM影像中所示之骨架部之剖面之面積。壁部厚度為1張SEM照片所得之8點的平均值，骨架部面積係藉影像解析所求得。又，壁部為上述定義。又，骨架部面積係依3個SEM影像之平均表示。其結果，壁部之平均厚 度為30μm，SEM影像中所示之骨架部之剖面之面積為SEM影像中之28%。又，藉水銀壓入法所測定之該單塊之開口的平均直徑為31μm，總細孔容積為2.2ml/g。將結果整合示於表1及表2。表1中，填入欄係由左至右依序表示II步驟所使用之乙烯基單體、交聯劑、I步驟所得之單塊中間體、II步驟所使用之有機溶媒。

(單塊陽離子交換體之製造)

將依上述方法所製造之單塊切斷為外徑70mm、厚度約15mm的圓盤狀。單塊重量為27g。於其中加入二氯甲烷1500ml，以35℃加熱1小時後，冷卻至10℃以下，慢慢加入氯化硫酸145g，予以升溫並在35℃反應24小時。其後，加入甲醇，淬洗剩餘的氯化硫酸後，以甲醇洗淨而去除二氯甲烷，再以純水洗淨而得到具有連續巨孔構造之單塊陽離子交換體。

所得之陽離子交換體的反應前後之膨潤率為1.7倍，每單位體積之離子交換容量於水濕潤狀態下為0.67mg當量/ml。由有機多孔質體之值與水濕潤狀態下陽離子交換體之膨潤率所估算水濕潤狀態下之有機多孔質離子交換體之開口平均直徑，結果為54μm，依與單塊相同之方法所求得之構成骨架之壁部的平均厚度為50μm，骨架部面積為SEM照片之照片區域中的28%，總細孔容積為2.2ml/g。又，該單塊陽離子交換體中關於鈉離子的離子交換帶長度，係於LV=20m/h下為22mm。又，屬於使水透過時之壓力損失指 標的壓差係數為0.016MPa/m‧LV。其結果整合示於表2。

其次，為了確認單塊陽離子交換體中之磺酸基之分佈狀態，而藉EPMA觀察硫原子的分佈狀態。將結果示於圖2及圖3。圖2表示硫原子於陽離子交換體表面的分佈狀態，圖3表示硫原子於陽離子交換體之剖面(厚度)方向上的分佈狀態。由圖2及圖3可知，磺酸基分別被均一導入至陽離子交換體之骨架表面及骨架內部(剖面方向)。

<第1單塊離子交換體之製造(參考例2~11)> (單塊之製造)

除了將苯乙烯之使用量、交聯劑之種類與使用量、有機溶媒之種類與使用量、苯乙烯及二乙烯基苯含浸聚合時所共存之單塊中間體之多孔構造、交聯密度及使用量變更為表1所示之調配量以外，依與參考例1相同之方法製造單塊。將其結果示於表1及表2。又，由參考例2~11之SEM影像(未圖示)及表2，參考例2~11之單塊之開口的平均直徑大至22~70μ m，構成骨架之壁部的平均厚度亦厚至25~50μ m，骨架部面積為SEM影像區域中之26~44%的粗架單塊。

(單塊陽離子交換體之製造)

將依上述方法所製造之單塊分別依與參考例1相同之方法與氯化硫酸反應，製造具有連續巨孔構造之單塊陽離子交換體。其結果示於表2。參考例2~11之單塊陽離子交換體之開口的平均直徑為46~138μ m，構成骨架之壁部的平均厚度為厚達45~110μm，骨架部面積為SEM影像區域中之26~44%。離子交換帶長亦較習知者短，壓差係數亦顯示較低值。又，對於參考例8之單塊陽離子交換體亦進行機械特性評價。

(單塊陽離子交換體之機械特性評價)

將參考例8所得之單塊陽離子交換體於水濕潤狀態下切出為4mm×5mm×10mm的短片狀，作為拉伸強度試驗的試驗片。將此試驗片安裝於拉伸試驗機，將拉頭速度設定於0.5mm/分鐘，於水中依25℃進行試驗。其結果，拉伸強度、拉伸彈性係數分別為45kPa、50kPa，相較於習知之單塊陽離子交換體，顯示格外大的值。又，拉伸破斷延伸為25%，為較習知之單塊陽離子交換體更大的值。

<參考例12及13> (單塊之製造)

除了將苯乙烯之使用量、交聯劑之使用量、有機溶媒之使用量變更為表1所示之調配量以外，依與參考例1相同之方法製造與參考例4相同組成‧構造的單塊。又，參考例13係除了取代內徑75mm之反應容器，使用內徑110mm之反應容器以外，其餘依與參考例12相同之方法進行。其結果示於表1及表2。

(單塊陰離子交換體之製造)

將依上述方法所製造之單塊切斷為外徑70mm、厚度約15mm之圓盤狀。於其中加入二甲氧基甲烷1400ml、四氯化錫20ml，於冰冷下滴下氯化硫酸560ml。滴下結束後，予以升溫並依35℃反應5小時，導入氯甲基。反應結束後，以虹吸法抽出母液，藉THF/水=2/1之混合溶液洗淨後，再以THF洗淨。對此氯甲基化單塊狀有機多孔質體加入THF1000ml與三甲基胺30%水溶液600ml，依60℃反應6小時。反應結束後，將生成物以甲醇/水混合溶媒洗淨，接著以純水洗淨予以單離。

將參考例12及參考例13之陰離子交換體的每單位體積之離子交換容量、水濕潤狀態下之有機多孔質離子交換體之開口的平均直徑、依與單塊相同之方法所求得的構成骨架之壁部的平均厚度、骨架部面積(SEM照片之照片領域中所占比例)、總細孔容積、離子交換帶長及壓差係數等整合示於表2。

其次，為了確認多孔質陰離子交換體中之四級銨基的分佈狀態，以鹽酸水溶液處理陰離子交換體而作成氯化物型後，藉EPMA觀察氯原子之分佈狀態。其結果，氯原子不僅分佈於陰離子交換體之骨架表面，亦均一分佈於骨架內部，可確認到四級銨基被均一導入至陰離子交換體中。

<第2單塊離子交換體之製造(參考例14)> (I步驟：單塊中間體之製造)

混合苯乙烯5.4g、二乙烯基苯0.17g、山梨醇酐單油酸酯(以下簡稱為SMO)1.4g及2,2’-偶氮雙(異丁腈)0.26g，使其均一溶解。接著，將該苯乙烯/二乙烯基苯/SMO/2,2’-偶氮雙(異丁腈)混合物添加至180g純水中，使用屬於行星式攪拌裝置之真空攪拌脫泡混合器(EME公司製)於5~20℃之溫度範圍在減壓下進行攪拌，得到油中水滴型乳化物。迅速將此乳化物移至反應容器中，密封後在靜置下依60℃聚合24小時。聚合結束後，取出內容物，以甲醇萃取後，予以減壓乾燥，製造具有連續巨孔構造的單塊中間體。藉SEM影像(圖7)觀察如此所得之單塊中間體(乾燥體)之內部構造，結果雖然區隔出鄰接之2個巨孔的壁部為極細之棒狀，但具有連續氣泡構造，藉水銀壓入法所測定之巨孔與巨孔所重合部分的開口(間隙孔)的平均直徑為70μm，總細孔容積為21.0ml/g。

(共連續構造單塊之製造)

接著，混合苯乙烯76.0g、二乙烯基苯4.0g、1-癸醇120g、2,2’-偶氮雙(2,4-二甲基戊腈)0.8g，使其均一溶解(II步驟)。接著將上述單塊中間體切斷成直徑70mm、厚度約40mm之圓盤狀，分取4.1g。將分取之單塊中間體置入於內徑75mm之反應容器中，使其浸漬於該苯乙烯/二乙烯基苯/1-癸醇/2,2’-偶氮雙(2,4-二甲基戊腈)混合物中，於減壓室中脫泡後，將反應容器密封，於靜置下依60℃聚合24小時。聚合結束後，取出厚度約60mm之單塊狀內容物，以丙醇進行索司勒萃取後，以85℃進行一夜減壓乾燥(III步驟)。

將含有如上述所得之由苯乙烯/二乙烯基苯共聚物所構成之交聯成分3.2莫耳%的單塊(乾燥體)的內部構造，藉SEM進行觀察，結果該單塊係骨架及空孔分別呈三維連續，且兩相彼此纏合的共連續構造。又，由SEM影像所測定之骨架粗度為10μm。又，藉水銀壓入法所測定之該單塊之三維連續的空孔尺寸為17μm，總細孔容積為2.9ml/g。將結果整合示於表3及表4。表4中，骨架粗度係以骨架直徑所表示。

(共連續構造單塊狀陽離子交換體之製造)

將依上述方法所製造之單塊切斷為直徑75mm、厚度約15mm的圓盤狀。單塊重量為18g。於其中加入二氯甲烷1500ml，以35℃加熱1小時後，冷卻至10℃以下，慢慢加入氯化硫酸99g，予以升溫並在35℃反應24小時。其後，加入甲醇，淬洗剩餘的氯化硫酸後，以甲醇洗淨而去除二氯甲烷，再以純水洗淨而得到具有共連續構造之單塊陽離子交換體。

切出所得之陽離子交換體的一部分，使其乾燥後，藉SEM觀察其內部構造，結果確認到該單塊陽離子體維持共連續構造。將其SEM影像示於圖8。又，該陽離子交換體的反應前後之膨潤率為1.4倍，每單位體積之離子交換容量於水濕潤狀態下為0.74mg當量/ml。由單塊之值與水濕潤狀態下陽離子交換體之膨潤率估算水濕潤狀態下之單塊之連續空孔尺寸，結果為24μm，骨架直徑為14μm，總細孔容積為2.9ml/g。

又，屬於使水透過時之壓力損失指標的壓差係數為0.052MPa/m‧LV。再者，測定該單塊陽離子交換體中鈉離子的離子交換帶長度，結果係於LV=20m/h下之離子交換帶長為16mm，相較於市售之強酸性陽離子交換樹脂的Amberlite IR120B(Rohm and Haas公司製)之值(320mm)不僅壓倒性地較短，相較於習知之具有連續氣泡構造之單塊狀多孔質離子交換體之值亦較短。其結果整合示於表4。

其次，為了確認單塊陽離子交換體中之磺酸基之分佈狀態，而藉EPMA觀察硫原子的分佈狀態。將結果示於圖9及圖10。圖9及圖10均為左右照片分別對應。圖9表示硫原子於陽離子交換體表面的分佈狀態，圖10表示硫原子於陽離子交換體之剖面(厚度)方向上的分佈狀態。圖9左側照片中，左右傾斜延伸的是骨架部，圖10左側的照片中，2個圓形狀為骨架剖面。由圖9及圖10可知，磺酸基分別被均一導入至陽離子交換體之骨架表面及骨架內部(剖面方向)。

<第2單塊離子交換體之製造(參考例15~17)> (具有共連續構造之單塊的製造)

除了將苯乙烯之使用量、交聯劑之使用量、有機溶媒之使用量、苯乙烯及二乙烯基苯含浸聚合時所共存之單塊中間體之多孔構造、交聯密度及使用量變更為表3所示之調配量以外，依與參考例14相同之方法製造具有共連續構造之單塊。又，參考例17係除了取代內徑75mm之反應容器，使用內徑110mm之反應容器以外，其餘依與參考例14相同之方法進行。其結果示於表3及表4。

(具有共連續構造之單塊的製造)

除了將苯乙烯之使用量、交聯劑之使用量、有機溶媒之種類與使用量、苯乙烯及二乙烯基苯含浸聚合時所共存之單塊中間體之多孔構造、交聯密度及使用量變更為表4所示之調配量以外，依與參考例14相同之方法製造具有共連續構造之單塊。其結果示於表3及表4。

(具有共連續構造之單塊陽離子交換體之製造)

將依上述方法所製造之單塊分別依與參考例14相同之方法與氯化硫酸反應，製造具有共連續構造之單塊陽離子交換體。其結果示於表4。又，所得之具有共連續構造之單塊陽離子交換體的內部構造，由未圖示之SEM影像及表4可知，參考例15~17所得之單塊陽離子交換體顯示了壓差係數小、每單位體積之交換容量大、離子交換帶長度短之優越特性。又，對於參考例15之單塊陽離子交換體亦進行機械特性評價。

(單塊陽離子交換體之機械特性評價)

將參考例15所得之單塊陽離子交換體於水濕潤狀態下切出為4mm×5mm×10mm的短片狀，作為拉伸強度試驗的試驗片。將此試驗片安裝於拉伸試驗機，將拉頭速度設定於0.5mm/分鐘，於水中依25℃進行試驗。其結果，拉伸強度、拉伸彈性係數分別為23kPa、15kPa，相較於習知之單塊陽離子交換體，顯示格外大的值。又，拉伸破斷延伸為50%，為較習知之單塊陽離子交換體更大的值。

<參考例18及19> (具有共連續構造之單塊的製造)

除了將苯乙烯之使用量、交聯劑之使用量、有機溶媒之使用量、苯乙烯及二乙烯基苯含浸聚合時所共存之單塊中間體的多孔構造、交聯密度及使用量變更為表4所示之調配量以外，依與參考例14相同之方法製造具有共連續構造的單塊。又，參考例19係除了取代內徑75mm之反應容器，使用內徑110mm之反應容器以外，其餘依與參考例18相同之方法進行。其結果示於表3及表4。

(具有共連續氣泡構造之單塊陰離子交換體之製造)

將依上述方法所製造之單塊切斷為外徑70mm、厚度約15mm之圓盤狀。於其中加入二甲氧基甲烷1400ml、四氯化錫20ml，於冰冷下滴下氯化硫酸560ml。滴下結束後，予以升溫並依35℃反應5小時，導入氯甲基。反應結束後，以虹吸法抽出母液，藉THF/水=2/1之混合溶媒洗淨後，再以THF洗淨。對此氯甲基化單塊狀有機多孔質體加入THF1000ml與三甲基胺30%水溶液600ml，依60℃反應6小時。反應結束後，將生成物以甲醇/水混合溶媒洗淨，接著以純水洗淨予以單離。

將參考例18及參考例19之陰離子交換體的每單位體積之離子交換容量、水濕潤狀態下之有機多孔質離子交換體之連續空孔的平均直徑、依與單塊相同之方法所求得的骨架粗度、總細孔容積、離子交換帶長度及壓差係數等整合示於表4。又，所得之具有共連續構造之單塊陰離子交換體的內部構造係藉由SEM影像(未圖示)進行觀察。

其次，為了確認單塊陰離子交換體中之四級銨基的分佈狀態，以鹽酸水溶液處理陰離子交換體而作成氯化物型後，藉EPMA觀察氯原子之分佈狀態。其結果，氯原子不僅分佈於陰離子交換體之表面，亦均一分佈於內部，可確認到四級銨基被均一導入至陰離子交換體中。

<參考例20> (具有連續巨孔構造之單塊狀有機多孔質體(公知物)之製造)

根據日本專利特開2002-306976號記載之製造方法，製造具有連續巨孔構造之單塊狀有機多孔質體。亦即，混合苯乙烯19.2g、二乙烯基苯1.0g、SMO1.0g及2,2’-偶氮雙(異丁腈)0.26g，使其均一溶解。接著，將該苯乙烯/二乙烯基苯/SMO/2,2’-偶氮雙(異丁腈)混合物添加至180g純水中，使用屬於行星式攪拌裝置之真空攪拌脫泡混合器(EME公司製)於5~20℃之溫度範圍在減壓下進行攪拌，得到油中水滴型乳化物。迅速將此乳化物移至反應容器中，密封後在靜置下依60℃聚合24小時。聚合結束後，取出內容物，以異丙醇萃取後，予以減壓乾燥，製造具有連續巨孔構造的單塊狀有機多孔質體。

顯示了含有如上述所得之由苯乙烯/二乙烯基苯共聚物所構成之交聯成分3.3莫耳%之有機多孔質體之內部構造的SEM，係與圖12相同之構造。由圖12明顯可知，該有機多孔質體具有連續巨孔構造，構成連續巨孔構造體骨架之壁部的厚度較實施例薄，又，由SEM影像所測定之壁部的平均厚度為5μm，骨架部面積為SEM影像區域中之10%。又，藉水銀壓入法所測定之該有機多孔質體之開口平均直徑為29μm，總細孔容積為8.6ml/g。將結果整合示於表5。表1、2及5中，間隙孔直徑代表開口平均直徑。又，表1~5中，厚度、骨架直徑、空孔之值分別表示平均。

(具有連續巨孔構造之單塊狀有機多孔質陽離子交換體(公知物)的製造)

將依上述方法所製造之有機多孔質體切斷為外徑70mm、厚度約15mm的圓盤狀。有機多孔質體之重量為6g。於其中加入二氯甲烷1000ml，以35℃加熱1小時後，冷卻至10℃以下，慢慢加入氯化硫酸30g，予以升溫並在35℃反應24小時。其後，加入甲醇，淬洗剩餘的氯化硫酸後，以甲醇洗淨而去除二氯甲烷，再以純水洗淨而得到具有連續巨孔構造之單塊狀多孔質陽離子交換體。所得之陽離子交換體的反應前後之膨潤率為1.6倍，每單位體積之離子交換容量於水濕潤狀態下為0.22mg當量/ml，顯示了較參考例1等小的值。由有機多孔質體之值與水濕潤狀態下陽離子交換體之膨潤率估算水濕潤狀態下之有機多孔質離子交換體之間隙孔平均直徑，結果為46μm，構成骨架之壁部的平均厚度為8μm，骨架部面積為SEM影像區域中的10%，總細孔容積為8.6ml/g。又，屬於使水透過時之壓力損失指標的壓差係數為0.013MPa/m‧LV。結果整合示於表5。又，對於參考例20所得之單塊陽離子交換體亦進行機械特性評價。

(習知之單塊陽離子交換體之機械特性評價)

對於參考例20所得之單塊陽離子交換體，依與參考例8之評價方法相同的方法進行拉伸試驗。其結果，拉伸強度、拉伸彈性係數分別為28kPa、12kPa，相較於參考例8之單塊陽離子交換體為較低值。又，拉伸破斷延伸為17%，為較本發明之單塊陽離子交換體更小的值。

<參考例21~23> (具有連續巨孔構造之單塊狀有機多孔質體之製造) 除了將苯乙烯之使用量、二乙烯基苯之使用量、SMO之使用量變更為表5所示之調配量以外，其餘依與參考例20相同之方法，藉習知技術製造具有連續巨孔構造之單塊狀有機多孔質體。結果示於表5。又，參考例23之單塊內部構造係藉未圖示之SEM進行觀察。又，參考例23為將總細孔容積設為最小之條件，在相對於油相部、水之調配量為此以下時，將無法形成開口。參考例21~23之單塊均為開口徑小至9~18μm，構成骨架之壁部的平均厚度亦薄至15μm，又，骨架部面積係小至於SEM影像區域中最大為22%。 (具有連續巨孔構造之單塊狀有機多孔質陽離子交換體的製造)

將依上述方法所製造之有機多孔質體，依與參考例20相同之方法與氯化硫酸反應，製造具有連續巨孔構造之單塊狀多孔質陽離子交換體。結果示於表5。若欲使開口直徑增大，則壁部的厚度變小、骨架變細。另一方面，若欲使壁部增厚、或使骨架增粗，則見到開口直徑減小的傾向。其結果，將壓差係數抑制為較低時，則每單位體積之離子交換容量減少，若增大離子交換容量時則壓差係數增大。

<參考例24>

除了將II步驟所使用之有機溶媒種類變更為屬於聚苯乙烯之良溶媒的二烷以外，其餘嘗試著依與參考例1相同之方法製造單塊。然而，經單離之生成物為透明，顯示出多孔構造之崩壞‧消失。為了確認而進行SEM觀察，但僅觀察到緻密構造，連續巨孔構造消失。

<參考例25> (多孔質陽離子交換體(公知)之製造)

混合苯乙烯27.7g、二乙烯基苯6.9g、偶氮雙異丁腈0.14g及山梨醇酐單油酸酯3.8g，使其均一溶解。接著，將該苯乙烯/二乙烯基苯/偶氮雙異丁腈/山梨醇酐單油酸酯混合物添加至450ml純水中，使用均質機依2萬旋轉/分鐘進行攪拌2分鐘，得到油中水滴型乳化物。乳化結束後，將油中水滴型乳化物移至不銹鋼製之高壓釜中，以氮氣充分取代後予以密封，在靜置下依60℃聚合24小時。聚合結束後，取出內容物，以異丙醇進行索司勒萃取18小時，將未反應單體與山梨醇酐單油酸酯去除後，於40℃下減壓乾燥一晝夜。分取出含有如此所得之由苯乙烯/二乙烯基苯共聚物所構成之交聯成分14莫耳%的多孔質體5g，加入四氯乙烷500g，於60℃加熱30分鐘後，冷卻至室溫，慢慢加入氯化硫酸25g，於室溫反應24小時。其後，加入醋酸，將反應物投入至大量水中，予以水洗、乾燥而得到多孔質陽離子交換體。此多孔質體之離子交換容量係以乾燥多孔質體換算計為4.0mg當量/g，藉由使用了EPMA之硫原子的測圖，確認磺酸基被均一導入至多孔質體中。又，未圖示之SEM觀察之結果，此多孔質體之內部構造係具有連續氣泡構造，平均徑30μm之巨孔的大部分呈重合，由巨孔與巨孔之重合所形成的間隙孔之直徑平均值為5μm，總細孔容積為10.1ml/g。又，將上述多孔質體切出為10mm厚，測定水透過速度，結果為14,000l/分鐘‧m² ‧MPa。

尚且，關於參考例1~11及參考例20~23所製造之單塊離子交換體，將壓差係數與每單位體積之離子交換容量的關係示於圖4。由圖4明顯可知，相對於參考例1~11，公知之參考例20~23係壓差係數與離子交換容量的均衡較差。另一方面，參考例1~11之每單位體積之離子交換容量較大，進而壓差係數亦較低。

(實施例1)

對於填充了離子交換體之內徑57mm管柱，使原水由上方朝下方成為下向流的方式進行通水，測定處理水中之鈉濃度超過1μg/l之時間。又，亦測定通水中之通水壓差。其通水實驗條件如下述。其結果，處理水中之鈉濃度超過1μg/l之時間為114天。又，通水壓差為24kPa。

(通水條件)

‧離子交換體：上游側為粒狀之陽離子交換樹脂與陰離子交換樹脂之混合樹脂(混合比率=1：1(填充體積比)，樹脂層高：300mm)與下游側為單塊(直徑57mm、高40mm)的積層體

‧陽離子交換樹脂：IR120B(商品名)

‧陰離子交換樹脂：IRA402BL(商品名)

‧原水：NaCl水溶液，鈉濃度80μg/l

‧流量：120l/h

‧單塊：參考例8之單塊陽離子交換體

陽離子交換樹脂係暫時以氯化鈉作成為Na型後，以1N鹽酸依再生率99%再生後，以超純水充分洗淨而使用作為再生形。又，再生率係指可吸附於樹脂上的交換容量中，H型之容量比例。

(實施例2)

除了取代參考例8之單塊陽離子交換體，使用參考例17之單塊陽離子交換體以外，其餘依與實施例1相同之方法進行。其結果，處理水中之鈉濃度超過1μg/l之時間為147天。又，通水壓差為18kPa。

(比較例1)

除了取代參考例8之單塊陽離子交換體，使用參考例25之單塊陽離子交換體以外，其餘依與實施例1相同之方法進行。其結果，處理水中之鈉濃度超過1μg/l之時間為21天。又，通水壓差為230kPa。

(比較例2)

除了使用粒狀之陽離子交換樹脂與陰離子交換樹脂之混合樹脂(樹脂層高：340mm)作為離子交換體以外，其餘依與實施例1相同之方法進行。亦即，比較例2係不使用單塊作為離子交換體，而設為粒狀之離子交換樹脂100%。其結果，處理水中之鈉濃度超過1μg/l之時間為0天，亦即，通水首日起處理水中之鈉濃度即超過1μg/l。又，通水壓差為230kPa。

相較於比較例1及2，實施例1及2所吸附之離子的洩漏較慢。因此，可減低離子交換模組之交換頻率。又，由於通水壓差較低，故可依低壓進行送水。

<第3單塊離子交換體之製造(參考例26)> (I步驟：單塊中間體之製造)

混合苯乙烯9.28g、二乙烯基苯0.19g、山梨醇酐單油酸酯(以下簡稱為SMO)0.50g及2,2’-偶氮雙(異丁腈)0.26g，使其均一溶解。接著，將該苯乙烯/二乙烯基苯/SMO/2,2’-偶氮雙(異丁腈)混合物添加至180g純水中，使用屬於行星式攪拌裝置之真空攪拌脫泡混合器(EME公司製)於5~20℃之溫度範圍在減壓下進行攪拌，得到油中水滴型乳化物。迅速將此乳化物移至反應容器中，密封後在靜置下依60℃聚合24小時。聚合結束後，取出內容物，以異丙醇萃取後，予以減壓乾燥，製造具有連續巨孔構造的單塊中間體。藉水銀壓入法所測定之該單塊中間體之巨孔與巨孔所重合部分的開口(間隙孔)的平均直徑為40μm，總細孔容積為15.8ml/g。

(複合單塊之製造)

接著，混合苯乙烯36.0g、二乙烯基苯4.0g、1-癸醇60g、2,2’-偶氮雙(2,4-二甲基戊腈)0.4g，使其均一溶解(II步驟)。作為聚合起始劑所使用之2,2’-偶氮雙(2,4-二甲基戊腈)之10小時半衰溫度為51℃。相對於單塊中間體之交聯密度1.3莫耳%，II步驟所使用之二乙烯基苯的使用量係相對於苯乙烯與二乙烯基苯之合計量為6.6莫耳%，交聯密度比為5.1倍。接著將上述單塊中間體切斷成外徑70mm、厚度約20mm之圓盤狀，分取3.2g。將分取之單塊中間體置入於內徑73mm之反應容器中，使其浸漬於該苯乙烯/二乙烯基苯/1-癸醇/2,2’-偶氮雙(2,4-二甲基戊腈)混合物中，於減壓室中脫泡後，將反應容器密封，於靜置下依60℃聚合24小時。聚合結束後，取出厚度約30mm之單塊狀內容物，以丙醇進行索司勒萃取後，以85℃進行一夜減壓乾燥(III步驟)。

將含有如上述所得之由苯乙烯/二乙烯基苯共聚物所構成之複合單塊(乾燥體)的內部構造，藉SEM進行觀察並將結果示於圖13~圖15。圖13~圖15之SEM影像係倍率不同者，對單塊於任意位置切斷所得之切剖面之任意位置的影像。由圖13~圖15明顯可知，該複合單塊具有連續巨孔構造，構成連續巨孔構造體之骨架相表面被平均粒徑4μm之粒子體所被覆，總粒子體等於骨架表面的粒子被覆率為80%。又，粒徑3~5μm之粒子體於整體粒子體中所佔有的比例為90%。

又，藉水銀壓入法所測定之該複合單塊之開口的平均直徑為16μm，總細孔容積為2.3ml/g。將結果整合示於表6及表7。表6中，填入欄係由左至右依序表示II步驟所使用之乙烯基單體、交聯劑、有機溶媒、I步驟所得之單塊中間體。又，粒子體等係以粒子表示。

(複合單塊陽離子交換體之製造)

將依上述方法所製造之複合單塊切斷為外徑70mm、厚度約15mm的圓盤狀。單塊重量為19.6g。於其中加入二氯甲烷1500ml，以35℃加熱1小時後，冷卻至10℃以下，慢慢加入氯化硫酸98.9g，予以升溫並在35℃反應24小時。其後，加入甲醇，淬洗剩餘的氯化硫酸後，以甲醇洗淨而去除二氯甲烷，再以純水洗淨而得到複合單塊陽離子交換體。

所得之陽離子交換體的反應前後之膨潤率為1.3倍，每單位體積之離子交換容量於水濕潤狀態下為1.11mg當量/ml。由有機多孔質體之值與水濕潤狀態下陽離子交換體之膨潤率估算水濕潤狀態下之有機多孔質離子交換體之開口平均直徑，結果為21μm，依同樣方法所求得之被覆粒子之平均粒徑為5μm。又，總粒子體等於骨架表面之粒子被覆率為80%，總細孔容積為2.3ml/g。又，粒徑4~7μm之粒子體於整體粒子體中所佔有比例為90%。又，屬於使水透過時之壓力損失指標的壓差係數為0.057MPa/m‧LV，相較於實用上所要求的壓力損失，為小於其的低壓力損失。再者，離子交換帶長度為9mm，顯示出明顯較短之值。其結果整合示於表7。

其次，為了確認複合單塊陽離子交換體中之磺酸基之分佈狀態，而藉EPMA觀察硫原子的分佈狀態。將結果示於圖16及圖17。圖16及圖17均為左右照片分別對應。圖16表示硫原子於陽離子交換體表面的分佈狀態，圖17表示硫原子於陽離子交換體之剖面(厚度)方向上的分佈狀態。由圖16及圖17可知，磺酸基分別被均一導入至陽離子交換體之骨架表面及骨架內部(剖面方向)。

<參考例27~30> (複合單塊之製造)

除了將乙烯基單體之使用量、交聯劑之使用量、有機溶媒之種類與使用量、III步驟中聚合時所共存之單塊中間體之多孔構造、交聯密度與使用量及聚合溫度變更為表6所示之調配量以外，其餘依與參考例26相同之方法製造單塊。其結果示於表6及表7。又，將複合單塊(乾燥體)的內部構造，藉SEM進行觀察並將結果示於圖18~圖25。圖18~圖25係參考例27，圖21及圖22係參考例28，圖23係參考例29，圖24及圖25為參考例30。又，其等分別依下述滿足本發明製造條件之條件進行製造：參考例27為交聯密度比(2.5倍)，參考例28為有機溶媒之種類(PEG；分子量400)，參考例29為乙烯基單體濃度(28.0%)，參考例30為聚合溫度(40℃；較聚合起始劑之10小時半衰溫度低11℃)。由圖18~圖25，參考例28~30中附著於複合單塊骨架表面上者，與其說是粒子體，應為突起體。突起體之「粒子平均徑」係突起體之尺寸(最大徑)的平均徑。由圖18~圖25及表7，參考例27~31中附著於單塊骨架表面之粒子的平均徑為3~8μm，總粒子體等於骨架表面之粒子被覆率為50~95%。又，參考例27中粒徑3~6μm之粒子體於整體粒子體中所佔有的比例為80%，參考例28中粒徑3~10μm之突起體於整體粒子體中所佔有的比例為80%，參考例29中粒徑3~5μm之粒子體於整體粒子體中所佔有的比例為90%，參考例30中粒徑3~7μm之粒子體於整體粒子體中所佔有的比例為90%。

(複合單塊陽離子交換體之製造)

將依上述方法製造之複合單塊，分別依與參考例26相同之方法與氯化硫酸反應，製造複合單塊陽離子交換體。將其結果示於表7。參考例27~30中複合單塊陽離子交換體之連續細孔平均直徑為21~52μm，附著於骨架表面之粒子體等之平均徑為5~13μm，總粒子體等於骨架表面之粒子被覆率高達50~95%，壓差係數亦小至0.010~0.057MPa/m‧LV，此外，離子交換帶長度亦為8~12mm之明顯較小值。又，粒徑5~10μm之粒子體於整體粒子體中所佔有比例為90%。

<參考例31> (複合單塊之製造)

除了將乙烯基單體之種類與其使用量、交聯劑之使用量、有機溶媒之種類與使用量、III步驟中聚合時所共存之單塊中間體之多孔構造、交聯密度及使用量變更為表6所示之調配量以外，其餘依與參考例26相同之方法製造單塊。其結果示於表6及表7。又，將複合單塊(乾燥體)的內部構造，藉SEM進行觀察並將結果示於圖26~圖28。參考例31中附著於複合單塊骨架表面上者為突起體。參考例31之單塊中，形成於表面上之突起體之最大徑的平均徑為10μm，總粒子體等於骨架表面之粒子被覆率為100%。又，粒徑6~12μm之粒子體於整體粒子體中所佔有的比例為80%。

(複合單塊陰離子交換體之製造)

將依上述方法製造之複合單塊，切斷為外徑70mm、厚約15mm之圓盤狀。複合單塊之重量為17.9g。於其中加入四氫呋喃1500ml，於40℃加熱1小時後，冷卻至10℃以下，慢慢加入三甲基胺30%水溶液114.5g，予以升溫並在40℃反應24小時。反應結束後，以甲醇洗淨而去除四氫呋喃，再以純水洗淨而得到單塊陰離子交換體。

所得之複合陰離子交換體的反應前後之膨潤率為2.0倍，每單位體積之離子交換容量於水濕潤狀態下為0.32mg當量/ml。由單塊之值與水濕潤狀態下單塊陰離子交換體之膨潤率估算水濕潤狀態下之有機多孔質離子交換體之連續細孔平均直徑，結果為58μm，依同樣方法所求得之突起體之平均徑為20μm，總粒子體等於骨架表面之粒子被覆率為100%，總細孔容積為2.1ml/g。又，離子交換帶長度顯示了16mm之非常短之值。又，屬於使水透過時之壓力損失指標的壓差係數為0.041MPa/m‧LV，相較於實用上所要求的壓力損失，為小於其的低壓力損失。又，粒徑12~24μm之粒子體於整體粒子體中所佔有比例為80%。其結果整合示於表7。

其次，為了確認多孔質陰離子交換體中之四級銨基的分佈狀態，以鹽酸水溶液處理陰離子交換體而作成氯化物型後，藉EPMA觀察氯原子之分佈狀態。其結果，氯原子不僅分佈於陰離子交換體之表面，亦均一分佈於骨架內部，可確認到四級銨基被均一導入至陰離子交換體中。

<參考例32> (單塊之製造)

除了將乙烯基單體之使用量、交聯劑之使用量、有機溶媒之種類與使用量、III步驟中聚合時所共存之單塊中間體之使用量變更為表6所示之調配量以外，其餘依與參考例26相同之方法製造單塊。其結果示於表6及表7。又，由未圖示之SEM照片，在骨架表面上完全未見到粒子體或突起體之形成。由表6及表7可知，若在脫離本發明特定製造條件之條件下、亦即在脫離上述(1)~(5)之要件的條件下製造單塊，則在單塊骨架表面無法見到粒子生成。

(單塊陽離子交換體之製造)

將依上述方法所製造之單塊，依與參考例26相同之方法與氯化硫酸反應，製造單塊陽離子交換體。結果示於表7。所得之單塊陽離子交換體之離子交換帶長度為26mm，為較參考例26~31更大之值。

<參考例33~35> (單塊之製造)

除了將乙烯基單體之使用量、交聯劑之使用量、有機溶媒之種類與使用量、III步驟中聚合時所共存之單塊中間體之多孔構造、交聯密度及使用量變更為表6所示之調配量以外，其餘依與參考例26相同之方法製造單塊。其結果示於表6及表7。又，其等分別依下述未滿足本發明製造條件之條件進行製造：參考例33為交聯密度比(0.2倍)，參考例34為有機溶媒之種類(2-(2-甲氧基乙氧基)乙醇；分子量120)，參考例35為聚合溫度(50℃；較聚合起始劑之10小時半衰溫度低1℃)。結果示於表7。於參考例33、35之單塊中，骨架表面並無粒子生成。又，於參考例34中所單離之生成物呈透明，多孔構造已崩壞、消失。

(單塊陽離子交換體之製造)

除了參考例34之外，將依上述方法所製造之有機多孔質體，依與參考例32相同之方法與氯化硫酸反應，製造單塊陽離子交換體。結果示於表7。所得之單塊陽離子交換體之離子交換帶長度為23~26mm，為較參考例26~31更大之值。

<參考例36> (單塊之製造)

除了將乙烯基單體之使用量、交聯劑之使用量、有機溶媒之使用量、III步驟中聚合時所共存之單塊中間體之多孔構造及使用量變更為表1所示之調配量以外，其餘依與參考例32相同之方法製造單塊。其結果示於表6及表7，但若脫離本發明特定製造條件而製造單塊，則在單塊骨架表面無法見到粒子生成。

(單塊陰離子交換體之製造)

將依上述方法所製造之單塊切斷為直徑70mm、厚度約15mm的圓盤狀。於其中加入二甲氧基甲烷1400ml、四氯化錫20ml，於冰冷下滴下氯化硫酸560ml。滴下結束後，予以升溫並在35℃反應5小時，導入氯甲基。反應結束後，將母液以虹吸抽出，以THF/水=2/1之混合溶媒洗淨後，再以THF洗淨。對此氯甲基化單塊添加THF1000ml與三甲基胺30%水溶液600ml，於60℃反應6小時。反應結束後，將生成物以甲醇/水混合溶媒洗淨，接著以純水洗淨而予以單離。結果示於表7，所得之單塊陰離子交換體之離子交換帶長度為47mm，為較參考例6~7大之值。表6及表7中，間隙孔直徑及細孔之值分別表示平均值。

<參考例37> (單塊有機多孔質陽離子交換體(公知)之製造)

混合苯乙烯27.7g、二乙烯基苯6.9g、偶氮雙異丁腈(ABIBN)0.14g及山梨醇酐單油酸酯3.8g，使其均一溶解。接著，將該苯乙烯/二乙烯基苯/偶氮雙異丁腈/山梨醇酐單油酸酯混合物添加至450ml純水中，使用均質機依2萬旋轉/分鐘進行攪拌2分鐘，得到油中水滴型乳化物。乳化結束後，將油中水滴型乳化物移至不銹鋼製之高壓釜中，以氮氣充分取代後予以密封，在靜置下依60℃聚合24小時。聚合結束後，取出內容物，以異丙醇進行索司勒萃取18小時，將未反應單體與山梨醇酐單油酸酯去除後，於40℃下減壓乾燥一晝夜。分取出含有如此所得之由苯乙烯/二乙烯基苯共聚物所構成之交聯成分14莫耳%的有機多孔質體11.5g，加入四氯乙烷800ml，於60℃加熱30分鐘後，冷卻至室溫，慢慢加入氯化硫酸59.1g，於室溫反應24小時。其後，加入醋酸，將反應物投入至大量水中，予以水洗、乾燥而得到多孔質陽離子交換體。此多孔質體之離子交換容量係以乾燥多孔質體換算計為4.4mg當量/g，依濕潤體積換算計為0.32mg當量/ml，藉由使用了EPMA之硫原子的測圖，確認磺酸基被均一導入至多孔質體中。又，SEM觀察之結果，此有機多孔質體之內部構造係具有連續氣泡構造，平均徑30μm之巨孔的大部分呈重合，由巨孔與巨孔之重合所形成的間隙孔之孔徑為5μm，總細孔容積為10.1ml/g，BET比表面積為10m² /g。

(實施例3)

對於填充了複合單塊離子交換體之內徑57mm管柱，使原水由上方朝下方成為下向流的方式進行通水，測定處理水中之鈉濃度超過1μg/l之時間。又，亦測定通水中之通水壓差。其通水實驗條件如下述。其結果，處理水中之鈉濃度超過1μg/l之時間為190天。又，通水壓差為37kPa。

(通水條件)

‧離子交換體：上游側為粒狀之陽離子交換樹脂與陰離子交換樹脂之混合樹脂(混合比率=1：1(填充體積比)，樹脂層高：300mm)與下游側為單塊(直徑57mm、高40mm)的積層體

‧陽離子交換樹脂：IR120B(商品名)

‧陰離子交換樹脂：IRA402BL(商品名)

‧原水：NaCl水溶液，鈉濃度80μg/l

‧流量：120l/h

‧單塊：參考例27之單塊陽離子交換體

陽離子交換樹脂係暫時以氯化鈉作成為Na型後，以1N鹽酸依再生率99%再生後，以超純水充分洗淨而使用作為再生形。又，再生率係指可吸附於樹脂上的交換容量中，H型之容量比例。

(比較例3)

除了取代參考例27之單塊陽離子交換體，使用參考例37之單塊陽離子交換體以外，其餘依與實施例3相同之方法進行。其結果，處理水中之鈉濃度超過1μg/l之時間為21天。又，通水壓差為230kPa。

(比較例4)

除了使用粒狀之陽離子交換樹脂與陰離子交換樹脂之混合樹脂(樹脂層高：340mm)作為離子交換體以外，其餘依與實施例3相同之方法進行。亦即，比較例4係不使用單塊作為離子交換體，而設為粒狀之離子交換樹脂100%。其結果，處理水中之鈉濃度超過1μg/l之時間為0天。亦即通水首日起處理水中之鈉濃度即超過1μg/l。又，通水壓差為230kPa。

相較於比較例3及4，實施例3所吸附之離子的洩漏較慢。因此，可減低離子交換模組之交換頻率。又，由於通水壓差較低，故可依低壓進行送水。

(產業上之可利用性)

根據本發明，單塊狀多孔質離子交換體可容易製作成例如鑲嵌於填充容器中之塊形狀，填充亦容易。又，可適用於習知模組所一般採用之連續通水處理方法及投入至貯留容器或貯留槽中之水中而進行的批次處理方法的任一種。

1‧‧‧脫鹽室

2‧‧‧濃縮室

10‧‧‧脫離子模組

11‧‧‧區域

12‧‧‧骨架部

13‧‧‧巨孔

61‧‧‧骨架相

62a、62b、62c、62d、62e‧‧‧突起體

圖1為第1單塊離子交換體中之單塊的SEM影像。

圖2為表示圖1之單塊之表面中硫原子分佈狀態的EPMA影像。

圖3為表示圖1之單塊之剖面(厚度)方向上硫原子分佈狀態的EPMA影像。

圖4為表示參考例1~13及參考例20~23之壓差係數與每單位體積之離子交換容量之相關性的圖。

圖5為將以圖1之SEM影像剖面所示之骨架部予以手動轉印者。

圖6為概略性表示第2單塊離子交換體之共連續構造的圖。

圖7為共連續構造中之單塊中間體的SEM影像。

圖8為具有共連續構造之單塊陽離子交換體的SEM影像。

圖9為表示具有共連續構造之單塊陽離子交換體表面之硫原子分佈狀態的EPMA影像。

圖10為表示具有共連續構造之單塊陽離子交換體之剖面(厚度)方向上硫原子分佈狀態的EPMA影像。

圖11為具有共連續構造之其他單塊陽離子交換體的SEM影像。

圖12為習知(日本專利特開2002-306976號)之有機多孔質體的SEM照片。

圖13為參考例26所得之單塊之倍率100的SEM影像。

圖14為參考例26所得之單塊之倍率300的SEM影像。

圖15為參考例26所得之單塊之倍率3000的SEM影像。

圖16為表示參考例26所得之單塊陽離子交換體表面之硫原子分佈狀態的EPMA影像。

圖17為表示參考例26所得之單塊陽離子交換體之剖面(厚度)方向上硫原子分佈狀態的EPMA影像。

圖18為參考例27所得之單塊之倍率100的SEM影像。

圖19為參考例27所得之單塊之倍率600的SEM影像。

圖20為參考例27所得之單塊之倍率3000的SEM影像。

圖21為參考例28所得之單塊之倍率600的SEM影像。

圖22為參考例28所得之單塊之倍率3000的SEM影像。

圖23為參考例29所得之單塊之倍率3000的SEM影像。

圖24為參考例30所得之單塊之倍率100的SEM影像。

圖25為參考例30所得之單塊之倍率3000的SEM影像。

圖26為參考例31所得之單塊之倍率100的SEM影像。

圖27為參考例31所得之單塊之倍率600的SEM影像。

圖28為參考例31所得之單塊之倍率3000的SEM影像。

圖29為突起體之概略性剖面圖。

Claims (15)

1. 一種離子吸附模組，係具備至少具有使被處理水流入之開口的容器、與填充於該容器中之單塊(monolithic)狀有機多孔質離子交換體者；其特徵為，該單塊狀有機多孔質離子交換體係氣泡狀之巨孔彼此重合，而此重合部分於水濕潤狀態下成為平均直徑30~300μm之開口的連續巨孔構造體；其總細孔容積0.5~5ml/g，水濕潤狀態下之每單位體積之離子交換容量為0.4~5mg當量/ml，離子交換基均一分佈於該多孔質離子交換體中，且該連續巨孔構造體(乾燥體)之切剖面之SEM影像中，SEM影像中所示之骨架部之剖面之面積為影像區域中之25~50%。
2. 一種離子吸附模組，係具備至少具有使被處理水流入之開口的容器、與填充於該容器中之單塊狀有機多孔質離子交換體者；其特徵為，該單塊狀有機多孔質離子交換體係屬於由在導入了離子交換基之總構成單位中含有0.3~5.0莫耳%交聯構造單位之芳香族乙烯基聚合物所形成之粗度為1~60μm之三維連續之骨架、與在該骨架間直徑為10~100μm之三維連續之空孔所構成的共連續構造體；其總細孔容積0.5~5ml/g，水濕潤狀態下之每單位體積之離子交換容量為0.3~5mg當量/ml，離子交換基均一分佈於該多孔質離子交換體中。
3. 一種離子吸附模組，係具備至少具有使被處理水流入之 開口的容器、與填充於該容器中之單塊狀有機多孔質離子交換體者；其特徵為，該單塊狀有機多孔質離子交換體係含有連續骨架相與連續空孔相之有機多孔質體、與固黏於該有機多孔質體之骨架表面上之直徑4~40μm之多數粒子體或形成於該有機多孔質體之骨架表面上之尺寸為4~40μm之多數突起體的複合構造體；其於水濕潤狀態下孔之平均直徑為10~150μm，總細孔容積0.5~5ml/g，水濕潤狀態下之每單位體積之離子交換容量為0.2mg當量/ml以上。
4. 如申請專利範圍第3項之離子吸附模組，其中，上述有機多孔質體係氣泡狀之巨孔彼此重合，而此重合部分於水濕潤狀態下成為平均直徑30~150μm之開口的連續巨孔構造體。
5. 如申請專利範圍第3項之離子吸附模組，其中，上述有機多孔質體係由水濕潤狀態下之平均粗度為1~60μm之三維連續之骨架、與在該骨架間直徑於水濕潤狀態下為10~100μm之三維連續之空孔所構成的共連續構造體。
6. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之離子吸附模組，其中，上述容器具備：連接於使被處理水流入之開口的被處理水流入配管、與處理水流出配管。
7. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之離子吸附模組，其中，上述單塊狀有機多孔質離子交換體係有機多孔質陽離子交換體與有機多孔質陰離子交換體，並將該有機多孔質陽 離子交換體與該有機多孔質陰離子交換體進行積層填充而成。
8. 一種離子吸附模組，其特徵為，係將下述構成自上游側起依序積層而成：粒狀之離子交換樹脂填充層；與有機多孔質離子交換體填充層，係氣泡狀之巨孔彼此重合，而此重合部分於水濕潤狀態下成為平均直徑30~300μm之開口的連續巨孔構造體；其總細孔容積0.5~5ml/g，水濕潤狀態下之每單位體積之離子交換容量為0.4~5mg當量/ml，離子交換基均一分佈於該多孔質離子交換體中，且該連續巨孔構造體(乾燥體)之切剖面之SEM影像中，SEM影像中所示之骨架部之剖面之面積為影像區域中之25~50%。
9. 一種離子吸附模組，其特徵為，係將下述構成自上游側起依序積層而成：粒狀之離子交換樹脂填充層；與有機多孔質離子交換體填充層，係屬於由在導入了離子交換基之總構成單位中含有0.3~5.0莫耳%交聯構造單位之芳香族乙烯基聚合物所形成之粗度為1~60μm之三維連續之骨架、與在該骨架間直徑為10~100μm之三維連續之空孔所構成的共連續構造體；其總細孔容積0.5~5ml/g，水濕潤狀態下之每單位體積之離子交換容量為0.3~5mg當量/ml，離子交換基均一分佈於該多孔質離子交換體中。
10. 一種離子吸附模組，其特徵為，係將下述構成自上游側起依序積層而成：粒狀之離子交換樹脂填充層；與有機多孔質離子交換體填充層，係含有連續骨架相與連續空孔相之有機多孔質體、與固黏於該有機多孔質體之骨架表面上之直徑4~40μm之多數粒子體或形成於該有機多孔質體之骨架表面上之尺寸為4~40μm之多數突起體的複合構造體；其於水濕潤狀態下的孔之平均直徑為10~150μm，總細孔容積0.5~5ml/g，水濕潤狀態下之每單位體積之離子交換容量為0.2mg當量/ml以上。
11. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之離子吸附模組，其中，上述離子吸附模組係配置於填充了粒狀離子交換樹脂之離子吸附模組的下游側。
12. 一種水處理方法，其特徵為藉由使有機多孔質離子交換體與被處理水接觸，而將該被處理水中之離子性雜質吸附去除；該有機多孔質離子交換體係氣泡狀之巨孔彼此重合，而此重合部分於水濕潤狀態下成為平均直徑30~300μm之開口的連續巨孔構造體，其總細孔容積0.5~5ml/g，水濕潤狀態下之每單位體積之離子交換容量為0.4~5mg當量/ml，離子交換基均一分佈於該多孔質離子交換體中，且該連續巨孔構造體(乾燥體)之切剖面之SEM影像中，SEM影像中所示之骨架部之剖面之面積為影像區域中之25~50%。
13. 一種水處理方法，其特徵為藉由使有機多孔質離子交換體與被處理水接觸，而將該被處理水中之離子性雜質吸附去除；該有機多孔質離子交換體係屬於由在導入了離子交換基之總構成單位中含有0.3~5.0莫耳%交聯構造單位之芳香族乙烯基聚合物所形成之粗度為1~60μm之三維連續之骨架、與在該骨架間直徑為10~100μm之三維連續之空孔所構成的共連續構造體，其總細孔容積0.5~5ml/g，水濕潤狀態下之每單位體積之離子交換容量為0.3~5mg當量/ml，離子交換基均一分佈於該多孔質離子交換體中。
14. 一種水處理方法，其特徵為藉由使有機多孔質離子交換體與被處理水接觸，而將該被處理水中之離子性雜質吸附去除；該有機多孔質離子交換體係含有連續骨架相與連續空孔相之有機多孔質體、與固黏於該有機多孔質體之骨架表面上之直徑4~40μm之多數粒子體或形成於該有機多孔質體之骨架表面上之尺寸為4~40μm之多數突起體的複合構造體，其於水濕潤狀態下的孔之平均直徑為10~150μm，總細孔容積0.5~5ml/g，水濕潤狀態下之每單位體積之離子交換容量為0.2mg當量/ml以上。
15. 如申請專利範圍第12至14項中任一項之水處理方法，其中，上述被處理水為預先以粒狀離子交換樹脂進行了處理的處理水。