CN110709356A - 螯合剂、其试剂盒以及使用螯合剂及其试剂盒的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了用于从水溶液中螯合非水部分的螯合剂。所述螯合剂可以包括洗涤剂;以及聚合物,所述聚合物可用于稳定洗涤剂胶束的形成,由此使得所述洗涤剂和所述聚合物在暴露于所述水溶液时自组装成纳米网。本发明还因此提供了试剂盒以及用于使用所述螯合剂和试剂盒的方法。
Description
技术领域
本发明属于螯合领域,并且更具体地属于从水性环境螯合材料的领域。
背景技术
有机废料(例如污水污泥、动物粪便、食品加工废弃物、压裂液、石油和天然气,以及其他工业废水)的去污和处置显现出环境和公共卫生二者的担忧。污染的水的处理和处置具有重大的社会、环境和经济影响。当前,残留的废水污泥通常被消化、焚烧、堆积在垃圾堆填区、返回到相同的环境中,或者通过残留的生物固体的农业土地施用而用作肥料。
已经证明了用聚合物包封无机颗粒[E.Bourgeat-Lami和E.Duguet:Polymerencapsulation of inorganic particles;in Functional coatings,S.K.Ghosh(ed.);2006,Wiley-VCH,Weinheim;Chapter 4,pp.85-152]。在生物医学应用中,具有聚合物的无机纳米颗粒的涂层或将其包封在聚合物基质或洗涤剂层中对于诸如增溶的性质是重要的[R.Ladj等人,Polymer encapsulation of inorganic nanoparticles for biomedicalapplications;Internat.J.Pharm.2013(458)230-241]。在物理和工程领域中,研究了由磁性纳米颗粒组成的磁性流体,所述磁性纳米颗粒包覆有聚合物和/或表面活性剂以在主体液体中稳定颗粒。已经公开了用于此类体系的制备的各种合成方法[例如,J.Sommertune等人,Polymer/Iron oxide nanoparticles composites–a straight forward andscalable synthesis approach;Int.J.Mol.Sci.2015(16)19752-19768]。
发明内容
本发明至少部分地基于洗涤剂和聚合物使它们适合一起用作螯合剂的性质的说明。
本发明提供了捕获非水部分的新手段,包括但不限于水中的有机污染物和乳化的非水性污染物(NAC),随后通过简单的聚集和过滤或电磁方法去除它们。本发明进一步去除了悬浮以及溶解在水中的污染物。在本发明中,将澄清剂直接加入到水溶液(例如但不限于,污染的水或污染的材料)中。有机污染物被螯合并且包裹在洗涤剂-油-聚合物颗粒中,这便利了它们随后的去除。通过聚合物上的马来酸基团或其他官能团的质子化或阳离子螯合经由聚合物的聚集来去除油和洗涤剂颗粒。这种聚合物洗涤剂组合的配方导致能够在数分钟内捕获有机污染物的凝胶状聚集体的形成。螯合剂捕获各种污染物(包括但不包括烃类和重金属),更加针对性地处理体积较小的废弃物。官能化的苯乙烯马来酸(styrenemalic acid,SMA)聚合物由于可以去除的物质的范围,通常特别适用。聚合物还可以从废弃物中再生并且再循环,使得螯合剂本身是环保的。还可以使用本发明的实施方案从提取混合物中去除特殊化学品。
本发明的示例性实施方案提供了用于从水溶液中螯合非水部分的螯合剂,所述螯合剂包含:a)洗涤剂;以及b)聚合物,所述聚合物可用于稳定洗涤剂胶束的形成,由此使得所述洗涤剂和所述聚合物在暴露于所述水溶液时自组装成纳米网。
本发明的示例性实施方案提供了用于从水溶液中螯合非水部分的试剂盒,所述试剂盒包括:a)洗涤剂;b)聚合物,所述聚合物可用于稳定洗涤剂胶束的形成,由此使得所述洗涤剂和所述聚合物在暴露于所述水溶液时自组装成纳米网;以及c)沉淀剂。
本发明的示例性实施方案提供了本文描述的螯合剂和/或试剂盒,所述螯合剂和/或试剂盒进一步包含沉淀剂。
本发明的示例性实施方案提供了本文描述的螯合剂和/或试剂盒,其中所述沉淀剂选自由以下组成的组:酸、二价阳离子及其混合物。
本发明的示例性实施方案提供了本文描述的螯合剂和/或试剂盒,其中所述沉淀剂选自由以下组成的组:乙酸、苹果酸、盐酸、硫酸、磷酸、柠檬酸、酒石酸、富马酸和乳酸。
本发明的示例性实施方案提供了本文描述的螯合剂和/或试剂盒,其中所述洗涤剂选自由以下组成的组:非离子表面活性剂、阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、两性离子表面活性剂及其混合物。
本发明的示例性实施方案提供了本文描述的螯合剂和/或试剂盒,其中所述洗涤剂选自由以下组成的组:曲拉通TM(TritonTM)、曲拉通X-100TM(Triton X-100TM)、曲拉通X-305TM(Triton X-305TM)、N-十二烷基-β-D-麦芽糖苷(DDM)、油酸钠及其混合物。
本发明的示例性实施方案提供了本文描述的螯合剂和/或试剂盒,其中在不存在所述聚合物的情况下,所述洗涤剂不形成稳定的胶束。
本发明的示例性实施方案提供了本文描述的螯合剂和/或试剂盒,其中在不存在所述聚合物的情况下,所述洗涤剂形成稳定的胶束。
本发明的示例性实施方案提供了本文描述的螯合剂和/或试剂盒,其中所述洗涤剂是非离子表面活性剂。
本发明的示例性实施方案提供了本文描述的螯合剂和/或试剂盒,其中所述聚合物是嵌段共聚物。
本发明的示例性实施方案提供了本文描述的螯合剂和/或试剂盒,其中所述聚合物选自由以下组成的组:苯乙烯-马来酸(SMA)、活化的SMA、二-异丁基马来酸,及其混合物。
本发明的示例性实施方案提供了本文描述的螯合剂和/或试剂盒,其中所述聚合物具有3000g/mol至约25,000g/mol的范围内的分子量。
本发明的示例性实施方案提供了本文描述的螯合剂和/或试剂盒,其中所述聚合物具有约22,000g/mol的分子量。
本发明的示例性实施方案提供了本文描述的螯合剂和/或试剂盒,其中所述聚合物是水溶性的。
本发明的示例性实施方案提供了本文描述的螯合剂和/或试剂盒,其中所述聚合物是生物可降解的。
本发明的示例性实施方案提供了本文描述的螯合剂和/或试剂盒,其中洗涤剂:聚合物的比例在约1:0.5至约1:1.3的范围内。
本发明的示例性实施方案提供了本文描述的螯合剂和/或试剂盒,其中洗涤剂:聚合物的比例在约1:0.5至约1:1.0的范围内。
本发明的示例性实施方案提供了本文描述的螯合剂和/或试剂盒,其中洗涤剂:聚合物的比例在约1:0.6至约1:0.8的范围内。
本发明的示例性实施方案提供了本文描述的螯合剂和/或试剂盒,其中洗涤剂:聚合物的比例是约1:0.7。
本发明的示例性实施方案提供了本文描述的螯合剂和/或试剂盒,其中所述洗涤剂能够形成具有不小于约10kDa的尺寸的胶束。
本发明的示例性实施方案提供了本文描述的螯合剂和/或试剂盒,其中所述洗涤剂能够形成具有不小于约40kDa的尺寸的胶束。
本发明的示例性实施方案提供了本文描述的螯合剂和/或试剂盒,其中所述洗涤剂能够形成具有不小于约40kDa并且不大于约300kDa的尺寸的胶束。
本发明的示例性实施方案提供了从水溶液中螯合非水部分的方法,所述方法包括将本文描述的螯合剂加入到包含所述非水部分的所述水溶液中,由此形成处理的水溶液,然后从所述处理的水溶液中去除固体颗粒。
本发明的示例性实施方案提供了本文描述的方法,其进一步包括在去除固体颗粒前混合。
本发明的示例性实施方案提供了本文描述的方法,其中所述去除固体颗粒包括选自由以下组成的组中的至少一种:过滤、重力分离、浮选以及电磁吸引。
本发明的示例性实施方案提供了本文描述的方法,其中所述去除固体颗粒包括电磁吸引,并且所述方法进一步包括在去除所述固体颗粒前,将磁性部分加入到所述处理的水溶液中。
在结合附图阅读本发明的具体实施方案的以下描述后,本发明的其他方面和特征对于本领域普通技术人员将变得显而易见。
附图说明
图1A:描绘了螯合剂的捕获过程的示意图。
图1B:描绘了螯合剂的释放过程的示意图。
图1C:描绘了应用磁性纳米颗粒播撒来增强所得絮凝物的脱水的示意图。
图2A:以图表形式描绘了实施例4中表3的结果。
图2B:以图表形式描绘了实施例4中表4的结果。
图2C:以图表形式描绘了实施例4中表5的结果。
图2D:以图表形式描绘了实施例5中表6的结果。
图3A:描绘了曲拉通X-100TM的化学结构。
图3B:描绘了在280nm处曲拉通X-100TM吸光度的标准曲线。
图3C:以图表形式描绘了实施例8中表8的结果。
图4A:描绘了实施例7的用0.1%曲拉通X-100TM滴定DIBMA(在0.025%、0.05%和0.1%)的结果。
图4B:以图表形式描绘了实施例7中表7的结果。
图4C:描绘了DIBMA的重复官能单元的化学结构。
图5A:描绘了如实施例10中描述的聚合物SMA 2021TM的洗脱色谱图,一起描绘了聚合物。
图5B:描绘了如实施例10中描述的洗涤剂曲拉通X-100TM的洗脱色谱图,一起描绘了洗涤剂。
图5C:描绘了如实施例10中描述的包含聚合物SMA 2021TM和洗涤剂曲拉通X-100TM的纳米网的洗脱色谱图,一起描绘了纳米网。
图6A:描绘了如实施例11中描述的聚合物SMA 2021TM的洗脱色谱图,一起描绘了聚合物。
图6B:描绘了如实施例11中描述的洗涤剂油酸钠的洗脱色谱图,一起描绘了洗涤剂。
图6C:描绘了如实施例11中描述的包含聚合物SMA 2021TM和洗涤剂油酸钠的纳米网的洗脱色谱图,一起描绘了纳米网。
图7A:描绘了使用聚合物(SMA 2000TM)和形成<20kDa胶束的洗涤剂的1:1(wt/wt)纳米网配方的尺寸排阻色谱的结果。具有β-辛基葡萄糖苷、油酸钠以及月桂基二甲胺的纳米网配方。
图7B:描绘了如以上图7A设置的相同的实验的结果,除了其重复并且包含使用十二烷基-麦芽糖苷(DDM)作为洗涤剂(由箭头指出)的额外的纳米网。
图7C:描绘了使用聚合物(SMA 2000TM)、各自具有不同尺寸的胶束(0.8kDa、4kDa、8kDa、17kDa和90kDa)的洗涤剂混合物形成的酸沉淀的絮凝物的结果。
图7D:以图表方式描绘了8种不同的聚合物混合物(SMA 2000TM+:无洗涤剂(即仅SMA 2000TM)、胆酸钠(胆酸盐)、脱氧胆酸钠(DOC)、β-辛基葡萄糖苷(Beta-OG)、月桂基二甲胺n-氧化物(LDAO)、辛基苯酚乙氧基化物(TX-305)、n-十二烷基β-D-麦芽糖苷(DDM)以及油酸钠(油酸盐)的絮凝物(通过轻微离心刺激的)聚集体之间的关系。图表中的圆圈是指起始胶束尺寸,并且图表中的正方形是指相对浑浊度。注意,聚合物+TX-305的圆圈和正方形在约相同的位置,并且彼此重叠。
图8A:描绘了仅曲拉通X-305TM的尺寸排阻色谱轨迹(trace)的结果。
图8B:描绘了以聚合物与洗涤剂的1:1.4(wt/wt)比例的曲拉通X-305TM纳米网配方的尺寸排阻色谱轨迹的结果。插图描绘了导致凝结并且捕获了2%N-癸烷的沉淀。
图8C:描绘了以聚合物与洗涤剂的1:0.7(wt/wt)比例的曲拉通X-305TM纳米网配方的尺寸排阻色谱轨迹。插图描绘了导致凝结并且捕获了2%N-癸烷的沉淀。
图8D:描绘了仅聚合物的尺寸排阻色谱轨迹。插图描绘了在2%N-癸烷的存在下的沉淀。
具体实施方式
本发明的实施方案提供了用于从水溶液螯合非水部分的螯合剂。根据本发明的螯合剂包含洗涤剂和聚合物。聚合物可用于稳定洗涤剂胶束的形成,由此使得洗涤剂和聚合物在暴露于水溶液时自组装成纳米网。
如本文所用,术语“水溶液”是指其中水是主要组分的液体环境。水溶液的实例包括但不限于,废水、从工艺中回收的水性材料(例如,污水污泥、动物粪便、食品加工废弃物)、油和天然气废水、使用过的压裂液、工业污水、地下水等。
如本文所用,术语“部分”是指整体的分部(part)或份额(portion),所述分部或份额与整体的其他分部是可分的并且不同的。如本文所用,“部分”可以是整个化学分子或者可以是化学分子的分部。例如,在氯化钠水溶液中,整体应该是溶液并且部分应该是水、钠、氯和氯化钠,并且水、钠、氯和氯化钠中的每一个均是本身独立的部分。如本文所用,术语“非水”部分为不是水分子的部分。“非水”部分可以是悬浮的、溶解的和/或以其他方式存在于水性环境中。非水部分可以是物理、化学、生物和/或放射物质。“非水”部分的实例包括但不限于,有机部分、乳化的非水部分、烃类、重金属、油、溶解的固体、悬浮的固体、离子和重金属。
如本文所用,术语“螯合剂(sequestering agent)”是指能够将非水部分从发现非水部分的水性环境中分离的试剂。非水部分可以是需要被分离的一种污染物或多于一种的污染物从而使得水溶液去污,和/或可以是为了获得和/或纯化非水部分需要被分离的有价值的部分。在本发明的一些实施方案中,螯合剂是纳米网。在一些实施方案中,螯合剂是在暴露于水性环境时能够形成纳米网的各部分的混合物。在一些情况中,“螯合剂”可以是指“澄清剂”,并且通常术语“螯合剂”和“澄清剂”可以互换地使用。
如本文所用,术语“胶束”是指分子在胶状溶液中的聚集。
如本文所用,术语“纳米网”是指其中胶束(通过洗涤剂与聚合物相互作用形成所述胶束)和纳米网在水性环境中自组装的结构。纳米网的自组装通常通过聚合物与胶束之间相互作用的开始而发生。通常,聚合物与胶束之间的相互作用导致胶束的稳定,从而使得胶束更抗破坏。在一些实施方案中,聚合物包裹胶束的外表面。聚合物可以包裹胶束的整个外表面、外表面的大部分或外表面的一部分。
如本文所用,术语“洗涤剂”是指表面活性剂、或表面活性剂的混合物。通常,洗涤剂具有清洁性质,使得表面活性剂与非水部分结合从而增加非水部分的溶解度。此外,如本文所用,“洗涤剂”是指能够形成胶束的表面活性剂。这些胶束中的一些可以是本身稳定的胶束,并且其他的可以不稳定的,除非存在第二材料以稳定胶束。对于除非存在第二物质否则不稳定的那些胶束,通常地,可以以它们的临界胶束浓度(CMC)或高于它们的临界胶束浓度的浓度加入它们,并且在聚合物加入到胶束后,从而形成纳米网。一旦形成纳米网,如果发生洗涤剂的稀释,从而将洗涤剂的浓度降低至低于它的CMC,则尽管洗涤剂处于低于CMC的浓度,但纳米网中的胶束保持稳定。
根据本发明的螯合剂包含聚合物。用于本发明的螯合剂的聚合物是可商购的。通常,聚合物是水溶性的。通常,聚合物是生物可降解的。聚合物通常具有约3000g/mol至约25,000g/mol的范围内的分子量。聚合物通常具有约22kDa的分子量。聚合物还可以是合适的聚合物的混合物。聚合物通常是嵌段共聚物。术语“嵌段共聚物”在本文中用于指具有两个或多于两个的均聚物亚单元的共聚物,例如二-异丁烯马来酸共聚物(DIBMA)。通常,聚合物是两性的,具有亲水部分和疏水部分。通常,嵌段共聚物由疏水亚单元和亲水亚单元构成。在一些实施方案中,疏水亚单元与亲水亚单元的比例是1:1、2:1、3:1或高于3:1,以及在1:1与3:1之间的任何比例。在一些实施方案中,聚合物是马来酸聚合物、苯乙烯-马来酸(SMA)聚合物或活化的SMA聚合物。SMA聚合物是由苯乙烯和马来酸酐单体构建的合成聚合物。活化的SMA聚合物是苯乙烯马来酸酐被水解成马来酸的SMA聚合物。通常,聚合物是SMA2021TM。通常,聚合物是SMA 2000TM。
根据本发明的螯合剂包含洗涤剂。在一些实施方案中,洗涤剂能够形成具有不小于约10kDa的尺寸的胶束。在一些实施方案中,洗涤剂能够形成具有不小于约40kDa的尺寸的胶束。在一些实施方案中,洗涤剂能够形成具有不小于约40kDa并且不大于约300kDa的尺寸的胶束。在一些实施方案中,洗涤剂能够形成具有约10kDa至约3000kDa的范围内的尺寸的胶束。在一些实施方案中,在不存在和/或存在聚合物的情况下,洗涤剂形成稳定的胶束。在一些实施方案中,在不存在聚合物的情况下,洗涤剂不形成稳定的胶束。在一些实施方案中,在存在聚合物的情况下,洗涤剂仅形成稳定的胶束。在一些实施方案中,在不存在聚合物的情况下,洗涤剂形成稳定的胶束。
适合用于本发明的洗涤剂具有临界胶束浓度。临界胶束浓度(CMC)是指洗涤剂在水溶液中的浓度,在该浓度以上会形成胶束并且额外的洗涤剂分子也会形成胶束和/或成为胶束的部分。水溶液中发现的一些非水部分能够破坏、扰乱、去稳定和/或通常干扰胶束的形成。聚合物的加入能够稳定在CMC以下的胶束形成和/或抵消非水部分的干扰。为了使洗涤剂适合用于本发明,当形成纳米网时,应该在聚合物存在下使用洗涤剂的CMC。
在一些实施方案中,洗涤剂可以是非离子表面活性剂、阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、两性离子表面活性剂和/或其混合物。在一些实施方案中,洗涤剂可以是曲拉通TM洗涤剂、曲拉通X-100TM、曲拉通X-305TM、N-十二烷基-β-D-麦芽糖苷(DDM)、油酸钠和/或其混合物。
本发明的螯合剂包含一定比例的洗涤剂:聚合物。如本文所用,这些洗涤剂:聚合物的比例以‘wt/wt’比例表示。即,如果比例是1:1,则使用相同的重量的每一种(例如1g的洗涤剂和1g的聚合物)。此外,如果比例是2:1,则相比于所使用的聚合物的重量,使用两倍重量的洗涤剂(例如,4g的洗涤剂和2g的聚合物)。在本发明的一些实施方案中,洗涤剂:聚合物比例在约1:0.5至约1:1.3的范围内。在本发明的一些实施方案中,洗涤剂:聚合物比例在约1:0.075至约1:1.4的范围内。通常,比例在约1:0.5至约1:1.0的范围内。在本发明的一些实施方案中,洗涤剂:聚合物比例在约1:0.6至约1:0.8的范围内。在本发明的一些实施方案中,洗涤剂:聚合物比例是约1:0.7。在本发明的一些实施方案中,洗涤剂:聚合物比例是约1:0.75。
在本发明的一些实施方案中,螯合剂包含洗涤剂、聚合物和沉淀剂。沉淀剂可用于促进和/或诱导螯合剂的聚集。此类聚集促进了螯合剂从水溶液中的去除。在一些实施方案中,沉淀剂促进和/或诱导螯合剂的絮凝。通常,沉淀剂是酸、二价阳离子和/或其混合物。通常,沉淀剂是乙酸、苹果酸、柠檬酸、酒石酸、富马酸、乳酸和/或其混合物。在一些实施方案中,沉淀剂是磁性部分,其在将磁力暴露于用本发明的螯合剂处理的水溶液时促进聚集。通常,磁性部分是能够被螯合剂螯合的部分。在一些实施方案中,沉淀剂是非水部分,其存在于水溶液中并且能够被螯合剂螯合。
可以通过聚合物上的马来酸基团或其他官能团的质子化或阳离子螯合聚集聚合物。当聚合物稳定了洗涤剂的胶束,这种聚集导致在水溶液中螯合非水部分的凝胶状聚集体的形成。通常,这发生在质子化或阳离子螯合的数分钟内。将本发明的螯合剂混合在水溶液中可以促进更快的并且更完全的聚集。然后凝胶状聚集体可以通过用于分离固体与液体的本领域已知的各种方法去除,包括过滤、重力分离、浮选或电磁方法。一旦从水溶液中分离,聚合物通常可以再生并且重复使用。
本发明的实施方案还提供了试剂盒。本发明的试剂盒提供了用于螯合非水部分与水溶液的组分。通常,试剂盒包含洗涤剂、聚合物和沉淀剂。适合用于本发明的试剂盒的洗涤剂、聚合物和沉淀剂与本文描述的用于螯合剂中的那些相同。在本发明的试剂盒中还可以提供用于使用试剂盒中发现的组分的说明书。本发明的试剂盒可以包含本文描述的螯合剂中的任何一种或多种的组分,并且可以进一步包括用于使用这些组分的说明书。
适合使用本发明的螯合剂处理的水溶液的实例包括但不限于,废水、从工艺中回收的水性材料(例如,污水污泥、动物粪便、食品加工废弃物)、油和天然气废水、使用过的压裂液、工业污水、地下水等。通常,聚集了高达60%的污染物、或高达70%的污染物、或高达80%的污染物、或高达90%的污染物、或高达95%的污染物,或者聚集了超过99%的污染物。使用本发明的螯合剂可以导致具有在处理后,约0.05%至约5%;或约0.05%至约10%或约05%至30%范围内的悬浮固体含量的水溶液。尽管待处理的水溶液的起始pH可以是任何pH,但通常优选具有约2至约11,或更优选地约3至约11,或最优选地约4至约11范围内的pH。此外,尽管待处理的水溶液中碱土金属的浓度可以是任何浓度,但通常优选具有小于约20mM,或小于约5mM,或小于约10mM的浓度。
本发明的实施方案还提供了从水溶液螯合非水部分的方法。该方法可以包括将如本文描述的螯合剂加入到包含非水部分的水溶液,从而形成处理的水溶液。一旦形成处理的水溶液,可以进行从处理的水溶液中去除固体颗粒。固体颗粒的去除可以是为了获得更清洁的水溶液,或者可以是为了获得固体颗粒,或者可以是为了获得更清洁的溶液并且获得固体颗粒二者。在此类方法中,有时在去除固体颗粒前混合和/或搅动处理的水溶液是有益的。此类混合可以促进和/或改善非水部分的螯合和/或可以促进和/或改善聚集。
在本发明的方法中,固体颗粒的去除可以通过过滤、重力分离、浮选和/或电磁吸引中的一种或多种实现。在包括电磁吸引的方法的实施方案中,在固体颗粒的去除前,任选加入磁性部分,例如氧化铁颗粒和/或纳米颗粒。磁性部分的加入可以在加入洗涤剂和/或聚合物和/或沉淀剂和/或混合前或后。磁性部分可以被螯合剂螯合,并且当对磁性部分施加磁力时,被螯合剂螯合的磁性部分可以被磁力吸引或者被磁力排斥,从而促进螯合剂的集中,这可以便利固体颗粒的去除。
在本发明的一些实施方案中,提供了用于将水去污的方法。方法可以包括将洗涤剂加入到污染的水中,加入聚合物,加入一种或多种沉淀剂,以将污染物聚集成凝胶状聚集体,以及从液体中过滤出废弃物固体。
在本发明的一些实施方案中,提供了用于将水去污的方法。该方法可以包括将洗涤剂加入到污染的水中,将包覆在聚合物中的氧化铁纳米颗粒加入到污染的水中,加入沉淀剂,混合以将污染物聚集成凝胶状颗粒,以及用磁力去除废弃物固体。
在一些实施方案中,本发明的方法可以进一步包括在去除固体颗粒后回收聚合物。该方法可以包括用碱中和废弃物产品,溶解聚合物,以及过滤废弃物产品和/或使用两相油/水提取以捕获溶解在水溶液中的聚合物。
在本发明的一些实施方案中,提供了用于回收高价值化学品的方法。该方法可以包括将洗涤剂加入到提取混合物中,加入聚合物,加入沉淀剂以捕获高价值化学品,混合以将高价值化学品聚集成凝胶状颗粒,去除凝胶状颗粒。
实施例
以下实施例例示了本文描述的本发明的实施方案中的一些。这些实施例不以任何方式限制本发明的主旨或范围。
实施例1
水解的聚合物的制备。将3g的SMA 2021TM混合在30mL的1M KOH中,并且在85℃回流3小时。通过经由加入6M HCl并剧烈搅拌来沉淀以从KOH溶液中去除聚合物。在dH20中重悬前,用50mM HCl洗涤沉淀的聚合物3次,并且调节至pH 8以促进解离。
实施例2
将澄清剂配方(0.15%SMA 2021TM,.1%Tx-100)加入到1mL的污染的淡水中,并且通过涡旋混合10秒。使用加入30mM HCl来促进沉淀,然后管翻转(3X)混合。
然后,将聚集体静置5分钟以形成凝胶基质。
实施例3
描述的澄清剂是以1:1至1.4:1比例的SMA和洗涤剂的混合物。为了找到这种比例,将曲拉通X-100TM相对于恒定浓度的SMA进行滴定(表1)。当SMA和曲拉通X-100TM均以0.05%(分别为wt/vol和vol/vol)存在时,形成了捕获所有油的凝胶聚集体。曲拉通X-100TM的密度为1.07g/L,因此实际上是1:1.07wt/wt比例。超过这个比例,过量的曲拉通X-100TM开始使凝胶聚集体解体,并且将油留在溶液中。用SMA的滴定重复逆实验,并且再一次地,发现用于完全捕获油和SMA的最佳比例为1:1.07(wt/wt)(表2)。尽管在这个实验中发现最佳比例为约1:1(wt/wt),但小管中的SMA的量很难用小入口去除。因此,对于将来的实验,将SMA与曲拉通X-100TM的比例降至0.7:1,油捕获效率没有降低。在以前的实验中,还采用了1.4:1(SMA:曲拉通X-100TM)的比例。因此,最佳比例范围可以取为0.07:1至1.4:1的SMA:曲拉通X-100TM(wt/wt)。
表1:不同的洗涤剂浓度对乳化的油的相对凝聚的影响。曲拉通X-100TM对用描述的澄清剂捕获油的影响。在用30mM HCl开始沉淀前,增加包含的曲拉通X-100TM的浓度。报告的值是5分钟后所述沉淀的结果。
表2:不同的聚合物浓度对乳化的油的相对凝聚的影响。SMA对用描述的澄清剂捕获油的影响。在用30mM HCl开始沉淀前,增加包含的SMA的浓度。报告的值是5分钟后所述沉淀的结果。
实施例4
苯乙烯马来酸(SMA)包含重复的马来酸基团,使其对通过酸或二价阳离子的沉淀敏感。地下水中发现的两种常见的二价阳离子是Mg2+和Ca2+。在含有相应的阳离子的缓冲液A中的聚合物滴定发现,在5mM Ca2+和50mM Mg2+中发生了100%的聚合物沉淀(表3和图2A)。用Mn2+完成额外的滴定,在浓度≥10mM时显示出100%的沉淀。这种结果表明二价阳离子对聚合物将显示出不同的沉淀强度。尽管如此,澄清剂仍然有效地从包含高达10mM的浓度的Mg2+和Ca2+阳离子的溶液中去除油,尽管在添加酸之前发生沉淀,仍然有效地回收约75%的油(表4和图2B)。然而,随着二价浓度升高,油回收明显降低,表示以大于10mM的二价阳离子浓度澄清剂无法按要求进行。
表3:二价阳离子对聚合物沉淀(%)的影响。二价阳离子介导的在描述的澄清剂中的SMA的沉淀。将澄清剂(0.075%SMA,0.1%曲拉通X-100TM)加入到补充有所示浓度的二价阳离子的缓冲液A(50mM Tris-pH 7.9,50mM NaCl)中。通过涡旋混合溶液以确保大聚集体的分散,然后在600nm处测量浑浊度。
表4:二价阳离子对澄清剂的油回收效率(%)的影响。补充有所示二价阳离子的缓冲液A中2%N-癸烷的油回收效率。
由于不同的靶标水样品的不同的盐浓度,在50mM、250mM和500mM NaCl下测试澄清剂。由于NaCl浓度的增加,对油回收效率没有显著影响(表5)。同样地,回收效率没有随温度显著变化(表5和图2C)。然而,在1℃下形成的聚集体的性质有明显的变化。在这个温度下,澄清剂产生了聚集在空气-水界面处(数据未显示)的许多较小的聚集体,而不是单一的凝胶状聚集体。然而,重要的是要注意,澄清剂仍然捕获油(表5)。这与不使用洗涤剂的SMA的沉淀形相比,不使用洗涤剂的SMA的沉淀也制备了小聚集体,但不会捕获油或将其自身集中在水的表面(表1)。此外,在较低的温度下集中效果更加完全,所有可用的沉淀物均上升至溶液顶部,而在较高的温度下,一些游离的SMA-曲拉通TM沉淀物仍然悬浮在溶液中,并且没有进入凝胶聚集体。在较高的温度下,凝胶聚集体的形成以大得多的速度发生,在冰上孵育15分钟后实际上未形成聚集体,而在34℃仅30秒后就形成了(表5)。
表5:NaCl和温度对澄清剂的油回收效率(%)的影响。在增加一价盐浓度的情况下,用澄清剂的2%N-癸烷的油回收效率。各自在1℃、21℃和34℃下重复实验三次。用刮刀将沉淀的油/凝胶聚集体从溶液的表面物理去除。在1℃时,油被有效捕获,但当用刮刀将其除去时,凝胶聚集体发生解体。因此,对于在1℃进行的所有实验,用移液管将沉淀物从表面去除。
实施例5
N-十二烷基β-D-麦芽糖苷(DDM)具有与曲拉通X-100TM(分别为0.02%和≈90kDa)类似的临界胶束浓度(0.01%)和胶束尺寸(70kDa)。有趣地,DDM还能够在澄清剂中起作用以形成沉淀的凝胶聚集体。这样可以在测试的三个温度下获得略微较高的提取效率(表6和图2D)。
表6:在不同的温度下,洗涤剂替换对澄清剂的油回收效率(%)的影响。具有可替代的洗涤剂的澄清剂有效性的比较。在1℃、21℃和34℃下,采用包含DDM(0.2%)或曲拉通X-100TM(0.1%)的澄清剂从包含缓冲剂A的溶液中去除油。
实施例6
氧化铁-SMA包覆的纳米颗粒的合成。在0.4M HCl中制备1.3M FeCl2、0.65M Fe2SO4的溶液。除非另外说明,否则所有溶液通过用N2鼓泡30分钟脱气。未溶解的氧化铁通过沃特曼(WhatmanTM)滤纸过滤。然后将20mL的过滤的溶液在3K下离心10分钟,以进一步得到聚集的或未溶解的铁的小颗粒。去除10mL的上清液,并且在20-30分钟的过程中,在剧烈的搅拌下逐滴加入到(脱气的)0.9M NaOH中。完全加入溶液后,让黑色的沉淀物继续搅拌额外的30分钟。将铁颗粒倒入小瓶中,并且使用磁铁集中所产生的磁性颗粒。用脱气的水通过旋转沉淀颗粒(3K 10分钟)洗涤颗粒3次。取出丸状物,然后重悬于.01M HCl(50mL)中。这应该形成小纳米颗粒,因此颗粒中的一些此时不会旋转沉淀出。旋转沉淀溶液,并且在500uL的HCl0.01M HCl中重悬丸状物。将该溶液逐滴加入到90℃的pH 9的0.3%SMA(50mL)(脱气的)。在90℃对溶液鼓泡30分钟以确保颗粒形成。去除加热,并且通过离心(3K 10分钟)分离颗粒。用MQ水洗涤颗粒2次,然后放回在20mL的MQ水中。使用动态光散射分析颗粒尺寸。这将得到具有低PDI(约0.3)的溶液,具有0.4nm的平均粒径。一旦用0.2uM过滤器(PVDF)过滤,则PDI将提高至0.15,具有140nm的平均粒径。确认颗粒仍然受到磁场影响。如果存在SMA,则在酸的存在下,颗粒应该显示出对磁场更快的响应,因为颗粒在酸性溶液中由于SMA沉淀而聚集。
实施例7
由于缺少芳香族基团,二-异丁基马来酸是更容易降解的另一种阴离子嵌段共聚物。
使用0.1%曲拉通X-100TM的DIBMA(以0.025%、0.05%和0.1%)的滴定在1:1的浓度时导致油的完全包封。结果在图4A中显示。
在澄清剂中用DIBMA替代SMA导致相似的油回收效率(表7),表明含有疏水性官能团以及马来酸的其他嵌段共聚物可以在澄清剂中起作用。
表7:在室温(21℃)下,聚合物替换对澄清剂的油回收效率(%)的影响。二-异丁烯-共-马来酸(DIBMA)可以替换SMA以快速地凝结并且聚集乳化的油。使用聚合物与洗涤剂的1:1配方,从0.5%油-水混合物中的油回收。通过从水表面舀出凝结的聚合物去除凝结的油。
实施例8
为了确保洗涤剂和聚合物二者被截留在絮凝物中,测量了澄清的溶液和丸状的絮凝物的吸光度。因此发现,98%的澄清剂(聚合物和洗涤剂)被保留在丸状物中,而仅1.9%被留在溶液中(表8)。
表8:洗涤剂和SMA包封在凝结的絮凝物中。澄清剂添加剂在加入酸后完全去稳定。Tx-100和SMA二者均在280nm处吸收。澄清剂(0.05%Tx-100,0.05%SMA)在酸诱导的聚集前后的定量以起始吸光度值的百分比表示。通过离心去除凝结的絮凝物,将其溶解在等体积的碱中,并且重新测量吸光度以确认Tx-100的捕获。报告了三个独立的实验的标准偏差。
实施例9
澄清剂对捕获正癸烷和土壤细粒混合物的作用。在悬浮的土壤细粒和沉淀物中加入澄清剂导致溶液的快速澄清。由于土壤细粒不易沉降,因此凝结会增加它们的有效重量,并且可以通过简单的溶液沉降产生更好的澄清(表9)。注意,在加入澄清剂后,几乎所有的土壤细粒都沉降了,因此测量的浑浊度的大部分是由于未结合到沉降的细粒中的凝结的聚合物。然而,过滤步骤的加入能够在凝结后从溶液中有效地去除所有的土壤细粒以及自由漂浮的絮凝物(表9)。此外,SMA包覆的磁性纳米颗粒的加入,然后澄清剂的加入,还通过施加磁场来进行水的更有效的澄清(表9)。没有澄清剂的情况下,磁性纳米颗粒的作用很小至没有作用,并且土壤细粒太小而不能有效地过滤(表9)。
表9:澄清剂处理结合去除方法对澄清悬浮的土壤细粒的效果。水污染报告为相对浑浊度(在550nm处测量的吸光度)。通过反渗透纯化的水具有0的相对浑浊度。纳米磁体播撒包括SMA包覆的磁性纳米颗粒的加入以及磁场的施加以加快溶液的沉降和澄清。悬浮的土壤细粒的捕获。获取污染的水的实验设置如下:5克的预湿的土壤用200微升的正癸烷污染。通过用0.1%曲拉通X-100TM溶液洗涤来处理土壤。随后的洗脱液用澄清剂处理,以使水澄清,并且去除乳化的油和悬浮的土壤细粒以便处理。将土壤洗涤洗脱液在MQ水中稀释2倍,并且在加入酸前加入0.05%SMA。报告的值是在对土壤洗脱液进行选定的处理后的上清液的浑浊度测量值。仅在存在澄清剂的情况下,使用纳米磁体播撒结合磁场以快速地脱水絮凝物,产生澄清的溶液。
实施例10
用SMA 2021TM和曲拉通X-100TM形成的纳米网的尺寸排阻洗脱谱。
将非离子型洗涤剂曲拉通X-100TM与SMA聚合物制剂(SMA2021TM)以1:1质量比(0.02%质量/体积)混合,引起纳米网的自组装。SMA 2021TM是一种非均相聚合物制剂,具有Mn(g/mol)=12,000,以及21,000的Mw(g/mol)。曲拉通TM洗涤剂胶束当与柱介质相互作用时分散,稍后在色谱中洗脱(4.5mL,图5A)。SMA聚合物的加入稳定了洗涤剂胶束,使得洗涤剂和聚合物一起洗脱,约3.7mL(图5B)。单独的SMA聚合物是完全可溶的,并且在2.8mL处以尖峰洗脱(图5C)。
实施例11
SMA 2021TM和油酸钠形成的纳米网的尺寸排阻洗脱谱。
将离子型洗涤剂油酸钠与SMA聚合物制剂(SMA 2021TM)以1:1质量比(0.2%质量/体积)混合,引起纳米网的自组装。可替代地,注入等量的仅聚合物或仅洗涤剂。SMA 2021TM是一种非均相聚合物制剂,具有Mn(g/mol)=12,000,以及21,000的Mw(g/mol)。油酸钠洗涤剂胶束非常大(30nm),并且在尺寸排阻色谱的空白中洗脱(1.6mL,图6A)。单独的SMA聚合物是完全可溶的,并且在2.8mL处以尖峰洗脱(图6B)。SMA聚合物的加入引起聚合物和洗涤剂胶束的自组装,使得洗涤剂和聚合物一起洗脱,约1.7mL(图6C)。
以下实施例12和实施例13使用下表中的至少一种洗涤剂,并且表提供了这些洗涤剂的一些相关性质。
实施例12
起始洗涤剂的胶束尺寸对纳米网形成是重要的。
图7A描绘了使用形成<20kDa胶束的洗涤剂的1:1(wt/wt)纳米网配方的尺寸排阻色谱的结果。具有β-辛基葡萄糖苷、油酸钠以及月桂基二甲胺的纳米网配方经历蒸馏水中的尺寸排阻色谱。通过将洗涤剂与相同的聚合物SMA 2000TM以1:1TM以1:1wt/wt比在蒸馏水中混合来制备纳米网。通过280nm处的UV吸收来追踪纳米网。所有这三种形成非胶束的洗涤剂的结果基本上相同。
图7B描绘了如以上图7A设置的相同的实验的结果,除了其重复并且包含使用十二烷基-麦芽糖苷(DDM)作为洗涤剂(由箭头指出)的额外的纳米网。所有形成非胶束的洗涤剂(β-辛基葡萄糖苷、胆酸钠和月桂基二甲胺)的结果基本上相同并且与图7A中的结果中显示的基本上相同,但形成了胶束的DDM纳米网显示出洗脱曲线向左偏移。
图7C描绘了用聚合物(SMA 2000TM)洗涤剂混合物形成的酸沉淀的絮凝物的结果。每一种测试的洗涤剂形成不同尺寸的胶束(如实施例11所示,0.8kDa、4kDa、8kDa、17kDa和72kDa)。结果显示,用0.8kDa、4kDa和8kDa的胶束制备的纳米网在可见浑浊度方面没有显著改善。用17kDa的胶束制备的纳米网在可见浑浊度方面显示出较小的改善,而用72kDa的胶束制备的纳米网在絮凝上显示出巨大的改善,因此去除了浑浊度。
图7D以图表方式描绘了8种不同的聚合物混合物(SMA 2000TM+:无洗涤剂(即仅SMA2000TM)、胆酸钠(胆酸盐)、脱氧胆酸钠(DOC)、β-辛基葡萄糖苷(β-OG)、月桂基二甲胺n-氧化物(LDAO)、辛基苯酚乙氧基化物(TX-305)、n-十二烷基β-D-麦芽糖苷(DDM)以及油酸钠(油酸盐)的絮凝物聚集体(通过轻微离心刺激)之间的关系。图表中的圆圈是指起始胶束尺寸,并且图表中的正方形是指相对浑浊度。注意,聚合物+TX-305的圆圈和正方形在约相同的位置,并且彼此重叠。仅形成纳米网的混合物显示出增加的絮凝物聚集。
实施例13
纳米网形成和絮凝的比例的证明。
使用四种不同比例的SMA 2000TM聚合物与曲拉通X-305TM来制备四种不同的螯合剂。然后将这四种螯合剂中的每一种加入到2%N-癸烷的溶液中。第一种(图8A)具有0:1的比例(SMA:TX-305)。第二种(图8B)具有1:1.4的比例(SMA:TX-305),并且因为在混合物中有太多洗涤剂,所以沉淀反应效率低,导致差的絮凝。第三种(图8C)具有1:0.7的比例(SMA:TX-305),并且因为纳米网有效地形成,所以絮凝的有效的,以及得到的溶液是澄清的并且捕获了油。第四种(图8D)具有1:0的比例(SMA:TX-305),并且因为聚合物被延伸,所以聚合物产生了难以从溶液中去除并且无法有效捕获油的大的泥状物。
尽管本文公开了本发明的各种实施方案,但根据本领域技术人员的公知常识,可以在本发明的范围内做出许多适应和修改。此类修改包括用已知的等同物替代本发明的任何方面,以便以基本上相同的方式获得相同的结果。数值范围包括限定所述范围的数字。此外,提供数值范围,使得除了在没有范围的情况下具体列举列举的范围内的各个值之外,还列举值的范围。单词“包括”在本文中用作开放式术语,基本上等同于短语“包括但不限于”,并且单词“包括”具有相应的含义。如本文所用,单数形式(“一个/一种(a)”、“一个/一种(an)”以及“所述(the)”)包括复数指代物,除非上下文另外明确指出。因此,例如,提及“一种东西”包括多于一个的此类东西。本文引用的参考文献并非承认此类参考文献是本发明的现有技术。此外,在说明书的背景技术章节中出现的材料并非承认此类材料是本发明的现有技术。通过援引并入本文的任何优先权文件就像每一个单独的优先权文件被具体地并且单独地指出以通过援引并入本文一样,并且好像在本文中详细阐述了一样。本发明包括基本上如上文所述的并且参考实施例和附图的所有实施方案和变型。
Claims (47)
1.用于从水溶液中螯合非水部分的螯合剂,包含:
a)洗涤剂;以及
b)聚合物,所述聚合物可用于稳定洗涤剂胶束的形成,由此使得所述洗涤剂和所述聚合物在暴露于所述水溶液时自组装成纳米网。
2.如权利要求1所述的螯合剂,进一步包含沉淀剂。
3.如权利要求2所述的螯合剂,其中所述沉淀剂选自由以下组成的组:酸、二价阳离子及其混合物。
4.如权利要求2所述的螯合剂,其中所述沉淀剂选自由以下组成的组:乙酸、苹果酸、柠檬酸、酒石酸、富马酸、乳酸、盐酸、硫酸和磷酸。
5.如权利要求1至4中任一项所述的螯合剂,其中所述洗涤剂选自由以下组成的组:非离子表面活性剂、阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、两性离子表面活性剂及其混合物。
6.如权利要求1至5中任一项所述的螯合剂,其中所述洗涤剂选自由以下组成的组:曲拉通TM、曲拉通X-100TM、曲拉通X-305TM、N-十二烷基-β-D-麦芽糖苷(DDM)、油酸钠及其混合物。
7.如权利要求1至6中任一项所述的螯合剂,其中当去除所述聚合物时,所述洗涤剂胶束会去稳定。
8.如权利要求1至6中任一项所述的螯合剂,其中当去除所述聚合物时,所述洗涤剂胶束不会去稳定。
9.如权利要求1至8中任一项所述的螯合剂,其中所述洗涤剂是非离子表面活性剂。
10.如权利要求1至9中任一项所述的螯合剂,其中所述聚合物是嵌段共聚物。
11.如权利要求1至9中任一项所述的螯合剂,其中所述聚合物选自由以下组成的组:苯乙烯-马来酸(SMA)、二-异丁基马来酸及其混合物。
12.如权利要求1至11中任一项所述的螯合剂,其中所述聚合物具有3000g/mol至约25,000g/mol的范围内的分子量。
13.如权利要求1至11中任一项所述的螯合剂,其中所述聚合物具有约22,000g/mol的分子量。
14.如权利要求1至13中任一项所述的螯合剂,其中所述聚合物是水溶性的。
15.如权利要求1至14中任一项所述的螯合剂,其中所述聚合物是生物可降解的。
16.如权利要求1至15中任一项所述的螯合剂,其中洗涤剂:聚合物的比例在约1:0.5至约1:1.3的范围内。
17.如权利要求1至15中任一项所述的螯合剂,其中洗涤剂:聚合物的比例在约1:0.5至约1:1.0的范围内。
18.如权利要求1至15中任一项所述的螯合剂,其中洗涤剂:聚合物的比例在约1:0.6至约1:0.8的范围内。
19.如权利要求1至15中任一项所述的螯合剂,其中洗涤剂:聚合物的比例是约1:0.7。
20.如权利要求1至19中任一项所述的螯合剂,其中所述洗涤剂能够形成具有不小于约10kDa的尺寸的胶束。
21.如权利要求1至19中任一项所述的螯合剂,其中所述洗涤剂能够形成具有不小于约40kDa的尺寸的胶束。
22.如权利要求1至19中任一项所述的螯合剂,其中所述洗涤剂能够形成具有不小于约40kDa并且不大于约300kDa的尺寸的胶束。
23.用于从水溶液中螯合非水部分的试剂盒,所述试剂盒包含:
a)洗涤剂;
b)聚合物,所述聚合物可用于稳定洗涤剂胶束的形成,由此使得所述洗涤剂和所述聚合物在暴露于所述水溶液时自组装成纳米网;以及
c)沉淀剂。
24.如权利要求23所述的试剂盒,其中所述沉淀剂选自由以下组成的组:酸、二价阳离子及其混合物。
25.如权利要求23所述的试剂盒,其中所述沉淀剂选自由以下组成的组:乙酸、苹果酸、柠檬酸、酒石酸、富马酸、乳酸、盐酸、硫酸和磷酸。
26.如权利要求23至25中任一项所述的试剂盒,其中所述洗涤剂选自由以下组成的组:非离子表面活性剂、阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、两性离子表面活性剂及其混合物。
27.如权利要求23至26中任一项所述的试剂盒,其中所述洗涤剂选自由以下组成的组:曲拉通TM、曲拉通X-100TM、曲拉通X-305TM、N-十二烷基-β-D-麦芽糖苷(DDM)、油酸钠及其混合物。
28.如权利要求23至27中任一项所述的试剂盒,其中在不存在所述聚合物的情况下,所述洗涤剂不形成稳定的胶束。
29.如权利要求23至27中任一项所述的试剂盒,其中在不存在所述聚合物的情况下,所述洗涤剂形成稳定的胶束。
30.如权利要求23至29中任一项所述的试剂盒,其中所述洗涤剂是非离子表面活性剂。
31.如权利要求23至30中任一项所述的试剂盒,其中所述聚合物是嵌段共聚物。
32.如权利要求23至30中任一项所述的试剂盒,其中所述聚合物选自由以下组成的组:苯乙烯-马来酸(SMA)、二-异丁基马来酸及其混合物。
33.如权利要求23至32中任一项所述的试剂盒,其中所述聚合物具有约3000g/mol至约25,000g/mol的范围内的分子量。
34.如权利要求23至33中任一项所述的试剂盒,其中所述聚合物具有约22,000g/mol的分子量。
35.如权利要求23至34中任一项所述的试剂盒,其中所述聚合物是水溶性的。
36.如权利要求23至35中任一项所述的试剂盒,其中所述聚合物是生物可降解的。
37.如权利要求23至36中任一项所述的试剂盒,其中洗涤剂:聚合物的比例在约1:0.5至约1:1.3的范围内。
38.如权利要求23至36中任一项所述的试剂盒,其中洗涤剂:聚合物的比例在约1:0.5至约1:1.0的范围内。
39.如权利要求23至36中任一项所述的试剂盒,其中洗涤剂:聚合物的比例在约1:0.6至约1:0.8的范围内。
40.如权利要求23至36中任一项所述的试剂盒,其中洗涤剂:聚合物的比例是约1:0.7。
41.如权利要求23至40中任一项所述的试剂盒,其中所述洗涤剂能够形成具有不小于约10kDa的尺寸的胶束。
42.如权利要求23至40中任一项所述的试剂盒,其中所述洗涤剂能够形成具有不小于约40kDa的尺寸的胶束。
43.如权利要求23至40中任一项所述的试剂盒,其中所述洗涤剂能够形成具有不小于约40kDa并且不大于约300kDa的尺寸的胶束。
44.从水溶液中螯合非水部分的方法,所述方法包括将权利要求1至22中任一项的螯合剂加入到包含非水部分的所述水溶液中,由此形成处理的水溶液,然后从所述处理的水溶液中去除固体颗粒。
45.如权利要求44所述的方法,进一步包括在去除固体颗粒前混合。
46.如权利要求44或45所述的方法,其中所述去除固体颗粒包括选自由以下组成的组中的至少一种:过滤、重力分离、浮选以及电磁吸引。
47.如权利要求46所述的方法,其中所述去除固体颗粒包括电磁吸引,并且所述方法进一步包括在去除所述固体颗粒前,将磁性部分加入到所述处理的水溶液中。
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