RU2331581C1 - Carbonic mesoporous hemosorbent - Google Patents

Carbonic mesoporous hemosorbent Download PDF

Info

Publication number
RU2331581C1
RU2331581C1 RU2007116375/15A RU2007116375A RU2331581C1 RU 2331581 C1 RU2331581 C1 RU 2331581C1 RU 2007116375/15 A RU2007116375/15 A RU 2007116375/15A RU 2007116375 A RU2007116375 A RU 2007116375A RU 2331581 C1 RU2331581 C1 RU 2331581C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
carbon
granules
hemosorbent
blood
size
Prior art date
Application number
RU2007116375/15A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Виталий Федорович Суровикин (RU)
Виталий Федорович Суровикин
нова Лиди Георгиевна Пь (RU)
Лидия Георгиевна Пьянова
нина Людмила Семеновна Луз (RU)
Людмила Семеновна Лузянина
Юрий Витальевич Суровикин (RU)
Юрий Витальевич Суровикин
Original Assignee
Институт проблем переработки углеводородов Сибирского отделения Российской Академии Наук (ИППУ СО РАН)
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 Институт проблем переработки углеводородов Сибирского отделения Российской Академии Наук (ИППУ СО РАН) filed Critical Институт проблем переработки углеводородов Сибирского отделения Российской Академии Наук (ИППУ СО РАН)
Priority to RU2007116375/15A priority Critical patent/RU2331581C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2331581C1 publication Critical patent/RU2331581C1/en

Links

Images

Landscapes

  • External Artificial Organs (AREA)
  • Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)
  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: carbonic mesoporous hemosorbent in the form of smoothed granules of the pseudo-spherical form is proposed. They consist of nano-dispersed of a carbon-carbon material in the form of a three-dimensional matrix, formed curved by layers of carbon of thickness 30-400 Å with radius of curvature 100-1600 Å, interplanar spacing of the layers of carbon is 3.48-3.60 Å which contains not less than 99.5% of carbon, and has density by helium of 1.80-2.08 g/cm3, iodine number 175-245 mg/g, on a specific area on BET 300-400 m2/g, the strength of granules during abrasion is not more than 0.30%/min, total volume of pores not less than 0.4 cm3/g, average diameter mesopore 4.0-20.0 nanometers, it is characterised by the fact that hemosorbent contains granules with the size of 0.3-1.0 mm, and the quantity of granules in the size of 0.3-0.5 mm makes 11-45%, and the content of ashes is no more than 0.08%. Hemosorbent possesses high chemical cleanliness, high mechanical durability of granules, smoothed surface of granules and absence of a dust that gives to it increased blood-compatibility and inertness in relation to the regular elements of blood and provides good dynamics of the sorption cleaning, and prevailing presence mesopore and transitional pores provide a high degree of cleaning blood from low and medium molecular toxins.
EFFECT: hemosorbent has high resistance to sterilisation; is nontoxic and is apyrogenous
3 ex, 1 tbl, 2 dwg

Description

Настоящее изобретение относится к пористым нанодисперсным углеродным материалам, применяемым для гемосорбции.The present invention relates to porous nanosized carbon materials used for hemosorption.

Углеродные сорбенты являются веществами, способными удалять из крови, лимфы или плазмы токсические и балластные вещества методом гемосорбции, который является универсальным методом, позволяющим производить элиминацию любых веществ из жидких сред организма, особенно среднемолекулярных соединений (токсинов), играющих существенную роль в заболевании человека.Carbon sorbents are substances that can remove toxic and ballast substances from blood, lymph or plasma by the hemosorption method, which is a universal method that allows the elimination of any substances from body fluids, especially medium-molecular compounds (toxins), which play a significant role in human disease.

На стадии зарождения и развития гемосорбции применение активированных углей, содержащих большое количество скрытой пыли, обладающих способностью спекания в колонках, наличие большого количества минеральных веществ, зачастую являющихся токсинами, разрушение форменных элементов крови, чрезмерно высокая сорбирующая способность, приводящих к удалению из крови не только токсичных веществ, но и жизненно необходимых, затруднили развитие гемосорбции как заменителя гемодиализа и поставили задачу поиска углеродных сорбентов, свободных от вышеуказанных недостатков.At the stage of nucleation and development of hemosorption, the use of activated carbons containing a large amount of latent dust, with the ability to sinter in columns, the presence of a large number of minerals, often toxins, the destruction of blood cells, an excessively high sorbing ability, leading to the removal of not only toxic substances, but also vital, made it difficult to develop hemosorption as a substitute for hemodialysis and set the task of finding carbon sorbents that are free of the above disadvantages.

Известен гемосорбент ИГИ, получаемый переработкой каменных углей. Он характеризуется стабильной пористой структурой во всем объеме сферической гранулы. Его разновидности различаются как преимуществом микропор, так и вариантов с преобладанием переходных пор и макропор (Лопухин Ю.М., Молоденков М.Н. Гемосорбция. М.: Медицина, 1985).Known hemosorbent IGI obtained by processing coal. It is characterized by a stable porous structure in the entire volume of the spherical granule. Its varieties differ both in the advantage of micropores and in variants with a predominance of transition pores and macropores (Lopukhin Yu.M., Molodenkov MN Hemosorption. M: Medicine, 1985).

Недостатком углей типа ИГИ является сравнительно большая зольность и выделение в кровь ионов натрия, калия, кальция и др.A drawback of IGI type coals is the relatively high ash content and the release of sodium, potassium, calcium, and other ions into the blood.

Известен пористый углеродный материал-гемосорбент СКН-1К, представляющий собой продукт карбонизации и последующей активации азотсодержащих полимерных смол (Николаев В.Г., Стрелко В.В. Гемосорбция на активированных углях. Киев: Наукова думка, 1979).Known for the porous carbon material hemosorbent SKN-1K, which is a product of carbonization and subsequent activation of nitrogen-containing polymer resins (Nikolaev VG, Strelko VV Hemosorption on activated carbon. Kiev: Naukova Dumka, 1979).

Недостатком этого гемосорбента является низкая механическая прочность, наличие острых граней на поверхности контакта с форменными элементами крови, наличие скрытой пыли, сравнительно невысокая доля мезопор, что в совокупности снижает его эффективность при удалении из крови низко- и среднемолекулярных токсинов, приводит к росту свободного гемоглобина, создает возможность проникновения пыли в жизненноважные органы организма.The disadvantage of this hemosorbent is low mechanical strength, the presence of sharp edges on the contact surface with blood cells, the presence of latent dust, the relatively low proportion of mesopores, which together reduces its effectiveness when removing low and medium molecular weight toxins from the blood, leads to an increase in free hemoglobin, creates the possibility of dust penetration into the vital organs of the body.

Выпускаемые промышленностью активированные угли содержат углерод (93-96%), водород (0,5-2,0%), кислород (4,0%), а также в зависимости от способа получения и характера исходного сырья 2% и более различных примесей, в том числе потенциально токсичных. Все основные виды углеродных гемосорбентов, получаемых из ископаемого сырья и материалов органического происхождения - древесины, лигнина, фруктовых косточек, скорлупы орехов, торфа, сапропеля - содержат различные количества минеральных примесей в виде солей калия, кальция, натрия, магния, железа, алюминия, кремния и др. (Лопухин Ю.М., Молоденков М.Н. Гемосорбция. М.: Медицина, 1985). В процессе приготовления углеродных гемосорбентов все эти вещества переходят в окисную форму и в небольших количествах могут переходить в кровь.Activated carbons produced by industry contain carbon (93-96%), hydrogen (0.5-2.0%), oxygen (4.0%), and, depending on the method of preparation and nature of the feedstock, 2% or more various impurities , including potentially toxic. All the main types of carbon hemosorbents obtained from fossil raw materials and materials of organic origin - wood, lignin, fruit seeds, nutshells, peat, sapropel - contain various amounts of mineral impurities in the form of salts of potassium, calcium, sodium, magnesium, iron, aluminum, silicon et al. (Lopukhin Yu.M., Molodenkov MN Hemosorption. M: Medicine, 1985). In the process of preparing carbon hemosorbents, all these substances pass into the oxide form and in small quantities can pass into the blood.

Применение в качестве связующих соединений лесохимических смол для придания сорбенту прочности приводит к возможности попадания части токсичных полимеров на поверхность карбонизованных гранул и в дальнейшем в кровь.The use of wood chemical resins as binders to give strength to the sorbent leads to the possibility of the ingress of some toxic polymers onto the surface of carbonized granules and subsequently into the blood.

Новое направление синтеза углеродного гемосорбента из природного газа и газов переработки нефти, а также из нефтяных и каменноугольных смол основано на двухстадийном переходе углерода в нанодисперсные углеродные соединения в газовой фазе. На первой стадии в результате протекания реакций в газовой фазе при температуре 1250-1500°С происходит потеря водорода с образованием полициклических ароматических углеводородов с изменением соотношения Н/С от 0,5 до 0,125 и образованием молекул углеводородов от C24H12 до C193H84 и более с появлением нанодисперсных псевдосферических углеродных соединений размера от 0,85 до 67 нм (Frenklach М. Reaction mechanism of soot formation in flames // J. Phys. Chem. Chem/Phys., 2000, v.4, p.2027-2037). Эти соединения при гранулировании с применением связующего вещества образуют углеродный каркас сферической формы размером 0,5-1,2 мм с плотностью 0,2-0,4 г/см3. На второй стадии за счет реакции поверхностного разложения пропана, бутана и других углеводородов на поверхности частиц размером 0,85-67 нм при температуре 750-900°С образуется углерод-углеродный композит с насыпной плотностью 0,95-1,05 г/см3, который после реакции активации превращается в мезопористое углеродное вещество - углеродный гемосорбент класса ВНИИТУ в виде шлифованных гранул псевдосферической формы, состоящих из нанодисперсного углерод-углеродного материала в виде трехмерной матрицы, образованной изогнутыми слоями углерода толщиной 30-400 Å с радиусом кривизны 100-1600 Å, межплоскостным расстоянием слоев углерода 3,48-3,60 Å, который имеет плотность по гелию 1,80-2,08 г/см3.A new direction in the synthesis of carbon hemosorbent from natural gas and oil refining gases, as well as from oil and coal tar resins, is based on a two-stage transition of carbon to nanodispersed carbon compounds in the gas phase. At the first stage, as a result of reactions in the gas phase at a temperature of 1250-1500 ° C, hydrogen is lost with the formation of polycyclic aromatic hydrocarbons with a change in the H / C ratio from 0.5 to 0.125 and the formation of hydrocarbon molecules from C 24 H 12 to C 193 H 84 or more with the advent of nanosized pseudospherical carbon compounds ranging in size from 0.85 to 67 nm (Frenklach M. Reaction mechanism of soot formation in flames // J. Phys. Chem. Chem. Phys., 2000, v. 4, p. 2027 -2037). When granulated using a binder, these compounds form a carbon frame of a spherical shape with a size of 0.5-1.2 mm with a density of 0.2-0.4 g / cm 3 . In the second stage, due to the reaction of surface decomposition of propane, butane and other hydrocarbons on the surface of particles with a size of 0.85-67 nm at a temperature of 750-900 ° C, a carbon-carbon composite with a bulk density of 0.95-1.05 g / cm 3 which, after the activation reaction, turns into a mesoporous carbon substance - a carbon hemosorbent of the VNIITU class in the form of polished pseudospherical granules, consisting of nanodispersed carbon-carbon material in the form of a three-dimensional matrix formed by curved layers of carbon thickness minutes with 30-400 Å radius of curvature of 100-1600 Å, the interplanar spacing 3,48-3,60 Å layers of carbon, which has a density of helium 1,80-2,08 g / cm 3.

Наиболее близким по существенным признакам к предлагаемому изобретению является гемосорбент на основе дисперсного углерода - продукта переработки нефти, каменного угля и природного газа - ВНИИТУ-1 (Технические условия ТУ 9398-002-71069834-2004 Гемосорбент углеродный в физиологическом растворе стерильный ВНИИТУ-1, прототип).The closest in essential features to the present invention is a hemosorbent based on dispersed carbon - a product of the processing of oil, coal and natural gas - VNIITU-1 (Specifications TU 9398-002-71069834-2004 Hemosorbent carbon in physiological saline sterile VNIITU-1, prototype )

Гемосорбент ВНИИТУ-1 обладает высокой химической чистотой, высокой механической прочностью гранул, шлифованной поверхностью гранул и отсутствием пыли, что придает ему повышенную кровесовместимость и инертность по отношению к форменным элементам крови и обеспечивает хорошую динамику сорбционной очистки, преобладающим наличием мезопор и переходных пор, что обеспечивает высокую степень очистки крови от низко- и среднемолекулярных токсинов, имеет высокую стойкость к стерилизации, нетоксичен, апирогенен.The VNIITU-1 hemosorbent has high chemical purity, high mechanical strength of granules, a polished surface of granules and the absence of dust, which gives it increased blood compatibility and inertness with respect to blood cells and provides good dynamics of sorption purification, the predominant presence of mesopores and transition pores, which ensures a high degree of purification of blood from low- and medium-molecular toxins, has high resistance to sterilization, non-toxic, pyrogen-free.

Физико-химические и медико-биологические характеристики ВНИИТУ-1Physico-chemical and biomedical characteristics of VNIITU-1

Суммарный объем пор, см3/г, не менееTotal pore volume, cm 3 / g, not less 0,40.4 Удельная поверхность по адсорбции ЦТАБ, м2The specific surface adsorption of CTAB, m 2 / g 65-12565-125 Удельная поверхность по адсорбции азота (БЭТ), м2Specific surface for nitrogen adsorption (BET), m 2 / g 300-400300-400 Йодное число, мг/гIodine number, mg / g 175-245175-245 Массовая доля золы, %, не болееMass fraction of ash,%, no more 0,150.15 Массовая доля общей серы, %, не болееMass fraction of total sulfur,%, no more 0,300.30 Количество гранул диаметром (0,5-1,0 мм), %, не менееThe number of granules with a diameter (0.5-1.0 mm),%, not less than 9090 Количество гранул диаметром менее 0,5 мм, %, не болееThe number of granules with a diameter of less than 0.5 mm,%, not more than 1010 рН раствора хлорида натрия, равновесного с гемосорбентомpH of a solution of sodium chloride, equilibrium with hemosorbent 6,0-7,86.0-7.8 прочность гранул при истирании, %/мин, не болееpellet strength during abrasion,% / min, no more 0,300.30

Воздействие на форменные элементы крови при подаче кровиImpact on blood cells during blood supply

80-120 мл/мин на 350 см3 сорбента80-120 ml / min per 350 cm 3 sorbent

снижение числа лейкоцитов, %, не болееdecrease in the number of leukocytes,%, no more 1010 снижение числа тромбоцитов, %, не болееdecrease in platelet count,%, no more 15fifteen прирост свободного гемоглобина, %, не болееgrowth of free hemoglobin,%, no more 66

Гемосорбент ВНИИТУ-1 эффективен в качестве средства детоксикации крови организма:Hemosorbent VNIITU-1 is effective as a means of detoxification of the blood of the body:

- при острых отравлениях (промышленными и бытовыми ядами, лекарственными препаратами, грибными токсинами, ФОС);- in acute poisoning (industrial and household poisons, drugs, mushroom toxins, FOS);

- инфекционных заболеваниях (менингококковая инфекция, вирусный гепатит, туберкулез);- infectious diseases (meningococcal infection, viral hepatitis, tuberculosis);

- при эндотоксикозах (перитонит, сепсис, ожоговая болезнь и др.);- with endotoxemia (peritonitis, sepsis, burn disease, etc.);

- заболеваниях печени и почек (острая печеночно-почечная недостаточность, хроническая почечная недостаточность, почечная и печеночная кома и рекома, билиарный и портальный цирроз печени);- diseases of the liver and kidneys (acute hepatic-renal failure, chronic renal failure, renal and hepatic coma and recoma, biliary and portal cirrhosis);

- аутоиммунных и кожных заболеваниях (псориаз, красная волчанка, ревматоидный артрит, бронхиальная астма, аллергозы);- autoimmune and skin diseases (psoriasis, lupus erythematosus, rheumatoid arthritis, bronchial asthma, allergoses);

- психоневрологических заболеваниях (алкоголизм, шизофрения, наркомания, эпилепсия).- neuropsychiatric diseases (alcoholism, schizophrenia, drug addiction, epilepsy).

Гемосорбент ВНИИТУ-1 получил широкое распространение в Российской Федерации и странах СНГ с высокой оценкой качества, удостоен Золотой медали Первого международного салона инноваций и инвестиций в феврале 2001 г., Москва, ВВЦ (рекламный проспект ВНИИТУ-1 Института проблем переработки углеводородов СО РАН, 2006 год).The VNIITU-1 hemosorbent was widely used in the Russian Federation and the CIS countries with a high quality rating; it was awarded the Gold Medal of the First International Salon of Innovations and Investments in February 2001, Moscow, All-Russian Exhibition Center (VNIITU-1 advertising brochure of the Institute of Hydrocarbon Processing SB RAS, 2006 year).

Недостатком ВНИИТУ-1 является малая доля гранул с размером менее 0,5 мм, что обусловливает недостаточную скорость адсорбции различного вида токсинов, а также наличие остатков минеральных примесей - 0,15%.The disadvantage of VNIITU-1 is the small fraction of granules with a size of less than 0.5 mm, which leads to an insufficient adsorption rate of various types of toxins, as well as the presence of residues of mineral impurities - 0.15%.

Целью данного изобретения является создание модификации гемосорбента ВНИИТУ-1 - ВНИИТУ-1М, который при сохранении всех преимуществ ВНИИТУ-1 обеспечивает наличие дополнительных свойств, усиливающих его сорбционную активность к токсинам для различных особых случаев в клинической практике и практически полностью исключает проникновение в кровь минеральных примесей из-за снижения их содержания в гемосорбенте ниже 0,08%.The aim of this invention is to create a modification of the hemosorbent VNIITU-1 - VNIITU-1M, which, while retaining all the advantages of VNIITU-1, provides additional properties that enhance its sorption activity to toxins for various special cases in clinical practice and almost completely eliminates the penetration of mineral impurities into the blood due to a decrease in their content in hemosorbent below 0.08%.

Предлагаемый углеродный мезопористый гемосорбент ВНИИТУ-1М - это шлифованные гранулы псевдосферической формы, состоящие из нанодисперсного углерод-углеродного материала в форме трехмерной матрицы, образованной изогнутыми слоями углерода толщиной 30-400 Å с радиусом кривизны 100-1600 Å, межплоскостным расстоянием слоев углерода 3,48-3,60 Å, который содержит не менее 99,5% углерода и не более 0,08% золы, имеет плотность по гелию 1,80-2,08 г/см3, йодное число 175-245 мг/г, удельную поверхность по БЭТ 300-400 м2/г, прочность гранул при истирании не более 0,30%/мин, суммарный объем пор не менее 0,4 см3/г, средний диаметр мезопор 4,0-20,0 нм, гранулы размером 0,3-1,0 мм, причем количество гранул размером 0,3-0,5 мм составляет 11-45%.The proposed carbon mesoporous hemosorbent VNIITU-1M is polished pseudo-spherical granules consisting of a nanodispersed carbon-carbon material in the form of a three-dimensional matrix formed by curved carbon layers 30–400 Å thick with a radius of curvature of 100–1600 Å and an interplanar distance of carbon layers of 3.48 -3.60 Å, which contains not less than 99.5% carbon and not more than 0.08% ash, has a helium density of 1.80-2.08 g / cm 3 , iodine number 175-245 mg / g, specific BET surface 300-400 m 2 / g, granule strength during abrasion not more than 0.30% / min, total the pore volume is not less than 0.4 cm 3 / g, the average mesopore diameter is 4.0–20.0 nm, granules 0.3–1.0 mm in size, and the number of granules 0.3–0.5 mm in size is 11 -45%.

Отличительными признаками предлагаемого углеродного мезопористого гемосорбента являются содержание гранул размером 0,3-1,0 мм, причем количество гранул размером 0,3-0,5 мм составляет 11-45%, а содержание золы составляет не более 0,08%.Distinctive features of the proposed carbon mesoporous hemosorbent are the content of granules with a size of 0.3-1.0 mm, and the number of granules with a size of 0.3-0.5 mm is 11-45%, and the ash content is not more than 0.08%.

Предлагаемая совокупность существенных признаков изобретения позволяет обеспечить большую степень извлечения из крови различного рода токсинов и практически полностью исключает проникновение в кровь минеральных веществ, зачастую являющимися токсинами.The proposed combination of essential features of the invention allows for a greater degree of extraction of various kinds of toxins from the blood and almost completely eliminates the penetration of mineral substances, often toxins, into the blood.

Общее увеличение доли фракции 0,3-0,5 мм по сравнению с прототипом приводит к повышению скорости реагирования крови с поверхностью гемосорбента и обеспечивает большую степень извлечения токсинов низкой, средней и высокой молекулярной массы. Это происходит вследствие двух причин: с одной стороны, увеличение доли фракции гранул размером 0,3-0,5 мм приводит к уменьшению среднего диаметра гранул сорбента и увеличению контакта внешнего поверхностного слоя сорбента с кровью в 1,5-2 раза при одной и той же массе углеродного сорбента в колонке, а с другой стороны - наличие большого количества мезопор и переходных пор является определяющей стадией суммарного процесса диффузии реагирующего вещества крови к поверхности пор, поскольку процесс протекает в области внутренней диффузии. Совокупность этих факторов увеличивает общую скорость процесса реагирования крови с поверхностью углерода и с ускорением сорбции токсинов малой, средней и высокой молекулярной массы.The overall increase in the fraction fraction of 0.3-0.5 mm in comparison with the prototype leads to an increase in the reaction rate of blood with the surface of the hemosorbent and provides a greater degree of extraction of toxins of low, medium and high molecular weight. This is due to two reasons: on the one hand, an increase in the fraction fraction of granules with a size of 0.3-0.5 mm leads to a decrease in the average diameter of the granules of the sorbent and an increase in the contact of the outer surface layer of the sorbent with blood by 1.5-2 times with one the same mass of carbon sorbent in the column, and on the other hand, the presence of a large number of mesopores and transition pores is a determining stage in the overall process of diffusion of the reacting blood substance to the pore surface, since the process proceeds in the region of internal diffusion. The combination of these factors increases the overall speed of the reaction of blood with the carbon surface and with the acceleration of sorption of toxins of small, medium and high molecular weight.

Снижение доли фракции 0,3-0,5 ниже 11% уменьшает эффект адсорбции токсинов, а увеличение свыше 45% ограничивается опасностью появления спекания сорбента в колонке.A decrease in the fraction fraction of 0.3-0.5 below 11% reduces the effect of adsorption of toxins, and an increase of over 45% is limited by the risk of sintering of the sorbent in the column.

Снижение содержания золы по сравнению с прототипом обеспечивается использованием в качестве связующего в процессе грануляции чистого сахара с содержанием минеральных примесей 0,05% взамен ранее применяемой мелассы с содержанием минеральных примесей до 2,0%. Использование этого приема обеспечивает снижение содержания золы до уровня не более 0,08%, что практически полностью исключает попадание в кровь потенциально токсичных веществ.The reduction in ash content compared with the prototype is provided by using pure sugar with a mineral content of 0.05% as a binder in the granulation process, instead of the previously used molasses with a mineral content of up to 2.0%. Using this technique provides a reduction in ash content to a level of not more than 0.08%, which almost completely eliminates the entry of potentially toxic substances into the blood.

Физико-химические характеристики, а также показатели структуры и свойств поверхности предлагаемого гемосорбента определялись стандартными методами: межплоскостное расстояние - рентгеновским дифрактометром ДРОН-3, плотность по гелию - газовым пикнометром по гелию, содержание углерода и золы - ГОСТ 2408.1-95, ГОСТ 25699.8-90, йодное число - ГОСТ 25699.3-90.Physico-chemical characteristics, as well as indicators of the structure and surface properties of the proposed hemosorbent, were determined by standard methods: interplanar distance — by a DRON-3 X-ray diffractometer, density on helium — a gas pycnometer on helium, carbon and ash contents — GOST 2408.1-95, GOST 25699.8-90 , iodine number - GOST 25699.3-90.

Изменение активности сорбции оценивалось на образцах, синтезированных в одних и тех же условиях варьированием фракционного состава с использованием стандартных сит по степени изменения удельной внешней поверхности по ЦТАБ (цетилтриметиламмония бромида), м2/г - ГОСТ 25699.2-90, и изменении величины суммарного объема пор по воде, см3/г - ГОСТ 17219-71.The change in sorption activity was evaluated on samples synthesized under the same conditions by varying the fractional composition using standard sieves according to the degree of change in the specific external surface according to CTAB (cetyltrimethylammonium bromide), m 2 / g - GOST 25699.2-90, and the change in the total pore volume by water, cm 3 / g - GOST 17219-71.

Пример 1. Получение гемосорбента включает следующие стадии:Example 1. Obtaining hemosorbent includes the following stages:

1. Получение термоокислительным пиролизом при температуре 1400°С нанодисперсного углерода со средним диаметром частиц 64 нм, который гранулированием с применением связующего вещества образовал гранулы в виде углеродного каркаса сферической формы размером 0,3-1,2 мм с плотностью 0,2-0,4 г/см3.1. Obtaining by thermo-oxidative pyrolysis at a temperature of 1400 ° C nanodispersed carbon with an average particle diameter of 64 nm, which granulation using a binder to form granules in the form of a carbon frame spherical shape with a size of 0.3-1.2 mm with a density of 0.2-0, 4 g / cm 3 .

2. Пиролитическое уплотнение слоя гранулированного углерода - получение на поверхности частиц, образующих гранулы, при температуре 750-900°С за счет реакции разложения пропана и бутана углерод-углеродного композита с насыпной плотностью 0,95-1,05 г/см3.2. Pyrolytic compaction of a granular carbon layer — obtaining particles forming granules on the surface at a temperature of 750-900 ° C due to the decomposition of propane and butane of a carbon-carbon composite with a bulk density of 0.95-1.05 g / cm 3 .

3. Активация в среде водяного пара при 800°С (Патент РФ 2275237, 27.04.06, «Способ получения пористого углерод-углеродного материала для производства гемо- и энтеросорбента»).3. Activation in the environment of water vapor at 800 ° C (RF Patent 2275237, 04/27/06, "A method for producing a porous carbon-carbon material for the production of hemo- and enterosorbent").

4. Фракционирование и гидромеханическая обработка гранул (Патент РФ 2211727, 10.09.03, «Способ обработки гранул углеродного материала для гемо- и энтеросорбции и реактор для его осуществления»).4. Fractionation and hydromechanical processing of granules (RF Patent 2211727, 09/10/03, "A method for processing granules of carbon material for hemo- and enterosorption and a reactor for its implementation").

В качестве связующего вещества при гранулировании использовался водный раствор мелассы с содержанием до двух процентов минеральных примесей.An aqueous solution of molasses with up to two percent mineral impurities was used as a binder during granulation.

Получен гемосорбент ВНИИТУ-1 (прототип) фракционного состава: количество гранул 0,5-1,0 мм - 90%, количество гранул менее 0,5 мм - 10%. Измерение поверхности по адсорбции ЦТАБ составило 95 м2/г, суммарный объем пор 0,40 см3/г, содержание золы 0,15%.Received hemosorbent VNIITU-1 (prototype) fractional composition: the number of granules 0.5-1.0 mm - 90%, the number of granules less than 0.5 mm - 10%. The surface measurement from the adsorption of CTAB was 95 m 2 / g, the total pore volume of 0.40 cm 3 / g, the ash content of 0.15%.

Пример 2. В условиях опыта 1 осуществлено варьирование фракционного состава с использованием сит. Выделена фракция, состоящая из гранул размером 0,3-1,0 мм, причем количество гранул 0,5-1,0 мм - 55%, количество гранул 0,3-0,5 мм - 45%. Измерение поверхности по адсорбции ЦТАБ составило 185 м2/г, суммарный объем пор 0,48 см3/г, содержание золы 0,15%.Example 2. Under the conditions of experiment 1, the fractional composition was varied using sieves. A fraction was selected consisting of granules with a size of 0.3-1.0 mm, and the number of granules of 0.5-1.0 mm - 55%, the number of granules of 0.3-0.5 mm - 45%. The surface measurement from the adsorption of CTAB was 185 m 2 / g, the total pore volume of 0.48 cm 3 / g, the ash content of 0.15%.

Пример 3. В условиях опыта 2 произведена замена связующего при образовании гранул нанодисперсного углерода с водного раствора мелассы с содержанием минеральной примеси до двух процентов на водный раствор сахара с содержанием минеральных примесей до 0,05%. Полученное вещество - углеродный гемосорбент ВНИИТУ-1М - состоит из гранул размером 0,3-1,0 мм, причем количество гранул 0,5-1,0 мм - 55%, количество гранул 0,3-0,5 мм - 45%. Измерение поверхности по адсорбции ЦТАБ составило 185 м2/г, суммарный объем пор 0,48 см3/г, содержание золы 0,08%.Example 3. In the conditions of experiment 2, the binder was replaced during the formation of nanodispersed carbon granules from an aqueous molasses solution with a mineral impurity content of up to two percent to an aqueous sugar solution with a mineral impurity content of up to 0.05%. The resulting substance - carbon hemosorbent VNIITU-1M - consists of granules with a size of 0.3-1.0 mm, and the number of granules of 0.5-1.0 mm - 55%, the number of granules of 0.3-0.5 mm . The surface measurement from the adsorption of CTAB was 185 m 2 / g, the total pore volume of 0.48 cm 3 / g, the ash content of 0.08%.

В таблице представлены данные примеров по характеристикам предлагаемого гемосорбента, а на фиг.1 и 2 приведены внешняя поверхность шлифованных гранул и сканирующее изображение структуры поверхности в электронном микроскопе ВНИИТУ-1 и ВНИИТУ-1M.The table shows the data of examples on the characteristics of the proposed hemosorbent, and figure 1 and 2 shows the outer surface of the polished granules and a scanning image of the surface structure in an electron microscope VNIITU-1 and VNIITU-1M.

ТаблицаTable ПримерExample содержание гранул 0,3-0,5 мм, %granule content 0.3-0.5 mm,% содержание гранул 0,5-1,0 мм, %granule content 0.5-1.0 mm,% СвязующееBinder Уд. поверхн адсорбции ЦТАБ, м2Beats adsorption surface of CTAB, m 2 / g суммарный объем пор, см3total pore volume, cm 3 / g содержание золыash content 1one 1010 9090 Водный раствор мелассыMolasses water solution 9595 0,400.40 0,150.15 22 4545 5555 Водный раствор мелассыMolasses water solution 185185 0.480.48 0,150.15 33 4545 5555 Водный раствор сахараWater solution of sugar 185185 0,480.48 0,080.08

Полученный углеродный мезопористый гемосорбент при сохранении всех преимуществ гемосорбента ВНИИТУ-1 обеспечивает наличие дополнительных свойств, усиливающих его сорбционную активность к токсинам для различных особых случаев в клинической практике, и практически полностью исключает проникновение в кровь минеральных примесей из-за снижения их содержания в гемосорбенте ниже 0,08%.The obtained carbon mesoporous hemosorbent, while retaining all the advantages of the VNIITU-1 hemosorbent, provides additional properties that enhance its sorption activity to toxins for various special cases in clinical practice and almost completely eliminates the penetration of mineral impurities into the blood due to a decrease in their content in hemosorbent below 0 , 08%.

Claims (1)

Углеродный мезопористый гемосорбент в виде шлифованных гранул псевдосферической формы, состоящих из нанодисперсного углерод-углеродного материала в форме трехмерной матрицы, образованной изогнутыми слоями углерода толщиной 30-400 Å с радиусом кривизны 100-1600 Å, межплоскостным расстоянием слоев углерода 3,48-3,60 Å, который содержит не менее 99,5% углерода, и имеет плотность по гелию 1,80-2,08 г/см3, йодное число 175-245 мг/г, удельную поверхность по БЭТ 300-400 м2/г, прочность гранул при истирании не более 0,30%/мин, суммарный объем пор не менее 0,4 см3/г, средний диаметр мезопор 4,0-20,0 нм, отличающийся тем, что гемосорбент содержит гранулы размером 0,3-1,0 мм, причем количество гранул размером 0,3-0,5 мм составляет 11-45%, а содержание золы составляет не более 0,08%.Carbon mesoporous hemosorbent in the form of polished pseudo-spherical granules consisting of a nanosized carbon-carbon material in the form of a three-dimensional matrix formed by curved carbon layers 30–400 Å thick with a radius of curvature of 100–1600 Å and an interplanar spacing of carbon layers of 3.48-3.60 Å, which contains at least 99.5% carbon, and has a helium density of 1.80-2.08 g / cm 3 , iodine number 175-245 mg / g, BET specific surface area 300-400 m 2 / g, the strength of the granules with abrasion not more than 0.30% / min, the total pore volume of not less than 0.4 cm 3 / g, average the mesopore diameter is 4.0-20.0 nm, characterized in that the hemosorbent contains granules with a size of 0.3-1.0 mm, and the number of granules with a size of 0.3-0.5 mm is 11-45%, and the ash content is not more than 0.08%.
RU2007116375/15A 2007-05-02 2007-05-02 Carbonic mesoporous hemosorbent RU2331581C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007116375/15A RU2331581C1 (en) 2007-05-02 2007-05-02 Carbonic mesoporous hemosorbent

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007116375/15A RU2331581C1 (en) 2007-05-02 2007-05-02 Carbonic mesoporous hemosorbent

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2331581C1 true RU2331581C1 (en) 2008-08-20

Family

ID=39747994

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007116375/15A RU2331581C1 (en) 2007-05-02 2007-05-02 Carbonic mesoporous hemosorbent

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2331581C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2477652C1 (en) * 2011-07-29 2013-03-20 Учреждение Российской академии наук Институт проблем переработки углеводородов Сибирского отделения РАН (ИППУ СО РАН) Method of producing fluorocarbon hemosorbent and fluorocarbon hemosorbent ("t=lltl-1l")
EA019913B1 (en) * 2011-03-17 2014-07-30 Республиканское Государственное Предприятие На Праве Хозяйственного Ведения "Институт Проблем Горения" Method of producing ingo-1 mesoporous carbon sorbent

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Гемосорбент углеродный в физиологическом растворе стерильный ВНИИТУ-1. ТУ 9398-002-71069834-2004. *
ЛОПАТКИН Н.А. и др. Эфферентные методы в медицине. - М.: Медицина, 1989, с.44-49, 103-110. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EA019913B1 (en) * 2011-03-17 2014-07-30 Республиканское Государственное Предприятие На Праве Хозяйственного Ведения "Институт Проблем Горения" Method of producing ingo-1 mesoporous carbon sorbent
RU2477652C1 (en) * 2011-07-29 2013-03-20 Учреждение Российской академии наук Институт проблем переработки углеводородов Сибирского отделения РАН (ИППУ СО РАН) Method of producing fluorocarbon hemosorbent and fluorocarbon hemosorbent ("t=lltl-1l")

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101096545B1 (en) High-performance adsorbents based on activated carbon having high meso- and macroporosity
KR100958852B1 (en) High performance adsorbents based on activated carbon of high microporosity
US5726118A (en) Activated carbon for separation of fluids by adsorption and method for its preparation
RU2602116C2 (en) Porous coal and methods for production thereof
JPS5976535A (en) Sorption agent and its production
KR101856048B1 (en) Medical adsorbent and method for producing same
Krasnova et al. The choice of sorbent for adsorption extraction of chloroform from drinking water
AU2012319495A1 (en) Orally administered adsorbent
Zhou et al. Effect of the feedstock type on the volumetric low-pressure CO2 capture performance of activated carbons
US20070270307A1 (en) Adsorbent And Process For Producing The Same
RU2331581C1 (en) Carbonic mesoporous hemosorbent
JP4666467B2 (en) Activated carbon, method for producing the same, and therapeutic agent for renal liver disease
Zeng et al. Advanced materials design for adsorption of toxic substances in cigarette smoke
Mariana et al. Nipa palm shell as a sustainable precursor for synthesizing high-performance activated carbon: Characterization and application for Hg2+ adsorption
Rahman et al. Simultaneous removal of Ni2+ and Congo red from wastewater by crystalline nanocellulose-modified coal bionanocomposites: Continuous adsorption study with mathematical modeling
CN115087498A (en) Carbonaceous material, method for producing same, filter for water purification, and water purifier
Choi et al. Surface modification of phosphoric acid-activated carbon in spent coffee grounds to enhance Cu (II) adsorption from aqueous solutions
JP2950666B2 (en) Activated carbon water purifier
Isaieva et al. Peculiarities of the sorption of amino acids and their metabolites by medicinal carbon sorbents
Xie et al. Rape seedling peel-derived biochar prepared by low-temperature vacuum pyrolysis method for adsorbing p-nitrophenol
WO2020065930A1 (en) Activated carbon and method for producing said activated carbon
CN113874320A (en) Method for preparing active carbon adsorbent
Elles-Pérez et al. Adsorption Potential of Contaminants with Activated Carbon Monoliths from Dried Fruit Epicarp of Lecythis minor
Gholamian et al. Applying MgO‐modified date tree fiber as a nanoadsorbent for nitrate removal from water
RU2026733C1 (en) Porous sorbent based on aluminium oxide

Legal Events

Date Code Title Description
PD4A Correction of name of patent owner
PC43 Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions

Effective date: 20200602