CN108620046A - 一种填充多孔物质且表面多孔空心球的制造和使用方法 - Google Patents

一种填充多孔物质且表面多孔空心球的制造和使用方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108620046A
CN108620046A CN201710182138.1A CN201710182138A CN108620046A CN 108620046 A CN108620046 A CN 108620046A CN 201710182138 A CN201710182138 A CN 201710182138A CN 108620046 A CN108620046 A CN 108620046A
Authority
CN
China
Prior art keywords
hollow ball
porous surface
surface hollow
porous
solution
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
CN201710182138.1A
Other languages
English (en)
Inventor
徐颖键
王晶鑫
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.)
Guizhou Golden Key High-Tech Materials Co Ltd
Original Assignee
Guizhou Golden Key High-Tech Materials Co Ltd
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 Guizhou Golden Key High-Tech Materials Co Ltd filed Critical Guizhou Golden Key High-Tech Materials Co Ltd
Priority to CN201710182138.1A priority Critical patent/CN108620046A/zh
Publication of CN108620046A publication Critical patent/CN108620046A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/28—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties
    • B01J20/28014—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties characterised by their form
    • B01J20/28016—Particle form
    • B01J20/28021—Hollow particles, e.g. hollow spheres, microspheres or cenospheres
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/28—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties
    • B01J20/28054—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties characterised by their surface properties or porosity
    • B01J20/28078—Pore diameter

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)

Abstract

本发明涉及一种填充多孔物质且表面多孔空心球，该球体中空，球体表面分布有微孔，微孔可为圆形、椭圆形、多边形、或随机的几何形状、或它们的任何组合。球体内部填充有填充材料如活性炭、树脂类材料、含硅和/或铝元素且含有直链和/或环状官能团的有机物。该表面多孔空心球是由上下两个半球形壳体螺纹连接/卡扣而成的。微孔通过金刚石打孔法、激光打孔法、超声波打孔法在所述两个半球形壳体的表面制造而成。本发明还涉及将表面多孔空心球用于去除或回收目标液体中需要分离的有机化合物或无机化合物或重金属离子的用途。

Description

一种填充多孔物质且表面多孔空心球的制造和使用方法
技术领域
本发明涉及多孔物质设备，具体涉及一种填充有多孔物质的表面多孔空心球，其可用于捕捉或吸附金属离子、无机物质和有机物质。本发明还涉及采用该表面多孔空心球来吸附金属离子、无机物质和有机物质的方法。
背景技术
工业废液和医药废液往往含有严重威胁环境和生态系统的化学物质如重金属离子，如果其未经过任何处理直接进入生态环境将会造成严重的水体和土壤污染。由于重金属离子在自然环境中难以消除，并且可以在动植物中逐步富集，如果人体摄入这些动植物就会对自身造成严重危害。又例如，在医药生产行业中，由于药用植物在种植过程中使用的农药不可避免会有残留，这些残留的农药分子可能进入提取物中，从而对使用这些提取物的人造成危害。
随着人民群众的健康和环保意识的日益提高，环保法规以及医药行业法规的日益严格，对威胁环境和生态系统的化学物质的消除和回收的需求日益增加。虽然已报道了使用直链与环状多孔材料来去除或者回收捕捉或吸附金属离子和有机杂质(如JohnsonMatthey Finland公司QuadraPureTM产品，Silicycle公司产品，Phosphonics公司SPM36和SEM26产品，Fuji-silysia chemical Ltd.产品，Cabot Corporation公司活性炭产品，Calgon公司活性炭产品，Jacobi公司活性炭产品，Thermax系列产品，DOW公司AMBERLYSTTM产品)，但是当前的使用方式均是将多孔材料直接投放进入含有有机杂质和金属杂质的目标溶液中，待目标物质溶液中的目标物质被充分吸附之后通过过滤或者抽滤的方式将目标溶液和多孔材料分离。在工业生产中，这种方式经常因工业溶液分离效率低下导致生产效率下降。而且分离效率低，有时候分离过程完成后仍然有目标物质残留在液体物料中。另外，有些溶液自身流动性较差，通过过滤的方式分离目标溶液和多孔材料非常困难。
发明内容
本申请的发明人针对上述问题，提出了一种表面多孔空心球及其制造方法和使用方法。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
根据本发明一个具体实施方式，提供了一种表面多孔空心球，其中，球体中空，球体表面分布有微孔；并且所述微孔可为圆形、椭圆形、多边形、或随机的几何形状、或它们的任何组合；中空的球体内填充有多孔物质或填充有多孔物质的一个或者多个滤袋。
根据本发明的一个实施例的表面多孔空心球，其中，所述多孔物质为活性炭、树脂类材料、含硅和/或铝元素且含有直链和/或环状官能团的有机物的任一种或其组合物。
根据本发明的一个实施例的表面多孔空心球，其中，所述多孔物质占球体容积的0.000001％至99.99999％。
根据本发明的一个实施例的表面多孔空心球，其中，所述表面多孔空心球由上下两个半球形壳体螺纹连接/卡扣/粘合而成。
根据本发明的一个实施例的表面多孔空心球，其中，所述多孔物质的粒径为15μm-5000μm，所述表面多孔空心球的体积为2cm3-约2000cm3。
根据本发明一个具体实施方式，提供了一种制造如上所述任一表面多孔空心球的方法，其步骤为：
首先，通过模具制造形成所述表面多孔空心球的两个半球形壳体；然后，通过金刚石打孔法、激光打孔法或超声波打孔法在所述两个半球形壳体的表面制造所需的微孔。
根据本发明的一个实施例的制造表面多孔空心球的方法，其中，所述半球形壳体是将树脂、金属或合金熔体浇铸于模具中冷却之后而形成的。
根据本发明的一个实施例的制造表面多孔空心球的方法，其中，所述半球形壳体是通过模具冷加工热塑性塑料、合金或金属而成的。
根据本发明一个具体实施方式，提供了一种将如上所述任一表面多孔空心球用于去除或回收目标液体中需要分离的有机化合物、无机化合物或重金属离子的用途。
根据本发明一个具体实施方式，提供了一种将如上所述任一表面多孔空心球用作非液态催化剂载体的用途。
本发明的填充有多孔物质的表面多孔空心球能够发挥高效的有机物或无机物吸附功能以将其捕捉或去除的功能，且能够在吸附过程完成后快速与液体分离，物质的吸附效率高，制造和使用成本低。
附图说明
图1是本发明的填充有多孔物质的表面多孔空心球的示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
表面多孔空心球为，球体中空，球体表面分布着大量微孔，球体内部填充有多孔物质或填充有多孔物质的一个或者多个滤袋。
微孔的存在允许球体内部与外部环境进行物质交换。微孔的形状可为圆形、椭圆形、任意的多边形如四边形和三角形的任何一种，当然也可以在一个空心圈的表面同时存在上述多种形状的微孔。微孔的面积可以为100μm2-400000μm2，例如具体地可以为约100μm2、1000μm2、2000μm2、3000μm2、4000μm2、5000μm2、6000μm2、7000μm2、8000μm2、9000μm2、10000μm2、12000μm2、13000μm2、14000μm2、15000μm2、16000μm2、17000μm2、18000μm2、19000μm2、20000μm2、21000μm2、22000μm2、23000μm2、24000μm2、25000μm2、26000μm2、27000μm2、28000μm2、29000μm2、30000μm2、40000μm2、50000μm2。微孔孔径可以为1-250μm。
多孔物质的粒径上限可以为15μm-5000μm，例如具体地为5000μm、2000μm、1000μm、900μm、700μm、500μm、400μm、300μm、250μm、200μm、150μm、100μm、50μm、15μm。
本发明的表面多孔空心球是两个半球形壳体部分构成的，两个半球形壳体部分通过旋钮或螺纹连接，或者卡扣为一体。两个半球的高为H和h，即半球弧顶顶点到与该半球弧顶定点相对的端截面的圆心的直线距离。H和h之比可以为约1：1-1000：1。
空心球的整体体积可以为2cm3-约2000cm3。
表面多孔空心球的材质可为常规的热塑性塑料，包括但不限于：聚烯烃、聚酯、聚酰胺(或尼龙)、聚丙烯酸类、聚醚酮(PEEK)、它们的任何共聚物、它们的任何衍生物、以及它们的任何组合。合适的聚烯烃的实例包括但不限于：聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、聚甲基戊烯、聚苯乙烯、聚乙烯、聚四氟乙烯(PTFE)或它们的任何共聚物、它们的任何衍生物、它们的任何组合等。合适的聚乙烯的实例还包括：低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、它们的任何共聚物、它们的任何衍生物、它们的任何组合等等。合适的聚酯的实例包括：聚对苯2甲酸乙2酯、聚对苯2甲酸丁2醇酯、聚(对苯2甲酸环己2甲醇酯)、聚对苯2甲酸三亚甲基酯、它们的任何共聚物、它们的任何衍生物、它们的任何组合等。合适的聚丙烯酸类的实例包括但不限于：聚甲基丙烯酸甲酯、其任何共聚物、其任何其衍生物、其任何组合等等。合适的聚苯乙烯的实例包括但不限于：聚苯乙烯、丙烯腈丁2苯乙烯、苯乙烯丙烯腈、苯乙烯丁-2烯、苯乙烯-马来酸酐、它们的任何共聚物、它们的任何衍生物、它们的任何组合等。其他合适的聚合物的实例包括但不限于：乙烯-醋酸乙烯酯、乙烯-乙烯基醇、聚氯乙烯、它们的任何共聚物、它们的任何衍生物、它们的任何组合等。
球体制造工程
本发明的表面多孔空心球的制造如下：首先，通过模具制造出两个半球形壳体；然后，通过金刚石打孔法、激光打孔法、超声波打孔法在半球体表面制造所需的微孔；最后，将两个半球形壳体组装为一个完整球体。
填充于表面多孔空心球的中空球体内的多孔材料可以人工填充，也可以通过自动化填充机器将多孔材料装入两个半球中，然后通过旋钮、螺纹连接或者卡扣的方式将两个半球组合成一个球。
填充材料
填充材料可以为活性炭、活化木炭、活性煤的任一种或其组合物。活性炭可以低活性(约50％至约75％CC14吸附性)或高活性(约75％至约95％CCl4吸附)或两者以任意比例的组合。
活性炭可以来源于(例如热解自)椰子壳、煤、合成树脂等。在一些实施方案中，多孔材料可以为离子交换树脂、干燥剂、硅酸盐、分子筛、活性氧化铝、沸石、珍珠岩、海泡石、漂白土、硅酸镇类、金属氧化物、纳米颗粒。
下面结合实施例和对比例对本发明的表面多孔空心球的使用方法、所取得的技术效果进行说明。
实施例1
本实施例中，表面多孔空心球(体积33mL)填充有具有线性和环状官能团的多孔硅胶，每个空心球中的多孔硅胶为15g。目标溶液为含有1.0ppm拟除虫菊酯的蜂胶提取物的85％乙醇溶液。
将15个上述表面多孔空心球加入到7500mL目标溶液中，在室温的环境下搅拌30小时，随后将球和液体分离，分离时间小于10分钟。对滤液进行分析，拟除虫菊酯残留小于0.3ppm。
对比例1
对比例1为除了将等量相同多孔硅胶直接加入目标溶液中，其他实验条件与均与实施例1相同，对比例实验结果为分离时间大约60分钟，拟除虫菊酯残留小于0.5ppm。
实施例2
本实施例中的表面多孔空心球(体积33mL)填充有具有线性与环状官能团的多孔硅胶，每个空心球中的多孔硅胶为15g，目标溶液为含有2.0ppm砷的黄精提取物的水溶液。
将15个上述表面多孔空心圈加入目标溶液7500mL中，在室温的环境下搅拌30小时，随后将球和液体分离，分离时间小于10分钟，对滤液进行分析，砷残留小于0.9ppm。
对比例2
对比例2为除了将相同等量多孔硅胶直接加入目标溶液中，其他实验条件与实施例2相同，对比例实验结果为分离时间大约60分钟，砷残留小于1.1ppm。
实施例3
本实施例中的表面多孔空心球(体积33mL)填充有具有线性与环状官能团的多孔硅胶，每个空心球中的多孔硅胶为15g，目标溶液为1200ppm铑的醋酸溶液。
将表面多孔空心球15个加入目标溶液7500mL中，在室温的环境下搅拌30小时，随后将球和液体分离，分离时间大约60分钟，对滤液进行分析，铑除去率大于80％。
对比例3
对比例3为除了将等量相同的多孔硅胶直接加入目标溶液中，其他实验条件与实施例3相同，对比例实验结果为分离时间约为60分钟，铑除去率大于78％。
实施例4
本实施例中的表面多孔空心球(体积33mL)填充有具有线性与环状官能团的多孔硅胶，每个空心球中的多孔硅胶为15g，目标溶液为丁辛醇的制造过程中产生的生产溶液，其含有铑，铑的浓度300ppm-1000ppm。
将表面多孔空心球15个加入目标溶液7500mL中，在室温的环境下搅拌30小时，随后将球和液体分离，分离时间小于10分钟，对滤液进行分析，铑除去率大于80％。
对比例4
对比例4为除了将等量相同的多孔硅胶直接加入目标溶液中，其他实验条件与实施例4相同，对比例实验结果为分离时间约为60分钟，铑除去率大于78％。
实施例5
本实施例中的表面多孔空心球(体积33mL)填充有具有线性与环状官能团的多孔硅胶，每个空心球中的多孔硅胶为15g，目标溶液为丁辛醇的制造工艺所产生的尾液，溶液中含有铑，铑的浓度1000ppm-3000ppm。
将上述表面多孔空心球15个加入上述溶液7500mL中，在室温搅拌30小时，将球过滤掉，过滤时间小于10分钟。溶液取样分析，铑除去率大于85％。
对比例5
对比例5为除了将等量相同的多孔硅胶直接加入目标溶液中，其他实验条件与实施例5相同，对比例结果为分离时间约为60分钟，铑除去率大于80％。
实施例6
本实施例中表面多孔空心球(体积33mL)填充有含有直链与环状官能团的多孔硅胶，每个球装有多孔硅胶15g，目标溶液为镀镍生产工艺所产生的含钯的尾液，溶液中含有氯化钯，钯的浓度40ppm-100ppm。
将所述表面多孔空心球15个加入上述溶液7500mL中，在室温搅拌30小时，将球过滤掉，过滤时间小于10分钟。溶液取样分析，钯除去率大于90％。
对比例6
对比例6为除了将等量的多孔硅胶直接加入目标溶液中，其他实验条件均与实施例6相同，对比例结果为分离时间约为60分钟，钯除去率大于85％。
实施例7
本实施例中表面多孔空心球(体积33mL)填充有含有直链与环状官能团的多孔硅胶，每个球装有含有直链与环状官能团的多孔硅胶15g，目标溶液为镀铜生产工艺所产生的含钯的尾液，溶液中含有氯化钯，钯的浓度40ppm-100ppm。
将上述表面多孔空心球15个加入上述溶液7500mL中，在室温搅拌30小时，将球过滤掉，过滤时间小于10分钟。溶液取样分析，钯除去率大于90％。
对比例7
对比例7为除了将等量的多孔硅胶直接加入目标溶液中，其他实验条件均与实施例7相同，对比例结果为分离时间约为60分钟，钯除去率大于85％。
实施例8
本实施例中表面多孔空心球(体积33mL)填充有含有直链与环状官能团的多孔硅胶，每个空心球中的多孔硅胶为15g。目标溶液为镀镍生产工艺所产生的生产溶液，溶液中含有氯化钯，钯的浓度40ppm-100ppm。
将上述15个表面多孔空心球加入上述溶液7500mL中，在室温下搅拌30小时，将球过滤掉，过滤时间小于10分钟。溶液取样分析，钯去除率大于90％。
对比例8
对比例为将等量相同多孔硅胶直接加入目标溶液中，其他实验条件与实施例8相同，对比例结果为分离时间约为60分钟，钯去除率大于85％。
实施例9
本实施例中表面多孔空心球(体积33mL)填充有含有直链与环状官能团的多孔硅胶，每个球装有直链与环状官能团多孔硅胶15g。目标溶液为镀铜生产工艺所产生的生产溶液，溶液中含有氯化钯，钯的浓度40ppm-100ppm。
将上述表面多孔空心球15个加入上述溶液7500mL中，在室温下搅拌30小时，将球过滤掉，过滤时间小于10分钟。溶液取样分析，钯除去率大于90％。
对比例9
对比例9为除了将等量的多孔硅胶直接加入目标溶液中，其他实验条件与实施例9相同，对比例结果为分离时间约为60分钟，钯除去率大于85％。
实施例10
本实施例中表面多孔空心球(体积33mL)填充有含有直链与环状官能团的多孔硅胶，每个球装有直链与环状官能团多孔硅胶15g。目标溶液为镀镍生产工艺所产生的生产溶液，溶液中含有硫酸钯，钯的浓度40ppm-100ppm。
将表面多孔空心球15个加入上述溶液7500mL中，在常温下搅拌30小时，将球过滤掉，过滤时间小于10分钟。溶液取样分析，钯除去率大于90％。
对比例10
对比例10为除了将等量相同的多孔硅胶直接加入目标溶液中，其他实验条件与实施例10相同，对比例结果为分离时间约为60分钟，钯除去率大于85％。
实施例11
本实施例中表面多孔空心球(体积33mL)填充有含有直链与环状官能团的多孔硅胶，每个球装有直链与环状官能团多孔硅胶15g。目标溶液为镀铜生产工艺所产生的生产溶液，溶液中含有硫酸钯，钯的浓度40ppm-100ppm。
将所述表面多孔空心球15个加入上述溶液7500mL中，在室温搅拌30小时，将球过滤掉，过滤时间小于10分钟。溶液取样分析，钯除去率大于90％
对比例11
对比例11为除了将等量相同多孔硅胶直接加入目标溶液中，其他实验条件与实施例11相同，对比例结果为分离时间约为60分钟，钯除去率大于85％。
实施例12
本实施例中表面多孔空心球(体积33mL)填充有含有直链与环状官能团的多孔硅胶，每个球装有直链与环状官能团多孔硅胶15g。目标溶液为铑、铂、钯、金、钌、铱的氯化物溶液，溶液中铑、铂、钯、金、钌、铱的浓度分别为400-600ppm。
将表面多孔空心球15个加入上述溶液7500mL中，室温搅拌30小时，将球过滤掉，过滤时间小于10分钟。溶液取样分析，上述金属去除率超过85％。
对比例12
对比例12为除了将等量多孔硅胶直接加入目标溶液中，其他实验条件与实施例12相同，对比例结果为分离时间约为60分钟，上述金属去除率超过85％。
实施例13
本实施例中表面多孔空心球(体积33mL)填充有含有直链与环状官能团的多孔硅胶，每个球装有直链与环状官能团多孔硅胶15g。目标溶液为动物提取物水溶液，溶液中铁离子的浓度约为100ppm。
将上述表面多孔空心球15个加入上述溶液7500mL中，室温搅拌30小时，将球过滤掉，过滤时间小于10分钟。溶液取样分析，铁除去率大于80％。
对比例13
对比例为除了将等量相同的多孔硅胶直接加入目标溶液中，其他实验条件与实施例13相同，对比例结果为分离时间约为60分钟，铁除去率大于78％。
实施例14
本实施例中表面多孔空心球(体积33mL)填充有含有直链与环状官能团的多孔硅胶，每个球装有直链与环状官能团多孔硅胶15g。目标溶液为皂苷类提取物水溶液，溶液中砷离子的浓度约为30ppm。
将所述表面多孔空心球15个加入上述溶液7500mL中，在室温搅拌30小时，将球过滤掉，过滤时间小于10分钟。溶液取样分析，砷除去率大于85％。
对比例14
对比例14为除了将等量相同的多孔硅胶直接加入目标溶液中，其他实验条件与实施例14相同，对比例实验结果为分离时间大约60分钟，砷除去率大于78％。
实施例15
本实施例中表面多孔空心球(体积33mL)填充有含有直链与环状官能团的多孔硅胶，每个球装有直链与环状官能团多孔硅胶15g。目标溶液为人参提取物水溶液，溶液中砷离子、铅离子、汞离子的浓度约为10ppm。
将上述表面多孔空心球15个加入上述溶液7500mL中，室温搅拌30小时，将球过滤掉，过滤时间小于10分钟。溶液取样分析，以上金属离子去除率大于85％。
对比例15
对比例15为除了将等量相同的多孔硅胶直接加入目标溶液中，其他实验条件与实施例15相同，对比例实验结果为分离时间大约60分钟，以上金属离子去除率大于85％。
实施例16
本实施例中表面多孔空心球(体积33mL)填充有含有直链与环状官能团的多孔硅胶，每个球装有直链与环状多孔硅胶15g。目标溶液为人参提取物乙醇溶液，溶液中砷离子、铅离子、汞离子的浓度约为10ppm。
将上述表面多孔空心球15个加入上述溶液7500mL中，室温搅拌30小时，将球过滤掉，过滤时间小于10分钟。溶液取样分析，以上金属离子去除率大于85％。
对比例16
对比例16为除了将等量相同的多孔硅胶直接加入目标溶液中，其他实验条件与实施例16相同，对比例实验结果为分离时间大约60分钟，以上金属离子去除率大于85％。
实施例17
本实施例中表面多孔空心球(体积33mL)填充有含有直链与环状官能团的多孔硅胶，每个球装有直链与环状多孔硅胶15g。目标溶液为磷酸溶液，溶液中钙离子的浓度约为10ppm至3000ppm。
将上述表面多孔空心球15个加入上述溶液7500mL中，室温搅拌30小时，将球过滤掉，过滤时间小于10分钟。溶液取样分析，钙离子去除率大于85％。
对比例17
对比例17为除了将等量相同的多孔硅胶直接加入目标溶液中，其他实验条件与实施例17相同，对比例实验结果为分离时间大约60分钟，钙离子去除率大于85％。
实施例18
本实施例中表面多孔空心球(体积33mL)填充有含有直链与环状官能团的多孔硅胶，每个球装有直链与环状多孔硅胶15g。目标溶液为有机磷配体溶液，溶液中钙离子的浓度约为10ppm至3000ppm。
将所述表面多孔空心球15个加入上述溶液7500mL中，室温搅拌30小时，将球过滤掉，过滤时间小于10分钟。溶液取样分析，钙离子去除率大于85％。
对比例18
对比例18为除了将等量材料直接加入目标溶液中，其他实验条件与实施例18相同，对比例实验结果为分离时间大约60分钟，钙离子去除率大于85％。
实施例19
本实施例中表面多孔空心球(体积33mL)含有直链与环状官能团的多孔硅胶，每个球装有直链与环状多孔硅胶15g。目标溶液为氟化硅溶液，溶液中钯离子的浓度约为10ppm至100ppm。
将所述表面多孔空心球15个加入上述目标溶液7500mL中，室温搅拌30小时，将球过滤掉，过滤时间小于10分钟。溶液取样分析，钯除去率大于90％。
对比例19
对比例19为除了将等量的多孔硅胶直接加入目标溶液中，其他实验条件与实施例19相同，对比例实验结果为分离时间大约60分钟，钯除去率大于85％。
实施例20
本实施例中表面多孔空心球(体积33mL)填充有含有直链与环状官能团的多孔硅胶，每个球装有直链与环状官能团多孔硅胶15g。目标溶液为有机硅溶液，溶液中钯离子的浓度约为10ppm至100ppm。
将上述表面多孔空心球15个加入上述溶液7500mL中，室温搅拌30小时，将球过滤掉，过滤时间小于10分钟。溶液取样分析，钯去除率大于90％。
对比例20
对比例20为除了将等量的多孔硅胶直接加入目标溶液中，其他实验条件与实施例20相同，对比例结果为分离时间约为60分钟，钯去除率大于85％。
实施例21
本实施例中表面多孔空心球(体积33mL)填充有含有直链与环状官能团的多孔硅胶，每个球装有直链与环状多孔硅胶15g。目标溶液为氟硅酸溶液，溶液中钯离子的浓度约为10ppm至100ppm。
将所述表面多孔空心球15个加入上述溶液7500mL中，室温搅拌30小时，将球过滤掉，过滤时间小于10分钟。溶液取样分析，钯除去率大于90％。
对比例21
对比例21为除了将等量材料直接加入目标溶液中，其他实验条件与实施例21相同，对比例结果为分离时间约为60分钟，钯除去率大于85％。
实施例22
本实施例中表面多孔空心球(体积33mL)填充有含有直链与环状官能团的多孔硅胶，每个球装有含有直链与环状官能团的多孔硅胶15g。目标溶液为氟硅酸溶液，溶液中钯离子的浓度约为10ppm至100ppm。
将所述表面多孔空心球15个加入上述溶液7500mL中，室温搅拌30小时，将球过滤掉，过滤时间小于10分钟。溶液取样分析，钯除去率大于90％。
对比例22
对比例22为除了将等量的多孔硅胶直接加入目标溶液中，其他实验条件与实施例22相同，对比例结果为分离时间约为60分钟，钯除去率大于85％。
实施例23
本实施例中表面多孔空心球(体积33mL)含有直链与环状官能团的多孔硅胶，每个球装有直链与环状多孔硅胶15g。目标溶液为福沙匹坦API溶液，溶液中钯离子的浓度约为10ppm至500ppm。
将表面多孔空心球15个加入上述溶液7500mL中，室温搅拌30小时，将球过滤掉，过滤时间小于10分钟。溶液取样分析，钯除去率大于90％。
对比例23
对比例23为将等量材料直接加入目标溶液中，其他实验条件与实施例23，对比例结果为分离时间约为60分钟，钯除去率大于85％。
实施例24
本实施例中表面多孔空心球(体积33mL)含有直链与环状官能团的多孔硅胶，每个球装有直链与环状多孔硅胶15g。目标溶液为阿瑞匹坦API溶液，溶液中钯离子的浓度约为10ppm至500ppm。
将所述表面多孔空心球15个加入上述溶液7500mL中，在室温搅拌30小时，将球过滤掉，过滤时间小于10分钟。溶液取样分析，钯除去率大于90％。
对比例24
对比例24为将等量相同的多孔硅胶直接加入目标溶液中，其他实验条件与实施例24相同，对比例结果为分离时间约为60分钟，钯除去率大于85％。
实施例25
本实施例中表面多孔空心球(体积33mL)含有直链与环状官能团的多孔硅胶，每个球体含有直链与环状官能团的多孔硅胶为15g。目标溶液为美罗培南API溶液，溶液中钯离子的浓度约为10ppm至500ppm。
将上述表面多孔空心球15个填充有的加入上述溶液7500mL中，室温搅拌30小时，将球过滤掉，过滤时间小于10分钟。钯除去率大于90％。
对比例25
对比例25为除了将等量相同多孔硅胶直接加入目标溶液中，其他实验条件与实施例25相同，对比例结果为分离时间约为60分钟，钯除去率大于80％。
实施例26
本实施例中表面多孔空心球(体积33mL)填充有含有直链与环状官能团的多孔硅胶，每个球体含有直链与环状官能团的多孔硅胶为15g。目标溶液为磷酸特地唑胺API溶液，溶液中钯离子的浓度约为10ppm至500ppm。
将上述表面多孔空心球15个加入上述溶液7500mL中，室温搅拌30小时，将球过滤掉，过滤时间小于10分钟。溶液取样分析，其结果为钯除去率大于90％。
对比例26
对比例26为除了将等量相同的多孔硅胶直接加入目标溶液中，其他实验条件均与实施例26相同，其实验结果为分离时间约为60分钟，钯除去率大于85％。
实施例27
本实施例中表面多孔空心球(体积33mL)填充有含有直链与环状官能团的多孔硅胶，每个球体含有直链与环状多孔官能团多孔硅胶15g。目标溶液为来那度胺API溶液，溶液中钯离子的浓度约为10ppm至500ppm。
将上述表面多孔空心球15个加入上述溶液7500mL中，室温搅拌30小时，将球过滤掉，过滤时间小于10分钟。钯除去率大于90％。
对比例27
对比例27中除了将等量相同的多孔硅胶直接加入目标溶液中，其他实验条件与实施例27相同。对比例实验结果为分离时间大约60分钟，钯除去率大于80％。
实施例28
本实施例中表面多孔空心球(体积33mL)填充有活性炭，每个球体含有活性炭15g。目标溶液为来那度胺API溶液，溶液中钯离子的浓度约为10ppm至500ppm。
将上述表面多孔空心球15个加入上述溶液7500mL中，室温搅拌30小时，将球过滤掉，过滤时间小于10分钟。钯除去率大于70％。
对比例28
对比例28中除了将等量相同的活性炭直接加入目标溶液中，其他实验条件与实施例27相同。对比例实验结果为分离时间大约60分钟，钯除去率大于70％。
实施例29
本实施例中表面多孔空心球(体积33mL)填充有离子交换树脂，每个球体含有离子交换树脂15g。目标溶液为来那度胺API溶液，溶液中钯离子的浓度约为10ppm至500ppm。
将上述表面多孔空心球15个加入上述溶液7500mL中，室温搅拌30小时，将球过滤掉，过滤时间小于10分钟。钯除去率大于78％。
对比例29
对比例29中除了将等量相同的离子交换树脂直接加入目标溶液中，其他实验条件与实施例27相同。对比例实验结果为分离时间大约60分钟，钯除去率大于78％。
实施例30
本实施例中表面多孔空心球(体积33mL)填充有活性炭，每个球体含有活性炭15g。目标溶液为磷酸特地唑胺API溶液，溶液中钯离子的浓度约为10ppm至500ppm。
将上述表面多孔空心球15个加入上述溶液7500mL中，室温搅拌30小时，将球过滤掉，过滤时间小于10分钟。钯除去率大于70％。
对比例30
对比例30中除了将等量相同的活性炭直接加入目标溶液中，其他实验条件与实施例27相同。对比例实验结果为分离时间大约60分钟，钯除去率大于70％。
实施例31
本实施例中表面多孔空心球(体积33mL)填充有离子交换树脂，每个球体含有离子交换树脂15g。目标溶液为磷酸特地唑胺API溶液，溶液中钯离子的浓度约为10ppm至500ppm。
将上述表面多孔空心球15个加入上述溶液7500mL中，室温搅拌30小时，将球过滤掉，过滤时间小于10分钟。钯除去率大于78％。
对比例31
对比例31中除了将等量相同的离子交换树脂直接加入目标溶液中，其他实验条件与实施例27相同。对比例实验结果为分离时间大约60分钟，钯除去率大于75％。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非用来限定本发明的实施范围；如果不脱离本发明的精神和范围，对本发明进行修改或者等同替换，均应涵盖在本发明权利要求的保护范围当中。

Claims (10)

1.一种表面多孔空心球，其特征在于，球体中空，球体表面分布有微孔；其中，
所述微孔可为圆形、椭圆形、多边形、或随机的几何形状、或它们的任何组合；
中空的球体内填充有多孔物质或者填充有多孔物质的一个或者多个滤袋。
2.根据权利要求1所述的表面多孔空心球，其特征在于，所述多孔物质为活性炭、树脂类材料、含硅和/或铝元素且含有直链和/或环状官能团的有机物的任一种或其组合物。
3.根据权利要求1所述的表面多孔空心球，其特征在于，所述多孔物质占球体容积的0.000001％至99.99999％。
4.根据权利要求1所述的表面多孔空心球，其特征在于，所述表面多孔空心球由上下两个半球形壳体螺纹连接/卡扣/粘合而成。
5.根据权利要求1所述的表面多孔空心球，其特征在于，所述多孔物质的粒径为15μm-5000μm，所述表面多孔空心球的体积为2cm3-约2000cm3。
6.一种制造根据权利要求1-5的任一项所述的表面多孔空心球的方法，其特征在于，
首先，通过模具制造形成所述表面多孔空心球的两个半球形壳体；
然后，通过金刚石打孔法、激光打孔法或超声波打孔法在所述两个半球形壳体的表面制造所需的微孔。
7.根据权利要求6所述的制造表面多孔空心球的方法，其特征在于，所述半球形壳体是将树脂、金属或合金熔体浇铸于模具中冷却之后而形成的。
8.根据权利要求6所述的制造表面多孔空心球的方法，其特征在于，所述半球形壳体是通过模具冷加工热塑性塑料、合金或金属而成的。
9.一种将根据权利要求1-5的任一项所述的表面多孔空心球用于去除或回收目标液体中需要分离的有机化合物、无机化合物或重金属离子的用途。
10.一种将根据权利要求1-4的任一项所述的表面多孔空心球用作非液态催化剂载体的用途。
CN201710182138.1A 2017-03-24 2017-03-24 一种填充多孔物质且表面多孔空心球的制造和使用方法 Pending CN108620046A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710182138.1A CN108620046A (zh) 2017-03-24 2017-03-24 一种填充多孔物质且表面多孔空心球的制造和使用方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710182138.1A CN108620046A (zh) 2017-03-24 2017-03-24 一种填充多孔物质且表面多孔空心球的制造和使用方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN108620046A true CN108620046A (zh) 2018-10-09

Family

ID=63707589

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710182138.1A Pending CN108620046A (zh) 2017-03-24 2017-03-24 一种填充多孔物质且表面多孔空心球的制造和使用方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108620046A (zh)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2914079A1 (de) * 1979-04-07 1980-10-09 Kernforschungsanlage Juelich Austausch-schuettkoerper mit reaktivem material
CN103663599A (zh) * 2012-09-21 2014-03-26 向克军 一种组合式吸附球
CN205740425U (zh) * 2016-05-05 2016-11-30 浙江沁园水处理科技有限公司 便携式生活、洗涤用水净化处理装置
CN205914168U (zh) * 2016-08-19 2017-02-01 农业部环境保护科研监测所 水体中的重金属离子的吸附球串
CN205914167U (zh) * 2016-08-19 2017-02-01 农业部环境保护科研监测所 一种吸附水体中的重金属离子的吸附球

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2914079A1 (de) * 1979-04-07 1980-10-09 Kernforschungsanlage Juelich Austausch-schuettkoerper mit reaktivem material
CN103663599A (zh) * 2012-09-21 2014-03-26 向克军 一种组合式吸附球
CN205740425U (zh) * 2016-05-05 2016-11-30 浙江沁园水处理科技有限公司 便携式生活、洗涤用水净化处理装置
CN205914168U (zh) * 2016-08-19 2017-02-01 农业部环境保护科研监测所 水体中的重金属离子的吸附球串
CN205914167U (zh) * 2016-08-19 2017-02-01 农业部环境保护科研监测所 一种吸附水体中的重金属离子的吸附球

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Kavitha et al. Tannins for wastewater treatment
Ajmani et al. Equilibrium, kinetics and thermodynamics of hexavalent chromium biosorption on pristine and zinc chloride activated Senna siamea seed pods
Ramesh et al. Adsorptive removal of Pb (II) from aqueous solution using nano-sized hydroxyapatite
Oladipo et al. Green adsorbents for removal of antibiotics, pesticides and endocrine disruptors
Nawaz et al. Removal of Novacron Golden Yellow dye from aqueous solutions by low-cost agricultural waste: Batch and fixed bed study
CN205914168U (zh) 水体中的重金属离子的吸附球串
Saadi et al. Promotion of clinoptilolite adsorption for azithromycin antibiotic by Tween 80 and Triton X-100 surface modifiers under batch and fixed-bed processes
El-Shafei et al. Effects of entrapped nZVI in alginate polymer on BTEX removal
Younis et al. Novel eco-friendly amino-modified nanoparticles for phenol removal from aqueous solution
CN108620046A (zh) 一种填充多孔物质且表面多孔空心球的制造和使用方法
Kamar et al. Heavy metals: Sources, health effects, environmental effects, removal methods and natura l adsorbent material as low-cost adsorbent: Short review
Amarasinghe Lead and cadmium removal from aqueous medium using coir pith as adsorbent: batch and fixed bed column studies
Chen et al. Preparation and performance of UiO‐66‐(COOH) 2‐based mixed matrix membranes for efficient separation of Sr2+ ions from aqueous solutions
Bencheikh et al. Ecological risks related to the influence of different environmental parameters on the Microplastics behavior
CN106039846A (zh) 一种炭棒滤芯
JP2004108838A (ja) 固相抽出用カートリッジカラム
Sharma et al. Use of activated dry flowers (ADF) of Alstonia Scholaris for chromium (Vl) removal: equilibrium, kinetics and thermodynamics studies
CN207016585U (zh) 一种饮水过滤器
Nguyen et al. Iron-coated sponge as effective media to remove arsenic from drinking water
Abdul et al. Removal of metsulfuron methyl by granular activated carbon adsorption
CN211098255U (zh) 一种除甲醛除异味颗粒物
Ujile et al. Adsorption process of iron (III) from borehole water on activated carbon from nigerian bamboo
Amadi et al. Sorption kinetics of Pb2+, Cd2+ and Ni2+ ions sorption from aqueous medium using butterfly pea (Centrosema pubescens) seed pod powder
CN204758376U (zh) 一种农药残留检测装置
Kovaios et al. Adsorption of atrazine in packed beds

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20181009