CN101232930A - 过滤材料、其生产方法、过滤体和过滤方法 - Google Patents

过滤材料、其生产方法、过滤体和过滤方法 Download PDF

Info

Publication number
CN101232930A
CN101232930A CNA2006800280947A CN200680028094A CN101232930A CN 101232930 A CN101232930 A CN 101232930A CN A2006800280947 A CNA2006800280947 A CN A2006800280947A CN 200680028094 A CN200680028094 A CN 200680028094A CN 101232930 A CN101232930 A CN 101232930A
Authority
CN
China
Prior art keywords
aluminum hydroxide
filtering material
filtering
hydroxide particles
fabric
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Pending
Application number
CNA2006800280947A
Other languages
English (en)
Inventor
M·I·莱纳
G·E·鲁坚斯基
S·G·普萨科耶
N·V·斯瓦罗夫斯卡亚
V·G·普加乔夫
V·E·列平
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Institute Of Strength Physics And Materials Science Siberian Branch Russian Academy Of Sciences
ADVANCED POWDER TECHNOLOGIES L
Original Assignee
Institute Of Strength Physics And Materials Science Siberian Branch Russian Academy Of Sciences
ADVANCED POWDER TECHNOLOGIES L
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 Institute Of Strength Physics And Materials Science Siberian Branch Russian Academy Of Sciences, ADVANCED POWDER TECHNOLOGIES L filed Critical Institute Of Strength Physics And Materials Science Siberian Branch Russian Academy Of Sciences
Publication of CN101232930A publication Critical patent/CN101232930A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D39/00—Filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D39/14—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material
    • B01D39/16—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material of organic material, e.g. synthetic fibres
    • B01D39/1607—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material of organic material, e.g. synthetic fibres the material being fibrous
    • B01D39/1623—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material of organic material, e.g. synthetic fibres the material being fibrous of synthetic origin
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T442/00—Fabric [woven, knitted, or nonwoven textile or cloth, etc.]
    • Y10T442/60—Nonwoven fabric [i.e., nonwoven strand or fiber material]
    • Y10T442/608—Including strand or fiber material which is of specific structural definition
    • Y10T442/614—Strand or fiber material specified as having microdimensions [i.e., microfiber]
    • Y10T442/626—Microfiber is synthetic polymer
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T442/00—Fabric [woven, knitted, or nonwoven textile or cloth, etc.]
    • Y10T442/60—Nonwoven fabric [i.e., nonwoven strand or fiber material]
    • Y10T442/697—Containing at least two chemically different strand or fiber materials
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T442/00—Fabric [woven, knitted, or nonwoven textile or cloth, etc.]
    • Y10T442/60—Nonwoven fabric [i.e., nonwoven strand or fiber material]
    • Y10T442/699—Including particulate material other than strand or fiber material

Abstract

本发明涉及生产过滤材料，所述过滤材料用于水、水溶液和其它液体的净化和消毒，以及用于注射液和其它溶液的灭菌过滤，用于浓缩生理液体中的生物分子、浓缩和提取病毒、以及用于在生物催化膜反应器中制备不致热水。本发明解决了生产一种新的过滤材料的问题，该过滤材料的特征在于对亚微米电负性颗粒、微生物、亚微米非极性颗粒和化学污染物的高吸附性、高保留效率，并且同时其特征在于低的流体动力学阻力。本发明过滤材料的基体是通过氢氧化铝颗粒进行改性的非纺织有机合成聚合物织物，所述氢氧化铝颗粒固定在基体纤维表面上用以改善其吸附性能并使其带正电荷。过滤材料的生产方法包括：向以有机非纺织合成聚合物织物形式的纤维状基体上施用改性组合物，其中所述改性组合物包括铝基材料的颗粒，其水解在基体纤维上形成氢氧化铝颗粒并且所述颗粒固定在所述基体纤维上。使用该过滤材料进行液体介质过滤的方法，所述过滤材料为其纤维上固定有氢氧化铝颗粒的非纺织有机合成聚合物织物的形式。

Description

过滤材料、其生产方法、过滤体和过滤方法
发明领域
本发明涉及具有高吸附和过滤性能的过滤材料的生产，特别是涉及用于水、水溶液和其它液体的净化和消毒的基于合成聚合物纤维的过滤材料的生产，它也能用在医药和微生物学中用于注射液和其它溶液的灭菌过滤，用于浓缩生理液体中的生物分子，用于浓缩和提取病毒，用于不致热水的制备和用于生物催化膜反应器。
发明背景
存在通过静电纺丝(electrospining)方法由细聚合物纤维制成的非纺织材料，即所谓的Petryanov织物(过滤体)，用于气体和液体过滤、细菌气体净化[High-performance gas cleaning from aerosolswith Petryanov filters/P.I.Basmanov，V.I.Kirichenko，Y.N.Filatov，Y.L.Yurov；ex.Ed.V.I.Kirchenko.-Moscow：Science，2003.-271p.]。
这些材料的性能是基于液体和气体中的混合颗粒当碰撞时在过滤纤维上的附着。然而，它们在水净化中对于病原茵群是无效的，因为在含水介质中微生物对过滤纤维具有弱附着。
存在一种吸附剂的生产方法[RU2075345 C1，1997]，其中在50-60℃温度下用水处理比表面积为5-20m2/g的超细铝粉末，之后在300-500℃温度下加热1-3小时，所述超细铝粉末是通过铝丝电爆在氩介质中生产的。
基于超细氧化铝的吸附剂对于水溶性矿物油、酚类和重金属提供了高的吸附能力。
存在一种基于氧化物材料的吸附剂的生产方法[RU 2168357 C2，2001]，其中在50-60℃温度下用水处理比表面积为5-20m2/g的超细铝粉末，在200-300℃温度下加热1-3小时，在饱和重碳酸钠溶液中回流0.5-1.5小时，随后在200-300℃温度下再次加热，所述超细铝粉末是通过铝丝电爆在氩中生产的。
这种方法改善了对于酚类、重金属和卤素的粉末吸附性而没有对于水溶性矿物油的容量损失。
存在一种净化高污染水的方法[RU 94003073A，1995]。该发明是指主要在紧急情况下用于家用需要的水净化。该发明的目标在于提高从高污染水中去除矿物油和矿物污染物的净化方法的效率。要点在于：使高污染的水依次通过由5％的氧化无规聚丙烯混合物活化的纤维素层，通过由超细铝粉在水中氧化制得的活化氧化铝层；铝粉为铝丝电爆的产物。
将无机吸附剂，即经过水热预处理的孔尺寸为60-90nm的羟基氧化铝A1OOH(一水软铝石)用于水净化除去颗粒尺寸为20-30nm的肠道病毒[SU 1066942A，1982]。当水中病毒浓度为1.5-6.28 1g PFU50/ml并且介质pH在7.0-7.5的界限内时，这种方法允许获得100％的净化。
这种方法的缺点是需要带病毒的水与吸附剂长时间接触(2-6小时)。
[RU 94003073A，1995]中描述的水净化方法和以过滤填料形式的吸附剂[RU 2075345 C1，1997，RU 2168357 C2，2001]的应用需要高的外加压力，因为吸附剂层具有高的流体力学阻力。同时，由于流体流经过滤阻挡层，导致吸附剂的转移。此外，所有这些方法均提供200-300℃温度下的吸附剂加热相，使得产品更为昂贵。
存在一种正电吸收剂的生产方法[US 6838005 B1，2005]，该方法包括混合非球形的氧化铝颗粒或铝源，然后将其与水溶液反应，由此生成具有第二固体组分即纤维状材料颗粒的非球形氧化铝颗粒。使用“造纸”技术由这种复合材料模制过滤材料。
存在一种吸收剂，该吸收剂由非球形氧化铝颗粒和纤维状材料的颗粒组成并且包括具有表面负电荷的组分和选自氧化镁或氢氧化镁、硅或它们混合物的改性组合物[RU 2242276 C1，2004]。吸附剂的生产方法包括混合非球形氧化铝颗粒与纤维状材料颗粒。在混合前，向纤维状材料中添加具有表面负电荷的组分。在将这三种组分混合后，向混合物中添加改性组合物。此外，在混合首先的三种组分的过程中，通过电流或超声进行混合物的活化。然后使用“造纸”技术由这种复合材料模制过滤材料。
上述吸收剂的主要缺点是使用微米玻璃纤维[US 6838005 B1，2005]和纤维素[RU 2242276 C1，2004]作为纤维基体。如果玻璃纤维的颗粒渗透到被过滤的液体中，那么它可能是有害的，并且纤维素是细菌的营养介质，在长期使用的过滤体中是不希望的。此外，使用“造纸”技术形成过滤材料限制了可以用作第二固体组分(纤维状基体)的材料的范围，因为这种形成的所有混合物组分是以简单小颗粒的悬浮液形式使用。当使用由聚合物材料制成且直径小于2μm的纤维时，使用“造纸”技术难以获得机械强度大的材料。同时，这些材料只优选在生产过滤材料时才具有特质。
[RU 2242276 C1，2004]中的这种吸收剂生产方法的显著缺点是需要通过电流或超声来活化混合物，使得吸收剂生产技术更为昂贵和复杂。
存在一种过滤元件改性的方法[RU 2135262 C1，1999]，该方法包括通过改性组合物，对由碳非纺织织物(即合成聚合物材料)形成的过滤元件进行工件浸渍。改性组合物表示纳米结构的银颗粒的水-有机溶液。通过这种方法生产的过滤元件允许从水中过滤掉微生物混合物。
如其在说明书中所限定的，在用银溶液处理碳纤维材料后，在滤液中留下的存活细菌细胞比使用未处理材料留下的至少少一百个。这是由于银的抗茵性能，但同时，毒素渗透到滤液中，导致微生物的死亡。当初始液体中存在高浓度的微生物时，例如104CFU/ml，一百个细菌细胞的改进是不够的。
此外，碳纤维是非常昂贵的材料。
发明概述
本发明的目的是生产一种新的过滤材料，该过滤材料具有高的吸附性能；对亚微米电负性颗粒、微生物、亚微米非极性颗粒和化学污染物的高保留效率，同时具有低的流体动力学阻力。
通过如下方式获得了该目的，过滤材料含有非纺织有机合成聚合物织物，并且其纤维上固定有氢氧化铝颗粒。
有利的，选择通过静电纺丝方法由例如聚砜或醋酸纤维素生产并且纤维直径为1.0-3.0μm的织物作为非纺织有机合成聚合物织物。
有利的，固定到非纺织有机合成聚合物织物表面的氢氧化铝颗粒具有0.2-5.0μm的尺寸，100-250m2/g的比表面积和50-95％的孔隙率。
希望氢氧化铝颗粒被固定到非纺织有机合成聚合物织物的表面及内部。
优选的，固定到聚砜或醋酸纤维素的纤维上的氢氧化铝颗粒的量为15-45质量％。
通过如下的过滤材料生产方法也实现了该目的，所述方法包括向非纺织合成聚合物织物形式的纤维状基体施用改性组合物。
本发明的新颖性在于使用非纺织有机合成聚合物织物作为基体，并且改性组合物含有铝基材料的颗粒。作为这些颗粒水解的结果，形成氢氧化铝颗粒并固定到基体纤维上。
有利的，通过静电纺丝方法由例如聚砜或醋酸纤维素生产纤维直径为1.0-3.0μm的非纺织有机合成聚合物织物。
有利的，使用颗粒尺寸小于1μm的铝粉末作为铝基材料。
优选的，使用通过铝丝电爆方法生产的比表面积为7-28m2/g的铝粉作为铝基材料。
此外，施用到纤维状基体的铝基材料是含水悬浮液或含水乙醇悬浮液。
此外，施用于纤维状基体的铝基材料的水解在10-100℃优选50-70℃温度下进行10分钟-48小时，优选30-60分钟。
此外，在水解完成时，用水清洗过滤材料，以除去没有固定到基体纤维上的氢氧化铝颗粒。
本发明的另一目的是一种流体过滤的方法。该方法包括将流体与过滤材料接触。
本发明的新颖性在于使用有机合成聚合物织物作为过滤材料，并向这种织物的纤维上固定氢氧化铝颗粒。
有利的，通过静电纺丝方法由例如聚砜或醋酸纤维素生产非纺织有机合成聚合物织物。
过滤材料每单位表面积上氢氧化铝的优选量为80-100mg/cm2。
同时，过滤材料保留电负性颗粒例如细菌、病毒、胶体颗粒、致热原、核酸、蛋白质等。
此外，过滤材料对水进行灭菌。
此外，过滤材料保留非极性颗粒和化学污染物，例如不溶氧化物和氢氧化物的颗粒、水溶性矿物油、酚类、卤素、重金属离子。
此外，使用过滤材料用于集中的水净化。
此外，所述的流体表示水、水溶液、生物流体。
有利的，所述过滤材料是过滤体的一部分。
参考实施例和附图，通过下面给出的详细说明，能够完全理解和考察本发明：
图1是通过氢氧化铝的多孔颗粒改性的基体纤维的显微照片。
优选实施方案详述。
特征在于对亚微米电负性颗粒包括微生物、亚微米非极性颗粒和化学污染物具有高的保留效率同时具有低的流体动力学阻力的材料，必须具有发达的表面、颗粒表面上的高正电荷和足够高的孔隙率。通过铝纳米粉末的水解生成的氢氧化铝具有发达的表面和正电荷。然而当在过滤体中使用给定吸附剂作为任意过滤载体上的粉末层时，存在两个主要问题。上述问题是由吸附剂颗粒的亚微米尺寸引起的：吸附剂层的高流体动力学阻力和吸附剂颗粒通过多孔过滤载体迁移到滤液中。吸附剂与任何惰性填充材料的机械混合或吸附剂层与纤维材料的替换允许使这些负面点最小化，特别是在过滤体使用的开始，然而这并不能完全解决该问题。流体流动使吸附剂颗粒被洗出，迁移通过纤维状材料的层、固结并增加流体动力学阻力。
通过在含水介质中向合成聚合物材料制成的基体纤维施用铝基纳米粉末颗粒获得该技术结果。选择能在含水介质中获得负电荷的聚合物材料，例如聚砜或醋酸纤维素。在铝基纳米粉末颗粒的水解过程中形成由不同的铝氧化物-氢氧化物相(在本发明中认为是铝氢氧化物)组成的正电颗粒。由于附着力，这些正电颗粒被固定到带负电荷的有机合成聚合物织物基体的纤维上。在这种情况下，对于过滤材料，基体比表面积增加并获得额外的孔隙率。
可以使用纤维薄片作为基体，例如通过静电纺丝方法生产的聚合物织物。因此，形成表现为聚合物微纤维空间框架的复合材料。通过氢氧化铝纳米纤维形成的表现为团聚物的多孔颗粒的基本物质(mass)被固定在微纤维的接触点上。形成的复合材料的每一部分都执行其自身的功能，即，聚合物材料具有高孔隙率并提供所需的过滤速率。固定到基体纤维表面的氢氧化铝团聚物由于附着力而并不降低过滤速率；它们也不迁移到滤液中，并且提供具有高吸附性能包括保留微生物能力的材料。因此，该复合材料将两种组分的积极特质结合在一起，即机械强度、对过滤介质影响的抵抗性、高过滤速率和保留不同污染物(包括微生物污染物)的高效率。
根据本发明，建议使用多孔薄片材料(非纺织织物)作为由直径1.0-3.0μm的合成聚合物纤维制成的基体，其无毒、耐水、亲水或能够以不低于110℃的软化温度向其提供亲水性能。
聚合物纤维制成的材料的优点在于它们的化学和生物惰性并且即使在水下经过长时间后也能够保持机械强度。这些材料耐微生物损坏，并且据证实这对于生产水净化过滤体是重要的。技术发展的目前水平允许由聚合物纤维获得适用于气体和液体净化的具有低空气动力学和流体动力学阻力的高度多孔的织物[High-performance gas cleaningfrom aerosols with Petryanov filters/P.I.Basmanov，V.I.Kirichenko，Y.N.Filatov，Y.L.Yurov；ex.Ed.V.I.Kirchenko.-Moscow：Science，2003.-271p.]
建议使用由铝基亚微米粉末水解生成的氢氧化铝颗粒作为纤维改性的吸附剂。可以使用通过气体循环和机械-化学方法生产的铝纳米粉末作为铝基材料。通过丝线电爆法生产的铝纳米粉末最为优选。这些粉末显示出高的化学活性；因此它们容易与水在40-60℃的温度下反应。
水解产物是比表面积为100-250m2/g并具有高吸附性能的氢氧化铝[RU 2075345 C1，1997，RU 2168357 C2，2001]。
在40-60℃温度的温和条件下进行铝纳米粉末的水解，这允许在通过静电纺丝方法生产的(Petryanov过滤体)聚合物材料纤维表面上直接进行，因此，既没有聚合物的破坏也没有纤维或材料本身的结构损坏。
在宽范围的Petryanov过滤体中选择具有最高耐热性和亲水性能的由聚合物制成的过滤体用于所建议的过滤材料的生产。
两种材料看起来最为优选使用：
a)用于气体过滤的由醋酸纤维素制成的非纺织织物(由醋酸纤维素15-2.0制成的Petryanov过滤体)，平均纤维直径为1.7μm；表面密度为32g/m2(空间填充3.0％)，标准流体动力学阻力为2.0mmw.c.(水柱)；
b)用于气体过滤、液体过滤、细菌气体清洁的由聚砜YUDEL-1700制成的非纺织织物(由聚砜-6C制成的Petryanov过滤体)，其表面密度为28g/m2，该材料由三个层组成，内层的平均纤维直径为1-1.2μm，外层的平均纤维直径为2-2.5μm，且外层密度为9g/m2，内层密度为9g/m2。
在图1中说明了本发明，其中显示了通过氢氧化铝改性的基体纤维(由醋酸纤维素15-2.0制成的Petryanov过滤体)的显微照片。
如图1所示，基体纤维被固定的多孔颗粒覆盖，呈现为0.2-5.0μm尺寸的氢氧化铝纳米纤维的分散或结合的团聚物。
实施例1
由180ml蒸馏水、20ml乙醇和2g由丝线电爆法生产的比表面积为21m2/g的A1/A1N粉末制备悬浮液。由表面密度为28g/m2的非纺织聚砜织物裁剪出尺寸为50×50cm的工件，然后在室温下将其放入具有已制备的悬浮液的容器中10分钟进行浸渍。在这里粉末被吸附在非纺织织物的纤维上，并且工件染为黑色。然后从容器中取出工件，挤压并清洗以除去过多的悬浮液。当加热工件到57℃温度时，水解反应开始，伴随着少量氨和氢的放出以及工件从黑色退色为白色，这是由于A1/A1N转变为白色的氢氧化铝。随着水解完成，将工件放入干燥箱内4小时。产生含有27质量％氢氧化铝的材料，具有0.8μm的平均颗粒尺寸、180m2/g的比表面积和80％的孔隙率。通过折叠6、8、10或其它数目的过滤材料层形成所需厚度的过滤体。测试形成的过滤体的病毒吸附效率。在表1中给出结果。作为比较，在表1中给出由未改性非纺织聚砜织物得到的6层过滤体的测试结果。
测试样品的噬茵体MS2的滴度(titration)。噬茵体MS2代表对于人类无害的微生物，模拟病原病毒。将每个样品置于两个微孔隔膜(0.45μm)之间并在试验槽中加压。然后使噬茵体MS2悬浮液(2ml)通入具有过滤材料样品的槽。在槽入口和出口处监视噬茵体浓度。取三次分析的算术平均值。
表1
初始悬浮液中的MS2浓度，PFU/ml     MS2的保留率，％
由聚砜制得的非纺织织物，6层 由聚砜制得的改性非纺织织物
    6层吸附剂60mg/cm2    8层吸附剂80mg/cm2   12层吸附剂120mg/cm2
    1.4·104     38.6     99.3     100   100
    1.3·105     15.4     99.6     99.8   100
    1.0.106     0     99.1     99.8   100
因此，当改变过滤体厚度时，能够获得所需的净化效率，考虑被净化液体的结垢因素和过滤速率。
通过折叠几层过滤材料形成过滤体，无需粘结或通过任何方式粘结，排除在材料中出现通孔。
实施例2
由200ml蒸馏水和2g通过丝线电爆法生产且比表面积为21m2/g的A1/A1N粉末制备悬浮液。从表面密度为32g/m2的非纺织醋酸纤维素织物裁剪出尺寸为50×50cm的工件，然后在室温下将其放入具有已制备的悬浮液的容器中10分钟用于浸渍。然后将工件从容器中取出，用蒸馏水清洗以便除去氢氧化铝的未固定颗粒。以实施例1相似的方式进行水解和干燥。由此，产生含有35质量％的氢氧化铝的材料，平均颗粒尺寸为0.9μm，比表面积为185m2/g且孔隙率为85％。与实施例1相似，通过折叠14层过滤材料形成过滤体，然后测试其病毒吸附。在表2中给出结果。
表2
 初始悬浮液中的MS2浓度，PFU/ml  MS2的保留率，％
    1.55×104     100
    2.50×105     100
    3.75×106     100
    2.0×107     99.9998
建议的过滤材料具有1μm的平均孔尺寸，并且分别显示出低的流体动力学阻力和高的过滤速率。
图3中给出在不同压力下蒸馏水的滤过速率。
表3
    过滤压力，atm  体积过滤速率，cm3/cm2分钟
    0.5     33.5
    0.75     47.7
    1.0     63.6
    1.5     86.8
    2.0     103.2
实施例3。由200ml蒸馏水和2g通过丝线电爆法生产的并且具有15m2/g比表面积和150nm的平均颗粒尺寸的铝粉末制备悬浮液。从表面密度为32g/m2的非纺织醋酸纤维素织物裁剪出尺寸为50×50cm的工件，然后在室温下将其放入具有已制备的悬浮液的容器中10分钟用于浸渍。在其中，由于铝颗粒吸附在材料的纤维上，工件染成黑色。然后将工件从容器中取出挤压除去过多的悬浮液，并且放入具有加热到60℃水的容器中以便吸附的铝粉末的水解。水解以从工件表面上产生气泡(氢)开始并且工件从黑色退色为白色。水解在大约20分钟内完成，这时将工件从容器中取出，放入具有干净水的器皿中进行清洗以便除去氢氧化铝的未浓缩颗粒。然后以与实施例1和2相似的方式进行水解。形成的过滤材料在120℃下干燥8小时。由此，制成含有30质量％氢氧化铝的材料，具有0.8μm的平均颗粒尺寸，250m2/g的比表面积和95％的孔隙率。由制备的过滤材料形成1.1mm厚的过滤体，并使用形成的过滤体测定重金属、酚类和水溶性矿物油的吸附(表4)。
表4
浓度 初始浓度，mg/l 残留浓度，mg/l
 Fe     0.5     0.05
 As     0.04     0.003
 Ni     0.5     0.08
 Hg     0.01     0.0008
 酚类     0.005     0.001
 水溶性矿物油     0.01     0.001
工业实用性
提出的过滤材料显示了高的吸附和过滤性能，这允许使用其用于水、水溶液和其它液体的净化和消毒；其也可以用于医药和微生物学用以注射液和其它溶液的灭菌过滤，用于浓缩生理液体中的生物分子，用于浓缩和提取病毒，用于不致热水的制备，用于生物催化膜反应器。

Claims (21)

1.过滤材料，该过滤材料含有由纤维构成的非纺织有机合成聚合物织物作为基体，其中氢氧化铝颗粒固定在所述织物的纤维上。
2.权利要求1的材料，其中所述非纺织有机合成聚合物织物是通过静电纺丝方法由例如聚砜或醋酸纤维素生产并且具有1.0-3.0μm的纤维直径。
3.权利要求1或2的材料，其中所述的氢氧化铝颗粒被固定到有机合成聚合物织物的纤维的表面，具有0.2-5.0μm的尺寸，100-250m2/g的比表面积和50-95％的孔隙率。
4.权利要求1的材料，其中在表面及内部，所述氢氧化铝颗粒被固定到非纺织有机合成聚合物织物的纤维。
5.权利要求1的材料，其中，其中的氢氧化铝颗粒的量为15-45质量％。
6.生产过滤材料的方法，该方法是通过在非纺织合成聚合物织物形式的纤维状基体上施用改性组合物，其中所述基体是有机合成聚合物织物，其中所述改性组合物含有铝基材料的颗粒并且其水解的结果是形成氢氧化铝颗粒并将所述氢氧化铝颗粒固定到基体纤维。
7.权利要求6的方法，其中使用所述有机合成聚合物织物，所述有机合成聚合物织物是通过静电纺丝方法由例如聚砜或醋酸纤维素生产并且纤维直径为1.0-3.0μm。
8.权利要求6或7的方法，其中使用颗粒尺寸小于1μm的所述铝粉作为铝基材料。
9.权利要求8的方法，其中使用通过丝线电爆方法生产的比表面积为7-28m2/g的所述铝粉作为铝基材料。
10.权利要求6的方法，其中以含水悬浮液或含水乙醇悬浮液形式在纤维状基体上施用所述的铝基材料。
11.权利要求6的方法，其中施用在纤维状基体上的铝基材料的所述水解在10-100℃、优选50-70℃的温度下进行10分钟-48小时，优选30-60分钟。
12.权利要求6或11的方法，其中在所述水解后，用水清洗过滤材料，以除去基体纤维上的未固定的氢氧化铝颗粒。
13.过滤方法，包括将过滤材料与流体接触，其中使用具有固定到其纤维上的氢氧化铝颗粒的有机合成聚合物织物作为过滤材料。
14.权利要求13的方法，其中所述过滤材料每单位表面积的氢氧化铝颗粒的量为80-100mg/cm2，所述过滤材料是通过静电纺丝方法由例如聚砜或醋酸纤维素生产的。
15.权利要求13或14的方法，其中所述过滤材料保留电负性颗粒，例如细菌、病毒、胶体颗粒、致热原、核酸、蛋白质、酶等。
16.权利要求13或14的方法，其中所述过滤材料对水进行灭菌。
17.权利要求13或14的方法，其中所述过滤材料保留非极性颗粒和化学污染物，例如不溶氧化物和水合物颗粒、水溶性矿物油、酚类、卤素、重金属离子。
18.权利要求13的方法，其中使用所述过滤材料用于集中的水净化。
19.权利要求13的方法，其中所述过滤材料是过滤体的一部分。
20.权利要求13的方法，其中所述流体表示水或水溶液或生物流体。
21.含有过滤材料的过滤体，其中使用权利要求1或2或3或4或5的任何材料作为所述材料。
CNA2006800280947A 2005-08-08 2006-08-03 过滤材料、其生产方法、过滤体和过滤方法 Pending CN101232930A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005125140 2005-08-08
RU2005125140A RU2317843C2 (ru) 2005-08-08 2005-08-08 Фильтрующий материал, способ его получения и способ фильтрования

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN101232930A true CN101232930A (zh) 2008-07-30

Family

ID=37727737

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNA2006800280947A Pending CN101232930A (zh) 2005-08-08 2006-08-03 过滤材料、其生产方法、过滤体和过滤方法

Country Status (8)

Country Link
US (1) US8033400B2 (zh)
EP (1) EP1923117A4 (zh)
CN (1) CN101232930A (zh)
EA (1) EA012492B1 (zh)
IL (1) IL189134A0 (zh)
RU (1) RU2317843C2 (zh)
UA (1) UA85804C2 (zh)
WO (1) WO2007018454A2 (zh)

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101596382B (zh) * 2009-04-28 2011-05-11 无锡荣和环保设备有限公司 荷正电荷过滤材料的制备方法及其应用
CN101596379B (zh) * 2009-04-28 2013-03-13 无锡荣和环保设备有限公司 一种荷正电荷过滤材料的制备方法及其应用
CN103221550A (zh) * 2010-12-06 2013-07-24 3M创新有限公司 微生物浓集方法和装置
CN103357214A (zh) * 2013-08-01 2013-10-23 南京际华三五二一环保科技有限公司 一种烟气过滤用防静电滤料的制备方法
CN105618008A (zh) * 2016-01-20 2016-06-01 中南大学 一种生物复合膜材料及其制备和应用方法
CN105780298A (zh) * 2016-04-20 2016-07-20 徐海涛 一种无针静电纺丝技术生产气体过滤材料的方法及其应用
CN106457158A (zh) * 2014-07-23 2017-02-22 Lg电子株式会社 过滤器系统
CN108176136A (zh) * 2018-01-15 2018-06-19 边文兵 一种过滤材料及其生产工艺
CN110586042A (zh) * 2019-08-13 2019-12-20 武汉轻工大学 废水处理的方法及六价铬离子吸附剂的制备方法
CN111530167A (zh) * 2020-05-22 2020-08-14 江苏睿泽环保科技有限公司 核电水过滤用电荷吸附过滤原理滤芯及制备方法
CN112301003A (zh) * 2019-07-26 2021-02-02 佛山市安芯纤维科技有限公司 羧酸型阳离子交换纤维及其织物在吸附过滤流感病毒方面的用途

Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2349368C1 (ru) * 2007-09-04 2009-03-20 Институт физики прочности и материаловедения Сибирское отделение Российской академии наук (ИФПМ СО РАН) Фильтрующий материал для очистки воздуха и способ его получения
EP2206544B1 (en) * 2007-09-28 2016-07-20 Toray Industries, Inc. Filtering medium
KR101316564B1 (ko) 2008-11-21 2013-10-15 글로벌 워터 그룹, 인코포레이티드 다공성 블럭 나노섬유 복합체 필터
DE102008063824A1 (de) * 2008-12-19 2010-06-24 Philipps-Universität Marburg Mittel zur Separation von Mikroorgansimen auf Basis elektrogesponnener Fasern
SG10201605780QA (en) 2009-03-19 2016-09-29 Emd Millipore Corp Removal of microorganisms from fluid samples using nanofiber filtration media
EP2603611B1 (en) 2010-08-10 2019-12-18 EMD Millipore Corporation Method for retrovirus removal
EP2649194A4 (en) * 2010-12-06 2014-05-28 3M Innovative Properties Co METHOD AND DEVICE FOR CONCENTRATING MICROORGANISMS
US11154821B2 (en) 2011-04-01 2021-10-26 Emd Millipore Corporation Nanofiber containing composite membrane structures
US10486992B2 (en) 2012-12-07 2019-11-26 Bl Technologies, Inc. Use of activated carbon in a membrane bioreactor
WO2014093345A1 (en) * 2012-12-10 2014-06-19 Emd Millipore Corporation Ultrporous nanofiber mats and uses thereof
US9433720B2 (en) 2013-03-14 2016-09-06 Fresenius Medical Care Holdings, Inc. Universal portable artificial kidney for hemodialysis and peritoneal dialysis
US20140263062A1 (en) 2013-03-14 2014-09-18 Fresenius Medical Care Holdings, Inc. Universal portable machine for online hemodiafiltration using regenerated dialysate
RU2560432C2 (ru) * 2013-05-20 2015-08-20 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физики прочности и материаловедения Сибирского отделения Российской академии наук (ИФПМ СО РАН) Агломераты оксигидроксидов металлов и их применение
DE102014101187A1 (de) 2014-01-31 2015-08-06 Grünbeck Wasseraufbereitung GmbH Filter zur Sterilisation von Wasser
DE102014105532B4 (de) * 2014-04-17 2016-12-15 Grünbeck Wasseraufbereitung GmbH Wasserauslaufarmatur mit Filter, Anschlussstück zum Anschließen an eine Wasserauslaufarmatur und Verfahren zum Betrieb einer Wasserauslaufarmatur
CN104226271A (zh) * 2014-09-28 2014-12-24 陕西华陆化工环保有限公司 用于水中重金属离子的吸附剂的制备方法
KR20170113638A (ko) 2015-04-17 2017-10-12 이엠디 밀리포어 코포레이션 접선방향 유동 여과 모드에서 작동되는 나노섬유 한외여과막을 사용하여 샘플에서 목적하는 생물학적 물질을 정제하는 방법
CN105521769B (zh) * 2016-01-20 2017-08-29 中南大学 一种生物复合膜材料的应用方法
RU2688625C1 (ru) * 2018-03-27 2019-05-21 Российская Федерация, от имени которой выступает ФОНД ПЕРСПЕКТИВНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ Композиция для получения паропроницаемой пористой мембраны
CN111013256A (zh) * 2020-01-15 2020-04-17 中原工学院 一种高效低阻多组分立体空腔结构空气过滤材料及其制备方法
CN112941926B (zh) * 2021-01-28 2022-05-27 美高怡生生物技术(北京)有限公司 海藻酸钙-聚丙烯酸钠改性复合膜及其制备方法

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5322555B2 (zh) * 1973-09-17 1978-07-10
CA1022528A (en) * 1973-09-17 1977-12-13 Asahi Kasei Kogyo Kabushiki Kaisha Composite filter for clarifying vegetable drinks
SU1066942A1 (ru) 1982-05-26 1984-01-15 Институт коллоидной химии и химии воды им.А.В.Думанского Способ очистки воды от вирусов
DE3500368A1 (de) * 1985-01-08 1986-07-10 Rhodia Ag, 7800 Freiburg Filter zur abtrennung von substanzen mit lipophilen und/oder oleophilen und/oder unpolaren eigenschaften aus andersartigen fluessigkeiten, gasen und daempfen
US5585171A (en) * 1993-01-11 1996-12-17 Graver Chemical Adsorbent filter bed with pliant and stiff members
RU2063383C1 (ru) 1994-01-26 1996-07-10 Институт химии нефти СО РАН Способ комплексной тонкой очистки сильнозагрязненной воды
RU2075345C1 (ru) 1994-01-26 1997-03-20 Институт химии нефти СО РАН Способ получения адсорбента
WO1996039032A1 (en) * 1995-06-06 1996-12-12 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Microporous fabric containing a microbial adsorbent
US5688588A (en) * 1996-04-12 1997-11-18 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Water purification device
RU2135262C1 (ru) * 1998-07-30 1999-08-27 Ревина Александра Анатольевна Способ модифицирования фильтровального элемента
RU2168357C2 (ru) * 1999-04-05 2001-06-10 Институт химии нефти СО РАН Способ получения адсорбента
US6468942B1 (en) * 2000-11-16 2002-10-22 John J. Sansalone Absorptive-filtration media for the capture of waterborne or airborne constituents
DE60211339D1 (de) 2001-06-22 2006-06-14 Argonide Corp Submikron filter
US7601262B1 (en) * 2001-06-22 2009-10-13 Argonide Corporation Sub-micron filter
US6861002B2 (en) * 2002-04-17 2005-03-01 Watervisions International, Inc. Reactive compositions for fluid treatment
US6896813B1 (en) * 2003-03-31 2005-05-24 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Department Of The Interior Sorbant sequestration and removal of toxic metal ions
US20050026526A1 (en) * 2003-07-30 2005-02-03 Verdegan Barry M. High performance filter media with internal nanofiber structure and manufacturing methodology
RU2242276C1 (ru) * 2003-11-27 2004-12-20 Лисецкий Владимир Николаевич Сорбент и способ его получения
DE102004054260A1 (de) * 2004-10-18 2006-04-27 Bräuer, Horst Sorptiver Textilverbund
RU2297269C1 (ru) * 2005-12-15 2007-04-20 Общество с ограниченной ответственностью "Аквазон" Способ получения фильтрующего материала

Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101596379B (zh) * 2009-04-28 2013-03-13 无锡荣和环保设备有限公司 一种荷正电荷过滤材料的制备方法及其应用
CN101596382B (zh) * 2009-04-28 2011-05-11 无锡荣和环保设备有限公司 荷正电荷过滤材料的制备方法及其应用
CN103221550A (zh) * 2010-12-06 2013-07-24 3M创新有限公司 微生物浓集方法和装置
CN103221550B (zh) * 2010-12-06 2018-05-11 3M创新有限公司 微生物浓集方法和装置
CN103357214A (zh) * 2013-08-01 2013-10-23 南京际华三五二一环保科技有限公司 一种烟气过滤用防静电滤料的制备方法
CN106457158A (zh) * 2014-07-23 2017-02-22 Lg电子株式会社 过滤器系统
CN105618008A (zh) * 2016-01-20 2016-06-01 中南大学 一种生物复合膜材料及其制备和应用方法
CN105618008B (zh) * 2016-01-20 2018-02-09 中南大学 一种生物复合膜材料及其制备和应用方法
CN105780298A (zh) * 2016-04-20 2016-07-20 徐海涛 一种无针静电纺丝技术生产气体过滤材料的方法及其应用
CN108176136A (zh) * 2018-01-15 2018-06-19 边文兵 一种过滤材料及其生产工艺
CN108176136B (zh) * 2018-01-15 2020-03-20 边文兵 一种过滤材料的生产工艺
CN112301003A (zh) * 2019-07-26 2021-02-02 佛山市安芯纤维科技有限公司 羧酸型阳离子交换纤维及其织物在吸附过滤流感病毒方面的用途
CN110586042A (zh) * 2019-08-13 2019-12-20 武汉轻工大学 废水处理的方法及六价铬离子吸附剂的制备方法
CN110586042B (zh) * 2019-08-13 2022-11-25 武汉轻工大学 废水处理的方法及六价铬离子吸附剂的制备方法
CN111530167A (zh) * 2020-05-22 2020-08-14 江苏睿泽环保科技有限公司 核电水过滤用电荷吸附过滤原理滤芯及制备方法
CN111530167B (zh) * 2020-05-22 2021-03-02 江苏睿泽环保科技有限公司 核电水过滤用电荷吸附过滤原理滤芯及制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
IL189134A0 (en) 2008-08-07
UA85804C2 (en) 2009-02-25
US8033400B2 (en) 2011-10-11
EP1923117A4 (de) 2011-06-01
EP1923117A2 (de) 2008-05-21
US20080164214A1 (en) 2008-07-10
WO2007018454A3 (fr) 2007-03-29
WO2007018454A2 (fr) 2007-02-15
RU2317843C2 (ru) 2008-02-27
EA200800468A1 (ru) 2008-08-29
RU2005125140A (ru) 2007-02-20
EA012492B1 (ru) 2009-10-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101232930A (zh) 过滤材料、其生产方法、过滤体和过滤方法
RU2304463C2 (ru) Наноразмерный электроположительный волокнистый адсорбент
Cao et al. Multifunctional nanofibrous membranes with sunlight-driven self-cleaning performance for complex oily wastewater remediation
Xu et al. High flux and rejection of hierarchical composite membranes based on carbon nanotube network and ultrathin electrospun nanofibrous layer for dye removal
CN105396466B (zh) 一种纤维素纳米纤维-氧化石墨烯杂化的复合超滤膜及其制备方法
CN100366316C (zh) 具有提高的微生物拦截能力的过滤介质
JP2016507671A (ja) 電界紡糸ナノファイバーのハイブリッドフェルト
WO2002070104A1 (en) Purification materials and method of filtering using the same
Abdulhamid et al. Recent progress on electrospun nanofibrous polymer membranes for water and air purification: A review
CN109289544B (zh) 一种制备二维蒙脱石/纤维素复合过滤膜的方法
Zhou et al. In situ formation of tannic (TA)-aminopropyltriethoxysilane (APTES) nanospheres on inner and outer surface of polypropylene membrane toward enhanced dye removal capacity
Zhu et al. Metal-organic frameworks decorated wood aerogels for efficient particulate matter removal
CN110665377A (zh) 一种高通量抗污染反渗透膜及其制备方法
Li et al. Highly efficient sunlight-driven self-cleaning electrospun nanofiber membrane NM88B@ HPAN for water treatment
Barhoum et al. Nanocelluloses as sustainable membrane materials for separation and filtration technologies: Principles, opportunities, and challenges
Wahid et al. Fabrication of bacterial cellulose with TiO2-ZnO nanocomposites as a multifunctional membrane for water remediation
Liu et al. Self-assembly of positively charged SiO2/Y2O3 composite nanofiber membranes with plum-flower-like structures for the removal of water contaminants
CN112619622A (zh) 可高效清除水中离子型染料及重金属离子的纳米复合纤维膜及其制备方法与应用
Kamath et al. Nanocomposite-based high-performance adsorptive water filters: recent advances, limitations, nanotoxicity and environmental implications
Sherugar et al. Insights into the mechanically resilient, well-balanced polymeric membranes by incorporating Rhizophora mucronata derived activated carbon for sustainable wastewater decontamination
El-Sayed et al. Mixed matrix membrane comprising functionalized sulfonated activated carbon from tea waste biomass for enhanced hydrophilicity and antifouling properties
JP2018053419A (ja) 電界紡糸ナノファイバーのハイブリッドフェルト
RU2398628C2 (ru) Фильтрующая среда для очистки жидкости и газа, способ ее получения и способ фильтрования
RU2297269C1 (ru) Способ получения фильтрующего материала
JP6898487B2 (ja) 電界紡糸ナノファイバーのハイブリッドフェルト

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
REG Reference to a national code

Ref country code: HK

Ref legal event code: DE

Ref document number: 1121091

Country of ref document: HK

C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Open date: 20080730

REG Reference to a national code

Ref country code: HK

Ref legal event code: WD

Ref document number: 1121091

Country of ref document: HK