CN103402603B - 具有新型孔尺寸特征的复合助滤剂 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了助滤剂材料，以及使用这种助滤剂材料从流体中过滤并且去除粒子和/或成分的工艺、系统和方法。本发明进一步公开了助滤剂材料，和使用这种助滤剂材料从流体中过滤并且去除粒子和/或成分的工艺、系统和方法，其中所述助滤剂材料包含至少一种复合助滤剂，其具有新型孔尺寸分布，并包含在至少一种过滤组分上原位形成的至少一种吸附组分。

Description

具有新型孔尺寸特征的复合助滤剂
优先权要求和通过引用并入
本PCT国际申请要求了2010年8月18日提交的美国临时申请第61/374,832号的优先权，该申请的内容通过引用整体并入本申请。
发明领域
本文公开了具有新型孔尺寸特征的复合助滤剂材料以及使用这种复合助滤剂材料过滤并且去除流体中的粒子和/或成分的工艺、系统和方法。在一个实施方案中，该复合助滤剂材料包含至少一种吸附组分和至少一种过滤组分。另一实施方案中，该复合助滤剂材料提供了具有吸附能力的表面。
发明背景
在许多过滤应用中，过滤装置包括过滤元件如隔膜和助滤剂材料。过滤元件可以是使其可以支持助滤剂材料的任何形式，例如覆盖有充分精细编织的塑料或金属织物的柱形管或薄片样结构。过滤元件可以是具有过滤元件孔隙以允许一定尺寸的材料穿过过滤装置的多孔结构。助滤剂材料可以包含一种或多种过滤组分，所述过滤组分例如可以是无机粉末或有机纤维材料。这样的助滤剂材料可以与过滤元件结合使用以提高过滤性能。通常，用于助滤剂材料中的过滤组分包含诸如硅藻土、珍珠岩和纤维素的材料。作为过滤领域的示例性实例，助滤剂材料可以初始在称为“预涂布”的工艺中施涂到隔膜。预涂布一般包括混合水和助滤材料的浆料，以及将所述浆料引入流经所述隔膜的料流中。在此工艺中，助滤剂材料的薄层，例如约1.5mm至约3.0mm，可最终沉积在隔膜上，从而形成过滤装置。
在流体过滤期间，流体中的各种不溶性粒子被助滤剂材料捕获。助滤剂材料以及待去除的粒子和/或成分的合并层积聚在隔膜表面。那些合并层被称为“滤饼”。随着越来越多的粒子和/或成分沉积在滤饼上，滤饼可能被碎屑饱和至流体不再能够穿过隔膜的程度。为了解决该问题，通常使用称为“主体加料(bodyfeeding)”的工艺。主体加料是在流体到达滤饼之前向待过滤流体引入附加助滤剂材料的工艺。助滤剂材料将遵循未过滤流体的路径并最终到达滤饼。一旦到达滤饼，所添加的助滤剂材料即结合至饼，大体与预涂布工艺中助滤剂材料结合至隔膜的方式相同。附加助滤剂材料层导致滤饼溶胀并增厚，并且提高了滤饼捕获额外的碎屑的能力。助滤剂典型地具有开孔多孔结构，其保持了滤饼中的松散结构，由此保证了滤饼的连续渗透性。
如上所述，流体过滤领域中，许多粒子分离方法采用例如选自硅藻土、膨胀珍珠岩、天然玻璃和纤维素材料的材料作为多孔过滤组分。那些材料具有复杂且多孔的结构，该结构可能特别适合在过滤过程中有效物理捕获粒子。那些复杂且多孔的结构产生空隙空间网络，其可能导致易浮的过滤介质粒子，该粒子的表观密度类似于它们悬浮于其中的流体的表观密度。在提高流体透明度时，惯常的实践做法是采用多孔过滤组分。多孔过滤组分通常用于从流体中去除不想要的粒子或成分，例如微粒物质。然而，虽然很适合通过物理捕获去除微粒物质的任务，但是那些多孔过滤组分可能不太适合通过吸附过程从流体中去除微粒物质的任务，因此常常与吸附组分结合使用。
硅藻土、珍珠岩、稻壳灰和纤维素是可用于粒子分离的过滤组分材料的一些实例。硅藻土，还称为硅藻土质泥土(diatomaceousearth)，是各种微观的单细胞藻类--硅藻的硅质细胞膜形式的富含生物源二氧化硅的沉积物。那些硅藻细胞膜足够耐久以至经过长期地质时期和热处理而保持其大部分的显微结构。硅藻土产物具有固有的主要包含二氧化硅的复杂且多孔的结构。珍珠岩是天然存在的火山玻璃，其可以在加工时热膨胀。珍珠岩的结构可能不如硅藻土复杂，因此，珍珠岩可能更适合从具有高固体负荷的液体中分离粗的小微粒。最后，纤维素过滤组分材料一般通过硬木和/或软木的亚硫酸盐或硫酸盐处理而产生。类似珍珠岩，纤维素过滤组分材料可能具有不如硅藻土过滤组分材料复杂的结构。
如本文使用，“浊度”是流体的浑浊度或混浊度，其中混浊可能由悬浮于流体中的个体粒子所导致。可以导致流体混浊的材料包括例如粘土、淤泥、有机物质、无机物质和微观有机体。浊度可以通过使用称为浊度计的仪器测量，所述浊度计发射透过待测试流体柱的光束。位于流体柱同侧的检测器测量由流体反射的光量。含有相对大量悬浮粒子的流体会比含有较少粒子的流体反射更大量的光。以该方式测量的浊度可以散射浊度单位(“NTU”)来定量。此外，浊度还可以使用重量分析法测量。
在助滤剂技术中在用作过滤组分的多孔介质的渗透率与其浊度去除能力之间通常存在权衡。以宽范围的渗透率分级生成了不同等级的过滤组分。随着过滤组分的渗透率降低，助滤剂材料去除小粒子的能力可能增加，但通常是以穿过助滤剂材料的流率更慢为代价的。相反，随着过滤组分的渗透率增加，助滤剂材料过滤粒子的能力可能降低，并因此流经助滤剂材料的流体流率增加。这发生的程度将取决于从流体中去除的悬浮粒子的类型及其粒度分布。
如本文使用，“湿密度”指示了材料的孔隙率。例如，湿密度反映出可用于在过滤过程中捕获微粒物质的空隙体积，并且因此，湿密度可用以确定过滤效率。百分比孔隙率可由下式表达：
孔隙率＝100*[1-(湿密度/真实密度)]
因此，具有较低湿密度的过滤组分可导致具有较大孔隙率的产物，并因此可能有较高的过滤效率，其条件是真实密度保持相对恒定。普通过滤组分的典型湿密度可以在至少约12lb/ft3至约30lb/ft3或更大的范围内。
如本文使用，“吸附”是来自周围流体相的分子粘附至固体表面的趋势。这不应与术语“吸收”相混淆，“吸收”发生在来自周围流体的分子扩散进入固体内时，而不是粘附至固体表面。
为了实现需要的吸附容量并由此对商业应用具有实用性，吸附组分可以具有相对大的表面积，这可能意味着精细的多孔结构。在某些实施方案中，多孔吸附组分以其未反应的粉末形式可具有高达几百m2/g的表面积。
一种计算物理吸附分子的比表面积的技术是Brunauer、Emmett和Teller(“BET”)理论。将BET理论应用于具体的吸附组分得到了对该材料的比表面积的量度，其称为“BET表面积”。一般而言，处于其未反应的粉末形式的实际吸附组分的BET表面积可以在约50m2/g至约1200m2/g的范围内。如本文中使用的，“表面积”指BET表面积。
具有不同的BET表面积和/或不同的总孔面积的过滤组分会导致不同的吸附容量和过滤速率。通常，具有较低BET和/或较低总孔面积的助滤剂趋向具有较低吸附容量和较快过滤速率。煅烧的硅藻土助滤剂和膨胀且研磨的珍珠岩助滤剂通常用作具有最小吸附功能的助滤剂，这是因为其低表面积，通常＜10m2/g。吸附组分，例如硅胶，通常BET表面积或总孔面积很高，但是它们的过滤速率通常很低，这是由于其细得多的粒度分布和/或缺乏助滤剂的孔隙率。在过滤中细颗粒会阻塞孔隙，并且高表面积可能会对流体产生更多拖曳，从而导致过滤速率显著下降。
一种用于描述孔尺寸分布的技术在施用的等静压下使用压汞法。在该方法中排空的粉末在密闭容器中被液体汞包围，并且压力逐渐升高。在低压下，由于液体汞的高表面张力其不会侵入粉末样品中。随着压力的升高，汞被迫侵入样品，但其会首先侵入最大的空间，在那里汞表面的曲率是最低的。随着压力的进一步升高，汞被迫侵入更紧密的空间。最后所有的空隙都将被汞填满。由此能够绘制总空隙体积对压力的曲线图。因此该方法不仅能够提供总孔体积还能辨别孔尺寸分布。要注意压汞法不能辨别粒子内和粒子间的孔隙，因而需要一些颗粒尺寸和形状的知识来解释曲线图。另外，一些孔隙形状(例如具有小入口的大孔隙，即所谓的墨水瓶孔隙(inkwellpore))会在误导性高压下填满，所以实际上该方法提供了对真实孔尺寸分布的估测而非直接测定。一旦已经估测了孔隙的分布，则假定孔隙形状(通常假定为球形)情况下，可以基于孔尺寸计算表面积的估算值。中值孔尺寸估测还可以基于体积或面积计算。中值孔尺寸(体积)是累积体积图上第50百分位处的孔尺寸，同时中值孔尺寸(面积)是累积面积图上的第50百分位。平均孔尺寸(直径)是总孔体积与总孔面积比例的4倍(4V/A)。
使用吸附组分的一种方法是使吸附组分与含有待吸附粒子和/或成分的流体接触，以通过去除所述粒子和/或成分来纯化流体，或者分离所述粒子和/或成分以纯化它们。在某些实施方案中，这之后从流体中分离出含有所吸附粒子或成分的吸附组分，例如通过常规的过滤过程。
吸附实践的示例性实例可以在啤酒“冷防护(chill-proofing)”工艺中看到。除非有特别处理，目前已知冷却的啤酒可能经历导致不溶性粒子生成的化学反应。在该化学反应中，可能在冷却条件下在混浊活性蛋白和/或多酚之间生成氢键。之后已反应的蛋白质和/或多酚可生长为大粒子，其导致啤酒变浑浊，这也称为“冷浑浊(chill-haze)”状态。冷浑浊可能对于消费者和啤酒商而言都是不希望的。浊度可能在啤酒冷却至低于室温时最显著。在某些情况下，例如当粒子是蛋白质时，随着温度升高，使蛋白质结合在一起的氢键可能断裂。
冷防护可以包括采用至少一种吸附组分和/或至少一种过滤组分以去除啤酒中产生冷浑浊的粒子的工艺。冷防护的一种形式包括在一个步骤中，在包装之前向啤酒中添加固体吸附组分，例如硅胶。粒子和/或成分与所添加的吸附组分结合，然后，在第二步中，吸附组分随后从啤酒过滤出来，之后对啤酒进行包装用于贮存、销售和/或消费。
实施吸附步骤和过滤步骤的过滤工艺可能是不太有效的，因为过滤所述吸附组分有难度。例如，吸附组分可能占据多孔助滤剂材料的空隙空间。该占据可能会降低助滤剂材料的渗透率，导致总体上更低的过滤流率，或者可能需要添加或额外消耗更多的助滤剂材料，并且还可能会导致在过滤器壳体中的可用体积更快地消耗。
之前尝试了改进冷防护的传统工艺。早期的尝试包括产生吸附组分和过滤组分的简单混合物，以将过滤和吸附步骤合并成一步，从而消除对吸附组分进行过滤的需要。术语“简单混合物”在本文用来描述包含至少一种吸附组分和至少一种过滤组分的组合物，其中两种组分未化学键合、热烧结或沉淀在一起的。简单混合物可能在一定程度上是无效的，因为组分可能由于包装或运输中经常发生的物理损坏而分离。此外，吸附组分的粒子形状特征可能意味着这些粒子不会以过滤组分粒子的作用方式通过保证滤饼的连续渗透性来帮助过滤。因而吸附组分的粒子将占据滤饼中宝贵的空隙空间，从而降低渗透率或需要更多的过滤组分来保持渗透率。
发明概述
一方面，复合助滤剂可包含至少一种过滤组分和至少一种吸附组分，其中复合助滤剂具有约0.1微米至约0.5微米的平均孔径(4V/A)和约50至约1000毫达西的渗透率。
另一方面，复合助滤剂包含至少一种过滤组分和至少一种吸附组分，其中复合助滤剂具有约0.1微米至约0.5微米的平均孔径(4V/A)和约10至约100m2/g的总孔面积。
还在另一方面，复合助滤剂可以包含至少一种过滤组分和至少一种吸附组分，其中复合助滤剂具有至少约200的孔径比。例如，复合助滤剂可以具有至少约400或至少约500的孔尺寸比。另一方面，复合助滤剂可以具有约200至约2000或约200至约1000的孔尺寸比。
还在另一方面，复合助滤材料进一步具有约0.1微米至约0.3微米的平均孔径(4V/A)。
还在另一方面，复合助滤剂材料进一步具有约20至约80m2/g的总孔面积，例如约25至约65m2/g，约30至50m2/g，或约30至约40m2/g。
另一方面复合助滤剂材料进一步具有约30至约200m2/g的BET表面积，例如约50至约110m2/g。
还在另一方面，复合助滤剂材料具有约5微米至约40微米的中值粒度。
另一方面，复合助滤剂材料具有约50毫达西至约5000毫达西的渗透率，例如约50毫达西至约1000毫达西，约100毫达西至500毫达西，或约125毫达西至约400毫达西。
还在另一方面，复合助滤剂材料具有约1微米至约10微米的中值孔径(体积)，例如约3微米至约6微米。
另一方面，复合助滤剂材料具有约1nm至约50nm的中值孔径(面积)，例如约1nm至约10nm。
另一方面，复合助滤剂材料具有约70％至约95％的孔隙率，例如，约70％至约80％。
另一方面，复合助滤剂材料可以包含硅藻土。在某些方面，硅藻土可以包括天然硅藻土。在其他方面，硅藻土可以包括煅烧的硅藻土，助融煅烧(flux-calcined)的硅藻土，或快速煅烧(flash-calcined)的硅藻土。在其他方面，复合助滤剂材料可以包含珍珠岩。在其他方面，复合助滤剂材料可以包含沉淀二氧化硅。
还在另一方面，所述至少一种吸附组分包含约5重量％至约40重量％的复合助滤剂，例如约10重量％至约30重量％的复合助滤剂。
另一方面，所述复合助滤剂能够用于啤酒的冷防护。
另一方面，所述复合助滤剂能够用于从液体中除去或吸附可溶金属。
还在另一方面，所述复合助滤剂包含至少一种过滤组分和至少一种吸附组分，并具有约50毫达西至约1000毫达西的渗透率，约30至约200m2/g的BET表面积，和至少约200的中值孔径(体积)对中值孔径(面积)的比值。
发明详述
A.示例性复合助滤剂
本发明可提供一种具有新型孔尺寸特征的复合助滤剂。本文所用的术语“复合助滤剂”仅仅意味着包含至少一种助滤剂组分和紧密键合到其上的至少一种吸附组分的材料。所述复合助滤剂可具有显著不同于过滤组分或吸附组分中单独的任一组成成分的性能。
本发明公开的复合助滤剂材料可包含至少一种吸附组分和至少一种过滤组分，各种都具有流体能够穿过的孔隙。在某些实施方式中，复合助滤剂具有能表示为“孔尺寸比”的有益的孔尺寸特征组合。
孔隙率特征可通过本领域技术人员已知的或此后发现的任何合适的测量技术进行测定。孔隙率测量的实例可包括但不局限于，孔体积、平均孔径、中值孔径和总孔面积的测量。在一些实施方案中，孔体积通过MicromeriticsInstrumentCorporation(Norcross，Georgia，USA)的AutoPoreⅣ9500系列水银孔隙度计测量，其可测量0.006至600μm的孔径，使用设定在约130度的接触角和约0psi至约33000psi的压力。
如本文定义，术语“孔尺寸比”仅仅指孔尺寸直径(体积)和孔尺寸直径(面积)的比值，二者使用MicromeriticsAutoPoreⅣ孔隙度计测量。中值孔径(体积；V50)是在50％总侵入体积时计算的中值孔径；中值孔径(面积；A50)是在50％总孔面积时计算的中值孔径，二者均通过MicromeriticsAutoPoreⅣ孔隙度计报告。
本文使用的“BET表面积”，指根据Brunauer、Emmett和Teller(“BET”)理论计算物理吸附分子的比表面积的技术。BET表面积可通过本领域技术人员已知的或此后发现的任何合适的测量技术进行测定。在一些实施方案中，BET表面积由来自MicromeriticsInstrumentCorporation(Norcross，Georgia，USA)的GeminiⅢ2375表面积分析器测定，其使用氮气作为吸附气体。
在某些实施方案中，复合助滤剂的孔尺寸比可具有大于200的值，例如举例来说，大于250，大于300，大于350，大于400，大于450，大于500，大于550，大于600，大于650，或甚至大于700。在其他实施方案中，复合助滤剂的孔尺寸比在约200至约2000的范围内，例如举例来说，约200至约1000，或约200至约800。还在另一些实施方案中，复合助滤剂的孔尺寸比在约200至约1000的范围内，例如举例来说，约300至约1000，约400至约1000，约500至约1000，约600至1000，或约700至1000。
虽然不希望受理论束缚，但还是猜想具有较高孔尺寸比的助滤剂将在某些应用中显示出改善的性能。例如，复合助滤剂材料的高中值孔径(体积)表现为与过滤组分的高中值孔径(体积)相关联，并可能有助于增加微粒保留容量和更高的渗透率。另一方面，复合助滤剂材料的中值孔径(面积)表现为与吸附组分的中值孔径(面积)及其吸附性能相关联，这可提供对导致冷混浊的蛋白质的有益的去除。因此，根据至少一些实施方式的复合助滤剂具有特定的孔尺寸比，该孔尺寸比设计为当在饮料过滤应用中使用时，提供有利的过滤组分和吸附组分的孔尺寸特征组合。
在某些实施方式中，复合助滤剂材料具有大于约3.5微米，例如大于约4微米的中值孔径(体积)。在其他实施方式中，复合助滤剂材料具有约1微米至约10微米，例如约3微米至约6微米，约4微米至约6微米，或约4微米至约5微米的中值孔径(体积)。
在某些实施方式中，复合助滤剂材料可以具有小于约100nm，例如，小于约50nm或小于约10nm的中值孔径(面积)。在其他实施方式中，复合助滤剂材料可以具有约1nm至约50nm，例如，约1nm至约10nm或约5nm至约10nm的中值孔径(面积)。
还在其他的实施方案中，复合助滤剂材料可以具有约10至约100m2/g，例如约20至约80m2/g，约25至约65m2/g，约30至约50m2/g或约30至约40m2/g的总孔面积。
在一些实施方案中，复合助滤剂材料包含至少一种已原位沉淀在至少一种过滤组分的表面上的吸附组分。过滤元件可用于支持复合助滤剂材料。在一些实施方案中，所述过滤元件包含流体可以穿过它们流动的过滤元件空隙。包含至少一种复合助滤剂的助滤剂材料可能保留所述至少一种吸附组分的吸附性能和所述至少一种过滤组分的多孔结构，从而提高了所述包含至少一种复合助滤剂的助滤剂材料的实用性。
在一些实施方案中，所述至少一种吸附组分原位沉淀在所述至少一种过滤组分的表面上。因而，虽然简单混合物可能在混悬时(例如，在流体，运送或运输中)分离，但是包含至少一种复合助滤剂的助滤剂材料可保留其组分吸附和过滤两种性能。所述至少一种吸附组分在至少一种过滤组分上的原位沉淀还可以具有比热烧结或化学键合的复合物更优异的吸收和过滤性能，因为所述原位沉淀过程可产生包含至少一种复合助滤剂的助滤剂材料，其中吸附组分在过滤组分上均匀分布，因此显示出更大的吸附表面积。较大的表面积可使得包含至少一种复合助滤剂的助滤剂材料能够吸附更多数量的粒子和/或成分，这又可导致已过滤流体较低的浊度水平。
在某些实施方案中，所述至少一种过滤组分的BET表面积大于约2m2/g。在一些实施方案中，所述至少一种过滤组分的BET表面积在约2m2/g至约10m2/g的范围内。
在其他实施方式中，所述至少一种吸附组分的BET表面积大于约2m2/g。在另一个实施方案中，所述至少一种吸附组分的BET表面积大于约10m2/g。还在另一些实施方案中，所述至少一种吸附组分的BET表面积大于约25m2/g。仍然在进一步的实施方案中，BET表面积大于约50m2/g。仍然在其他实施方案中，所述至少一种吸附组分的BET表面积大于约85m2/g。仍然在又一实施方案中，所述至少一种吸附组分的BET表面积大于约125m2/g。在其他实施方式中，所述至少一种吸附组分的BET表面积大于约250m2/g。在进一步的实施方案中，所述至少一种吸附组分的BET表面积在约30m2/g至约200m2/g的范围内。还在另一些实施方案中，所述至少一种吸附组分的BET表面积在约50m2/g至约100m2/g的范围内。
在一些实施方案中，复合助滤剂材料的BET表面积大于约10m2/g，大于约25m2/g或大于约50m2/g。在进一步的实施方式中，复合助滤剂材料的BET表面积在约30至约200m2/g的范围内，例如，约50至约110m2/g，或约50至约75m2/g。
所述至少一种吸附组分的大BET表面积可使得包含至少一种复合助滤剂的助滤剂材料能够减少造成流体浊度的粒子和/或成分的数量。包含至少一种复合助滤剂的助滤剂材料可以从未过滤的流体中截留粒子和/或成分，从而使已过滤的流体具有更少的粒子和/或成分。而且，经本申请公开的包含至少一种复合助滤剂的助滤剂材料过滤的流体的浊度可低于经至少一种吸附组分与至少一种过滤组分的简单混合物过滤的流体的浊度，其中简单混合物中吸附组分与过滤组分的比例类似于或甚至大于本申请公开的包含至少一种复合助滤剂的助滤剂材料中吸附组分与过滤组分的比例。而且，经本申请公开的包含至少一种复合助滤剂的助滤剂材料过滤的流体的浊度可低于经吸附组分与过滤组分的热烧结或化学键合的复合物过滤的流体浊度，其中热烧结或化学键合的复合物中吸附组分与过滤组分的比例类似于或甚至大于本申请公开的包含至少一种复合助滤剂的助滤剂材料中吸附组分与过滤组分的比例。
可对本申请公开的包含至少一种复合助滤剂的助滤剂材料进行处理，以提供宽范围内的流率，这直接关系到渗透率。渗透率可以单位达西或毫达西(“md”)报告。1达西对应于透过1cm厚的过滤介质的渗透率，其允许具有粘度为1厘泊的1cm2流体在1atm压差下(即，101.325千帕)1秒内透过1cm2的面积。渗透率可使用以下设备测定，其设计为由助滤剂材料在水中的悬浮液在隔膜上形成滤饼，然后测量给定体积的水流动通过已知截面面积的测量过厚度的滤饼所需要的时间。许多适用于微滤的过滤介质，如硅藻土和珍珠岩制品，是市售的并且跨越很宽的渗透率范围，该范围从约0.001达西至超过30达西，如从约0.05达西至超过10达西。用于粗滤的助滤剂材料，如砂，可具有更大的渗透率，例如至少约1000达西。
对特定过滤过程的过滤渗透率的选择，部分取决于特定应用所需的流率和流体澄清度。在很多情况下，通过助滤剂材料的流体流率可能与过滤组分的孔隙率性质密切相关。在给定的过滤组分系列中，低渗透率的那些可具有较小的能够提供更高澄清度的孔隙，因为较小的粒子在过滤过程中可以被挡住，而高渗透率的那些则可具有较大的能够提供更大的流体流率的孔隙，但通常以牺牲去除那些能被其低渗透率对应物去除的小粒子的能力为代价，。
吸附组分可选自本领域技术人员已知的或以后发现的任何合适的吸附剂。在某些实施方式中，吸附剂可以是二氧化硅的形式。在一些实施方案中，所述至少一种吸附组分可以选自二氧化硅的各种多晶型物。硅胶，例如，是二氧化硅(SiO2)的一种形式，二氧化硅可在自然界中作为砂子(sand)存在。但是通常，砂子典型地是晶体且无孔的，而硅胶是非晶体且可以是多孔的。在一些实施方案中，所述至少一种吸附组分可以是沉淀二氧化硅。在一些实施方案中，所述至少一种吸附组分可以是胶体二氧化硅。在一些实施方案中，所述至少一种吸附组分可以是气相二氧化硅。在一些实施方案中，所述至少一种吸附组分可以是硅灰(silicafume)。在一些实施方案中，所述至少一种吸附组分选自硅酸盐。适合的硅酸盐的非限制性实例包括铝硅酸盐、硅酸钙和硅酸镁。而在另一实施方案中，所述至少一种吸附组分选自氧化铝。在一些实施方案中，氧化铝吸附组分是铝硅酸盐。在一些实施方案中，氧化铝吸附组分是多孔氧化铝。
适用于制备本申请公开的包含至少一种可过滤复合吸附剂的助滤剂材料的过滤组分可以具有多种孔尺寸。在一个实施方案中，过滤组分的孔尺寸是相对大的孔尺寸，例如约1至10微米，例如约2至约10微米的平均孔径，使得它特别适用于粒子捕获，从而允许通过去除粒子和/或成分进行机械过滤和/或澄清。在其他实施方案中，过滤组分的孔尺寸是相对小的孔尺寸，例如约2微米的平均孔径。
适用于制备本申请公开的可过滤复合吸附剂的过滤组分可以具有多种表面积。在一些实施方案中，过滤组分可以具有相对大的表面积。在一些实施方案中，过滤组分可以具有相对小的表面积。
不希望受理论束缚，认为具有大表面积的过滤组分可以允许减少可形成于其上的吸附组分涂层的厚度，例如，沉淀二氧化硅。
减少的吸附剂涂层厚度被认为提供了更多的用于吸附待去除的粒子和/或成分的位点。在一些实施方案中，过滤组分的表面积为至少约1m2/g。在一些实施方案中，该表面积为至少约3m2/g。在一些实施方案中，该表面积为至少约15m2/g。在一些实施方案中，该表面积为至少约30m2/g。在一些实施方案中，该表面积为至少约50m2/g。在一些实施方案中，该表面积在约1m2/g至约100m2/g的范围内。在一些实施方案中，该表面积小于约500m2/g。
在其他方面，本申请公开的包含至少一种复合助滤剂的助滤剂材料还可显示出多种湿密度。例如，所述包含至少一种复合助滤剂的助滤剂材料可具有约10至约25lb/ft3的湿密度。由于湿密度反映过滤过程中接纳物质的吸附组分的空隙体积，较低的湿密度可以表明吸附组分具有高空隙体积，从而可以吸附流体中更多的粒子和/或成分。
在一些实施方案中，所述至少一种过滤组分和/或所述至少一种附加过滤组分包含硅藻土(生物源二氧化硅)。在一些实施方案中，所述至少一种过滤组分包含珍珠岩(天然玻璃)。在一些实施方案中，过滤组分选自生物源二氧化硅，其包括但不限于硅藻土、稻壳灰和海绵骨针。在一些实施方案中，过滤组分选自浮力玻璃(buoyantglasses)。浮力玻璃的一个实例是天然玻璃，其包括但不限于浮石、膨胀浮石、浮岩(pumicite)、膨胀黑曜石、膨胀火山灰石和砂子。在一些实施方案中，过滤组分选自合成玻璃。合成玻璃的实例包括但不限于纤维玻璃、可控孔度玻璃和泡沫玻璃。在一些实施方案中，过滤组分选自浮力聚合物。浮力聚合物包括但不限于纤维聚合物(例如纤维尼龙和纤维聚酯)和粉末聚合物(例如聚氯乙烯-丙烯酸共聚物粉末)。在一些实施方案中，过滤组分选自纤维素。所述至少一种过滤组分和所述至少一种附加过滤组分(如果使用的话)可以是相同或不同的。在一些实施方案中，所述过滤组分是相同的。在一些实施方案中，所述过滤组分是不同的。
本申请使用的术语“生物源二氧化硅”指的是由活的生物体生成或带来的二氧化硅。生物源二氧化硅的一个实例是获自硅藻土质泥土(还称为硅藻土)的硅藻土，其是富含硅藻的硅质细胞膜(即，外壳或骨架)形式的生物源二氧化硅的沉积物。硅藻是硅藻纲的各种微观的单细胞藻类，其具有包括两个瓣的各种各样复杂结构的华丽硅质骨架(即硅藻细胞膜)，所述两个瓣在活硅藻中拼合在一起很像药片盒(pillbox)。硅藻细胞膜的形态在不同种类间可以广泛变化并用作分类学分类的基础；已知超过至少2,000个不同的种。每个瓣的表面存在一系列开口，所述开口包括硅藻细胞膜的复杂精细结构并赋予各个种类独特的设计。典型的硅藻细胞膜的尺寸可以在约0.75μm至约1,000μm的范围内。在一个实施方案中，尺寸范围为约10μm至约150μm。那些硅藻细胞膜足够持久从而在保持化学平衡的条件下保存时经长期地质时期而保持其多孔复杂结构大体基本完好。其他的生物源二氧化硅来源是已知的，因为许多植物、动物和微生物提供了具有独特特征的富集的二氧化硅来源。例如，稻壳含有充足的二氧化硅，它们通过工业灰化得到其硅质残渣，即熟知为“稻壳灰”的产物。某些海绵也是富集的二氧化硅来源，残留物通常作为针状骨刺存在于地质沉积物中。
本申请使用的术语“天然玻璃”是指通常指火山玻璃的天然玻璃，其通过硅质岩浆或熔岩的快速冷却而生成。几种天然玻璃是已知的，包括例如珍珠岩、浮石、浮岩、黑曜石和松脂石。在加工之前，珍珠岩的颜色可以是灰至绿，具有导致其破碎成小珍珠状块的大量球面裂纹。浮石是轻质玻璃状气孔岩。黑曜石的颜色可以是黑色，其具有玻璃光泽和特有的贝壳状裂痕。松脂石具有蜡状树脂光泽并且可以是棕色、绿色或灰色。火山玻璃，例如珍珠岩和浮石以大块沉积物存在并且发现其具有广泛的商业用途。火山灰石，固结形式时通常被称为凝灰岩，包括可以是玻璃状形式的小粒子或碎屑。如本申请使用时，术语天然玻璃包括火山灰石。
天然玻璃可以与流纹岩化学上等同。与粗面岩、英安岩、安山石、安粗岩和玄武岩化学上等同的天然玻璃是已知的但可能是少见的。术语黑曜石一般适用于大量的富含二氧化硅的天然玻璃。黑曜石玻璃可以根据它们的二氧化硅含量而被分成亚类别，流纹黑曜石(通常含有约73％重量的SiO2)是最普遍的。
珍珠岩是水合天然玻璃，其可以含有例如约72％至约75％SiO2、约12％至约14％Al2O3、约0.5％至约2％Fe2O3、约3％至约5％Na2O、约4％至约5％K2O、约0.4％至约1.5％CaO(按重量计)和小量其他金属元素。珍珠岩与其他天然玻璃的区别在于更高含量(例如约2％重量至约5％重量)的化学键合水、存在玻璃状似珍珠的光泽、以及特有的同心或弧形洋葱外皮样(即，珍珠状)裂痕。
珍珠岩产物可以通过研磨和热膨胀制备，并且可以具有独特的物理性质例如高孔隙率、低体积密度和化学惰性。
浮石是特征为介孔结构的天然玻璃(例如，具有尺寸最大约1mm的孔隙或囊泡)。浮石的多孔性质赋予其非常低的表观密度，这在许多情况下允许其漂浮在水表面。大部分工业浮石含有约60％重量至约70％重量的SiO2。浮石可以通过研磨和分级而加工，并且产物可以用作轻质骨料，也可以用作磨料、吸附剂和填充剂。未膨胀浮石和热膨胀浮石在一些情况下还可以和火山灰石一样用作过滤组分。
本申请公开的包含至少一种复合助滤剂的助滤剂材料的所述至少一种吸附组分和所述至少一种过滤组分以及任何至少一种附加过滤组分的适当选择可以根据具体的预期用途来确定。例如，在需要高透明度但容忍较慢流率的过滤过程中，可以使用包含至少一种低渗透率复合助滤剂的助滤剂材料，而在需要高流率但不要求高透明度的过滤过程中，可以使用包含至少一种高渗透率复合助滤剂的助滤剂材料。类似推理适用于所述至少一种吸附组分的选择并且适用于与其他材料结合使用时或制备含有所述产物的混合物时的所述至少一种复合助滤剂的选择。
在一些实施方案中，二氧化硅可以原位沉淀到生物源二氧化硅-硅藻土上。得到的复合物具有从沉淀二氧化硅吸附剂处获得的吸附能力，例如啤酒冷防护能力，以及硅藻土过滤组分的过滤性能。在一些实施方式中，得到的沉淀二氧化硅/硅藻土复合助滤剂可以进一步与至少一种附加过滤组分混合。在一些实施方案中，所述至少一种附加过滤组分还可以包含硅藻土。在一些实施方案中，所述至少一种附加过滤组分可以包含不同于硅藻土的过滤组分。
B.制备示例性复合助滤剂的示例性方法
本申请中使用的硅酸钠指的是包含氧化钠(Na2O)和二氧化硅(SiO2)的几种化合物中的任何一种。这样的组合可以包括例如原硅酸钠(Na4SiO4)、偏硅酸钠(Na2SiO3)和二硅酸钠(Na2Si2O5)。在一些实施方案中，硅酸钠是基于硅藻土的硅酸钠。在一些实施方案中，硅酸钠被至少一种硅酸铵和/或至少一种碱金属硅酸盐，例如锂、钠、钾、铷和铯硅酸盐完全或部分取代。SiO2/Na2O比为～3.2∶1且浓度为20％的硅酸钠可以购自例如WorldMineralsInc。SiO2/Na2O比为～3∶1且浓度为34.6％的硅酸钠可以购自例如PQCorp。
过滤组分，选自之前已知或以后发现的任意合适的过滤组分，其能够与水混合形成自由流动的悬浮液。在一些实施方案中，过滤组分是可由商业途径获得的过滤组分CeliteStandardSuper其产自WorldMinerals，Inc。在一些实施方案中，过滤组分是可由商业途径获得的选自CeliteCeliteCeliteCeliteCelite和CeliteHyflo的过滤组分，其全部产自WorldMinerals，Inc。
硅酸钠溶液随后添加到过滤组分悬浮液中，升高pH。硅酸钠与过滤组分的质量比可以为例如约1∶3，但任意比例都是可能的。
然后可以将酸或其盐添加至浆料中，添加量足以增加浆料酸度(即降低pH)至适合沉淀硅胶的pH范围。可以选择任何适合的酸，这样的选择在本领域技术人员能力范围内。在一些实施方案中，该酸可以是硫酸。在其他实施方案中，该酸可以是磷酸。在更多其他实施方案中，该酸可以是盐酸。在更多其他实施方案中，该酸可以是硝酸。在更多其他实施方案中，该酸可以是醋酸。
随着pH的降低，定时搅拌浆料直至发生胶凝。这可能需要约25分钟至约60分钟，取决于溶液酸度和浆料中硅酸钠的浓度。随后过滤浆料。可以向悬浮液中添加水帮助过滤。得到的滤饼可用水洗涤。然后将滤饼干燥，直至蒸发掉滤饼中多余的流体。例如，滤饼可以在约110℃至约200℃的温度下干燥。
可以选择硅酸钠的添加量来控制复合助滤剂和/或最终助滤剂材料中的孔尺寸分布。增加硅胶百分比通常可以提高助滤剂材料用作吸附剂的能力，但这通常会降低其用作过滤材料的能力。相反，降低硅胶百分比通常会降低助滤剂材料用作吸附剂的能力，而提高其用作过滤材料的能力。
相应地，复合助滤剂中吸附组分的量可以占总复合助滤剂的大于约0重量％至约100重量％。在一些实施方案中，吸附组分可以占总复合助滤剂的大于约5重量％。在其他实施方案中，吸附组分可以占总复合助滤剂的大于约15重量％。在其他实施方案中，吸附组分可以占总复合助滤剂的大于约25重量％。在其他实施方案中，吸附组分可以占总复合助滤剂的小于约40重量％。在其他实施方案中，吸附组分可以占总复合助滤剂的小于约50重量％。在其他实施方案中，吸附组分可以占总复合助滤剂的约5重量％至约40重量％。在其他实施方案中，吸附组分可以占总复合助滤剂的约15重量％至25重量％。
复合助滤剂中过滤组分的量可以占总复合助滤剂的大于约0重量％至约100重量％。在一些实施方案中，过滤组分可以占总复合助滤剂的大于约25重量％。在其他实施方案中，过滤组分可以占总复合助滤剂的大于约50重量％。在其他实施方案中，过滤组分可以占总复合助滤剂的大于约70重量％。在其他实施方案中，过滤组分可以占总复合助滤剂的小于约80重量％。在其他实施方案中，过滤组分可以占总复合助滤剂的小于约90重量％。在其他实施方案中，过滤组分可以占总复合助滤剂的约60重量％至约95重量％。在其他实施方案中，过滤组分可以占总复合助滤剂的约75重量％至约85重量％。
在一些实施方案中，吸附组分可以占总复合助滤剂的约5％至约40重量％，并且过滤组分可以占总复合助滤剂的约60％至约95重量％。在其他实施方案中，吸附组分可以占总复合助滤剂的约15％至约25重量％，并且过滤组分可以占总复合助滤剂的约75％至约85重量％。在更多实施方案中，复合助滤剂包含按重量计比过滤组分更大量的吸附组分。
在生成可过滤复合吸附剂后，可过滤复合吸附剂然后可以与至少一种附加过滤组分混合。所述至少一种附加过滤组分可以选自之前已知或以后发现的任何适合的过滤组分，并且其与可过滤复合吸附剂中的所述至少一种过滤组分可以相同或不同。在一些实施方案中，附加过滤组分是可由商业途径获得的过滤组分CeliteStandard产自WorldMineralsInc。在其他实施方案中，附加过滤组分是可由商业途径获得的过滤组分Celite产自WorldMineralsInc。在其他实施方案中，附加过滤组分是可由商业途径获得的过滤组分CeliteHyflo产自WorldMineralsInc。在更多实施方案中，附加过滤组分是可由商业途径获得的过滤组分Celite产自WorldMineralsInc。在更多实施方案中，附加过滤组分是可由商业途径获得的过滤组分Celite产自WorldMineralsInc。在更多实施方案中，附加过滤组分是可由商业途径获得的过滤组分Celite产自WorldMineralsInc。而在更多实施方案中，附加过滤组分是可由商业途径获得的过滤组分产自WorldMineralsInc。
在包含至少一种复合助滤剂的助滤剂材料还进一步包含至少一种附加过滤组分的实施方式中，该附加过滤组分可以占助滤剂材料总重量的大于约0％至约100％。在一些实施方案中，附加过滤组分可以占总助滤剂材料的大于约5重量％。在其他实施方案中，附加过滤组分可以占总助滤剂材料的大于约30重量％。在进一步的实施方案中，附加过滤组分可以占总助滤剂材料的大于约50重量％。而在更多其它实施方案中，附加过滤组分可以占总助滤剂材料的大于约65重量％。而在更多实施方案中，附加过滤组分可以占总助滤剂材料的大于约80重量％。
在包含至少一种复合助滤剂的助滤剂材料进一步包含至少一种附加过滤组分的实施方式中，复合助滤剂可以占助滤剂材料总重量的大于约0％至约100％。在一些实施方案中，复合助滤剂可以占总助滤剂材料的大于约5重量％。在其他实施方案中，复合助滤剂可以占总助滤剂材料的大于约30重量％。在进一步的实施方案中，复合助滤剂可以占总助滤剂材料的大于约50重量％。而在更多其他实施方案中，复合助滤剂可以占总助滤剂材料的大于约65重量％。而在更多实施方案中，复合助滤剂可以占总助滤剂材料的大于约80重量％。
在一些实施方式中，所述至少一种附加过滤组分可以占总助滤剂材料的约60重量％至约70％重量，且可过滤复合吸附剂可以占总助滤剂材料的约30重量％至约40重量％。包含至少一种可过滤复合吸附剂的助滤剂材料的具体特性可以在已经制备了包含至少一种可过滤复合吸附剂的初始助滤剂材料之后通过所述材料进一步的物理或化学反应来改性，例如增强至少一种性质(例如，溶解度和/或表面特性)和/或产生具有专门用途的新产物。这种进一步改性的实例包括例如水合、酸洗、表面处理和有机衍生化，例如在Palm等的美国专利第6,712,974号中所公开的。
C.使用复合助滤剂的示例性方法
本申请描述的包含至少一种复合助滤剂的助滤剂材料可以用于许多与目前可得的吸附剂相同的应用，但是它还提供了附加的性质，例如增加的渗透率、低离心湿密度和独特成形的粒子(例如，纤维)以及提高的效率和/或经济。
包含至少一种复合助滤剂的助滤剂材料及其任选的进一步改性，可以类似于多孔过滤介质的方式用于过滤应用。包含至少一种复合助滤剂的助滤剂材料可以应用于隔膜以提高透明度并增加过滤过程的流率，或者直接添加至流体中。取决于所涉及的特定分离，包含至少一种复合助滤剂的助滤剂材料可以用于预涂布、主体加料或两者。
在一些实施方案中，吸附和过滤的方法包括(i)提供包含至少一种复合助滤剂的助滤剂材料，(ii)用所述复合助滤剂预涂布过滤元件，和(iii)使包含至少一种复合助滤剂的助滤剂材料悬浮于含有待从流体中去除的粒子和/或成分的流体中，其中所述复合助滤剂可以负载于过滤元件上。
在其他实施方案中，吸附和过滤的方法包括(i)提供复合助滤剂，(ii)将复合助滤剂与至少第二过滤组分进一步混合以生成助滤剂材料，(iii)用所述助滤剂材料预涂布过滤元件，和(iv)使所述助滤剂材料悬浮于含有待从流体中去除的粒子和/或成分的流体中，其中所述助滤剂材料可以负载于过滤元件上。
为了提高或最大化促成冷混浊的粒子和/或成分(例如蛋白质)的吸附，本申请公开的一些实施方案包括预涂布和主体加料的结合。
在其他实施方案中，吸附和过滤方法包括如下步骤：使含有待吸附的不想要的粒子或成分的流体穿过负载于隔膜上的刚性形状形式的包含至少一种复合助滤剂的助滤剂材料。
包含至少一种复合助滤剂的助滤剂材料可以成形、模塑、挤出、煅烧或以其他方式形成可渗透的片、板、盘、多面体或其他具有吸附性能的成形形状。然后流体可以穿过包含至少一种复合助滤剂的助滤剂材料以实现过滤和吸附两者。
本申请公开的包含至少一种复合助滤剂的助滤剂材料可以与其他介质(例如，不同的多孔过滤组分材料)结合使用，以生成用于过滤应用的助滤剂材料和/或以进一步改进过滤过程。例如，复合助滤剂与例如硅藻土、膨胀珍珠岩、浮岩、天然玻璃、纤维素、活性碳、粘土或其他材料的混合物可能是有用的附加过滤组分。有时，这些共混物更加精细并使该共混物能形成能够用作载体或基底的片、垫、筒或整块或涂料介质。
本申请公开的包含至少一种复合助滤剂的助滤剂材料还可以用于除过滤以外的应用，因为吸附剂或过滤介质可以用于不必明确依赖常规吸附或过滤的应用。例如，物质例如硅胶、气相二氧化硅、中性粘土、碱性粘土、沸石、催化剂、聚合物和碱土金属硅酸盐水合物可用作填充剂，且生物源二氧化硅、天然玻璃、膨胀珍珠岩、浮石、膨胀浮石、浮岩、膨胀黑曜石、膨胀火山灰石、浮力玻璃、浮力聚合物和纤维素也可用作填充剂。
可以对本申请之前提出的本发明实施方案作出许多其他变型和变体，而不背离其精神和范围。除实施例中，或另有指明的地方外，说明书和权利要求中所有表示成分量、反应条件等的数字应理解为在所有情况下被术语“约”修饰。相应地，除非有相反的指明，下述说明书和所附权利要求中给出的数字参数是可以取决于要在本文获得的所需性质而变化的近似值。无论如何，不试图限制权利要求范围等同原则的应用，每个数字参数应该根据有效数字和常规取整方法来解释。
虽然给出宽范围的数字范围和参数是近似值，但是在具体实施例中给出的数值尽可能准确报道。然而，任何数值固有地包含由其各自试验测量中存在的标准偏差所必然导致的某些误差。
本说明书中使用的标题为方便读者而提出，并不是要限制本文描述的发明。作为非限制性示例，下面给出本申请公开的某些实施方案的具体实施例。
实施例
下面的实施例描述了本申请公开的包含至少一种复合助滤剂的助滤剂材料，以及它们的制备方法，这些实施例作为示例而非限制提供。
实施例1
使用3Z、硅酸钠和硫酸制备复合助滤剂。将80g的3Z添加到800g水中。随后，在持续的搅拌下将70g浓度38％的硅酸钠溶液添加到所述混合物中。随后添加硫酸(98％)调整pH至8.5。当pH到达大约8.5时，发生胶凝反应，且所述混合物变稠。连续添加酸并搅拌30分钟，浆料变稀且pH达到8.0。随后使用布氏漏斗过滤该悬浮液。滤饼随后用约1L的水重新制浆并再次过滤，然后再次制浆，再次过滤，以去除反应副产物(例如盐)。最后，所述滤饼通过在110℃加热3小时干燥。
表1提供了由上述示例性方法制备的复合助滤剂的孔隙度信息。对照物包括三种硅藻土基助滤剂，CeliteC3Z、CeliteSSC(两者都购自WorldMinerals，Inc)、CelatomFP3(购自EaglePicherCorp.)，和三种硅胶产品，包括L10、XLC(两者都购自INEOSSilicasLtd)和D300(购自PQCorporation)。
下面的表1显示了与硅胶和普通煅烧硅藻土助滤剂相比，五种不同批次的硅藻土基复合助滤剂的孔隙度和BET表面积。如表1所示，样品A-E中示例性的复合助滤剂材料显示的平均孔径(4V/A)、总孔面积和BET表面积在沉淀二氧化硅或硅藻土基对照物相应的范围之间。相反地，样品A-E中示例性的复合助滤剂材料的中值孔尺寸(体积)表现为与硅藻土对照样品更相关，而样品A-E中示例性的复合助滤剂材料的中值孔尺寸(面积)表现为与沉淀二氧化硅对照样品更相关。
对于两种中值孔径估测方法之间的差异一种可能的解释是，所述复合助滤剂可能具有多峰孔尺寸分布。当估测体积平均孔径时，所述复合物显示的孔隙在硅藻土基助滤剂的常见尺寸范围内。然而，当计算面积平均孔径时，其结果比对常规硅藻土助滤剂发现的值低得多，甚至比沉淀二氧化硅的典型值更低。这些直径的比例可看作是在大体积的较大孔隙之外存在许多非常细小的孔隙的表征，这是这种新型复合助滤剂所特有的。
图1显示了与典型的硅藻土助滤剂相比，示例性复合助滤剂的孔尺寸分布。使用压汞法测量，复合助滤剂中的细小孔(尺寸在10nm以下)是清晰可见的。
实施例2
对酿酒厂的试验更有用的大批量产品按照下列方法制备：将12,500加仑的洁净水放置在顶部封闭的搅拌容器中。添加10,500lbs的Celite以制备良好混合的浆料。随后添加795加仑硅酸钠(38％纯度)。添加大约83加仑纯度94％的硫酸以调节pH至8.0。随后所述浆料过滤三遍以除去反应副产物。
为了显示在此实施例中制备的硅藻土基复合助滤剂的效力，必须将所述材料与啤酒接触，随后热熟化并冷却啤酒以迫使任何残留的混浊前体沉淀。使300ml未过滤的贮藏啤酒与1.8g常规硅藻土基助滤剂接触10分钟，并且随后经布氏漏斗过滤去除包括助滤剂的全部悬浮固体。重复该实验，逐步用上述制备的硅藻土基复合助滤剂替换常规硅藻土基助滤剂(Celite)。将每种情况下制备的啤酒样品装瓶，在使用散射浊度计(型号2100N，HachCompanyofColorado制造)测量浊度之前，在40℃下放置5天，之后在0℃下冷冻24小时。下表2显示了接触了硅藻土助滤剂(Celite)与硅藻土基复合助滤剂的共混物的啤酒的冷浑浊数据。可以发现随着硅藻土基复合助滤剂剂量增大浊度降低，超过约3g/L的剂量没有什么益处。图2显示接触了硅藻土助滤剂(Celite)与硅藻土基复合助滤剂的共混物的啤酒的冷浑浊数据。
表2
复合物剂量 硅藻土剂量 0℃下强迫熟化浊度
g/L g/L EBC
0 6 5.62
1.5 4.5 1.25
3 3 0.78
4.5 1.5 0.75
6 0 0.80

Claims (28)

1.一种复合助滤剂，其包含：
至少一种过滤组分和至少一种吸附组分；
其中所述复合助滤剂具有0.1微米至0.5微米的平均孔径(4V/A)和50至800毫达西的渗透率，
其中所述复合助滤剂材料进一步具有200至2000的孔尺寸比。
2.一种复合助滤剂，其包含：
至少一种过滤组分和至少一种吸附组分；
其中所述复合助滤剂具有0.1微米至0.5微米的平均孔径(4V/A)和10至100的总孔面积，
其中所述复合助滤剂材料进一步具有200至2000的孔尺寸比。
3.一种复合助滤剂，其包含：
至少一种过滤组分和至少一种吸附组分；
其中所述复合助滤剂具有至少200的孔径比，
其中所述复合助滤剂材料进一步具有200至2000的孔尺寸比。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的复合助滤剂材料，其中所述复合助滤剂材料进一步具有至少400的孔尺寸比。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的复合助滤剂材料，其中所述复合助滤剂材料进一步具有至少500的孔尺寸比。
6.根据权利要求1-3中任一项所述的复合助滤剂材料，其中所述复合助滤剂材料进一步具有200至1000的孔尺寸比。
7.根据权利要求1-3中任一项所述的复合助滤剂材料，其中所述复合助滤剂材料具有50毫达西至800毫达西的渗透率。
8.根据权利要求1-3中任一项所述的复合助滤剂材料，其中所述复合助滤剂材料具有150毫达西至400毫达西的渗透率。
9.根据权利要求1-3中任一项所述的复合助滤剂材料，其中所述复合助滤剂材料进一步具有30至200m2/g的BET表面积。
10.根据权利要求1-3中任一项所述的复合助滤剂材料，其中所述复合助滤剂材料进一步具有50至110m2/g的BET表面积。
11.根据权利要求1-3中任一项所述的复合助滤剂材料，其中所述复合助滤剂材料具有5微米至40微米的中值粒度。
12.根据权利要求1-3中任一项所述的复合助滤剂材料，其中所述复合助滤剂材料具有1微米至10微米的中值孔径(体积)。
13.根据权利要求1-3中任一项所述的复合助滤剂材料，其中所述复合助滤剂材料具有3微米至6微米的中值孔径(体积)。
14.根据权利要求1-3中任一项所述的复合助滤剂材料，其中所述复合助滤剂材料具有1nm至50nm的中值孔径(面积)。
15.根据权利要求1-3中任一项所述的复合助滤剂材料，其中所述复合助滤剂材料具有1nm至10nm的中值孔径(面积)。
16.根据权利要求1-3中任一项所述的复合助滤剂材料，其中所述复合助滤剂材料具有10至100m2/g的总孔面积。
17.根据权利要求1-3中任一项所述的复合助滤剂材料，其中所述复合助滤剂材料具有20至80m2/g的总孔面积。
18.根据权利要求1-3中任一项所述的复合助滤剂材料，其中所述复合助滤剂材料具有25至65m2/g的总孔面积。
19.根据权利要求1-3中任一项所述的复合助滤剂材料，其中所述复合助滤剂材料具有30至50m2/g的总孔面积。
20.根据权利要求1-3中任一项所述的复合助滤剂材料，其中所述复合助滤剂材料具有70％至80％的孔隙率。
21.根据权利要求1-3中任一项所述的复合助滤剂材料，其中所述至少一种过滤组分为硅藻土。
22.根据权利要求1-3中任一项所述的复合助滤剂材料，其中所述至少一种过滤组分为天然硅藻土。
23.根据权利要求1-3中任一项所述的复合助滤剂材料，其中所述至少一种过滤组分为煅烧硅藻土或助融煅烧硅藻土。
24.根据权利要求1-3中任一项所述的复合助滤剂材料，其中所述至少一种过滤组分为珍珠岩。
25.根据权利要求1-3中任一项所述的复合助滤剂材料，其中所述至少一种吸附组分为沉淀二氧化硅。
26.根据权利要求1-3中任一项所述的复合助滤剂材料，其中所述至少一种吸附组分占所述复合助滤剂的5重量％至40重量％。
27.根据权利要求1-3中任一项所述的复合助滤剂材料，其中所述至少一种吸附组分占所述复合助滤剂的10重量％至30重量％。
28.根据权利要求1-3中任一项所述的复合助滤剂材料，其中所述复合助滤剂用于啤酒的冷防护。
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