DE69412286T2

DE69412286T2 - Verwendung von blattförmigen materialien für festphasenextraktionen und festphasenreaktionen

Info

Publication number: DE69412286T2
Application number: DE69412286T
Authority: DE
Inventors: Simon S. Saint Paul Mn 55133-3427 Fung; Donald F. Saint Paul Mn 55133-3427 Hagen; Paul E. Saint Paul Mn 55133-3427 Hansen
Original assignee: Minnesota Mining and Manufacturing Co
Current assignee: 3M Co
Priority date: 1993-12-22
Filing date: 1994-12-08
Publication date: 1998-12-03
Anticipated expiration: 2014-12-09
Also published as: EP0735920B1; US5702610A; US5688370A; WO1995017247A1; CA2177983A1; DE69412286D1; JP3785438B2; JPH09507786A; EP0735920A1

Description

Diese Erfindung betrifft die Verwendung blattförmiger Materialien in der Trenntechnik, d.h. in Festphasenextraktions-(SPE) und Festphasenreaktions-(SPR)verfahren.
Festphasenextraktions-(SPE)verfahren setzen spezifische Feststoffteilchen ein, die durch Ionenaustausch, Komplexbildung, Erzeugung kovalenter Bindungen, Größenausschluß oder sorbierende Mechanismen wechselwirken, wodurch Moleküle und/oder Ionen aus Fluiden, wie Wasser oder Luft, in denen sie gelöst sind, gebunden und entfernt werden. Die Ionen oder Moleküle können zum Zweck der quantitativen oder qualitativen Bestimmung, oder in einigen Fällen zur Einengung oder Entsorgung nachfolgend aus den Feststoffteilchen eluiert werden.
Festphasenreaktions-(SPR)verfahren verwenden ebenso spezifische, reaktive Feststoffteilchen als Reaktanten gegenüber Molekülen oder Ionen, die in Fluiden, wie Luft oder Wasser, gelöst sind. Die gelösten Moleküle oder Ionen werden mittels chemischer Umsetzung mit den reaktiven Feststoffteilchen umgewandelt, wodurch (ein) Reaktionsprodukt(e) bereitgestellt werden, die gesammelt, analysiert usw. werden können.
Die Verwendung von Membranen oder blattförmigem Material für SPE-Verfahren wurde in Analytica Chimica Acta, 236, (1990) 157-164 beschrieben, wobei analythaltige Fluide mit Sorbensteilchen, die in einer inerten Poly(tetrafluorethylen)-(PTFE) Fasermatrix eingeschlossen sind, in Kontakt gebracht wurden. Das Verfahren wurde auch in LC/GC, 9(5), (1991) 332-337 beschrieben. Von kleinen Teilchen mit großer Oberfläche konnte in diesem Verfahren gezeigt werden, daß sie gegenüber in Säulen oder Hülsen gepackten Teilchen einen kinetischen Vorteil bereitstellen.
US-Patent-Nr. 4,810,381 beschreibt ein chromatographisches blattförmiges Material, umfassend PTFE-Fibrillen, die darin sorbierende Einzelteichen eingeschlossen haben. Die PTFE-Fibrillen werden während des Einschlußverfahrens der sorbierenden Einzelteilchen in situ aus einer PTFE-Dispersion erzeugt, wenn das blattförmige Material gerade erzeugt wird.
Zahlreiche natürliche Fasern werden in Form von Breien, wie Cellulosebrei, durch im allgemeinen als "Naßförmier-" verarbeiten bekannte, klassische Papierherstellungsverfahren in blattförmiges Material umgewandelt. Die allgemeine Vorgehensweise zur Erzeugung von Papier aus natürlichem Brei auf Wasserbasis, beispielsweise Cellulose, ist natürlich sehr alt. Solche blattförmigen Materialien sind auf dem Fachgebiet als nützliche Substrate für Papierchromatographie bekannt. Cellulosebögen sind im allgemeinen lediglich zur Abtrennung von hydrophilen Verbindungen nützlich.
Papierartige blattförmige Materialien wurden, wie in US-Patent-Nr. 2,999,788 offenbart, aus synthetischen Polymeren hergestellt.
US-Patent-Nr. 4,529,663 lehrt ein blattförmiges Material für Dichtungen, umfassend Ton, Calciumsilikat, Cellulosefasern, organische Polymerbindemittel und fibrillierte Poly(aromatisches Amid). US-Patent-Nr. 4,608,089 beschreibt verbesserte Zementmatrixverbundstoffe, umfassend Polyethylenkapillaren, Cellulosebrei und Portlandzement.
US-Patent-Nr. 4,737,394 lehrt einen öl-adsorbierenden fasrigen Gegenstand, umfassend Polyethylen oder Polypropylen, der mit einem elastischen Faden, wie Spandex -Elastomerfaden, angenaht ist.
US-Patente-Nrn. 4,384,957 und 4,512,897 beschreiben eine Molekulartrennsäule zur Verwendung in der Hochdruck-Flüssigchromatographie (HPLC), umfassend einen Behälter und eine Vielzahl an Fasern einer porösen Naßformiermatrix, die darin Einzelteilchen immobilisiert hat. Der Ausdruck "Säule" wird als "beliebiger Behälter, der gewöhnlich aber nicht notwendigerweise zylindrische Gestalt hat, mit einer Gesamttiefe von wenigstens einem Zentimeter und vorzugsweise großer als zwei Zentimeter" definiert.
US-Patent-Nr. 5,026,456 (Hesler, et al., Dupont) beschreibt Aramidpapiere hoher Porosität (d.h. ein aromatisches Polyamid, das üblicherweise für Poly(p-phenylen terephthalamid) und/oder Poly(m-phenylenisophthalamid) steht), umfassend Brei aus sowohl frischen Fasern als auch zuvor getrockneten (d.h. gebrauchten oder wiederverwerteten) Fasern. Die Papiere sollen eine größere Porosität als diejenigen besitzen, die nur aus frischem Faserbrei hergestellt wurden.
Die Japanische Patentanmeldung Kokai 63 232,814 (zwei Zusammenfassungen) (Daicel Chemical Industries) beschreibt Filterpapiere für die Mikrofiltration von Flüssigkeiten, umfassend entweder zwei verschiedene Längen von Kevlar -Faser oder ein Gemisch aus Kevlar - und Cellulosefasern, von dem berichtet wird, daß es für physikalische Filtration von Mikroteilchen aus wäßrigen Suspensionen nützlich ist. Festphasenextraktionverfahren werden nicht offenbart.
Das japanische Patent Kokai HEI3 [1991]-119200 offenbart ein poröses Glaspapier, das aus einem Gemisch aus Glasfasern und fibrillierten, hitzebeständigen organischen Fasern, wie aromatischen Polyamidfasern, hergestellt wird. Das poröse Glaspapier wird als ein Element in einem Gerät zur Reinigung von Luft verwendet.
"Radiation Effects on Polymers", ACS Symposium Series 475, American Chemical Society, Washington, DC 1991, Kapitel 15 (S. 251 - 261) betrifft Elektronenstrahlhärten von aramidfaserverstärkten Verbundstoffen. In der Literatur werden Aramidfasern besprochen, insbesondere Poly(p-phenylenterephthalamid), Kevlar , das als eine Folge seiner hochgradig aromatischen Struktur Strahlungsbeständigkeit besitzt.
Kurz gesagt, betrifft die vorliegende Erfindung die Verwendung eines blattförmigen Gegenstands (auch blattförmiges Material genannt) für wenigstens einen der Vorgänge Festphasenextraktion und Festphasenreaktion, wobei der blattförmige Gegenstand wenigstens einen sorbierenden Polymerbrei umfaßt, ausgewählt aus
1) Aramidbrei oder Derivate davon,
2) ein Gemisch aus Aramidbrei oder einem Derivat davon mit Polyolefinbrei oder Polyacrylnitrilbrei oder fibrilliertem Polytetrafluorethylen, und
3) ein Gemisch aus Polyacrylnitrilbrei mit Polyolefinbrei, wobei der blattförmige Gegenstand einen Wasserkontaktwinkel von höchstens 30 Grad, eine Dicke von weniger als 10 mm besitzt und mittels eines Naßformierverfahrens hergestellt wird, wobei der blattförmige Gegenstand ferner wenigstens einen der Stoffe sorbierende und reaktive Einzelteilchen umfaßt, wobei der Gegenstand ein poröser blattförmiger Festphasenextraktions- oder Reaktionsgegenstand zum Sorbieren oder Reagieren von molekularen oder ionischen Species ist, die in Fluiden gelöst sind.
Das Polymer ist hydrophil und im wesentlichen nicht quellbar; der Wasserkontaktwinkel wird auf einem Goniometer, Gaertner Scientific Corp., Chicago, IL, gemessen. In einer bevorzugten Ausführungsform betrifft die Erfindung blattförmige Gegenstände, wobei der Polymerbrei aus Derivaten (d.h. chemischen Abwandlungen) von Poly(p- oder m- phenylenterephthalamid), stärker bevorzugt methyliertem Poly(p-phenylenterephthalamid) zusammengesetzt ist. Mit Derivaten ist Umsetzung eines Breimaterials, z.B. mit einer Carbonyl- oder Amidgruppe daran, mit chemisch reaktiven Species, beispielsweise LiAlH&sub4;, Bortrifluorid, Diazomethan, Acetylchlorid und dergleichen gemeint. Die in der Erfindung verwendeten blattförmigen Materialien sind in Trennungen und als ein reaktives Medium nützlich. Die sorbierte Verunreinigung kann an den Polymerbrei des blattförmigen Materials physikalisch gebunden werden.
In einem weiteren Gesichtspunkt betrifft die vorliegende Erfindung die Verwendung des vorstehend beschriebenen blattförmigen Materials, das ferner wenigstens einen der Stoffe sorbierende und reaktive Einzelteilchen umfaßt.
In einem weiteren Gesichtspunkt betrifft die vorliegende Erfindung die Verwendung, Rückgewinnung, erneute Breibereitung und erneute Verwendung des in der Erfindung verwendeten blattförmigen Materials.
In noch einem weiteren Gesichtspunkt wird die Verwendung zur Abtrennung von Metallionen, vorzugsweise radioaktiven Metallionen, aus Lösungen offenbart. Metallionen können an Einzelteichen, die im erfindungsgemäßen blattförmigen Material verstrickt sind, binden und können aus Lösungen entfernt werden.
Es wird angenommen, daß es auf dem Fachgebiet neu ist, in der Trenntechnik, vorzugsweise für Festphasenextraktions und Festphasenreaktionsverfahren blattförmige, fasrige Kompositmaterialien zu verwenden, die durch "Naßformier"-Verfahren aus synthetischen Polymerbreien, umfassend kleine, kinetisch wirksame sorbierende oder/und chemisch reaktive Einzelteilchen, hergestellt wurden. Es ist überraschend, daß fasrige, blattförmige Materialien, die aus bestimmten synthetischen, maßig hydrophilen Polymeren, vorzugsweise Poly(p-phenylenphthalamid), verkauft unter dem Handelsnamen Kevlar (DuPont), hergestellt werden, in Festphasenextraktionsverfahren nützlich sind, um Verunreinigungen in Lösungen selbst bei Abwesenheit von verzahnten Einzelteilchenmaterialien zu binden.
In dieser Anmeldung:
bedeutet "Basisgewicht" das Gewicht des Einzelteilchen- oder Füllstoffmaterials je Einheitsfläche des blattförmigen Materials;
bedeutet "hydrophil" mit einer relativ hohen Oberflächenpolarität, beispielsweise im Bereich von 0,5 bis 0,8, und mit einer hohen Adsorptionskapazität für Wasser, z.B. mit einer Feuchtigkeitsrückgewinnung bei 50 %-iger Feuchtigkeit von wenigstens 5 - 6 Gewichts-% des Gesamtgewichts;
bedeutet "hydrophob" mit einer niedrigen Oberflächenpolarität im Bereich von 0,1 bis weniger als 0,5;
bedeutet "Normalphasensystem" ein Verfahren unter Verwendung einer stärker polaren stationären Phase mit einer weniger polaren mobilen Phase, um die Trennung der molekularen Species zu bewirken;
bedeutet "Teilchen" oder "Einzelteilchen" ein Teilchen mit regelmäßiger oder unregelmäßiger Gestalt mit einer mittleren Größe (größter Durchmesser) im Bereich von 0,1 bis 100 Mikrometer, vorzugsweise im Bereich von 1 bis 30 Mikrometer, und stärker bevorzugt im Bereich von 5 bis 20 Mikrometer;
bedeutet "Polymerbrei" Kapillarteilchen, die üblicherweise ausgefranst sind, d.h. in einem durchgescheuerten oder zerlumpten Zustand, mit einer hohen spezifischen Oberfläche, und einer hohen Adsorptionskapazität für Wasser;
bedeutet "reaktiv" die Fähigkeit eine chemische Reaktion einzugehen;
bedeutet "Reversphasensystem" ein Verfahren unter Verwendung einer weniger polaren stationären Phase mit einer stärker polaren mobilen Phase, um die Trennung molekularer Species zu bewirken;
bedeutet "Festphasenextraktion" (SPE) ein Verfahren, welches eine feste Phase verwendet, um Klassen molekularer Species aus Fluidphasen, wie Gasen und Flüssigkeiten durch sorbierende, Ionenaustausch-, komplexbildende, Größenausschluß (molekulare Filtration), Affinitäts-, ionenpaarende usw. Mechanismen zu isolieren;
bedeutet "Festphasenreaktion" (SPR) ein Verfahren, welches eine reaktive Festphase zur Durchführung chemischer Umwandlungen, wie Oxidation, Reduktion, Veresterung usw., für bestimmte molekulare Species in einer Fluidphase verwendet;
bedeutet "sorbierend" oder "Sorption" oder "Sorbens" die Fahigkeit zu Aufnahme und Festhalten durch entweder Absorption oder Adsorption;
bedeutet "im wesentlichen nicht quellbar" Vorliegen einer Volumenänderung von weniger als 0,5, vorzugsweise weniger als 0,1, am stärksten bevorzugt von weniger als 0,01, wobei die Volumenänderung anhand der Formel
Änderung = (Vg-Vo)/Vo
berechnet wird, in der Vg das Volumen des gequollenen Einzelteuchens und V&sub0; das Volumen des trockenen Einzelteuchens ist; und
bedeutet "thermische Desorption" ein Verfahren zur thermischen Rückgewinnung flüchtiger Verbindungen, die an einer festen stationären Phase ohne Verwendung von eluierenden Lösungsmitteln sorbiert wurden
Im Gegensatz zu den Lehren nach dem Stand der Technik wurde gefunden, daß ein einheitliches Blatt, umfassend einen oder mehrere fasrige Breie und blattförmige Kompositmaterialien, umfassend kleine, kinetisch wirksame, sorbierende oder chemisch reaktive Teilchen, die mit wenigstens einem synthetischen Polymerbrei verzahnt sind, in fasriger Blätterform unter Verwendung eines "naßformierenden" oder "papiererzeugenden" Verfahrens hergestellt werden kann, wobei die Blätter beim Bereitstellen eines gewünschten Mediums für wenigstens einen der Vorgänge Festphasenextraktionen und -reaktionen für analytische und Verfahrensanwendungen nützlich sind. Es wurde gefunden, daß Mischungen oder Gemische verschiedener Breie und aktiver Einzelteuchen besonders nützlich sind, um die Kompositgegenstände im Hinblick auf die Steuerung der Eigenschaften, wie Absorptionsvermögen, Reaktivität, gesteuerte Hydrophobie/Hydrophilie, hydrolytische Beständigkeit, Porosität, thermische Beständigkeit, Strahlungsbeständigkeit und Faltfähigkeit zu optimieren. Das in der Erfindung eingesetzte blattförmige Material kann Glas enthalten, die in der Erfindung eingesetzten blattförmigen Materialien sind aber vorzugsweise frei von Glasfasern.
Der in der vorliegenden Erfindung verwendete blattförmige Gegenstand kann ein einheitliches Blatt sein, einen einzelnen sorbierenden fasrigen Brei oder eine Mischung fasriger Breie umfassend, oder ein blattfbrmiges Kompositmaterial mit sorbierenden oder reaktiven Teilchen, die darin verzahnt sind. Die maßig hydrophilen fasrigen Breie können Hauptfasern, die von vielen kleineren änhaftenden Fibrillen umgeben sind, umfassen, was zu einem Material mit großer Oberfläche führt. Die Hauptfaser kann im allgemeinen eine Länge im Bereich von 0,8 mm bis 4,0 mm und einen mittleren Durchmesser im Bereich von weniger als 1 bis 20 Mikrometer, vorzugsweise weniger als 1 bis 12 Mikrometer aufweisen.
Geeignete, mäßig hydrophile Breie zum Bereitstellen der in der vorliegenden Erfindung eingesetzten blattförmigen Materialien umfassen: Aramidbreie, vorzugsweise Poly(pphenylenphthalamid) (Kevlar , Dupont), und Polyacrylnitril (PAN). Gemische mit hydrophoben Polyolefinbreien, wie wenigstens einer aus Polypropylen und Polyethylen, können ebenso verwendet werden, um die physikalischen und sorbierenden Eigenschaften der blattförmigen Materialien zu optimieren. Die Verhältnisse der maßig hydrophilen Breie zu hydrophoben Breien können von 1 bis 100 Gewichts-% bis zu 0 bis 99 Gewichts-% betragen, vorzugsweise von 10 bis 90 Gewichts-% bis zu 90 bis 10 Gewichts-%.
Einzelteichen, die in die in der vorliegenden Erfindung verwendeten blattförmigen Materialien eingebracht werden können, umfassen Teilchen, die durch Ionenaustausch, Komplexbildung, Erzeugung kovalenter Bindungen, Größenausschluß oder Sorptionsmechanismen wechselwirken, um Moleküle und/oder Ionen aus Fluiden, wie Wasser oder Luft, in denen sie gelöst sind oder mitgeschleppt werden, zu binden und zu entfernen. Einzelteichen, die chemische Reaktionen, einschließlich Redoxreaktionen, eingehen, sind eine besonders nützliche Klasse. Repräsentative Beispiele umfassen anorganische Oxide, wie Siliciumdioxid, Aluminiumoxid und Zirconoxid, sowie Derivate davon, insbesondere beschichtete Derivate, wie Polymerbeschichtungen und Beschichtungen, die kovalent gebunden sind, wie C&sub1;&sub8;-derivatisiertes Siliciumdioxid, und Siliciumdioxid, das mit einem makrocyclischen Liganden, wie beispielsweise in US-Patent-Nr. 4,943,375 (Brigham Young University, Provo, UT) offenbart, gebunden ist, vorzugsweise Kronenether-gebundenes Siliciumdioxid, am stärksten bevorzugt Makrocyclus 18-Krone-6-gebundenes Siliciumdioxid. Weitere nützliche Einzelteichen umfassen organische Polymerharze, wie Styrol, Divinylbenzol und Derivate davon. Die Einzelteichen können Ionenaustauscher-, Komplexbildner- oder chirale Trenneigenschatten aufweisen. Hydrophobe Zeolite, wie Silicalite (UOP, Tarrytown, NY) sind in einem Kevlarblatt besonders nützlich, um flüchtige organische Verbindungen zu isolieren, da beide Bestandteile hochtemperaturbeständig sind. In gewissen Anwendungen kann Kohlenstoff als ein sorbierendes Einzelteichen nützlich sein. Hydrophobe Molekularsiebe können nützlich sein, um organische Materialien, wie Schadstoffe, zu sorbieren. Mit elementarem Gold beschichtetes Aluminiumoxid ist in bestimmten Redoxreaktionen und zur Trennung von elementarem Quecksilber durch Amalgambildung mit elementarem Gold ein nützliches reaktives Einzelteichen.
Die in der vorliegenden Erfindung nützlichen Teilchen weisen vorzugsweise eine mittlere Größe im Bereich von 0,1 bis 100 Mikrometer, vorzugsweise im Bereich von 1 bis 30 Mikrometer, und stärker bevorzugt 5 bis 20 Mikrometer auf Es wurde gefunden, daß eine Teilchengrößenverteilung, die eine bimodale Gestalt (zwei verschiedene Teilchengrößenbereiche) aufweist, hohere Einzelteichenbeladungen für wirksamere SPE-Anwendungen bereitstellen kann.
Bezogen auf das Gesamtgewicht des blattförmigen Materials können Einzelteichen im Bereich von 0 bis 80 Gewichts-%, vorzugsweise 10 bis 45 Gewichts-%, am stärksten bevorzugt 20 bis 40 Gewichts-% vorhanden sein.
Blattförmige Materialien werden durch Dispergieren der Polymerbrei(e) mit oder ohne Einzelteichen hergestellt, vorzugsweise unter Verwendung eines Mischgeräts, in Gegenwart einer geeigneten Flüssigkeit, vorzugsweise Wasser, oder eines mit Wasser mischbaren organischen Lösungsmittels, wie Alkohol oder Wasser-Alkohol. Die Dispersion wird durch ein feines Sieb, das vorzugsweise Poren von etwa 0,14 mm (100 mesh) aufweist, gegossen, um ein nasses Blatt bereitzustellen, das anschließend zur Entfernung von zusätzlicher Flüssigkeit gepreßt wird. Das Blatt wird anschließend getrocknet, vorzugsweise durch Erhitzen, wodurch ein trockenes Blatt mit einer mittleren Dicke im Bereich von etwa 0,1 mm bis weniger als 10 mm, vorzugsweise 0,2 mm bis 9 mm, stärker bevorzugt 0,2 mm bis 8 mm, am stärksten bevorzugt 0,3 mm bis 5 mm, und noch stärker bevorzugt 0,4 bis 3 mm, und einer nachstehend definierten Gurley-Porosität von wenigstens 0,1 Sekunden bereitgestellt wird. Es können bis zu 100 Prozent der Flüssigkeit, vorzugsweise bis zu 90 Prozent entfernt werden. Sofern gewünscht, kann kalandriert werden, um für zusätzliches Pressen oder Vereinigen zu sorgen. In Abhängigkeit von seinen Bestandteilen ähnelt das Blatt porösem, ungeglättetem Papier, das farbig sein kann.
Blattförmige Materialien, umfassend Kevlar, sind besonders nützlich, wenn radiolytische, hydrolytische, thermische und chemische Beständigkeit erwünscht sind. In den meisten Fällen weisen solche Materialien Beständigkeit gegen Quellen auf, wenn sie Lösungsmitteln ausgesetzt werden. Vorteilhafierweise kann Kevlarbrei mit Polyolefinbrei gemischt werden, wodurch eine verformbare oder teilweise thermisch schmelzende Faser bereitgestellt wird, um die physikalischen Eigenschaften des blattförmigen Materials zu verbessern. In einer bevorzugten Ausführungsform wurden die Außenkanten einer Scheibe aus einem Kevlargemisch unter Druck thermisch verschmolzen, um Dochtwirkung an der Randzone vorzubeugen. Thermisches Verschmelzen einer Scheibe aus Kevlargemisch in verschiedenen Mustern kann für spezielle Anwendungen nützlich sein. Kevlar umfassende blattförmige Materialien sind zur Entfernung von radioaktiven Species aus Fluiden aufgrund ihrer Beständigkeit gegen Zersetzung unter dem Einfluß der Strahlung aus dem radioaktiven Zerfall besonders nützlich. Es können beispielsweise radioaktive Metallionen, wie Strontium (Sr) und Cäsium (Cs) in blattförmigen Kompositmaterialien, die Kevlar und bestimmte mittels Kronenether gebundenen Siliciumdioxidteilchen enthalten, gebunden werden.
Die in der vorliegenden Erfindung verwendeten blattförmigen Materialien, umfassend sorbierenden Polymerbrei und sorbierende und/oder reaktive Einzelteichen, besitzen eine gesteuerte Porosität (d.h. sie sind einheitlich porös), und besitzen vorzugsweise eine Gurleydauer von wenigstens 0,1 Sek., vorzugsweise wenigstens 2 - 4 Sekunden, und stärker bevorzugt wenigstens 4 Sek. Das Basisgewicht der blattförmigen Materialien kann im Bereich von 50 bis 5000 g/m², vorzugsweise im Bereich von 100 bis 1000 g/m², am stärksten bevorzugt von 150 bis 400 g/m² liegen.
Wünschenswerterweise kann die mittlere Porengröße des einheitlich porösen blattförmigen Materials im Bereich von 0,1 bis 10 Mikrometer liegen. Hohlraumvolumina im Bereich von 20 bis 80 %, vorzugsweise 40 bis 60 % können nützlich sein. Die Porosität der blattförmigen Materialien kann abgewandelt (erhöht) werden, indem hydrophile oder hydrophobe Hilfsfasern, wie Polypropylen- oder Polyethylenfasern mit größerem Durchmesser oder größerer Steifigkeit in das zu mischende Gemisch eingebracht werden. Die Fasern können eine mittlere Größe von bis zu 20 Mikrometern und eine mittlere Länge von bis zu 4 mm besitzen; die zur Steuerung der Porosität zugegebenen Hilfsfasern sind vorzugsweise nichtsorbierend. Bis zu 99 Gewichts-% der Fasern können Hilfsstoffe sein.
Weitere in der vorliegenden Erfindung nützliche Hilfsfasern schließen Polytetrafluorethylen (PTFE) ein, das in situ fibrilliert werden kann, um zur Verdichtung der vorgeformten Breie beizutragen. Mit Polymer vermischte Fasern sind in blattförmigen Gegenständen, die nicht mit Teilchen beladenen sind, und in teilchenbeladenen blattförmigen Gegenständen nützlich. Gemische aus Kevlar mit PTFE sind besonders nützlich.
Beim Gebrauch werden die in der Erfindung verwendeten blattförmigen Materialien, die auf einem Blatt oder Mull (d.h. eine poröse Verstärkung) aufgebracht sein können, einem Fluid ausgesetzt, welches vorzugsweise eine Flüssigkeit ist, umfassend wenigstens einen zu isolierenden Analyten, im allgemeinen einen Schadstoff, der ein Pestizid, Farbstoff, hydrophobes Öl oder Schmierfett, oder eine semipolare Phenolverbindung, mehrkernige aromatische Verbindungen, flüchtige organische Verbindungen (VOCs) oder dergleichen, sein kann. Es kann wünschenswert sein, das blattförmige Material, das in Form einer Scheibe, gefalteten Patrone usw. sein kann, vor dem Durchleiten des Fluids durch das blattförmige Material vorzufeuchten. Vakuum oder positiver Druck kann angewandt werden, um die Durchflußgeschwindigkeit des Fluids zu beschleunigen.
Die Rückgewinnung des entfernten Analyten kann durch Eluieren aus dem blattförmigen Material unter Verwendung eines geeigneten Lösungsmittels, im allgemeinen eines Alkohols, wie Methylalkohol, bewirkt werden, wodurch eine konzentrierte Form bereitgestellt wird, wie auf dem Fachgebiet bekannt ist, die anschließend analysiert wird.
In der vorliegenden Erfindung eingesetzte, nichtverschmolzene blattförmige Materialien besitzen dahingehend eine zusätzliche wünschenswerte Eigenschaft, daß die Breie und Teilchen erneut verwendet werden können. Nach der Verwendung des blattförmigen Materials für SPE oder SPR und Entfernung aller Schadstoffe daraus, kann das blattförmige Material durch Zerhacken und Dispergieren in einem Mischgerät und Wiederholen der anderen Herstellungsschritte erneut zu einem Brei verarbeitet werden. Das blattförmige Material kann anschließend erneut für eine SPE- oder SPR-Anwendung verwendet werden. Dies kann besonders vorteilhaft und kostengünstig sein in Anwendungen, welche die Sanierung betreffen, bei der große Mengen blattförmigen Materials oder teure sorbierende oder reaktive Einzelteilchen verwendet wurden.
Es ist wichtig die Unterschiede zwischen einer HPLC-Säule, wie vorstehend in US- Patent-Nr. 4,512,897 offenbart, und SPE-Verfahren zu erkennen. HPLC-Säulen sind so entworfen, daß sie eine Abtrennung und mit geeigneten Detektoren eine Untersuchung in Gemischen vorhandener einzelner molekularer Analytspecies in einem Arbeitsschritt durchführen. Säulen ausreichender Länge, die kleine Teilchen mit enger Größenverteilung enthalten, müssen verwendet werden, um wirksame Trennung einzelner, in der Probe vorhandener molekularer Species zu erhalten. Diese Säulen, welche kleine Einzelteichen enthalten, erfordern typischerweise starke Druckpumpen und Geräte, um Fließgeschwindigkeiten des Eluenten zu erhalten, die im Abtrennverfahren nützlich sind. US-Patent-Nr. 4,512,897 lehrt, daß ein breiter Bereich der Teilchengröße eingesetzt werden kann. Es ist auf dem Fachgebiet bekannt, daß wirksame Säulen kleine Teichen mit einem engen Bereich der Größenverteilung erfordern, um Auflösung der einzelnen molekularen Species zu erhalten. Andererseits sind SPE-Säulen oder blattförmige Materialien einfach gestaltet, um Klassen von Analyten für getrennte darauffolgende Analysen zu isolieren und zu konzentrieren. Enge Verteilungen der Teilchengröße sind nicht so wichtig wie bei HPLC-Säulen. SPE- Gegenstände sind für einen Sorptionsschritt und darauffolgenden Desorptionsschritt entworfen, ebenso wie für Niederdruckextraktion und -isolierung von Verbindungsklassen basierend auf ihren chemischen und physikalischen Eigenschaften. Beispielsweise werden viele Schadstoffe, wie Pestizide und mehrkernige aromatische Verbindungen (PNAS) als toxisch betrachtet, weil ihre Hydrophobie ihre Tendenz erhöht, sich in hydrophobem Fettgewebe anzureichern. Eine Art von hydrophoben adsorbierenden Einzelteichen, die verwendet werden um hydrophobe Analyten mittels SPE zu isolieren, ist Siliciumdioxid, an das Octadecylgruppen (C&sub1;&sub8;H&sub3;&sub7;, nachstehend C&sub1;&sub8;) kovalent gebunden sind. Dieses Einzelteichen ist, wenn es in mit SPE-Teilchen gepackten Säulen oder Membranen verwendet wird, wirksam, um hydrophobe Moleküle aus zahlreichen Fluiden, wie Luft und Wasser, zu extrahieren.
Im Gegensatz zu blattförmigen Kompositmaterialien des Standes der Technik, umfassend fibrilliertes PTFE als das fasrige Matrixgewebe, erfordert die vorliegende Erfindung Fasern, die vorgeformt sind. Zusätzlich sind PTFE-Fibrillen ein inertes Material, was im Gegensatz zu erfindungsgemäßen sorbierenden Fasern steht. PTFE-Fibrillen können in den in der vorliegenden Erfindung verwendeten blattförmigen Gegenständen vorhanden sein, sie liegen aber zusätzlich zum vorgeformten sorbierenden Polymerbrei vor.
Die in der vorliegenden Erfindung eingesetzten blattförmigen Materialien sind in analytischen und Sanierungsanwendungen, wo Entfernung von Verunreinigungen aus Fluiden gewünscht wird, nützlich. Durch geeignete Wahl der Breie und Einzelteilchen kann die Entfernung durch Sorption oder chemische Umsetzungen erreicht werden. Wünschenswerte Eigenschaften, wie radiolytische Beständigkeit und thermische Beständigkeit können durch Verwendung von Kevlarbrei im blattförmigen Material ebenso bereitgestellt werden. Dies ermöglicht die Entfernung von radioaktiven Verunreinigungen, z.B. radioaktive Sr- oder Cs- Ionen, aus Fluiden unter Verwendung der erfindungsgemäßen blattförmigen Materialien. In US-Patent-Nr. 4,943,375 offenbarte, mit Siliciumdioxid immobilisierte Kronenether sind zu diesem Zweck besonders nützlich.

UNTERSUCHUNGSVERFAHREN

Gurley-Porosität

Die Untersuchung der Luftdurchlässigkeit wurde unter Verwendung eines Densometers, hergestellt von W & L. E. Gurley Company, Troy, NY, Modell Nr.4110 NY 5826, durchgeführt. "Gurley-Zeiten", "Gurley-Porosität" und Flüssigkeitsfließgeschwindigkeiten sind direkte Funktionen der mittleren Porengröße In der Untersuchung wird die Zeit in Sekunden gemessen, die erforderlich ist, damit 50 Kubikzentimeter Luft unter Druck durch den zu untersuchenden Gegenstand strömt. Längere Zeiten zeigen ein weniger durchlässiges Gewebe und demgemaß kleinere Hohlräume, durch welche die Luft strömt, an.
Im Betrieb wurde eine zu untersuchende Gewebeprobe mit einer runden Querschnittsfläche von ungefähr 645 mm² auf ungefähr 23 bis 24 ºC und 50 Prozent relativer Feuchtigkeit gehalten, und anschließend wurden 50 cm³ Luft bei einem Druck von 124 mm H&sub2;O im vorstehend beschriebenen Densometer durchgeleitet. Das Densometer wurde kalibriert und mit einem Gurley-Teledyne Empfindlichkeitsmesser (Kat. Nr. 4134/4135) betrieben. Die Messung wurde in einer zu einer Standarduntersuchung der Technical Association of the Pulp and Paper Industry, Atlanta, GA, ähnlichen Weise durchgeführt, um den Luftwiderstand von Papier (TAPPI Official Test Method T 460 om-83, hier durch Bezugnahme eingeschlossen) zu messen.

Coulter Porosität

Porengrößen von in der Erfindung verwendeten blattförmigen Materialien wurden mittels eines Coulter-Porometers, Modell PORO-2 (Coulter Electronics, Luton, England) gemessen.

Untersuchung mit Dispers-Rotfarbstoff I

Die Sorbtionsfähigkeit der in der Erfindung verwendeten blattförmigen Materialien wurde wie folgt bewertet:
Eine Scheibe des zu untersuchenden blattförmigen Materials mit 47 mm Durchmesser wurde auf ein Millipore -Vakuumfiltration-Standartgerät (hergestellt von Millipore Corp., Bedford, MA) plaziert, mit wenigen mi Methylalkohol angefeuchtet, mit wenigen ml Wasser gewaschen (wobei darauf geachtet wurde, daß die Scheibenoberfläche nach der Zugabe von Methylalkohol nicht trockenläuft), wonach ein Liter analysenreines Wasser, das gewichtsmäßig 100 ppb Dispers-Rotfarbstoff I (Aldrich Chemical Co.) enthält, unter Verwendung eines Vakuums von 25,4 cm Hg, mit einer gemessenen Fließgeschwindigkeit von 17,9 Minuten je Liter durch die Scheibe gezogen wurde.
Der Farbstoff wurde mit zwei 3 ml-Teilen Methylalkohol (MeOH), die vereinigt und für spektrophotometrische Analyse auf 10 ml Gesamtvolumen aufgefüllt wurden, aus der Scheibe eluiert. Die Ergebnisse wurden als ein Prozentsatz des Farbstoffs der ursprünglichen waßrigen Farbstofflösung, der aus der Scheibe eluiert wird, angegeben. Rückgewinnungen von weniger als 100 Prozent traten auf, wenn (1) der Analyt nicht vollständig durch die sorbierende Scheibe extrahiert wurde oder (2) der Analyt zu stark sorbiert wurde, um vom gewählten Lösungsmittel eluiert zu werden.

Dünnschichtchromatographie (TLC)-Untersuchung für SPE-Anwendungen

Um die Fähigkeit von in der Erfindung verwendeten synthetischen Papieren als SPE- Medien zu wirken zu bewerten, wurde ein Teststreifen mit den Maßen 2,54 cm x 8,89 cm aus dem wie in Beispiel 1 hergestellten blattförmigen Material geschnitten und mit einem Standardfarbstoff oder einem -farbstoffgemisch (d.h. Gemisch 30-03 oder 30-04, Analtech, Newark, DE) betupft. Der Teststreifen wurde unter Anwendung der Standard-TLC-praxis (siehe Poole et al., "Contemporary Practice of Chromatography," Elsevier, New York, 1984) mit Lösungsmitteln wie angegeben entwickelt, und sowohl die Entfernung, die die mobile Phase (Lösungsmittel) zurückgelegt hat, Zf, als auch die Entfernung, die der Probenpunkt zurückgelegt hat, ZS, wurden gemessen. Der Rückhaltefaktor Rf wurde nach Rf = Zs / Zf berechnet. Wenn Rf = 0, hatte sich der Probenpunkt nicht von seinem Ursprung bewegt, was anzeigt, daß der Farbstoff zu fest an die stationäre Adsorbensphase gebunden war, und wenn Rf = 1, hatte sich der Probenpunkt mit der mobilen Phase bewegt, was anzeigt, daß die stationäre Adsorbensphase zum Binden der Farbstoffspecies mit der verwendeten mobilen Phase nicht wirksam war.

Retention von Atrazin

Zur Untersuchung der absorbierenden Eigenschaften der blattförmigen Materialien gegenüber einem typischen Pestizidschadstoff, wurden blattförmige Materialien einer verdünnten wäßrigen Lösung aus Atrazin (6-Chlor-N-ethyl-N'-(1-methylethyl)-1,3,5-triazin-2,4-diamin, erhältlich von Chem Service, Inc., Westchester, PA) ausgesetzt. Eine aus dem erfindungsgemäßen blattförmigen Material ausgeschnittene 47 mm-Scheibe wurde in einer Millipore -Vakuumfiltrations-Standardkolbenanordnung plaziert. Die Scheibe wurde mit 10 fril Methylenchlorid und 10 ml Isopropylalkohol gewaschen, wonach eine 1-Liter-Probe Wasser, die gewichtsmäßig 0,15 Teile pro 1 Milliarde Teile Atrazin enthält, unter Anlegen eines Vakuums von 25,4 cm (10 Zoll) Hg durch die Scheibe gezogen. Als nächstes wurde das sorbierte Atrazin mit 3 x 5 ml Aliquoten Methylalkohol aus der Scheibe eluiert, und die Alkoholeluenten wurden gesammelt und vereinigt, anschließend zur HPLC-Analyse unter Verwendung von UV-Detektion bei 225 nm auf genau 25 ml aufgefüllt. Die Rückgewinnung wurde als Prozentsatz des gesamten Atrazins in der ursprünglichen Wasserlösung angegeben.

Extraktion von Öl

Zur Untersuchung der Fänigkeit der blattförmigen Materialien Öl/Schmierfett/hydrophobe Materialien aus ihren Wassersuspensionen zu extrahieren und zurückzuhalten, wurden die folgenden Untersuchungen durchgeführt:
Aliquote von 20, 200 und 1000 Mikroliter Öl aus den folgenden Quellen wurden zu 1- Liter-Volumina destillierten Wassers gegeben: (a) Pneumatiksclnnieröl (PLO), Gast Manufacturing Corporation, Benton Harbor, MI; (b) Maisöl (CO), Hunt-Wesson Inc., Fullerton, CA; (c) Fett aus Schinkenspeck (BG) aus gebratenen Schinkenspeckscheiben, erhalten von Von Hansons Butchers, Apple Valley, MN.
Eine aus dem erfindungsgemäßen blattförmigen Material ausgeschnittene 47 mm- Scheibe wurde in einer Millipore -Vakuumfiltrations-Standardkolbenänordnung plaziert. Die Scheibe wurde mit 10 ml Methylalkohol gewaschen, wonach eine mit Öl (vorstehend) versetzte 1-Liter-Probe Wasser unter 10 mm (Hg) Vakuum durch die Scheibe gezogen wurde. Anschließend wurde zur Entfernung von eingeschlossenem Wasser 10 Minuten Luft durch die Scheiben gezogen.
Das durch die Scheibe sorbierte Öl wurde anschließend mit 2 x 15 ml Aliquoten Cyclohexan eluiert, um das Öl zu desorbieren, und die Eluenten, welche die desorbierten Öle enthielten, wurden gesammelt und vereinigt und anschließend über wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet.
Um das Natriumsulfat zu spülen wurde das Cyclohexan daraufhin unter Verwendung von 2 x 5 ml Cyclohexan durch einen 0,45 Mikrometer PTFE-Filter abfiltriert. Anschließend wurde in einem trockenen Stickstoffstrom bis zu einem konstanten Gewicht verdampft. Der Prozentsatz der Rückgewinnung der ursprünglichen Ölprobe wurde aufgezeichnet.
Sämtliche erfindungsgemäßen blattförmigen Gegenstände wiesen einen Wasserkontäktwinkel von höchstens 30º auf.
Aufgaben und Vorteile dieser Erfindung werden durch die folgenden Beispiele weiter veranschaulicht, aber die in diesen Beispielen angegebenen einzelnen Materialien und deren Mengen sind ebenso wie andere Bedingungen und Einzelheiten nicht so auszulegen, daß sie diese Erfindung unzulässig begrenzen.

BEISPIELE

Bezugsbeispiel 1. Nichtbeladenes sorbierendes Polymerpapier: Kevlar

Ein Gemisch aus 40 g Kevlar-(Poly(p-phenylenterephthalamid) (von Dupont)) -brei und 1,0 Liter deionisiertes (DI) Wasser wurde 20 Sekunden in einem Mischgerät hergestellt, anschließend in einer Williams Sheet mold (Williams Apparatus Co., Watertown, NY) mit 12 Litern Wasser vermischt. Das Wasser wurde durch ein 930,3 cm² großes poröses Sieb mit Poren von ungefähr 0,14 mm (poröses Sieb, 12 Quadratzoll, 100 mesh) entfernt, wodurch sich ein nasses Blatt ergab, das gepreßt wurde, um zusätzliches Wasser zu entfernen. Das Blatt wurde 20 Minuten auf einem Heizgerüst bei 93 ºC (Williams Apparatus Co., Watertown, NY) getrocknet, wodurch sich ein trockenes Blatt mit 1,02 mm Dicke, das 37,7 g wiegt, mit einer Gurley-Porosität von 15 Sekunden, ergab.
Kalandrieren des Blatts bei 260 ºC durch einen Spalt von 0,43 mm mit einer Geschwindigkeit von 1,52 m/Min ergab ein Blatt von 0,46 mm Dicke mit einer Gurley- Porosität von 56,8 Sekunden. Die Coulter-Porosität des kalandrierten Blatts betrug 0,402 bis 2,442 Mikrometer, mit einer mittleren freien Porengröße von 0,668 Mikrometer.

Beispiel 1. Mit Teilchen beladenes sorbierendes Paier: Kevlar

In einem Labormischgerät wurde eine Dispersion aus 25 g Einzelteilchen (siehe unten) in 200 ml Isopropylalkohol in 20 Sekunden mit 15 g Kevlarfaserbrei in 1,0 Litern DI-Wasser hergestellt. Aus dem wäßrigen Gemisch wurde wie in Bezugsbeispiel 1 beschrieben ein Blatt hergestellt.
1a. In diesem Beispiel war das Einzelteichenmaterial Siliciumdioxid, an das organische, aliphatische C&sub1;&sub8;-Reste (nachstehend "C&sub1;&sub8;"), erhältlich von Varian Sample Prep., Harbor City, CA, mit einer Teilchengröße von 8 - 15 Mikrometer Durchmesser, gebunden waren.
1b. In diesem Beispiel war das Einzelteichenmaterial Styrol-Divinylbenzol-Polymerharz mit einer Teilchengröße von 5 - 10 Mikrometer Durchmesser, erhältlich von Sarasep, Santa Clara, CA.
1c. In diesem Beispiel wurden vier Proben hergestellt. Das Einzelteichenmaterial war hydrophober Markenzeolit der Marke "Silicalite" mit einem mittleren Teilchengrößendurchmesser von 5 Mikrometer, erhältlich von UOP, Tarrytown, NY.
Die in Bezugsbeispiel 1 und in den Beispielen 1a, 1b und 1c beschriebenen blattförmigen Materialien wurden auf ihre Gurley-Porosität, Coulter-Porosität und Retention von Dispers- Rotfarbstoff I hin untersucht, was in nachstehender Tabelle I aufgeführt ist. TABELLE I(a) TABELLE I(a) (Fortsetzung) TABELLE I(b) TABELLE I(b) (Fortsetzung)
¹ Pulplus Polyethylenbrei, erhältlich von Dupont; das Gewicht ist das Bruttogewicht eines Blatts mit 60 % Feststoffen (wäßrig)
² Pulpex Polypropylenbrei, erhältlich von Hercules, Wilmington, DE
³ CFF 111-3 Polyacrylnitrilbrei, erhältlich von American Cyanamid Co.; das Gewicht ist das Bruttogewicht eines Blatts mit 33 % Feststoffen (wäßrig)
&sup4; Styrol-Divinylbenzolharz, Durchmesser 5 - 10 Mikrometer, erhältlich von Sarasep, Santa Clara, CA
&sup5; Silicalite ist ein siliciumdioxidreicher Zeolit, erhältlich von UOP
&sup6; Empore C&sub1;&sub8; ist ein mit Siliciumdioxid-C&sub1;&sub5;-Teilchen beladenes Polytetrafluorethylen Gewebe, erhältlich von Varian Sample Prep., Harbor City, CA
&sup7; Die mittlere Siliciumdioxid-C&sub1;&sub8;-Teilchengröße betrug 40 Mikrometer

Bezugsbeispiel 2. Nichtbeladenes sorbierendes blattförmiges Material, Polyethylen:Acryl

Hydrophile blattförmige Materialien wurden aus insgesamt 20 g eines Gemischs aus Pulplus Polyethylen(PE)-Brei (E. I. Dupont & Co., Wilmington, DE) und Faserbrei, umfassend ein Copolymer mit mehr als 90 % Polyacrylnitril (PAN) und weniger als 10 % Methylmethacrylat, erhältlich von American Cyanamid Co., Milton, FL, mittels der in Bezugsbeispiel 1 beschriebenen Vorgehensweise hergestellt. Die Gurleyzahlen für Blätter verschiedener Zusammensetzung sind in Tabelle II aufgeführt. TABELLE II
Blätter aus diesen gemischten Fasern wurden wie vorstehend beschrieben unter Verwendung von Dünnschichtchromatographie-(TLC)verfahren auf ihre hydrophoben und adsorbierenden Merkmale hin untersucht. Die Ergebnisse sind in Tabelle III aufgeführt.
Es wurde gefunden, daß lediglich aus PAN hergestellte Blätter, wenn sie mit polaren Lösungsmitteln, wie Isopropanol-Wasser-Lösungsmittel (200 bis 1000 ml) in Kontakt gebracht wurden, ein nicht annehmbares Ausmaß des Quellens zeigten. Die entstandenen blattförmigen Materialien legten sich beim Trocknen in Falten und wurden unregelmäßig. Gemische aus PAN- mit PE-Breien stellten ein formbeständiges blattförmiges Material bereit. TABELLE III
(a) Rf = Rückhaltefaktor
Die in Tabelle III aufgeführten Ergebnisse zeigen, daß das Papier aus Bezugsbeispiel 2 b, umfassend 97 % Acrylbrei und 3 % Polyethylen, selbst ohne sorbierende Füllstoffteichen dünnschichtchromatographische Trenneigenschaften zeigte.

Bezugsbeispiel 3. Nichtbeladenes sorbierendes blattförmiges Material: Kevlar-Polyethylen-Gemisch

3 a. Ein hydrophiles blattförmiges Material wurde in der in Bezugsbeispiel 1 beschriebenen allgemeinen Weise aus 15 g nassem Polyethylenbrei (Pulplus , von Dupont als ein nasses Blatt mit 60 % Feststoffen erhältlich) hergestellt, der mit 10 g Kevlar -Brei in 1 Liter deionisiertem Wasser (DI) 20 Sekunden gemischt wurde. Das getrocknete blattförmige Material war 0,43 mm dick und besaß eine Gurley-Zahl von 4 Sekunden. Das Blatt wurde bei 110 ºC mit einer Geschwindigkeit von 1,52 m/Min durch einen 0,23 mm-Spalt bis auf eine Enddicke des Blatts von 0,38 mm kalandriert. Die Eigenschaften dieses Blatts sind vorstehend in Tabelle I aufgeführt.
3 b. In einer zu Bezugsbeispiel 3a änlichen Weise wurde aus 10 g Kevlarbrei und 17,05 g nassem Polyethylenbrei ein Blatt hergestellt, wodurch sich ein Blatt mit einem Trockengewichtsverhältnis von Kevlar zu Polyethylen von ungefahr 1:1 ergab. Die Eigenschaften dieses Blatts sind vorstehend in Tabelle I aufgeführt.

Bezugsbeispiel 4. Nichtbeladenes sorbierendes blattförmiges Material: Kevlar-Polypropylen-Gemisch

Ein hydrophiles blattförmiges Material wurde in der in Bezugsbeispiel 1 beschriebenen allgemeinen Weise aus 10 g Polypropylenbrei (Pulpex , erhältlich von Hercules) gemischt mit 10 g Kevlar -Brei in 1 Liter deionisiertem Wasser (DI) in 20 Sekunden. Das getrocknete blattförmige Material war 0,64 mm dick und besaß eine Gurley-Zahl von 4 Sekunden. Das Blatt wurde bei 110 ºC mit einer Geschwindigkeit von 1,52 m/Min durch einen 0,23 mm- Spalt bis auf eine Enddicke des Blatts von 0,41 mm kalandriert. Die Eigenschaften dieses Blatts sind vorstehend in Tabelle I aufgeführt.

Beispiel 2. Teilchenbeladenes blattförmiges Material: Kevlar - Polyethylen - C&sub1;&sub8;-Siliciumdioxid

Ein blattförmiges Material wurde aus einer waßrigen Aufschlämmung aus 14 g Kevlar -Fasern, 10,2 g Polyethylenbrei (Pulplus ) mit 60 % Feststoffen und 20 g C&sub1;&sub8;- gebundenen Siliciumdioxidteichen in 1 Liter Wasser nach dem Verfanren aus Bezugsbeispiel 1 hergestellt. Die Eigenschaften dieses Blatts sind vorstehend in Tabelle I aufgeführt.

Beispiel 3. Teilchenbeladenes blattförmiges Material: Kevlar - Polypropylen - Silicalite

Blattförmiges Material wurde aus Kevlar -Brei, Polypropylenbrei (Pulpex , erhältlich von Hercules) und 20 g Silicalite-Teichen (mittlere Teilchengröße 5 Mikrometer), die in 200 ml Isopropylalkohol suspendiert waren, hergestellt, wobei alles 20 Sekunden in 1 Liter deionisiertem Wasser gerührt wurde, anschließend gemaß dem Verfahren aus Bezugsbeispiel 1 zu einem Blatt verarbeitet. Die Eigenschaften der mittels dieses Verfahrens hergestellten Blätter sind vorstehend in Tabelle I aufgeführt.

Sorbierende blattförmige Materialien: Polyacrylnitril (PAN)

Blattförmig Materialien, umfassend Polyacrylnitrilfasern und Additive dazu, wurden wie folgt hergestellt. Das Polyacrylnitril wurde als "CFF 111-3 ml Acrylic pulp" von American Cyanamid Co., Milton, FL, erhalten und umfaßt nasses blattförmiges Material mit 30 % Feststoffen, welches aus einem Gemisch aus mehr als 90 % Polyacrylnitril und weniger als 10 % Methylmethacrylat zusammengesetzt ist.

Bezugsbeispiel 5.

30 g (Naßgewicht) CFF 111-3 wurden 20 Sekunden in 1,0 Liter Wasser gemischt. Gemaß dem Verfahren aus Bezugsbeispiel 1 wurde ein Blatt hergestellt. Das getrocknete Blatt wog 12,5 g.

Beispiel 4a.

Blattförmiges Material wurde aus einem Gemisch aus 64 g CFF 111-3 und 20 g C&sub1;&sub8;- gebundenen Siliciumdioxidteichen, die in 200 ml Isopropylalkohol suspendiert wurden hergestellt, wobei alles 20 Sekunden in 1 Liter deionisiertem Wasser geruhrt wurde, und anschließend gemaß dem Verfahren aus Bezugsbeispiel 1 zu einem Blatt verarbeitet.

Beispiel 4b.

Blattförmiges Material wurde aus einem Gemisch aus 64 g CFF 111-3 und 20 g Silicalite-Teichen (mittlere Teilchengröße 5 Mikrometer), die in 200 ml Isopropylalkohol suspendiert wurden, hergestellt, wobei alles 20 Sekunden in 1 Liter deionisiertem Wasser geruhrt, und anschließend gemaß dem Verfahren aus Bezugsbeispiel 1 zu einem Blatt verarbeitet wurde.

Bezugsbeispiel 6a.

Blattförmiges Kompositmaterial, umfassend Polyacrylnitril- und Polyethylenbrei, wurde durch Mischen von 3,0 g (Naßgewicht) Pulplus -Polyethylenbrei und 55 g CFF 111-3 in 1 Liter Wasser in 20 Sekunden hergestellt, und anschließend wurde gemaß dem Verfahren aus Bezugsbeispiel 1 ein Blatt erzeugt.

Bezugsbeispiel 6b

In der Weise von Bezugsbeispiel 6a wurde aus 17 g Pulplus -Polyethylenbrei und 30,2 g CFF 111-3 so ein Blatt hergestellt, daß das Trockengewichtverhältnis der Fasern ungefahr 1:1 betrug.
Die Eigenschaften der Polyacrylnitrilblätter sind vorstehend in Tabelle 1 aufgeführt.

Beispiel 5. Blattförmiges Kompositmaterial: Polyethylen- C&sub1;&sub8;-Siliciumdioxid (Vergleich)

Blattförmiges Material, umfassend Polyethylenbrei und C&sub1;&sub8;-Siliciumdioxid, wurde gemaß Bezugsbeispiel 1 hergestellt.
5a. Ein Gemisch aus 18 g Pulplus-Polyethylenbrei (Dupont) als ein nasses Blatt mit 60 % Feststoffen, wurde mit 12 g C&sub1;&sub8; gebundenem Siliciumdioxid in 1 Liter Wasser 20 Sekunden gemischt, wonach aus dem Gemisch ein Blatt aus Kompositmaterial gegossen wurde.
5 b. Ein Gemisch aus 37,6 g Pulplus-Polyethylenbrei und 25 g C&sub1;&sub9; gebundenem Siliciumdioxid wurde wie in Beispiel 5a beschrieben zu einem blattförmigen Material verarbeitet.
5 c. Ein Gemisch aus 22,5 g Pulplus-Polyethylenbrei und 20 g C&sub1;&sub8; gebundenem Siliciumdioxid wurde wie in Beispiel 5a beschrieben zu einem blattförmigen Material verarbeitet.
5 d. Ein Gemisch aus 14,0 g Kevlar, 6,0 g PE-Brei und 20,0 g C&sub1;&sub8; gebundenem Siliciumdioxid wurde wie in Bezugsbeispiel 1 beschrieben zu einem blattförmigen Material verarbeitet.
Die vier vorstehenden Blätter wurden auf die Fähigkeit der Öl- und Fettabsorption hin untersucht. Die Ergebnisse sind in nachstehender Tabelle IV aufgeführt. TABELLE IV

Bezugsbeispiel 7. SPE-Eigenschaften von chemisch modifiziertem Kevlar

Um die Wirkung der chemischen Modifizierung von funktionellen Gruppen (aromatische, Carbonyl, Amid) von Kevlar auf sorbierende Eigenschaften von in der Erfindung verwendeten blattförmigen Materialien zu bestimmen, wurden vorgeformte Kevlarblätter wie folgt modifiziert:

Bezugsbeispiel 7a. Diazomethan

Eine 47 mm-Scheibe, umfassend ein wie in Bezugsbeispiel 3b beschriebenes 1:1- Gemisch aus Kevlar- und Polyethylenbrei wurde 30 Minuten in 5 ml einer Diethyletherlösung getaucht, die mit Diazomethan, welches aus Diazald -Reagens hergestellt wurde, das von Aldrich Chemical Co. erhältlich ist, gesättigt war. Gasentwicklung zeigte an, daß eine Umsetzung stattgefunden hatte. Die Scheibe wurde aus dem Reaktionsmedium entfernt, mit Wasser, gefolgt von Methanol gewaschen, und 16 Stunden bei 30 ºC in einem Vakuumofen und einem Vakuum von 66 cm Hg getrocknet. Die Scheibe wurde wie in nachstehender Tabelle V gezeigt auf Adsorption und Rückgewinnung von Dispers-Rot 1-Farbstoff hin untersucht.

Bezugsbeispiel 7b. Bortrifluorid

Eine 47 mm-Scheibe (Bezugsbeispiel 3b) wurde 30 Minuten in 5 ml einer 12 %-igen Lösung von Bortrifluorid in Methanol (BF&sub3; - MeOH, erhältlich von Eastman Kodak Co., Rochester, NY) eingetaucht. Es wurde eine Verstärkung der normalerweise schwachgelben Farbe des Reagens bemerkt. Die Scheibe wurde wie vorstehend entfernt, gewaschen und getrocknet. Die Untersuchungsergebnisse sind in nachstehender Tabelle V aufgeführt.

Bezugsbeispiel 7c Lithium-Aluminumhydrid

Eine 47 mm-Scheibe (Bezugsbeispiel 3b) wurde 30 Minuten in 5 ml einer gesättigten Diethyletherlösung von Lithium-Aluminumhydrid (LiAlH&sub4;, erhältlich von Aldrich Chemical Co., Milwaukee, WI) eingetaucht. Die Scheibe wurde wie vorstehend entfernt, gewaschen und getrocknet. Die Untersuchungsergebnisse sind in nachstehender Tabelle V aufgeführt.

Bezugsbeispiel 7 d Acetylchlorid

Eine 47 mm-Scheibe (Bezugsbeispiel 1) wurde in eine Lösung von Dimethylformamid (DMF), die 10 Volumenprozent Acetylchlorid enthält (erhältlich von Pierce Chemical Co., Rockford, IL), eingetaucht. Nach 30 Minuten wurde die Scheibe entfernt, zwischen zwei Lagen Tissuetüchern getrocknet, anschließend 16 Stunden in einem Vakuumofen bei 50 ºC und 66 cm Hg Vakuum getrocknet. Die Untersuchungsergebnisse sind in nachstehender Tabelle V aufgeführt.
Die chemisch modifizierten Materialien aus Bezugsbeispiel 7 wurden auch auf die Rückgewinnung von Fluorescein-Farbstoff hin wie folgt untersucht: eine 40 ppm-Farbstofflösung wurde durch Zugabe von 2,0 ml einer Fluoresceinstammlösung (20 ug/ml) auf ungefahr 1 Liter Reagenswasser hergestellt. Ein Liter des farbstoffhaltigen Wassers wurde durch jede der in Tabelle V aufgeführten Scheiben unter 10 mm Hg Vakuum geleitet. Vor der Verwendung wurde jede Scheibe mit Aceton und Methanol gewaschen, anschließend mit Methanol konditioniert. Nachdem das Wasser verarbeitet war, wurde der zurückgehaltene Farbstoff mit 3 x 5 ml Methanol eluiert, und die vereinigten Eluenten wurden gesammelt, volumenmaßig auf 25,0 ml verdünnt, und spektrophotometrisch mittels UV-VIS bei 230 nm analysiert. Die Ergebnisse sind in nachstehender Tabelle V aufgeführt. TABELLE V
Die in Tabelle V aufgeführten Ergebnisse zeigen, daß chemische Modifizierung von funktionellen Gruppen an Kevlar sorbierendes und Trennverhalten der Scheiben deutlich abändert. Es wurde bemerkt, daß Dispers-Rot I-Farbstoff an acetyliertes Kevlar (Bezugsbeispiel 7d) fest gebunden wurde, wie durch die verbleibende Rotfärbung der Scheibe nach Eluieren mit Methanol nachgewiesen wurde.

Bezugsbeispiel 8 Porosität und adsorbierende Eigenschaften Modifizierung von Kevlar

Gemaß Bezugsbeispiel 1 wurde unter Verwendung von 20 g Kevlarbrei (als Bezugsbeispiel 8a bezeichnet) ein blattförmiger Gegenstand hergestellt.
Teile des Blatts aus Bezugsbeispiel 8a (äls Bezugsbeispiel 8b - e bezeichnet) wurden getrocknet, gewogen und im Hinblick auf Durchmesser und Dicke vermessen. Bezugsscheiben 8b und 8c wurden in DMF eingetaucht und konnten 30 Minuten bei Zimmertemperatur einweichen. Die gequollenen nassen Scheiben wurden aus der Lösung genommen und anschließend zwischen zwei Lagen Tissuepapier sanft gepreßt, um überschüssiges DMF-Lösungsmittel zu entfernen. Die Scheiben wurden anschließend 16 Stunden in einem Vaknumofen bei 50 ºC getrocknet. Daraufhin wurden die Scheiben erneut gewogen und die Abmessungen gemessen. Bezugsscheiben 8d und 8e wurden wie vorstehend behandelt, mit der Ausnahme, daß das DMF-Lösungsmittel 10 Gewichts-% Acetylchlorid enthielt. Alle Scheiben, die DMF und Acetylchlorid ausgesetzt wurden, zeigten eine kleine Gewichtszunahme von ungefähr 3 Prozent. Die Durchmesser nahmen lediglich moderat von 47 auf ungefähr 48 Millimeter zu. Die Scheibendicke nahm jedoch von 0,69 mm auf 0,96 mm bemerkenswert zu.
Scheiben aus Bezugsbeispielen 8b und 8d wurden unter Verwendung des Coulter Porometers wie in Tabelle VI aufgeführt auf Porosität hin untersucht. Die Scheiben aus Bezugsbeispiel 8c und 8e wurden wie in Bezugsbeispiel 1 beschrieben mit Dispersrot 1- Farbstoff auf sorbierende Eigenschaften untersucht. Die Ergebnisse der Untersuchungen sind in nachstehender Tabelle VI aufgeführt. Es ist leicht erkennbar, daß das sorbierende Verhalten des mit Acetylchlorid behandelten Kevlars (Bezugsbeispiel 8e) im Hinblick auf die Dispersrot I-Untersuchung abgeändert wurde. Es ist ebenso erkennbar, daß das Quellen mit DMF ein Mittel zur Erhöhung der Porosität des blattlörmigen Kevlarmaterials bereitstellt. Scheiben verbleiben nach dem Trockenen gequollen und sind für weiteres unerwünschtes Quellen und Porositätsänderungen während SPE-Verfahren weniger anfällig. Vorquellen und anschließendes Trocknen der Breifasern vor der Blatterzeugung stellt ebenso porösere Blätter bereit. TABELLE VI
PS = Porengröße; MFP = mittlere freie Porengröße

Bezugsbeispiel 9 Gemische aus Polyethylen und Kevlar

Nachstehend in Tabelle VII aufgeführte, ausgewählte Mengen an Kevlar- und Polyethylenbrei wurden 20 Sekunden in 1 Liter Wasser gemischt. Anschließend wurden Blätter nach dem in Bezugsbeispiel 1 beschriebenen Verfahren hergestellt. Die Meßdaten in Tabelle VII zeigen, daß die Blattporosität durch Verwendung von Gemischen aus Kevlar- und Polyethylenbrei gesteuert werden kann. TABELLE VII

Beispiel 6 Gemische aus Polypropylen, Kevlar und Silicalite

Ein Verbundmaterial aus Polypropylen und Kevlarbrei, das in jedem Fall 20 g Silicälite in Isopropanol enthält, wurde in 1 Liter Wasser hergestellt und 20 Sekunden gemischt. Anschließend wurden Blätter nach dem in Bezugsbeispiel 1 beschriebenen Verfahren hergestellt. Die Meßdaten in nachstehender Tabelle VIII zeigen, daß die Porosität des blattförmigen Kevlarmaterials durch Verwendung von Gemischen aus Kevlar- und Polypropylenbrei im Silicaliteverbund gesteuert werden kann. TABELLE VIII
Die Meßwerte aus Beispiel 6 zeigen, daß die Blattporosität in Gegenwart von sorbierenden Einzelteichen, wie Silicalite durch Steuern des Verhältnisses von Kevlar- zu Polyolefinbrei gesteuert werden kann.

Beispiel 7. Adsorption von Lösungsmittel

In Beispiel 1c(iii) beschriebenes blattförmiges Material, umfassend Kevlar- und Silicalite-Einzelteichen, wurde auf sorbierende Eigenschaften, die für SPE nützlich sind, wie folgt untersucht: Eine Scheibe mit einem Durchmesser von 16 Millimeter, die 0,0586 Gramm wiegt, wurde aus dem blattförmigen Material geschnitten und in den beheizten Hohlraum einer herköminlichen Vorrichtung zur "Head-space-Analyse" eines Gaschromatographen, der zur Analyse von in festen Materialien vorhandenem restlichem Lösungsmittel (residual solvent analysis, RSA) verwendet wird, plaziert. Diese Vorrichtung nimmt schrittweise Proben und untersucht die flüchtigen Bestandteile, die beim Erhitzen der Probe unter kontollierten Temperatur- und Zeitbedingungen freigesetzt werden. Sie besitzt den Nutzen der Bestimmung der Desorptionsgeschwindigkeit von flüchtigen Bestandteilen aus Polymerfilmen und anderen Feststoffen. Die Reihenfolge der Freisetzung der flüchtigen Bestandteile ergibt kinetische Meßdaten für Verarbeitungszwecke und analytische Zwecke. Die Scheibe wurde im Hohlraum zuerst 25 Minuten bei 150 ºC hitzegereinigt, um beliebige, zuvor angereicherte flüchtige Materialien zu entfernen. Sie wurde anschließend einem Gemisch flüchtiger organischer Verbindungen (VOCs), nämlich Benzol, Toluol und m-Xylol, ausgesetzt.
Das VOC-Gemisch wurde wie folgt hergestellt: 0,005 ml Benzol und 0,05 ml Toluol wurden zu 5,0 ml m-Xylol gegeben. Ein 0,001 ml-Anteil dieses Gemischs wurde auf die Oberfläche der hitzegereinigten Scheibe gespritzt, die anschließend in den erhitzen Hohlraum plaziert und unter Verwendung des RSA-Gaschromatographieverfahrens auf den Gehalt an flüchtigen Bestandteilen hin untersucht wurde. Dies stellt einen Standard zum Kalibrieren des Geräts dar. Ein zweiter 0,001 mi-Anteil wurde in einen ein-Liter-Glasbehälter gegeben, in den eine hitzegereinigte Scheibe plaziert worden war. Nach 70 Minuten wurde die Scheibe aus dem Behälter entfernt und zur Desorption und Analyse der Dämpfe, die durch den Scheibengegenstand adsorbiert worden waren, in den erhitzten Hohlraum plaziert. Nachstehende Tabelle IX zeigt die als eine Peakfläche ausgedrückten Meßdaten vom Ansprechen des Flammenionisationsdetektors von flüchtigen Bestandteilen, die von der Scheibe adsorbiert und nachfolgend durch die thermischen Bedingungen des erhitzten Hohlraums desorbiert wurden. Es wurden sechs Durchgänge angewandt, um die Desorptionskinetik festzustellen. Andernfalls konnte die Nettomenge der über die thermischen Desorptionsschritte freigesetzten flüchtigen Bestandteile in einem Schritt erreicht werden unter Verwendung eines auf dem Fachgebiet als "kryogenes Fokusieren" bekannten Verfahrens, in dem die Summe der flüchtigen Bestandteile, die durch Erhitzen in Gegenwart von kontinuierlichem Spülen mit Trägergas freigesetzt wurden, am Kopf einer gekühlten Chromatographiesäule kondensiert werden. Die Säule wird nachfolgend erhitzt, wodurch ein "Pfropfen" von angereicherten flüchtigen Bestandteilen freigesetzt wird, wodurch das Abtrenn- und Meßverfahren eingeleitet wird. TABELLE IX
Von Kevlar ist bekannt, daß es bei Temperaturen, die 400 ºC erreichen, und Silicalite bei Temperaturen von über 800 ºC beständig ist. Dieses Beispiel zeigt, daß blattförmiges Kevlarmaterial, zusätzlich dazu, daß es als ein Mittel zum Einfangen sorbierender Einzelteichen wirkt, auch als ein sorbierendes Medium wirken kann. Silicalite ist für seine Fähigkeit bekannt, Gerüche und flüchtige Verbindungen zu adsorbieren. Die Kombination von Kevlar und Silicalite stellt ein Mittel zum Durchführen von SPE in einem weiten Bereich von organischen Verbindungen aus Fluiden, wie Luft und Wasser, bereit. Die thermische Beständigkeit dieser Kombination ermöglicht thermische Desorption von sorbierten Verbindungen im Gegensatz zu Lösungsmitteldesorption, wie sie bei SPE nach dem Stand der Technik praktiziert wird. Thermische Beständigkeit des Polymermaterials ist äußerst wichtig, sodaß polymere Zersetzungsprodukte nicht die quantitativen Messungen der desorbierten organischen Verbindungen stören.

Beispiel 8. Adsorption von Phenolverbindungen

Ebenso wurden Kevlar und auch Gemische aus SDVB und Siliciumdioxid-C&sub1;&sub9; auf ihren Nutzen bei SPE von Phenolverbindungen, von denen bekannt ist, daß sie Hauptschadstoffe sind, untersucht. Diese Verbindungen sind in nachstehender Tabelle X aufgelistet, und Rückgewinnungen werden mit teuchenbeladenen PTFE-(handelsübliches Empore ) und PE- Gegenständen nach dem Stand der Technik verglichen. Zwei Proben blattflörmiger Materialien mittels Verwendung der Vorgehensweise aus Beispiel 1b hergestellt, ausgenommen, daß PTFE (4 g Teflon 30-B, Dupont, Wilmington, DE), eingesetzt als eine Emulsion mit 60 % Feststoffen, beziehungsweise 8 g Fluon AD057 (ICI, Exton, PA), eingesetzt als eine Emulsion mit 25 % Feststoffen, zugegeben wurden.
Die Untersuchung wurde wie folgt durchgeführt: Zu 500 ml deionisiertem Wasser wurden Aliquote von jedem der zehn Phenole so zugegeben, daß die Endkonzentration von jedem Phenol in der Wasserprobe 100 ppb betrug. Der pH-Wert des Gemischs wurde mit 1, N waßriger HCl auf 2,0 eingestellt, wonach insgesamt 10 Gewichts-% festes Natriumchlorid unter Rühren in der Lösung gelöst wurde. Die entstandene Probe wurde durch eine 47-mm Scheibe des zu untersuchenden blattförmigen Materials, wie in nachstehender Tabelle X gezeigt, unter 25,4 cm (Hg) Vaknum gezogen. Die Scheiben wurden mit 3 x 5 ml Tetrahydrofuran (THF) eluiert und die Eluenten wurden vereinigt, mit zusätzlichem THF auf 25 ml eingestellt und mittels HPLC unter Verwendung von Uv-Detektion auf den Phenolgehalt hin untersucht. Die Ergebnisse sind in nachstehender Tabelle X aufgeführt. TABELLE X
¹ von Varian Sample Preparations, Inc., Harbor City, CA, als EMPORE -Scheibe erhältlich
² enthält Teflon 30-B-Fibrillen
³ Enthält Fluon AD057 PTFE-Fibrillen
Die Tabelle zeigt, daß in den meisten Fällen Gegenstände, die Kevlarbrei und herkömmliche sorbierende Teichen, wie SDVB, umfassen, eine bessere Rückgewinnung der meisten dieser Phenole ergaben als Gegenstände ohne sorbierende Teichen. Die Teilchenbeladung des PTFE - SDVB-Materials betrug 80 Prozent, wänrend die Teilchenbeladung der Proben 1a, 1b, 2b und der PTFE-haltigen Materialien typischerweise weniger als 50 Gewichts-% betrug.

Beispiel 9. Festphasenreaktion unter Verwendung von goldbeschichteten Aiuminiumoxidteilchen

20 g Kevlarbrei wurden mit 20 g goldbeschichtetem Aiuminiumoxid, hergestellt aus Aluminiumoxid-Einzelteichen (Scientific Adsorbents Inc., Atlanta, GA), in 1 Liter Wasser in 20 Sekunden gemischt. Die aktiven Einzelteichen in diesem blattförmigen Gegenstand umfaßten 41,3 Gewichts-% des Gesamtgewichts des Gegenstands nach dem Trocknen. Die Blattdicke betrug 1,02 mm, und die Gurley-Porosität betrug 2,7 Sekunden. Das Aluminiumoxid war zuvor wie folgt mit Gold beschichtet worden: 20 g Aluminiumoxid wurden mit 200 ml Methyl-t-butylether (MTBE, erhältlich von Aldrich Chemical Co., Milwaukee, WI) gemischt. Diese Aufschlämmung wurde anschließend mit 200 mi MTBE, die 300 mg AuCl&sub3; enthalten (erhältlich von Aldrich Chemical Co., Milwaukee, WI), unter schnellem Rühren vermischt. Einhundert ml einer Lösung, umfassend 0,07 Teile 37- prozentigen Formaldehyd in Wasser, 0,21 Teile Aceton und 0,72 Teile MTBE, wurden anschließend zugegeben, um das auf dem Aluminiumoxid aufgetragene Goldchlorid zu reduzieren. Nach 3 Stunden wurden die Einzelteichen mittels Filtration entfernt und mit 2 x 300 ml Ethanol gewaschen. Darauf erfolgte Waschen mit 300 mi 1 N NaOH, gefolgt von 3 x 300 mi Wasser. Die Einzelteichen wurden mittels Futration entfernt und 18 Stunden bei 90 ºC in einem Vakuumofen getrocknet.
Das blattförmige Material, welches unlösliches, elementares Gold enthält, wurde anschließend auf seine Reaktivität gegenüber Cyanidlösungen unter basischen Bedingungen in Gegenwart von gelöstem Sauerstoff bewertet, um wie in Gleichung 1 gezeigt, lösliche Au(CN)&sub2;&supmin;-Ionen zu erzeugen:

Gleichung 1: Au&sup0; + 2CN&supmin;¹) Au(CN)&sub2;&supmin;¹

Ein 10 ml-Aliquot einer wäßrigen, mit Natriumhydroxid auf einen pH-Wert von 11,0 eingestellten Testlösung, das als Blindprobe eingesetzt wurde, wurde mit einer Fließgeschwindigkeit von 0,5 ml je Minute durch die Scheibe geleitet. Der Eluent wurde zur nachfolgenden Analyse auf den Gehalt an löslichem Gold unter Verwendung eines TJA-61E- Spektrometers mit induktiv gekoppeltem Plasma (ICP) (Applied Research Laboratories, Valencia, CA) bei 242,7 Nanometern Wellenlänge gesammelt. Ein 10 ml-Aliquot einer Natriumcyanid-Lösung, umfassend 1 ug je ml Cyanidion je ml, mit Natriumhydroxid auf einen pH-Wert von 11,0 eingestellt, wurde anschließend mit einer Fließgeschwindigkeit von 0,5 ml je Minute durch die Scheibe geleitet und der Eluent gesammelt. Der Eluent wurde zwei weitere male durch die Scheibe geleitet, und der letztliche Eluent wurde wie vorstehend zur Untersuchung auf Gold gesammelt.
Tabelle XI listet die Menge an löslichem Goldcyanidkomplex in den Eluenten für die vorstehenden Proben auf, der aus der Cyanidreaktion mit unlöslichem elementarem Gold, das auf Aluminiumoxid abgeschieden war, erhalten wurde. Dies war eine Redoreaktion, welche die Gegenwart von gelöstem Sauerstoff in den Cyanidlösungen erfordert, und in der Theorie wurden 3,79 Mikrogramm ionisches Gold je Mikrogramm an für die Reaktion zugänglichem Cyanid erzeugt. TABELLE XI Festphasenreaktion von Gold mit Cyanid
In der Blindprobe, die kein Cyahid enthielt, konnte kein lösliches Gold nachgewiesen werden.

Claims

1. Verwendung eines blattförmigen Festphasenextraktions- oder -reaktionsgegenstands, zum Sorbieren oder Umsetzen moleknlarer oder ionischer Species, die in Fluiden gelöst sind, in einer Festphasenextraktion oder -reaktion, wobei der Gegenstand wenigstens einen sorbierenden Polymerbrei, ausgewahlt aus

1) Aramidbrei oder Derivate davon,

2) ein Gemisch aus Aramidbrei oder einem Derivat davon mit Polyolefinbrei oder Polyacrylnitrilbrei oder fibrilliertem Polytetrafluorethylen, und

3) ein Gemisch aus Polyacrylnitrilbrei mit Polyolefinbrei, umfaßt, wobei der blattförmige Gegenstand mit Wasser einen Kontaktwinkel von höchstens 30 Grad, eine Dicke von weniger als 10 mm aufweist und mittels eines Naßformierverfahrens hergestellt wird, wobei der blattförmige Gegenstand ferner wenigstens einen der Stoffe sorbierende und reaktive Einzelteilchen umfaßt, wobei der Gegenstand ein poröser blatttörmiger Festphasenextraktions- oder -reaktionsgegenstand ist.

2. Verwendung nach Anspruch 1, wobei der Aramidbrei wenigstens einer der Stoffe Poly(p- oder m-phenylenterephthalamid)brei oder ein Derivat davon ist.

3. Verwendung nach einem der Anspruche 1 oder 2, wobei der blattförmige Gegenstand ferner Glasfasern umfaßt.

4. Verwendung nach einem der Anspruche 1 bis 3, wobei die Einzelteuchen ausgewählt werden aus Aluminiumoxid, Siliciumdioxid, Zirconoxid und Derivaten davon, und goldbeschichteten Teichen.

5. Verwendung nach einem der Anspruche 1 bis 3, wobei die Einzelteilchen ausgewählt werden aus organischen Polymerharzen, Ionenaustauscherteilchen, Komplexbildnern, chiralen Teichen, hydrophoben Molekularsieben und Poly(styrol-divinylbenzol).

6. Verwendung nach einem der Anspruche 1 bis 5, wobei der Gegenstand wenigstens eine der Eigenschaften thermisch beständig und strahlungsbeständig aufweist.

7. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Gegenstand eine Scheibe ist, an der die Kanten gegebenenfalls abgeschmolzen wurden.

8. Verwendung nach einem der Anspruche 1 bis 7, wobei die molekularen oder ionischen Species wenigstens einer der Stoffe Pestizid, Farbstoffl, Öl, Schmieffett, Phenolverbindung, mehrkernige aromatische Verbindung oder eine flüchtige organische Verbindung ist.

9. Verwendung nach einem der Anspruche 1 bis 8, wobei das Fluid ein radioaktives Metallion umfaßt, und wobei die Festphaseneinzelteilchen in der Lage sind, die Metallionen aus dem Fluid zu isolieren.

10. Verwendung nach einem der Anspruche 1 bis 9, wobei die Verwendung ferner Eluieren oder thermisches Desorbieren des Analyten aus dem blattförmigen Gegenstand und gegebenenfalls erneutes Verarbeiten des blattförmigen Gegenstands zu Brei für weitere Verwendung umfaßt.