EA032637B1 - Способ регенерации тяжелых металлов и материал, применяемый в таком способе - Google Patents

Способ регенерации тяжелых металлов и материал, применяемый в таком способе Download PDF

Info

Publication number
EA032637B1
EA032637B1 EA201691832A EA201691832A EA032637B1 EA 032637 B1 EA032637 B1 EA 032637B1 EA 201691832 A EA201691832 A EA 201691832A EA 201691832 A EA201691832 A EA 201691832A EA 032637 B1 EA032637 B1 EA 032637B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
composite material
water
wastewater
activated carbon
material according
Prior art date
Application number
EA201691832A
Other languages
English (en)
Other versions
EA201691832A1 (ru
Inventor
Сренатх Болисетти
Раффаэле Мецценга
Original Assignee
Этх Цюрих
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 Этх Цюрих filed Critical Этх Цюрих
Publication of EA201691832A1 publication Critical patent/EA201691832A1/ru
Publication of EA032637B1 publication Critical patent/EA032637B1/ru

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D39/00—Filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D39/14—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material
    • B01D39/20—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material of inorganic material, e.g. asbestos paper, metallic filtering material of non-woven wires
    • B01D39/2055—Carbonaceous material
    • B01D39/2058—Carbonaceous material the material being particulate
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D39/00—Filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D39/02—Loose filtering material, e.g. loose fibres
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D39/00—Filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D39/14—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D39/00—Filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D39/14—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material
    • B01D39/16—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material of organic material, e.g. synthetic fibres
    • B01D39/1607—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material of organic material, e.g. synthetic fibres the material being fibrous
    • B01D39/1615—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material of organic material, e.g. synthetic fibres the material being fibrous of natural origin
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D39/00—Filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D39/14—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material
    • B01D39/16—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material of organic material, e.g. synthetic fibres
    • B01D39/1692—Other shaped material, e.g. perforated or porous sheets
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D39/00—Filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D39/14—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material
    • B01D39/16—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material of organic material, e.g. synthetic fibres
    • B01D39/18—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material of organic material, e.g. synthetic fibres the material being cellulose or derivatives thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/28—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption
    • C02F1/283—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption using coal, charred products, or inorganic mixtures containing them
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/28—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption
    • C02F1/285—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption using synthetic organic sorbents
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/28—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption
    • C02F1/288—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption using composite sorbents, e.g. coated, impregnated, multi-layered
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2239/00—Aspects relating to filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D2239/08—Special characteristics of binders
    • B01D2239/086—Binders between particles or fibres
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2101/00—Nature of the contaminant
    • C02F2101/10—Inorganic compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2101/00—Nature of the contaminant
    • C02F2101/10—Inorganic compounds
    • C02F2101/20—Heavy metals or heavy metal compounds

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
  • Water Treatment By Sorption (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Abstract

Настоящее изобретение относится к области обработки воды/извлечения металлов и к материалам/устройствам, применяемым в таких способах. Конкретно изобретение относится к композиционным материалам, содержащим амилоидные фибриллы; активированный уголь; необязательно материал-основу; причем указанные амилоидные фибриллы и указанный активированный уголь находятся в непосредственном контакте. Изобретение дополнительно относится к обработке воды с применением таких композиционных материалов.

Description

Настоящее изобретение относится к области обработки воды/извлечения металлов и к материалам/устройствам, применяемым в таких способах. Конкретно изобретение относится к композиционным материалам, содержащим амилоидные фибриллы; активированный уголь; необязательно материал-основу; причем указанные амилоидные фибриллы и указанный активированный уголь находятся в непосредственном контакте. Изобретение дополнительно относится к обработке воды с применением таких композиционных материалов.
032637 Β1
Настоящее изобретение относится к области обработки воды/извлечения металлов и к материалам/устройствам, применяемым в таких способах.
Обработка воды, в частности извлечение металлов из водных композиций, содержащих ионы металлов, является важной как с точки зрения окружающей среды, так и с экономической точки зрения. То же самое применимо к очистке воды. Известны многочисленные способы и устройства, направленные на решения данных проблем.
Асеу (ХО 2006/045103) описывает устройства и способы удаления тяжелых металлов из загрязненных образцов с помощью мембран, содержащих очищенные металлотионеиновые белки. Способ, раскрытый в этом документе, считается невыгодным, поскольку в нем необходимо получение металлотионеиновых белков посредством биотехнологических способов (выделения, амплификации и экспрессии в генетически модифицированном табаке), из-за чего требуемые устройства сложно получать и они являются дорогими. Кроме того, извлечение металлов из данных чувствительных устройств является сложным процессом.
ЭтоЬо! (ϋδ 4257807) описывает способ извлечения благородных металлов из водной среды путем приведения в контакт с кровяной мукой. Способ, раскрытый в этом документе, считается невыгодным, поскольку в нем необходимы длительные периоды времени приведения кровяной муки в контакт с загрязненной водой и дополнительно необходима многостадийная обработка.
Следовательно, в предыдущем уровне техники (ί) либо предусмотрено применение последних новейших материалов, что обеспечивает хорошие результаты отделения, но вызывает трудности при извлечении и применимости способа, (ίί) либо предусмотрено применение простых материалов, что обеспечивает плохие результаты отделения и требует многостадийных процессов.
Таким образом, целью настоящего изобретения является уменьшение, по меньшей мере, некоторых из данных недостатков предыдущего уровня техники. В частности, целью настоящего изобретения является обеспечение способов обработки воды и извлечения металлов из водных композиций, а также материалов и устройств, применяемых в таких способах.
Данные цели достигают путем применения материала, определенного в п.1 формулы изобретения, и способа, определенного в п.10 формулы изобретения. Другие аспекты изобретения раскрыты в описании и независимых пунктах формулы изобретения, предпочтительные варианты осуществления раскрыты в описании и зависимых пунктах формулы изобретения.
Настоящее изобретение будет описано более подробно ниже со ссылкой на первый и второй аспект изобретения. Первый аспект направлен на новые материалы, устройства, их изготовление и их применение. Второй аспект направлен на способы обработки воды с применением таких материалов и устройств. Следует понимать, что различные варианты осуществления, предпочтения и диапазоны, предусмотренные/раскрытые в данном описании, могут быть при желании объединены. Кроме того, в зависимости от конкретного варианта осуществления можно не применять выбранные определения, варианты осуществления или диапазоны.
Если не указано иное, в данном описании следует применять следующие определения.
Как применяется в данном документе, термины в единственном числе, применяемые в контексте настоящего изобретения (особенно в контексте формулы изобретения), предполагают охват терминов как в единственном числе, так и во множественном числе, если иное не указано в данном документе или четко не противоречит сказанному в контексте.
Как применяется в данном документе, термины включающий, состоящий из и содержащий применимы в данном документе в их полном неограничивающем значении.
Настоящее изобретение будет лучше понятно со ссылкой на фигуры. При этом на фиг. 1 показано АРМ-изображение золотых наночастиц, полученных в соответствии с примером 1, и их кластеров, диспергированных в растворе фибрилл, и на фиг. 2 показано изображение, полученное с помощью оптической микроскопии, отдельных кристаллов Аи, образованных после нагревания при 60°С в соответствии с примером 1.
В более общих чертах в первом аспекте изобретение относится к композиционному материалу, содержащему (а) амилоидные фибриллы; (Ь) активированный уголь; (с) необязательно материал-основу; причем указанные амилоидные фибриллы и указанный активированный уголь находятся в непосредственном контакте. Данный аспект изобретения будет далее объяснен более подробно.
Было неожиданно обнаружено, что составляющие (а) и (Ь) синергическим образом взаимодействуют при обработке сточных вод. Соотношение обеих составляющих может варьировать в широком диапазоне в зависимости от конкретного материала, предполагаемого применения и устройства, содержащего композиционный материал. В частности, хорошие результаты получают в случае, когда соотношение (а)/(Ь) находится в диапазоне от 1/1 до 1/100 (вес/вес).
Композиционный материал.
В соответствии с изобретением составляющие (а) и (Ь) находятся в непосредственном контакте. Отдельные составляющие остаются разделенными и отличными внутри конечной структуры, но они тщательно и беспорядочно перемешаны. Это обеспечивается процессом изготовления. Материал обладает свойствами обоих, как амилоидных фибрилл, так и активированного угля, и, следовательно, также назван
- 1 032637 гибридным материалом. Материал-основа может представлять собой отдельный слой, например в случае фильтрующей мембраны.
Амилоидные фибриллы.
Термин амилоидные фибриллы, как правило, известен в данной области техники и, в частности, описывает фибриллы, полученные с помощью белков или пептидов, преимущественно характеризующихся вторичной структурой бета-листа. Соответственно термин амилоидные фибриллы исключает нативные белки.
Преимущественно амилоидные фибриллы имеют высокое соотношение сторон, предпочтительно диаметр <10 нм и длину >1 мкм.
Преимущественно амилоидные фибриллы имеют поверхность с высоким зарядом. Термин поверхности с высоким зарядом, как правило, известен в данной области техники и, в частности, описывает поверхности, обладающие электрофоретическими подвижностями порядка 2 мкм-см/В-с при рН 4.
Активированный уголь.
Термин известен в данной области техники и включает все его промышленные сорта. Подходящий активированный уголь может быть получен из углеродсодержащих исходных материалов, таких как возобновляемые источники (в том числе скорлупа ореха, кожура кокоса, торфяник, древесина, кокосовые волокна), а также традиционные источники (в том числе лигнит, каменный уголь и нефтяной пек). Подходящий активированный уголь может быть получен посредством химической активации или физической (газовой) активации.
Материал-основа.
Материалы-основы могут присутствовать или не присутствовать в композиционном материале в соответствии с изобретением. Для многих применений такие материалы-основы являются предпочтительными и могут быть выбраны из широкого диапазона известных материалов. Выбор такого материала-основы зависит от его предполагаемого применения. Подходящими являются, например, пористые материалы-основы. В определенных применениях преимущественным является то, что материал-основа представляет собой углеродсодержащий материал, который легко окисляется в печи, такой как целлюлозные мембраны.
В одном преимущественном варианте осуществления изобретение относится к композиционному материалу, описанному в данном документе, в форме фильтрующей мембраны, причем указанная фильтрующая мембрана содержит составляющие (а), (Ь) и (с). Соответственно изобретение также относится к фильтровальному устройству, содержащему такой композиционный материал. Такой фильтр может представлять собой любой тип фильтра, известного из данной области техники, как правило, поверхностные фильтры, в том числе поверхностные фильтры под давлением и вакуумом. В таких фильтрах составляющие (а) и (Ь) расположены вверх по потоку, тогда как материал-основа (с) расположена вниз по потоку.
В одном альтернативном варианте осуществления изобретение относится к композиционному материалу, описанному в данном документе, в форме материала в виде частиц. Как правило, размер частицы такого материала находится в диапазоне от 1 мкм до 5 мм. Такой материал в виде частиц содержит составляющие (а) и (Ь) и может содержать или не содержать составляющую (с); как правило, не содержит материала-основы (с). Такие материалы могут быть применимы в глубинных фильтрах. Соответственно изобретение также относится к фильтровальному устройству, содержащему такой композиционный материал, как правило, к глубинным фильтрам.
Изготовление.
Композиты согласно настоящему изобретению просты в изготовлении с использованием уже доступных исходных материалов. Это считается огромным преимуществом, поскольку это обеспечивает одноразовое применение. Таким образом, изобретение относится к способу изготовления композиционного материала, описанного в данном документе, причем указанный способ включает стадии (а) объединения воды, амилоидных фибрилл и активированного угля с получением суспензии и (Ь) фильтрования указанной суспензии через пористый материал-основу. Изготовление может происходить при комнатной температуре или при слегка повышенных температурах. Как правило, сначала получают водную суспензию амилоидных фибрилл, при перемешивании добавляют активированный уголь в качестве твердого материала. Для определенного применения можно непосредственно использовать полученный таким образом композиционный материал. Альтернативно полученный композиционный материал фильтруют через материал-основу с получением композиционного материала с составляющими (а), (Ь) и (с).
Синтез амилоидных фибрилл является известной технологией. В частности, подходящим является гидролиз белков с последующим образованием фибрилл, обусловленным образованием β-листов, как описано, например, в 1иид с1 а1. (Вютастото1еси1е5. 2008, 9, 2477-2486). Подходящими исходными материалами являются пищевые белки, которые имеют устойчивую структуру, являются широко доступными и недорогими. Такие исходные материалы, такие как β-лактоглобулин, обеспечивают получение амилоидных фибрилл. Подходящие белки могут быть выбраны из группы, состоящей из β-лакто глобулина, лизоцима, овальбумина и сывороточных альбуминов. Процесс самосборки является простым и управ
- 2 032637 ляемым. Типичные параметры процесса включают инкубирование раствора белка (например, 2 вес.% βлактоглобулина) в течение длительного периода времени (например, 5 ч.) в кислотных условиях (например, рН~2), при низкой ионной силе (например, 1<20 мМ), высокой температуре (например, Т~90°С).
Применение.
Как отмечено выше, композиционные материалы применимы в обработке воды. Таким образом, изобретение относится к применению композиционного материала или фильтра, описанных в данном документе, для обработки воды (такой как, например, снижение содержания металла в указанной воде), в частности для очистки воды и/или для извлечения металлов из водных растворов. Композиционные материалы применимы для обработки как коммунальных сточных вод, так и промышленных сточных вод.
Специалисту в данной области техники будет понятно и далее будет дополнительно отмечено, что термины фильтрация и фильтрование использованы в широком смысле, в частности включая удаление растворенных примесей из воды или водных композиций. Такие примеси включают растворенные соединения Аи, РД, Ρΐ, ДО, Ди, 1г, Нд, а также сложные соединения, такие как Аи(СЫ)4-. Как правило, снижение количества примесей, таких как растворенные металлы, находится в диапазоне 95% или больше.
Во втором аспекте изобретение относится к способу обработки воды (такой как сточные воды), причем указанный способ включает стадию приведения указанной воды в контакт с композиционным материалом, содержащим амилоидные фибриллы и активированный уголь, и отделения обработанной воды от указанных амилоидных фибрилл. Данный аспект изобретения будет далее объяснен более подробно.
Термин сточные воды известен из данной области техники и относится к воде, содержащей примеси. Соответственно термин обработанная вода относится к воде, содержащей более низкое количество указанных примесей. Сточные воды включают коммунальные сточные воды и промышленные сточные воды. Промышленные сточные воды, как правило, появляются во время промышленного производства в качестве побочного продукта и, как правило, содержат хорошо известные примеси.
Термин примеси, в более общем смысле нежелательные материалы, известен из данной области техники и, в частности, включает металлы. Металлы могут присутствовать при окислении +/-0 (т.е. в элементарной форме, коллоидной) или в положительной степени окисления (т.е. в форме соли или в комплексе с лигандами). Способ, описанный в данном документе, является подходящим для переходных металлов, лантаноидов, актиноидов, металлов 3, 4, 5 основной группы. Способ, описанный в данном документе, в частности, является подходящим для металлов, имеющих положительный стандартный потенциал, таких как Си, Ад, Аи, Ре, Со, N1, Ди, ДО, РД, Де, 05, 1г, СД, Нд; РЬ, в частности хорошие результаты получают для Аи, РД, Ρΐ, Нд, РЬ.
Обработка воды, в частности, включает удаление примесей из сточных вод и выделение необходимых материалов из водных композиций (растворов, суспензий, эмульсий). С помощью способа согласно настоящему изобретению возможно удалить (переработать) более 95% примесей посредством одного единственного цикла обработки. Способ, описанный в данном документе, имеет очень широкий спектр применения и включает очистку промышленных вод, добычу металлов, извлечение тяжелых металлов, контроль загрязнения и переработку металлов. Количество примесей значительно снижают с помощью способа согласно настоящему изобретению, как правило, в 200 раз, часто еще больше.
В одном варианте осуществления изобретение относится к обработке воды, причем указанный способ включает стадию (а) получения композиционного материала в соответствии с определением в данном документе и сточных вод; (Ь) приведения указанных сточных вод в контакт с указанным композиционным материалом с получением тем самым очищенной воды и заполненного композиционного материала; (с) отделения очищенной воды от заполненного композиционного материала.
В одном дополнительном варианте осуществления изобретение относится к способу извлечения металлов из водного раствора, причем указанный способ включает стадии (а) получения композиционного материала, определенного в данном документе, и водного раствора, содержащего ионы металлов; (Ь) приведения указанного водного раствора в контакт с композиционным материалом с получением тем самым очищенной воды и заполненного композиционного материала; (с) отделения очищенной воды от заполненного композиционного материала; (Д) окисления заполненного композиционного материала в среде с высокой температурой с получением элементарных металлов и шлака; (е) отделения элементарного металла от шлака.
Отдельные стадии, отмеченные выше, являются полностью традиционными в данной области техники, но не применялись еще с использованием композиционного материала, описанного в данном документе, и не применялись еще к сточным водам, как обсуждалось выше. Преимущественные варианты осуществления вышеуказанных стадий следует дополнительно разъяснить далее.
В одном варианте осуществления можно получить композиционный материал в форме фильтра и непрерывно можно получить сточные воды. Стадии (Ь) и (с) можно осуществлять одновременно путем фильтрования указанных сточных вод через указанный фильтр. Как отмечено выше, фильтрование также включает удаление растворенных примесей.
- 3 032637
В одном альтернативном варианте осуществления композиционный материал можно получить в форме материала в виде частиц на стадии (а). На стадии (Ь) сточные воды приводят в контакт с указанным композиционным материалом в течение длительного периода, например 20 с-24 ч, необязательно с перемешиванием. Необязательно температуру регулируют, например, в диапазоне 5-95°С. На стадии (с) полученные материалы отделяют с помощью известных способов, например путем фильтрования, центрифугирования или осаждения. В данном варианте осуществления стадии (Ь) и (с) необязательно повторяют.
На стадии (ά) окисление осуществляют в печи при температурах, подходящих для обеспечения окисления фибрилл, материала-основы (если присутствует) и восстановления примесей на основе металла. Подходящими являются температуры в диапазоне 600-1200°С, такие как 700°С. Подходящие интервалы времени проведения реакции находятся в диапазоне 0,1-12 ч, такие как 3 ч.
На стадии (е) удаленные примеси могут быть отделены от выделенных примесей. Можно применять любой подходящий способ из уровня техники, в частности способы отделения твердых материалов различной плотности и/или смачиваемости. В одном варианте осуществления отделение на стадии (е) осуществляют путем флотации, необязательно с помощью ультразвука. В одном альтернативном варианте осуществления отделение на стадии (е) осуществляют путем воздушной флотации, необязательно с помощью ультразвука.
Специалисту в данной области техники будет понятно, что способ, описанный в данном документе, предусматривает значительные преимущества в сравнении с предыдущим уровнем техники. Во-первых, способ является экономически выгодным, простым, надежным с точки зрения безопасности и быстрым. Во-вторых, выход на промышленные масштабы является простым. В конце концов, способ можно точно настроить с использованием нескольких циклов путем приспособления применяемого композиционного материала и других параметров.
Для дополнительного иллюстрирования изобретения предусмотрены следующие примеры. Данные примеры предусмотрены без попытки ограничить объем изобретения.
Пример 1. Извлечение Аи из раствора Αι.ι(ί’Ν)4 -.
1.1. Получение композиционного материала.
0,5 г активированного угля смешивали с 0,5 мл 2 вес.% раствора фибрилл белка беталактоглобулина при рН 2 (см. РСТ/СН2014/000014) при комнатной температуре. Данный раствор фильтровали под вакуумом с использованием целлюлозной фильтрующей мембраны с размером пор 0,22 мкм. Значительная адгезивность и жесткость фибрилл белка обеспечивают сборку активированного угля в фибриллы. Полученный таким образом покрытый целлюлозой фильтр применяют на следующей стадии.
1.2. Приведение в контакт и отделение (фильтрование Αι.ι(ί.'Ν)4 -).
мл промышленных сточных вод, содержащих 30 мг/л Аи (представленного как Αι.ι(ί.'Ν)4 -. определенного с помощью АА8), фильтровали через фильтр из стадии 1.1 с использованием вакуумфильтрования. После единственного прохождения через фильтр очищенная вода содержала 0,105 мг/л Аи (определенного с помощью того же способа АА8). Это соответствует 99,65% снижению содержания и демонстрирует очень высокую скорость абсорбции композиционного материала согласно настоящему изобретению.
1.3. Окисление заполненного композиционного материала
Заполненный композиционный материал помещали в печь на 3 ч при 750°С. После охлаждения до комнатной температуры цвет образца изменялся с черного на красный. Это указывает на образование материала в виде наночастиц. Активированный уголь превращали в шлак.
1.4. Отделение элементарного золота.
Материал, полученный на предыдущей стадии, смешивали с дистиллированной водой и подвергали воздействию ультразвуком при 100 Гц/15 мин. Золотые частицы оседали на дне, и шлак всплывал. Шлак удаляли и цикл воздействие ультразвуком - удаление повторяли. Полученные частицы содержали элементарное золото, как подтверждено с помощью АА8, являлись фактически нетоксичными и могли быть использованы для дополнительных применений.
1.5. Получение проводящих золотых кристаллов.
Материал, полученный на предыдущей стадии, объединяли с 0,2 вес.% раствором фибрилл беталактоглобулина, на фиг. 1 показано его АРМ-изображение. Данный материал объединяли с 0,01 М золотохлористоводородной кислотой и нагревали до 60°С/12 ч с получением проводящих золотых отдельных кристаллов. Полученные таким образом золотые кристаллы имели шестигранные, трехгранные и многогранные структуры, см. фиг. 2.
Пример 2. Извлечение токсичных вредных веществ на основе тяжелых металлов.
2.1. Получение композиционного материала.
Фильтрующие мембраны на основе гибридного композита получали для абсорбции токсических вредных веществ на основе тяжелых металлов. Вначале 5 мл раствора 10 вес.% активированного угля смешивали с 0,5 мл 2 вес.% раствора фибрилл белка β-лактоглобулина (рН 2). 1 мл вышеуказанного раствора фильтровали под вакуумом с использованием целлюлозного фильтра с размером пор 0,22 мкм.
- 4 032637
Чрезвычайный уровень адгезивности и жесткости фибрилл белка обеспечивает сборку активированного угля в фильтрующую мембрану на основе однородного композита. Такие фильтрующие мембраны являются чрезвычайно пригодными для абсорбции вредных веществ на основе ионов тяжелых металлов, а также извлечения дорогих тяжелых металлов из вредных для окружающей среды веществ.
2.2. Приведение в контакт и отделение.
После получения данной фильтрующей мембраны на основе композита, содержащей фибриллы белка и активированный уголь, 50 мл раствора токсичных ионов тяжелых металлов пропускали через данную мембрану на основе композита с использованием способа вакуум-фильтрования.
Концентрации вредных для окружающей среды веществ оценивали перед и после фильтрования для определения абсорбции токсичных ионов тяжелых металлов внутри фильтрующей мембраны.
Подробная информация о фильтровании и эффективности абсорбции различных токсичных вредных для окружающей среды веществ внутри такой гибридной фильтрующей мембраны изложена далее.
2.3. Результаты.
Фильтровали раствор хлорида ртути (рН 4). Измерения ЛЛ8 выявили, что концентрация атомов ртути снижалась от исходных 84 ррт до <0,4 ррт после фильтрования.
Раствор ацетата свинца (рН 3,7) также фильтровали и концентрацию свинца рассчитывали с помощью ЛЛ8 перед и после процесса фильтрования. Поскольку концентрация раствора свинца перед фильтрованием находилась выше имеющейся калибровочной кривой ЛЛ8, исходный неотфильтрованный раствор разбавляли в 20 раз для измерения. Концентрации атомов свинца снижались от 65 ррт до <0,02 ррт после фильтрования. Наблюдали изменение цвета раствора перед и после фильтрования. Раствор становился полностью бесцветным вследствие абсорбции атомов свинца внутри фильтрующей мембраны.
Тетрахлорпалладат динатрия также фильтровали для демонстрации универсальности данного подхода фильтрования с подтверждением фильтрования вредного вещества на основе тяжелых металлов. Концентрации растворов измеряли с помощью спектроскопии поглощения ультрафиолетового видимого света. Концентрации снижались от 12,2 ррт до <0,16 ррт после процесса фильтрования.
На основе вышеуказанных данных стало понятно, что способ согласно настоящему изобретению является в целом применимым. В частности, различные типы вредных веществ на основе тяжелых металлов фильтруют с использованием композиционного материала согласно настоящему изобретению. Соответственно способ согласно настоящему изобретению является подходящим для абсорбции некоторых токсичных вредных для окружающей среды веществ на основе тяжелых металлов. В особенности можно эффективно удалить и извлечь цианид золота и калия |Ι<Λιι(ί.'Ν)2|. хлорид ртути |НдС12|. ацетат свинца [РЬ(С2Н3О2)4], тетрахлорпалладат динатрия |№-12РбС14|.

Claims (18)

  1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
    1. Композиционный материал, содержащий:
    (a) амилоидные фибриллы;
    (b) активированный уголь;
    причем указанные амилоидные фибриллы и указанный активированный уголь находятся в непосредственном контакте.
  2. 2. Композиционный материал по п.1, дополнительно содержащий материал-основу.
  3. 3. Композиционный материал по п.1 или 2, где:
    (a) амилоидные фибриллы выбраны из фибрилл с диаметром <10 нм и длиной >1 мкм и/или обладающих электрофоретическими подвижностями порядка 2 мкм-см/В-с при рН 4; и/или (b) активированный уголь выбран из активированного угля, полученного посредством химической и/или физической активации; и/или (c) материал-основа, если присутствует, выбран из пористых материалов-основ.
  4. 4. Композиционный материал по п.1 или 3, который представляет собой фильтрующую мембрану, содержащую составляющие (а), (Ь) и (с);
    или материал в виде частиц, содержащий составляющие (а) и (Ь).
  5. 5. Композиционный материал по любому из предыдущих пунктов, где соотношение (а)/(Ь) находится в диапазоне от 1/1 до 1/100 (вес./вес).
  6. 6. Фильтр, содержащий композиционный материал по любому из предыдущих пунктов.
  7. 7. Способ изготовления композиционного материала по любому из пп.2-5, причем указанный способ включает стадии:
    (a) объединение воды, амилоидных фибрилл и активированного угля с получением суспензии и (b) фильтрование указанной суспензии через пористый материал-основу.
  8. 8. Применение композиционного материала по любому из пп.1-5 для обработки воды.
  9. 9. Применение композиционного материала по любому из пп.1-5 для извлечения металлов.
  10. 10. Применение фильтра по п.6 для обработки воды.
  11. 11. Применение фильтра по п.6 для извлечения металлов.
    - 5 032637
  12. 12. Применение по п.8 или 10, где указанная обработка воды предусматривает снижение содержания металла в указанной воде и/или указанная вода представляет собой коммунальные сточные воды или промышленные сточные воды.
  13. 13. Применение по п.12, где указанный металл выбран из Аи, Ρά, Ρΐ, Кй, Ки, 1г, Нд, РЬ и/или указанное снижение содержания составляет 95% или больше.
  14. 14. Способ обработки воды, причем указанный способ включает стадии:
    (a) получение композиционного материала по пп.1-5 и сточных вод;
    (b) приведение указанных сточных вод в контакт с указанным композиционным материалом с получением тем самым очищенной воды и заполненного композиционного материала;
    (c) отделение очищенной воды от заполненного композиционного материала.
  15. 15. Способ извлечения металлов из водного раствора, причем указанный способ включает стадии:
    (a) получение композиционного материала по пп.1-5 и водного раствора, содержащего ионы металлов;
    (b) приведение указанного водного раствора в контакт с композиционным материалом с получением тем самым очищенной воды и заполненного композиционного материала;
    (c) отделение очищенной воды от заполненного композиционного материала и (ά) окисление заполненного композиционного материала в среде с высокой температурой с получением элементарных металлов и шлака;
    (е) отделение элементарного металла от шлака.
  16. 16. Способ обработки воды, причем указанный способ включает стадии:
    (a) получение композиционного материала по пп.1-5 и сточных вод;
    (b) приведение указанных сточных вод в контакт с указанным композиционным материалом с получением тем самым очищенной воды и заполненного композиционного материала;
    (c) отделение очищенной воды от заполненного композиционного материала;
    причем на стадии (а) получают композиционный материал в форме фильтра и осуществляют стадии (Ь) и (с) путем фильтрования указанных сточных вод через указанный фильтр.
  17. 17. Способ по п.14 или 15, где на стадии (а) получают композиционный материал в форме материала в виде частиц;
    и/или на стадии (Ь) указанные сточные воды приводят в контакт с указанным композиционным материалом в течение периода 20 с - 24 ч, необязательно с перемешиванием, в диапазоне температур 595°С;
    и/или на стадии (с) отделяют полученные материалы путем фильтрования, центрифугирования или осаждения;
    при этом стадии (Ь) и (с) необязательно повторяют.
  18. 18. Способ по п.15, где на стадии (ά) окисление осуществляют в печи при температурах в диапазоне 600-1200°С;
    на стадии (е) отделение осуществляют путем флотации или воздушной флотации, необязательно с помощью ультразвука.
EA201691832A 2014-03-17 2015-03-13 Способ регенерации тяжелых металлов и материал, применяемый в таком способе EA032637B1 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP14000983 2014-03-17
EP14168815.0A EP2921216A1 (en) 2014-03-17 2014-05-19 Heavy metal recycling process and material usefull in such process
PCT/EP2015/055323 WO2015140074A1 (en) 2014-03-17 2015-03-13 Heavy metal recycling process and material usefull in such process

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA201691832A1 EA201691832A1 (ru) 2016-12-30
EA032637B1 true EA032637B1 (ru) 2019-06-28

Family

ID=50349413

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA201691832A EA032637B1 (ru) 2014-03-17 2015-03-13 Способ регенерации тяжелых металлов и материал, применяемый в таком способе

Country Status (29)

Country Link
US (1) US11091375B2 (ru)
EP (2) EP2921216A1 (ru)
JP (1) JP6736470B2 (ru)
KR (1) KR102387511B1 (ru)
CN (1) CN106457100B (ru)
AP (1) AP2016009452A0 (ru)
AU (1) AU2015233679B2 (ru)
BR (1) BR112016021454B1 (ru)
CA (1) CA2942725C (ru)
CL (1) CL2016002345A1 (ru)
CY (1) CY1120463T1 (ru)
DK (1) DK3119495T3 (ru)
EA (1) EA032637B1 (ru)
ES (1) ES2683182T3 (ru)
HR (1) HRP20181171T1 (ru)
HU (1) HUE039016T2 (ru)
IL (1) IL247820B (ru)
LT (1) LT3119495T (ru)
MX (1) MX2016012033A (ru)
MY (1) MY189677A (ru)
NZ (1) NZ724950A (ru)
PH (1) PH12016501800A1 (ru)
PL (1) PL3119495T3 (ru)
PT (1) PT3119495T (ru)
RS (1) RS57477B1 (ru)
SA (1) SA516371843B1 (ru)
SG (1) SG11201607653PA (ru)
SI (1) SI3119495T1 (ru)
WO (1) WO2015140074A1 (ru)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102107907B1 (ko) 2018-10-18 2020-05-07 고려대학교 세종산학협력단 중금속 검출 센서, 및 그 제조방법, 그리고 중금속 검출 방법
EP3656468A1 (en) * 2018-11-23 2020-05-27 ETH Zurich Fluoride removal process
DE102020207043A1 (de) 2020-06-05 2021-12-09 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Vorrichtung zum Filtern von Wasser
US20230294026A1 (en) 2020-08-14 2023-09-21 Bluact Technologies Gmbh Anti-viral compositions and method of killing virus
WO2022034557A1 (en) 2020-08-14 2022-02-17 Bluact Technologies Gmbh Intravenous and oral inhalation anti-viral compositions and methods
CN113289502B (zh) * 2021-06-30 2022-02-22 燕山大学 淀粉样蛋白纤维氧化铁复合膜的制备方法以及市政污水处理厂的尾水中磷酸盐的去除方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1360403A (en) * 1970-10-30 1974-07-17 Kureha Chemical Ind Co Ltd Process for producing porous carbonaceous material
WO2003066522A1 (en) * 2002-02-05 2003-08-14 Calgon Carbon Corporation Method for producing self-supporting activated carbon structures
US20050279696A1 (en) * 2001-08-23 2005-12-22 Bahm Jeannine R Water filter materials and water filters containing a mixture of microporous and mesoporous carbon particles
WO2007105190A2 (en) * 2006-03-15 2007-09-20 The Provost, Fellows And Scholars Of The College Of The Holy And Undivided Trinity Of Queen Elizabeth Near Dublin Amyloid and amyloid-like structures

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5637164B2 (ru) * 1974-05-13 1981-08-29
US3989812A (en) 1974-08-09 1976-11-02 Smithkline Instruments, Inc. Folic acid derivatives and use in radio-assay
US4257807A (en) 1980-02-12 1981-03-24 Engelhard Minerals & Chemicals Corporation Precious metals recovery process
JPH06312133A (ja) * 1993-04-27 1994-11-08 Hayashi Seisakusho:Yugen 成形吸着体
JP3714453B2 (ja) * 1998-05-08 2005-11-09 東洋紡績株式会社 吸着性シート及びその製造方法並びに空気浄化用フィルター
FR2827795B1 (fr) 2001-07-25 2004-06-04 Ahlstrom Res And Competence Ct Utilisation d'un materiau a base de fibres organiques et/ou inorganiques et de chitosane pour la fixation des ions metalliques
US6630016B2 (en) 2002-01-31 2003-10-07 Koslow Technologies Corp. Microporous filter media, filtration systems containing same, and methods of making and using
CN1464189A (zh) 2002-06-15 2003-12-31 田育忠 一种内燃机空气滤清器滤芯
JP2007185552A (ja) * 2004-01-29 2007-07-26 Muromachi Chemical Kk 貴金属吸着剤およびこれを使用した貴金属吸着方法ならびに貴金属回収方法
CN101048221A (zh) 2004-10-19 2007-10-03 Mgp生物工艺有限公司 使用被提供有经纯化金属硫蛋白（mt）的膜从受污染样品中除去重金属的组合物和方法
BRPI0608618B1 (pt) 2005-04-07 2015-10-06 Cuno Inc Materiais para filtração de água que compreende uma mistura de partículas de carvão microporoso e mesoporoso e filtros para água com os ditos materiais filtrantes
JP5432923B2 (ja) * 2008-12-22 2014-03-05 学校法人藤田学園 Ａβ除去材、Ａβ除去器及びＡβ除去システム
JP2011255310A (ja) * 2010-06-09 2011-12-22 Osaka Gas Chem Kk 成形吸着体および浄水材
JP5264958B2 (ja) * 2011-05-06 2013-08-14 絹小沢株式会社 絹製濾過材と金属類濾過装置
US20130125748A1 (en) * 2011-11-18 2013-05-23 Calgon Carbon Corporation Particulate and other gaseous emissions filter

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1360403A (en) * 1970-10-30 1974-07-17 Kureha Chemical Ind Co Ltd Process for producing porous carbonaceous material
US20050279696A1 (en) * 2001-08-23 2005-12-22 Bahm Jeannine R Water filter materials and water filters containing a mixture of microporous and mesoporous carbon particles
WO2003066522A1 (en) * 2002-02-05 2003-08-14 Calgon Carbon Corporation Method for producing self-supporting activated carbon structures
WO2007105190A2 (en) * 2006-03-15 2007-09-20 The Provost, Fellows And Scholars Of The College Of The Holy And Undivided Trinity Of Queen Elizabeth Near Dublin Amyloid and amyloid-like structures

Also Published As

Publication number Publication date
NZ724950A (en) 2020-02-28
JP6736470B2 (ja) 2020-08-05
US20170096349A1 (en) 2017-04-06
WO2015140074A1 (en) 2015-09-24
KR20160132472A (ko) 2016-11-18
KR102387511B1 (ko) 2022-04-15
SA516371843B1 (ar) 2019-09-26
PL3119495T3 (pl) 2018-12-31
SI3119495T1 (sl) 2018-11-30
MX2016012033A (es) 2017-04-13
SG11201607653PA (en) 2016-10-28
HRP20181171T1 (hr) 2018-11-02
ES2683182T3 (es) 2018-09-25
EP3119495B1 (en) 2018-04-25
AP2016009452A0 (en) 2016-09-30
IL247820B (en) 2021-05-31
MY189677A (en) 2022-02-24
DK3119495T3 (en) 2018-08-06
AU2015233679B2 (en) 2019-11-14
AU2015233679A1 (en) 2016-10-06
EP2921216A1 (en) 2015-09-23
CN106457100A (zh) 2017-02-22
CN106457100B (zh) 2018-08-10
PH12016501800A1 (en) 2016-11-21
BR112016021454B1 (pt) 2021-05-25
CY1120463T1 (el) 2019-07-10
BR112016021454A2 (pt) 2017-08-15
RS57477B1 (sr) 2018-10-31
CA2942725A1 (en) 2015-09-24
US11091375B2 (en) 2021-08-17
HUE039016T2 (hu) 2018-12-28
CA2942725C (en) 2021-09-07
EA201691832A1 (ru) 2016-12-30
CL2016002345A1 (es) 2017-04-17
JP2017512635A (ja) 2017-05-25
IL247820A0 (en) 2016-11-30
PT3119495T (pt) 2018-07-30
EP3119495A1 (en) 2017-01-25
LT3119495T (lt) 2018-09-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EA032637B1 (ru) Способ регенерации тяжелых металлов и материал, применяемый в таком способе
JP5711999B2 (ja) 吸着剤及び貴金属の回収方法
KR20210093330A (ko) 플루오린화물 제거 공정
Yıldırım et al. Preconcentration of Ag and Pd ions using graphite oxide and 2, 6-diaminopyridyne from water, anode slime and catalytic converter samples
JP6076264B2 (ja) リン酸セルロース粉末生成物およびその製造方法、ならびに汚染物質を水溶液から除去する用途
JP5499270B2 (ja) アフィニティー機能を有する多孔膜を製造する方法およびタンパク質を分離精製する方法
OA18010A (en) Heavy metal recycling process and material useful in such process.
JP2005000747A (ja) 溶液中のヒ素の除去方法
JPH0334995B2 (ru)
JP2012214408A (ja) 澄明液中に分散した不純物凝集体を除去することによるタンパク質の精製方法
RU2641826C1 (ru) Способ очистки сточных вод от ионов молибдена
AU2012322589B2 (en) Method for preparing a precoat on the surface of the filter medium of a polishing filter, polishing filter and use of a polishing filter
JP6950893B2 (ja) ホウ素含有水の処理方法
WO2024110444A1 (en) Method for purification of a target product using affinity purification technology
JPH07289240A (ja) 微細藻類の分離回収方法
RU2425807C1 (ru) Способ очистки сточных вод от ионов кадмия
RU2134307C1 (ru) Способ извлечения благородных металлов из растворов
WO1987000402A1 (fr) Procede de separation de proteines et d&#39;acides gras, utilisable dans un procede de fractionnement industriel de ces proteines
SU1527176A1 (ru) Способ очистки сточных вод от примесей
RU2604216C1 (ru) Способ получения углеродного сорбента активного по отношению к фенолу
JP2015193888A (ja) 白金族元素の回収方法
SU791612A1 (ru) Способ очистки сточных вод
CN102225891A (zh) 一种去除乳酸钾溶液中杂质的方法
JP2009039038A (ja) 被分離物質の分離方法及び精製方法
RU2003119049A (ru) Способ получения магния из кремнийсодержащих отходов

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): KZ