RU2502543C2 - Композитные фильтры из пористого блока с нановолокнами - Google Patents
Композитные фильтры из пористого блока с нановолокнами Download PDFInfo
- Publication number
- RU2502543C2 RU2502543C2 RU2011125334/05A RU2011125334A RU2502543C2 RU 2502543 C2 RU2502543 C2 RU 2502543C2 RU 2011125334/05 A RU2011125334/05 A RU 2011125334/05A RU 2011125334 A RU2011125334 A RU 2011125334A RU 2502543 C2 RU2502543 C2 RU 2502543C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- nanofibers
- porous block
- composite
- inorganic
- nanofibres
- Prior art date
Links
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 67
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims abstract description 40
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 39
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 27
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 24
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims abstract description 22
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 16
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 12
- 238000001027 hydrothermal synthesis Methods 0.000 claims abstract description 8
- 229910052809 inorganic oxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 claims abstract description 3
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 claims abstract description 3
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 claims abstract description 3
- 229920000620 organic polymer Polymers 0.000 claims abstract description 3
- 150000004645 aluminates Chemical class 0.000 claims abstract 4
- 239000002121 nanofiber Substances 0.000 claims description 103
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 65
- 229910001593 boehmite Inorganic materials 0.000 claims description 35
- FAHBNUUHRFUEAI-UHFFFAOYSA-M hydroxidooxidoaluminium Chemical compound O[Al]=O FAHBNUUHRFUEAI-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 35
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 28
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 25
- 239000002243 precursor Substances 0.000 claims description 19
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 claims description 18
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N Alumina Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 14
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 claims description 12
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 244000052769 pathogen Species 0.000 claims description 7
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N Iron oxide Chemical compound [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 4
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 150000003961 organosilicon compounds Chemical class 0.000 claims description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims 1
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 claims 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 abstract 1
- 239000012784 inorganic fiber Substances 0.000 abstract 1
- 238000010327 methods by industry Methods 0.000 abstract 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 abstract 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 13
- 239000002071 nanotube Substances 0.000 description 11
- 241000700605 Viruses Species 0.000 description 9
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 8
- 238000001878 scanning electron micrograph Methods 0.000 description 8
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 7
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 6
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 6
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 6
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 6
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 5
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 5
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 5
- 239000002073 nanorod Substances 0.000 description 5
- 210000003250 oocyst Anatomy 0.000 description 5
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 5
- 238000004627 transmission electron microscopy Methods 0.000 description 5
- 239000013543 active substance Substances 0.000 description 4
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 4
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 4
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 3
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 3
- 238000011161 development Methods 0.000 description 3
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 3
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 3
- GROMGGTZECPEKN-UHFFFAOYSA-N sodium metatitanate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Ti](=O)O[Ti](=O)O[Ti]([O-])=O GROMGGTZECPEKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 3
- 241000223935 Cryptosporidium Species 0.000 description 2
- 238000003917 TEM image Methods 0.000 description 2
- 239000004809 Teflon Substances 0.000 description 2
- 229920006362 Teflon® Polymers 0.000 description 2
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 2
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 2
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 description 2
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 2
- 238000001000 micrograph Methods 0.000 description 2
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 description 2
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 2
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910002706 AlOOH Inorganic materials 0.000 description 1
- QDHHCQZDFGDHMP-UHFFFAOYSA-N Chloramine Chemical class ClN QDHHCQZDFGDHMP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000013162 Cocos nucifera Nutrition 0.000 description 1
- 244000060011 Cocos nucifera Species 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000588724 Escherichia coli Species 0.000 description 1
- 241000224466 Giardia Species 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002250 absorbent Substances 0.000 description 1
- 230000002745 absorbent Effects 0.000 description 1
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 1
- 239000012670 alkaline solution Substances 0.000 description 1
- 230000000721 bacterilogical effect Effects 0.000 description 1
- 239000002802 bituminous coal Substances 0.000 description 1
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 description 1
- BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N cadmium atom Chemical compound [Cd] BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005660 chlorination reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 1
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 239000003651 drinking water Substances 0.000 description 1
- 235000020188 drinking water Nutrition 0.000 description 1
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 1
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010335 hydrothermal treatment Methods 0.000 description 1
- 239000010842 industrial wastewater Substances 0.000 description 1
- 238000001746 injection moulding Methods 0.000 description 1
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 150000002576 ketones Chemical class 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 238000007539 photo-oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 238000002601 radiography Methods 0.000 description 1
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000013341 scale-up Methods 0.000 description 1
- 238000004626 scanning electron microscopy Methods 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 description 1
- JBQYATWDVHIOAR-UHFFFAOYSA-N tellanylidenegermanium Chemical compound [Te]=[Ge] JBQYATWDVHIOAR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 231100000701 toxic element Toxicity 0.000 description 1
- 239000011882 ultra-fine particle Substances 0.000 description 1
- 241001515965 unidentified phage Species 0.000 description 1
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 description 1
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
Images
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
-
- 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
- B01D39/1669—Cellular material
- B01D39/1676—Cellular material of synthetic origin
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D35/00—Filtering devices having features not specifically covered by groups B01D24/00 - B01D33/00, or for applications not specifically covered by groups B01D24/00 - B01D33/00; Auxiliary devices for filtration; Filter housing constructions
-
- 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
-
- 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
- B01D39/2062—Bonded, e.g. activated carbon blocks
-
- 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
- B01D39/2068—Other inorganic materials, e.g. ceramics
- B01D39/2082—Other inorganic materials, e.g. ceramics the material being filamentary or fibrous
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
- B01J20/02—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
- B01J20/06—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising oxides or hydroxides of metals not provided for in group B01J20/04
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
- B01J20/02—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
- B01J20/06—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising oxides or hydroxides of metals not provided for in group B01J20/04
- B01J20/08—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising oxides or hydroxides of metals not provided for in group B01J20/04 comprising aluminium oxide or hydroxide; comprising bauxite
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
- B01J20/28—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties
- B01J20/28002—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties characterised by their physical properties
- B01J20/28004—Sorbent size or size distribution, e.g. particle size
- B01J20/28007—Sorbent size or size distribution, e.g. particle size with size in the range 1-100 nanometers, e.g. nanosized particles, nanofibers, nanotubes, nanowires or the like
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
- B01J20/28—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties
- B01J20/28014—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties characterised by their form
- B01J20/28042—Shaped bodies; Monolithic structures
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
- B01J20/28—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties
- B01J20/28054—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties characterised by their surface properties or porosity
- B01J20/28057—Surface area, e.g. B.E.T specific surface area
- B01J20/28061—Surface area, e.g. B.E.T specific surface area being in the range 100-500 m2/g
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
- B01J20/30—Processes for preparing, regenerating, or reactivating
- B01J20/32—Impregnating or coating ; Solid sorbent compositions obtained from processes involving impregnating or coating
- B01J20/3202—Impregnating or coating ; Solid sorbent compositions obtained from processes involving impregnating or coating characterised by the carrier, support or substrate used for impregnation or coating
- B01J20/3204—Inorganic carriers, supports or substrates
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
- B01J20/30—Processes for preparing, regenerating, or reactivating
- B01J20/32—Impregnating or coating ; Solid sorbent compositions obtained from processes involving impregnating or coating
- B01J20/3202—Impregnating or coating ; Solid sorbent compositions obtained from processes involving impregnating or coating characterised by the carrier, support or substrate used for impregnation or coating
- B01J20/3206—Organic carriers, supports or substrates
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
- B01J20/30—Processes for preparing, regenerating, or reactivating
- B01J20/32—Impregnating or coating ; Solid sorbent compositions obtained from processes involving impregnating or coating
- B01J20/3231—Impregnating or coating ; Solid sorbent compositions obtained from processes involving impregnating or coating characterised by the coating or impregnating layer
- B01J20/3234—Inorganic material layers
- B01J20/3236—Inorganic material layers containing metal, other than zeolites, e.g. oxides, hydroxides, sulphides or salts
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y30/00—Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
-
- 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
- B01D2239/02—Types of fibres, filaments or particles, self-supporting or supported materials
- B01D2239/025—Types of fibres, filaments or particles, self-supporting or supported materials comprising nanofibres
-
- 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
- B01D2239/04—Additives and treatments of the filtering material
- B01D2239/0407—Additives and treatments of the filtering material comprising particulate additives, e.g. adsorbents
-
- 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
- B01D2239/04—Additives and treatments of the filtering material
- B01D2239/0442—Antimicrobial, antibacterial, antifungal additives
-
- 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
- B01D2239/06—Filter cloth, e.g. knitted, woven non-woven; self-supported material
- B01D2239/0604—Arrangement of the fibres in the filtering material
- B01D2239/064—The fibres being mixed
-
- 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
- B01D2239/10—Filtering material manufacturing
-
- 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
- B01D2239/12—Special parameters characterising the filtering material
- B01D2239/1233—Fibre diameter
-
- 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
- B01D2239/12—Special parameters characterising the filtering material
- B01D2239/1291—Other parameters
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2253/00—Adsorbents used in seperation treatment of gases and vapours
- B01D2253/10—Inorganic adsorbents
- B01D2253/104—Alumina
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2253/00—Adsorbents used in seperation treatment of gases and vapours
- B01D2253/10—Inorganic adsorbents
- B01D2253/112—Metals or metal compounds not provided for in B01D2253/104 or B01D2253/106
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2257/00—Components to be removed
- B01D2257/60—Heavy metals or heavy metal compounds
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2257/00—Components to be removed
- B01D2257/91—Bacteria; Microorganisms
Abstract
Предложен композит в виде пористого блока с нановолокнами. Пористый блок имеет одну или множество пор и содержит множество неорганических нановолокон, выращенных внутри пор блока с использованием гидротермального процесса. Неорганические нановолокна выполнены из алюмината, титаната или неорганического оксида. Пористый блок образован одним из следующих материалов: углерод, оксид металла, кремнийорганическое соединение (силикон), целлюлоза, органический полимер. Предложен способ получения композита, а также фильтр, содержащий заявленный композит. Изобретение обеспечивает эффективную фильтрацию биологически активных веществ, тяжелых металлов и других видов загрязнений, и пригодно для использования в технологии высокочистых веществ. 4 н. и 20 з.п. ф-лы, 12 ил., 2 табл.
Description
Договорное происхождение
Правительство Соединенных Штатов Америки имеет права на данное изобретение по контракту № DE-AC36-08GO28308 между Министерством энергетики Соединенных Штатов Америки и ООО «Альянс по устойчивой энергетике» (Alliance for Sustainable Energy, LLC), которое руководит и управляет Национальной лабораторией возобновляемой энергии (National Renewable Energy Laboratory).
Предшествующий уровень техники
Наноразмерные материалы многих типов разработаны и применяются для самых разнообразных целей. Производятся анизотропные наноразмерные волокна, имеющие сравнительно малые диаметры (например, порядка нанометров) и много большими длинами, что делает, соответственно, такие наноразмерные волокна материалами «с высоким аспектным отношением (т.е. соотношением геометрических размеров - в частности длины и ширины/толщины)». Многие из этих наноразмерных волокон обладают уникальными свойствами, которые делают их перспективными кандидатами для широкого диапазона приложений, например, в качестве фильтрующей среды.
Имеются процессы для получения наноразмерных частиц оксида алюминия, которые могут иметь применение для фильтрации, в числе прочего. Например, сферические частицы алюминия диаметром от примерно 25 до примерно 500 нм с соответствующей площадью поверхности от примерно 10 до примерно 70 м2/грамм, могут быть решением, рассматриваемым как пригодное, в числе прочего, для получения нановолокон гамма- и/или альфа-оксида алюминия с подходящей площадью поверхности в интервале от примерно 200 м2/грамм и вплоть до примерно 600 м2/грамм. В другом примере нановолокна из неочищенного бемита могут быть получены гидротермически и отожжены для получения нановолокон со сходными свойствами, причем такой отжиг обычно вызывает рост частиц и уменьшение площади поверхности.
Приведенные выше примеры предшествующего уровня техники и связанные с ними ограничения предназначены быть иллюстративными и не исключительными. Другие ограничения предшествующего уровня техники станут очевидными специалистам в данной области техники при чтении описания и рассмотрении чертежей.
Сущность изобретения
Представленные ниже варианты осуществления и особенности данного изобретения описаны и проиллюстрированы в сочетании с системами, инструментами и способами, которые предназначены быть примерными и иллюстративными, но не ограничивающими объем изобретения. В различных вариантах осуществления одна или несколько из вышеописанных проблем были уменьшены или устранены, тогда как другие варианты осуществления направлены на другие улучшения. Принимая во внимание вышеуказанное, общая черта описываемых разработок может состоять в предложении композитного изделия из пористого блока с нановолокнами, включающего пористый блок, имеющий одну или множество пор и множество неорганических нановолокон, сформированных внутри по меньшей мере одной из пор. Неограничивающие примеры включают, в числе прочего, углеродный пористый блок и нановолокна из бемита.
Другая особенность данного изобретения может включать способ изготовления композитного изделия из пористого блока с нановолокнами, причем способ включает предоставление пористого блока и алюминиевого предшественника в воде в технологическую камеру; гидротермическое получение композитного изделия из пористого блока с нановолокнами. Основным волокном, образованным таким образом, может быть бемит. Другие возможные предшественники могут включать оксид титана (TiO2) или оксид железа, обрабатываемые аналогичным образом. Другая альтернативная особенность может включать отжиг, как при отжиге бемита до гамма- или альфа-оксида алюминия, в зависимости от температуры. Еще одна альтернатива может включать встраивание композитного изделия из пористого блока с нановолокнами в качестве активного элемента фильтрующей среды.
В дополнение к примерам особенностей и вариантов осуществления, описанным выше, другие особенности и варианты осуществления станут очевидными при рассмотрении чертежей и приведенных ниже описаний.
Краткое описание чертежей
Примеры вариантов осуществления проиллюстрированы на чертежах, на которые делаются ссылки. Это предполагает, что варианты осуществления и фигуры, представленные в данном документе, должны рассматриваться как иллюстративные, а не ограничивающие.
ФИГ.1 представляет собой схематическое изображение типичного фильтрующего устройства в соответствии с вариантами осуществления, описанными в данном документе;
ФИГ.2A и 2B представляют собой схематические изображения пористых блоков с выделенными одной или несколькими схематически представленными порами в них;
ФИГ.3 представляет собой схематическое изображение поры композита из пористого блока с нановолокнами;
ФИГ.4 представляет собой блок-схему способа;
ФИГ.5 представляет собой профиль рентгенографии (рентгенодифракционный метод) (XRD) для примера композита по данному изобретению;
ФИГ.6, которая включает в качестве частей Фиг.6A и 6B, предоставляет микрофотографии, полученные на сканирующем электронном микроскопе (SEM) для примера композита по данному изобретению;
ФИГ.7, которая включает в качестве частей Фиг.7A, 7B и 7C, предоставляет микрофотографии, полученные на сканирующем электронном микроскопе (SEM) для другого примера композита по данному изобретению;
ФИГ.8 представляет собой охарактеризование методом рентгенографии (XRD) для другого примера композита по данному изобретению;
ФИГ.9, которая включает в качестве частей Фиг.9A и 9B, предоставляет фотографии, полученные просвечивающей электронной микроскопией (TEM) для дополнительных примеров композита по данному изобретению;
ФИГ.10 предоставляет еще одну фотографию, полученную просвечивающей электронной микроскопией (TEM) для дополнительного примера композита по данному изобретению;
ФИГ.11 предоставляет еще одну фотографию, полученную просвечивающей электронной микроскопией (TEM) для еще одного примера композита по данному изобретению; и,
ФИГ.12 предоставляет рентгеновские дифрактограммы (XRD) нанотрубок из титаната и наностержней из анатаза TiO2.
Подробное описание
Здесь представлены системы, устройства, композиции и/или способы их производства или применения, которые включают нановолокнистые материалы, осажденные или сформированные внутри пор пористого блока, чтобы предложить одно или несколько композитных изделий, которые могут быть применены в качестве фильтрующей среды, показывающей хорошие фильтрационные характеристики. Более конкретно, в некоторых видах осуществления предлагаются неорганические нановолокна, например, из оксида алюминия или подобных веществ, включающих в качестве одного конкретного примера (Al(O)OH), выращенные в порах пористого фильтрующего блока, образованного, в некоторых примерах, из пористого углерода, и способы их изготовления или применения. Типичные композиции пористого блока с нановолокнами и способы их изготовления и применения и могут быть лучше поняты при ссылках на фигуры и представленное ниже описание, хотя следует понимать, что могут быть использованы различные альтернативные пористые блоки, неорганические нановолокна и способы изготовления.
Со ссылкой вначале на ФИГ.1, показано обобщенное изображение проточного фильтрующего устройства 10, к которому или для которого могут быть приложены или применены данные разработки. Более конкретно, фильтрующее устройство 10 может включать пористый фильтрующий блок 100 или модифицированный блок 110, модифицированный как описано далее в данном документе. Блок 100 или 110 может быть расположен, как показано, внутри проточной камеры 101 устройства 10. В таком устройстве 10 текучая среда может вводиться через впускное отверстие 102 (см., например, стрелки, обозначающие входной поток), затем протекать через пористый фильтрующий блок 100 или 110 (пунктирные стрелки) и выпускается через выпускное отверстие 103 (стрелки, обозначающие выходной поток). Во многих примерах в соответствии с данными разработками текучая среда представляет собой воду с одной или несколькими загрязняющими примесями, подлежащими отфильтровыванию от нее посредством пористого фильтрующего блока 100/110. Следует принимать во внимание, что блок и устройство показаны лишь схематически на ФИГ.1; и множество потенциальных альтернативных видов осуществления, не ограничивающиеся физической формой ФИГ.1, могут включать один или несколько их отличительных признаков данного изобретения, независимо от размера, масштаба, формы или способа функционирования.
ФИГ.2 представляет более подробное схематическое изображение блока 100 с несколькими порами 200, который посредством модификации, как описано в данном документе, и при переходе от верхнего вида к нижнему виду ФИГ.2A, дает в результате модифицированный блок 110, имеющий модифицированные структуры пор 210, которые имеют нановолокна, выращенные внутри них или на их поверхности, как описано ниже. Увеличенный вид схематической структуры поры 210 показан на ФИГ.2B с несколькими нановолокнами 211, расположенными внутри нее. Кроме того, ФИГ.3 предоставляет схематический функциональный вид, на котором поток текучей среды 300 показан проходящим над порой 210 и в нее, где он соприкасается с одним или несколькими нановолокнами 211, а также с материалом 250 основы. В примерах, таких как фильтрация воды через блок из пористого углерода, как определено более подробно ниже, соприкосновение воды с углеродом может оказывать благоприятное действие, при дополнительных преимуществах, предоставляемых нановолокнами. Более конкретно, углерод может удалять некоторые загрязняющие вещества или примеси, например, нежелательные органические вещества и/или некоторые элементы или молекулы, такие как хлор или хлорамины; однако, при добавлении к нему нановолокон по данному изобретению могут проявляться дополнительные функциональные возможности в виде дополнительного удаления биологических патогенов, например, вирусов или бактерий, или других твердых частиц, органических или неорганических, или токсичных элементов, таких как тяжелые металлы.
Материал 250 внешней основы, показанный в примере на ФИГ.3, может в качестве альтернативы представлять собой внешнюю пористую мембрану с структурой из нановолокон, выращенных во внутреннем пространстве ее поры. Соответственно, пора внутри пористой основы может быть порой внутри пористого блока или внутри пористой мембраны по данному изобретению или же внутри и того и другой, однако, в любом случае, нановолокна сформированы внутри нее. Внешняя пористая мембрана может также быть использована с основой пористого блока, так что, например, такая мембрана может служить для включения нановолокон 211 и/или любой опорной среды 110 для нановолокон. Кроме того, пористый блок может в таком случае иметь первый функциональный отличительный атрибут, такой как, например, углерод, описанный здесь, при втором атрибуте, размещенном в нановолокнах, расположенных внутри пор пористого блока; и третий атрибут во внешней пористой мембране, также или в качестве альтернативы имеющей нановолокна, сформированные внутри ее пор.
Типичные композитные изделия из пористого блока с нановолокнами могут быть изготовлены следующим образом. В одном из типичных видов осуществления композит 110 из пористого блока с нановолокнами может быть изготовлен прямым гидротермальным синтезом нановолокон 211 в присутствии пока еще не модифицированного пористого блока 100. Материал предшественника может быть подан в растворе в подходящий реакционный резервуар (также называемый «технологической камерой») с пористым блоком 100. Технологическая камера может быть затем нагрета, и в ней повышено давление, чтобы синтезировать нановолокна, которые формируются или «выращиваются» на пористом блоке в технологической камере, для получения композитного изделия из пористого блока с нановолокнами 110. ФИГ.4 предоставляет общий вид такого процесса, в данном случае процесса 400, в котором первая стадия или операция 401 включает получение пористого блока, следующая стадия или операция 402 включает формирование нановолокна или нановолокон внутри по меньшей мере одной поры пористой основы.
Прямой гидротермальный синтез нановолокон 211 может включать обеспечение наличия алюминиевого предшественника, который может быть выбран из Al(OH)3, Al(Ac)2OH и Al(Ac)(OH)2. В примере, описанном ниже, бемит может быть материалом нановолокон, синтезированным при использовании предшественника Al(OH)3 с водой, нагретого до температуры примерно 200°C в течение периода времени примерно 5 ч (пять часов), чтобы получить по существу белые твердотельные нановолокна на блоке пористого носителя на поверхности или внутри одной или множества его пор.
Этот процесс обладает высокой воспроизводимостью, и морфология результирующего продукта может быть особенно выгодной для применения в качестве активного элемента или непосредственно в качестве фильтрующей среды. Например, гидротермальная обработка может быть использована для выращивания нановолокон непосредственно на других пористых материалах, а также для производства улучшенной композитной фильтрующей среды. Следует заметить, что могут быть также осуществлены реакции формирования волокон, которые не обязательно являются гидротермальными по природе, например, в которых рост волокна может зарождаться в порах базового материала.
Более конкретно, малые диаметры (в среднем 2 нм) и общее соотношение геометрических размеров (в среднем 100 при выражении в нм) нановолокон и большая площадь поверхности нановолокон, а также нижележащего пористого блока обеспечивают геометрию, которая подходит для применения в фильтрации. Кроме того, способность нановолокон и композита из пористого блока с нановолокнами к осуществлению контакта с раствором, таким как вода, обеспечивает для нановолокон и композита из пористого блока с нановолокнами возможность легко функционировать в качестве фильтрующей среды. Нановолокна и/или композит из пористого блока с нановолокнами собирают загрязняющие вещества или примеси из текучей среды, протекающей при соприкосновении с ними, чтобы тем самым обеспечить эффективное удаление для фильтрующей среды. Протекание текучей среды при соприкосновении с пористым блоком и/или нановолокнами показано как стадия или операция 403 на ФИГ.4 (хотя соединение пунктирной линией показывает обособленность ее выполнения по отношению к операциям изготовления 401 и 402). Нановолокна не агломерируют на поверхности/внутри пор пористого блока и вместо этого способствуют образованию матрицы и скелетных структур, которые в большей степени подходят для применения при фильтрации.
Фильтры с нановолокнами могут быть использованы для широкого выбора приложений для фильтрации. Например, оксид алюминия и, в частности, бемитная фаза, предоставляет нановолокнам и композиту из пористого блока с нановолокнами способность к удалению биологических субстанций и тяжелых металлов, как описано ниже. Бемит обладает доказанным химическим сродством в отношении вирусов и тяжелых металлов. Большая площадь поверхности нановолокон и композита из пористого блока с нановолокнами может также обеспечивать высокую применимость для отфильтровывания патогенов.
В других видах осуществления композит 110 из пористого блока с нановолокнами может быть изготовлен гидротермальным синтезом нановолокон 211 в присутствии пористого блока 100 с дополнительными и/или альтернативными элементами; например, с активными элементами, такими как TiO2, Fe2O3, ZnO или другими неорганическими оксидами и т.д., заделанными в нановолокнистую матрицу, или посредством обеспечения алюминиевого предшественника в воде со следовыми количествами (NH4)2SO4. Дополнительные и/или альтернативные активные элементы могут служить для окисления или восстановления элементов, подлежащих отфильтровыванию непосредственным образом или посредством фотоокисления или восстановления. Примеры таких вариантов осуществления дополнительно рассмотрены ниже.
Как представлено для оксид алюминия в бемитной фазе, алюминиевый предшественник может быть выбран из Al(OH)3, Al(Ac)2OH и Al(Ac)(OH)2, и, хотя это не является обязательным, материал предшественника может быть предоставлен в гранулированной форме. Технологическая камера может быть нагрета, для того, чтобы протекала реакция, обычно нагрета до температуры в интервале от примерно 125°C до примерно 200°C или более, вплоть до, например, 400°C для отжига или подобной обработки. Также может быть повышено давление внутри технологической камеры, обычно до величины в интервале от примерно 50 фунтов/кв. дюйм (345 кПа) до примерно 100 фунтов/кв. дюйм (690 кПа) (изб.). Типичный процесс может производить композитное изделие из пористого блока с нановолокнами, формирование нановолокон описывается уравнением (1) в соответствии с одним из видов осуществления, в котором материал предшественника включает Al(OH)2Ac.
(1) Al(OH)2Ac + Вода + (NH4)2SO4 (следовое количество) = нановолокна
Можно отметить, что равновесная химическая реакция представляет собой Al(OH)2Ac=Al(O)OH+HAc. Следует заметить, что при дополнительной операции отжига (см., например, ниже), бемит может претерпевать изменение в фазе от бемита до гамма-оксида алюминия. Пример химической реакции представлен уравнением (2):
(2) AlOOH=гамма-Al2O3+H2O
И, как это можно легко заметить, процесс обычно может не включать применение солей, что делает его «чистым» процессом для получения нановолокон 211. Кроме того, нановолокна 211 могут легко отделяться одно от другого, и фактически могут легко быть диспергированы в растворе (например, воде), хотя здесь они легко зарождаются или закрепляются на поверхности и/или внутри пор основы 100 пористого блока.
Также понятно, что может быть предложена любая подходящая технологическая камера, посредством которой могут регулироваться температура и давление, как описано в данном документе. В соответствии с одним из видов осуществления, технологическая камера может быть реактором повышенного давления Parr модель 4761 на 300 мл или реактором повышенного давления Parr модель 4642 на 2 л. Однако, другие технологические камеры, известные в настоящее время или разработанные позднее, также рассматриваются как подходящие для такого применения.
Нановолокна 211, полученные в соответствии с этим, могут быть проанализированы с применением любого из различных хорошо известных методов, таких как рентгенодифракционный метод. Рентгенодифракционный метод (XRD) обычно применяется для исследования состава твердых тел. Рентгеновские лучи фокусируются на образце, имеющем повторяющуюся атомную структуру, которая вызывает рассеивание или дифракцию рентгеновских лучей. Рассеянные рентгеновские лучи конструктивно взаимодействуют одни с другими с образованием дифракционного пучка. Информация обычно представлена в виде серии дифракционных картин, которые могут быть сравнены с дифракционными картинами известных материалов. Продукты 211 в виде нановолокон из оксида алюминия, полученные в соответствии со способами по данному изобретению, представляют собой примерно на 100% бемит, как это определено рентгенодифракционным методом. Продукты 211 в виде нановолокон могут быть затем преобразованы в гамма-фазу оксида алюминия посредством нагревания бемита до 400°C на воздухе.
В одном из видов осуществления композитное изделие 110 из пористого блока с нановолокнами может быть изготовлено во время синтеза нановолокон 211, посредством размещения пока еще не модифицированного пористого блока 100 в технологической камере. Такой процесс может быть описан в соответствии с одним из видов осуществления уравнением (3), ниже.
(3) Al(OH)2Ac + Вода + (NH4)2SO4 (следовое количество) + пористый блок ◄ композитный материал
В соответствии с этим видом осуществления нановолокна 211 не просто механически объединены с пористым блоком 100. Вместо этого пористый блок 100 служит в качестве среды, на которой нановолокна 211 «выращиваются» или кристаллизуются во время синтеза, чтобы образовать композитный блок 110 с нановолокнами. Предпочтительно, нановолокна 211 связываются с пористым блоком 100 во время синтеза без нарушения морфологии или уменьшения площади поверхности нановолокон 211.
Кроме того, понятно, что пористый блок 100 может включать любой подходящий пористый материал, включая, например, углерод, оксиды металлов, кремнийорганические соединения, целлюлозу и/или органические полимеры, если назвать лишь некоторые из них. Изготовление основы пористого блока 100 не ограничивается каким-либо отдельным способом, и она может быть изготовлена любым подходящим образом, как это хорошо понятно специалистам в данной области техники. Следует заметить также, что не требуется конкретного размера или формы блока или иного материала основы, и необходимо лишь, чтобы блок или материал основы имел одну или множество пор.
Композитное изделие 110 из пористого блока с нановолокнами, изготовленное в соответствии с идеями данного изобретения, может быть также проанализировано при применении любого из различных хорошо известных методов, таких как рентгенодифракционный метод, как кратко рассмотрено выше. Композит 110, полученный в соответствии со способами данного изобретения, может включать нановолокна с содержанием примерно 100% бемита, как показано на рентгеновской дифрактограмме на ФИГ.5. Нановолокна композита 110 могут быть дополнительно обработаны с преобразованием в фазу гамма-оксида алюминия, как рассмотрено выше. После изготовления композит 10 с нановолокнами может быть отожжен, при отжиге в температурном интервале от примерно 250°C до 400°C, чтобы обеспечить наибольшую площадь поверхности изделия с нановолокнами (то есть, примерно 500-650 м2/г), хотя это не означает, что композиции по данному изобретению ограничены какими-либо конкретными интервалами температур. Следует заметить, что изменение фазы может обычно происходить без изменения морфологии или соотношения геометрических размеров.
ФИГ.6 и 7 представляют собой изображения композиционных материалов из пористого блока с нановолокнами, изготовленных в соответствии с Примерами 1 и 2 ниже, при этом изображения сделаны сканирующим электронным микроскопом в процессе, который в общем называется сканирующей электронной микроскопией (SEM). Как можно легко видеть на изображениях SEM, представленных на ФИГ.6A и 6B, композитный блок 110 включает множество нановолокон, выкристаллизованных внутри пор блока из пористого углерода; ФИГ.6A является изображением SEM продажного углеродного блока перед выращиванием бемита, ФИГ.6B является изображением SEM того же самого продажного углеродного блока после выращивания бемита. Аналогичным образом изображения SEM на ФИГ.7A, 7B и 7C показывают композит из пористого блока с нановолокнами, включающий нановолокна, выкристаллизованные на пористых углеродных блоках, имеющих большие размеры пор, чем в примерах на ФИГ.6; ФИГ.7A является изображением SEM имеющегося в продаже углеродного блока с увеличенным размером пор перед выращиванием бемита, ФИГ.7B является изображением SEM того же самого имеющегося в продаже углеродного блока с увеличенным размером пор после выращивания бемита, и ФИГ.7C является другим изображением SEM того же самого имеющегося в продаже углеродного блока с увеличенным размером пор после выращивания бемита, ФИГ.7C имеет более высокую степень увеличения.
Нановолокна 211, изготовленные в соответствии с идеями данного изобретения, имеют обычно очень малые диаметры (например, в среднем 2 нм) по отношению к их длине, что обеспечивает им высокие величины соотношения геометрических размеров. Соответственно, эта уникальная морфология в комбинации с высокой площадью поверхности делает композитное изделие 110 из пористого блока с нановолокнами подходящим для использования во многих видах применения, включая фильтрование. Кроме того, бемитная фаза нановолокон 211 может также улучшать способность продукта к отфильтровыванию биологически активных веществ и тяжелых металлов, как дополнительно описано ниже.
Кроме того, нановолокна 211 и композит 110 из пористого блока с нановолокнами могут быть легко объединены с другими материалами или устройствами, чтобы изготовить высокоэффективные фильтрующие изделия. Соответственно, в одном из видов осуществления изделие 110 может быть легко включено в качестве фильтрующей среды в фильтрующее устройство, такое как устройство 10 на ФИГ.1. Нановолокна 211 и/или композит 110 с нановолокнами предоставляют желательные характеристики удаления для фильтрующей среды.
Уникальная морфология и другие характеристики нановолокон 211 и/или композита 110 из пористого блока с нановолокнами 110 делают изделия по данному изобретению особенно подходящими для потенциального широкого выбора видов применения для фильтрации, включающих, как воздушные фильтры, так и водяные фильтры, однако, не ограничиваясь ими. Бемитная фаза также подходит, вследствие химического сродства, для приложений, связанных с биологически активными веществами. Эти продукты обеспечивают химическое и/или электростатическое сродство и/или высокую площадь поверхности, к которой могут приставать вирусы и патогены, что делает эти продукты особенно выгодными в приложениях для отфильтровывания биологически активных веществ. Пример биосродства волокон из бемита показан посредством характеристик продукта в Таблице 1 (следует заметить, что эти характеристики были определены для нановолокон из бемита, выращенных способами, подобными тем, что описаны в данном документе, хотя и не на поверхности/в порах основы в виде углеродного блока, как в случае Примеров 1 и 2), ниже.
Таблица 1 | |
Степень адсорбции вирусов | >log 7 |
Скорость потока (см/с) | 1,6 |
Способность к абсорбции частиц с размерами, как и у вирусов (единиц/см2) | 1,2×1013 (перед проникновением) |
Подверженность засорению | низкая |
Подверженность образованию точечных дефектов | нет |
Первоначальные исследования были проведены при использовании других фильтрующих основ, включающих 20-70 масс.% нановолокон из бемита и толщиной в интервале от примерно 1,0 мм до 1,5 мм.
Бактериальные вирусы (бактериофаги) PRD-1 и MS-2 (заменители человеческих вирусов) были использованы для изучения аттенуации вирусов такими фильтрами. Величины эффективности удаления превышали 99,9999%.
Уникальная морфология и другие характеристики таких нановолокон 211, как данные, могут быть использованы внутри композитного изделия из пористого блока с нановолокнами 110, что также делает такие продукты по данному изобретению особенно подходящими для отфильтровывания тяжелых металлов посредством хемосорбции металлических ионов. Нановолокна из бемита, сформированные способами, не отличающимися от тех, что описаны в данном документе, и используемые для отфильтровывания тяжелых металлов, могут включать мат из бемита, поддерживаемый на шприцевом фильтре Gelman Acrodisc, приготовленном диспергированием 0,1 г таких нановолокон из бемита в воде (10 мл) и пропусканием дисперсии через фильтр. Такой фильтр для тяжелых металлов был испытан на его способность к удалению следующих тяжелых металлов: цинка (Zn), кадмия (Cd), свинца (Pb), меди (Cu), золота (Au) и серебра (Ag) из воды. Результаты испытаний представлены в Таблице 2 ниже.
Таблица 2 | ||||||
Zn | Cd | Pb | Cu | Au | Ag | |
Металл в необработанной воде (мг/л) | 50 | 35 | 35 | 35 | 1 | 1 |
Металл в обработанной воде (мг/л) | 0,001 | 0,001 | 0,001 | 0,001 | 0,001 | 0,001 |
Эффективность удаления (%) | 99,998 | 99,997 | 99,997 | 99,997 | 99,9 | 99,9 |
Результаты этих испытаний демонстрируют потенциальную применимость нановолокон из бемита, полученных в соответствии со способами по данному изобретению для применения на/в композитном изделии из пористого блока с нановолокнами 110 в фильтрах для тяжелых металлов или в качестве таких фильтров, такие фильтры применимы для обработки питьевой воды и обработки промышленных сточных вод, наряду с другими видами применения.
Соответственно, фильтрующий блок 110 с нановолокнами может быть использован для видов применения с отфильтровыванием биологических и/или неорганических компонентов посредством физической и/или химической адсорбции и/или механизмов электростатического притяжения. Фильтр 110 с нановолокнами представляет собой комплексную композиционную структуру, которая может быть оптимизирована для абсорбции конкретных материалов. Кроме того, фильтр 110 с нановолокнами может быть использован в условиях высоких расходов. В другом варианте осуществления адсорбированные материалы могут быть вымыты из фильтра.
Следует заметить, что материал основы фильтра, здесь, например, пористый блок, может быть соответственно улучшен в форме изделия в виде композитного фильтра; в частном примере, стандартный пористый блок является эффективным для фильтрации бактерий большого размера, подобно E. coli и Cryptosporidium (например, организмы Cryptosporidium (протозоа) образуют защитные ооцисты в размере между 4 и 7 микронами; Giardia также находятся в форме ооцист, однако несколько больших, размером между 6 и 10 микронами; эти ооцисты позволяют организмам пережить промежуток времени вне тела хозяина, в водотоке, и защищают их от таких методов дезинфекции как хлорирование или облучение ультрафиолетом). Однако фактические бактерии, не являющиеся ооцистами, много меньше по размеру, например, примерно 0,2-0,5 микрон, и описанные здесь нановолокна уменьшают эффективный размер пор основы до гораздо меньшего размера и добавляют химическую активность, чтобы захватывать не только ооцисты, которые могут захватываться обычными пористыми блоками, но также захватывать сами бактериальные организмы, а также вирусы много меньших размеров и химические загрязняющие вещества.
Изделия по данному изобретению не ограничиваются видами применения для отфильтровывания биологически активных веществ и/или тяжелых металлов. В других видах осуществления изделие по данному изобретению может быть использовано для удаления ультратонких частиц, высвобожденных из растворителей, таких как спирты, сложные эфиры и кетоны. В других видах осуществления изделие по данному изобретению может быть использовано для фильтрации высокочистых химикатов или воды, применяемой в электронной промышленности. Еще одно применение может заключаться в отфильтровывании наноматериалов, как неорганических, так и органических или иных (поскольку имеет место возрастающая озабоченность в отношении наноматериалов; согласно DOE P 456.1, U.S. Department of Energy, Publication 456.1). Другие примеры видов применения могут включать фильтры для воздуха или других газов. Также и другие виды применения для фильтрации рассматриваются как находящиеся в пределах объема данного изобретения, как это станет очевидно специалисту в данной области техники после близкого ознакомления с идеями данного изобретения.
Среди еще одних видов применения, рассматриваемых как находящихся в пределах объема данных композиций, находятся, например, нановолокна 211 и/или композитные блоки 110, изготовленные в соответствии со способами, описанными в данном документе, которые могут быть использованы с абсорбирующими прокладками (например, для комплектов медицинских средств обнаружения), и концентрирования/захватывания бактериологических возбудителей болезни (включая биологическое оружие для использования в террористических целях), если назвать лишь некоторые из них.
Пример 1
В этом примере материал предшественника включал гранулированный Al(OH)3 в виде лабораторного реагента, который коммерчески легко доступен от широкого круга поставщиков. В этом примере нановолокна из бемита были синтезированы при применении примерно 25,5 г Al(OH)3 с примерно 200 мл воды, нагретых до температуры примерно 200°C в течение периода времени примерно 5 ч (пяти часов), чтобы получить в основном белые твердотельные нановолокна на коммерчески доступной основе в виде пористого блока из углерода на поверхности или внутри одной или множества ее пор; основы в виде блока из углерода в данном случае представляют собой 4 углеродных кольца, 1,5 дюйма (3,81 см) диаметром Х 0,5 дюйма (1,27 см) толщиной (следует заметить, что, как указано выше, термин «пористый блок» не включает зависимость от формы). Технологическая камера поддерживалась при полном давлении примерно 150 фунтов/кв. дюйм (изб.) (1,03 МПа). Технологическая камера поддерживалась при примерно 200°C и температура реакции была оценена как составляющая примерно 180°C. Реакция приводила к образованию примерно 19,0 г нановолокон. Продукт был высушен при примерно 100°C в течение 5 часов.
Нановолокна, полученные в соответствии с этим примером, анализировали с применением рентгенодифракционных методов, как кратко описано выше и представлено на ФИГ.5. Нановолокна включали примерно 100% бемита и имели среднюю площадь поверхности примерно 285 м2/г при анализе адсорбцией по БЭТ. Нановолокна были также присоединены к пористому блоку из углерода, посредством чего обеспечивалась пригодность для последующего применения для фильтрации, такой, как это было описано выше. Как указано выше, изображения SEM перед обработкой и после нее для этого примера представлены на соответствующих ФИГ.6 A и 6B.
Пример 2
В этом примере материал предшественника включал в основном такой же Al(OH)3 в виде лабораторного реагента, который коммерчески легко доступен от широкого круга поставщиков. В этом примере нановолокна из бемита были, опять-таки, синтезированы при применении примерно 25,5 г Al(OH)3 с примерно 200 мл воды, нагретых до температуры примерно 200°C в течение периода времени примерно 5 ч (пяти часов), чтобы получить в основном белые твердотельные нановолокна на коммерчески доступной пористой основе из углерода на поверхности или внутри одной или множества ее пор. Пористый материал блока в данном примере включал материалы на базе углерода (в данном случае, также четыре (4) углеродных кольца, 1,5 дюйма (3,81 см) диаметром Х 0,5 дюйма (1,27 см) толщиной) с большим размером пор по сравнению с основами Примера 1, см. Фиг.7 A, 7B и 7C.
Технологическая камера поддерживалась при полном давлении примерно 150 фунтов/кв. дюйм (1,03 МПа). Технологическая камера поддерживалась при примерно 200°C, а температура реакции была оценена как составляющая примерно 180°C. Реакции предоставляли возможность протекать таким образом в течение примерно 5 часов, что приводило к образованию композиционного материала из пористого блока с примерно 19,0 г нановолокон. Композитное изделие было высушено при примерно 100°C в течение 5 часов.
Композит с нановолокнами, изготовленный в соответствии с этим примером, анализировали с применением рентгенодифракционных методов, как кратко описано выше. Нановолокна композита включали примерно 100% бемита. Композит из пористого блока с нановолокнами имел среднюю площадь поверхности примерно 195 м2/г при анализе адсорбцией по БЭТ.
Следует заметить, что Примеры 1 и 2, представленные выше, приведены с иллюстративными целями и не предназначены быть ограничивающими. Также предполагаются и другие виды осуществления и модификации.
Как указано выше, одним из многочисленных альтернативных предшественников может быть оксид титана (TiO2). Химия оксида титана включает гидротермическое расщепление порошка TiO2 в сильнощелочном растворе, с получением нанотрубок из титаната натрия, как представлено ниже.
(4) 3TiO2+2NaOH→Na2Ti3O7 нанотрубки + H2O
Пример 3
В примере приготовления 5,0 г порошка TiO2 смешивали с 50 мл 10 н. NaOH в тефлоновом лабораторном стакане и размещали в реакторе повышенного давления Parr на 300 мл. Реактор нагревали при 180°C в течение 5 часов и охлаждали до комнатной температуры. Содержимое отфильтровывали, промывали с помощью 100 мл воды и сушили при 100°C в течение 30 мин, с получением белого порошка, охарактеризованного как нанотрубки из титаната натрия посредством XRD, как показано на ФИГ.8, и просвечивающей электронной микроскопии (TEM), как показано на ФИГ.9. Более конкретно, ФИГ.8 представляет собой охарактеризование рентгенодифракционным методом (XRD) титанатных продуктов, синтезированных при разных температурах, как показано на фигуре. Следовое количество для материала, синтезированного при 180°C, соответствует фазе чистого Na2Ti3O7 нанотрубок. ФИГ.9, в соответствующих частях на ФИГ.9A и 9B, предоставляет изображения (TEM) нанотрубок из титаната, синтезированных при 180°C.
Когда нанотрубки из титаната затем нагревают в воде при температурах между примерно 150 и примерно 250°C в течение от 3 до 24 часов, материал преобразуют в наностержни из анатаза TiO2. В последующих примерах 0,5 г нанотрубок из титаната натрия помещали в 25 мл воды реакторе повышенного давления Parr на 300 мл с тефлоновой футеровкой, который затем поддерживали при заданной температуре в течение заданного времени. Продукты отбирали, промывали водой (100 мл), сушили при 100°C в течение 30 мин и охарактеризовывали XRD и TEM, как представлено на ФИГ.10 и 11. На ФИГ.10 показаны продукты гидротермальной конверсии нанотрубок из титаната в наностержни из TiO2, выполненной при 1500°C в течение 24 часов, показывающие промежуточное преобразование титанатных лент в выступы TiO2. На ФИГ.11 показаны продукты гидротермальной конверсии нанотрубок из титаната в наностержни из TiO2, выполненной при 230°C в течение 5 часов, показывающие полное преобразование в наностержни TiO2.
Гидротермальная конверсия нанотрубок из титаната в TiO2 может регулироваться посредством времени и температуры реакции, чтобы получить разные продукты с разной морфологией, как проиллюстрировано двумя изображениями TEM, описанными выше (ФИГ.10 и 11). XRD, как показано на ФИГ.12, подтверждает то, что образованный TiO2 представляет собой кристаллическую анатазную фазу.
Следует заметить, что примеры оксида титана в Примере 3, рассмотренные выше, приведены с иллюстративными целями и не предназначены быть ограничивающими. Также предусматриваются и другие виды осуществления и модификации.
Используемые при этом углеродные материалы могут быть получены из любого из нескольких источников, включающих, однако не ограниченных ими, битуминозный уголь, древесину или скорлупу кокосовых орехов, в числе прочего. В некоторых частных случаях порошковая форма углерода может быть сформована в виде пористого блока с применением связующего, чтобы создать желательный конкретный размер и/или форму, и связующее затем удаляется обжигом. Также или вместо этого могут быть использованы другие методы формования блока, такие как, например, формование под давлением.
Следует заметить, что блок и устройство лишь схематически показаны на ФИГ.1; и множество потенциальных альтернатив могут включать отличительные признаки данного изобретения независимо от размера, масштаба, формы или способа функционирования. Блоки по данному изобретению не обязательно должны быть полигональными, и они могут иметь любую форму, в зависимости от конечного применения. Варианты конечного применения могут быть блоками размером, соответствующим персональному сосуду для воды, или могут быть больших масштабов вплоть до и/или включая передвижные системы, например, перемещаемые посредством грузового автомобиля или самолета, вплоть до и/или включая варианты осуществления муниципальных габаритов.
Следует заметить, что примеры, представленные выше, приведены с иллюстративными целями и не предназначены быть ограничивающими. Также предусматриваются и другие варианты осуществления и модификации.
Хотя выше были рассмотрены некоторые примеры особенностей и вариантов осуществления, средним специалистам в данной области техники будут понятны их определенные модификации, изменения, дополнения и субкомбинации. Поэтому предполагается, что приведенная ниже формула изобретения и формулы, предложенные после этого, должны интерпретироваться таким образом, чтобы включать всех такие модификации, изменения, дополнения и субкомбинации как находящиеся в пределах сущности и объема данного изобретения.
Claims (24)
1. Композит из пористого блока с нановолокнами, содержащий:
пористый блок, имеющий одну или множество пор, где пористый блок образован по меньшей мере одним из следующих материалов:
углерод, оксид металла, кремнийорганическое соединение (силикон), целлюлоза и органический полимер; и
множество неорганических нановолокон, выращенных внутри по меньшей мере одной из пор пористого блока с использованием гидротермального процесса, причем неорганические нановолокна сформированы по меньшей мере из одного материала из: алюмината, титаната и неорганического оксида.
пористый блок, имеющий одну или множество пор, где пористый блок образован по меньшей мере одним из следующих материалов:
углерод, оксид металла, кремнийорганическое соединение (силикон), целлюлоза и органический полимер; и
множество неорганических нановолокон, выращенных внутри по меньшей мере одной из пор пористого блока с использованием гидротермального процесса, причем неорганические нановолокна сформированы по меньшей мере из одного материала из: алюмината, титаната и неорганического оксида.
2. Композит из пористого блока с нановолокнами по п.1, в котором неорганические нановолокна сформированы по меньшей мере из одного материала из: бемита, гамма-оксида алюминия, альфа-оксида алюминия, оксида титана и оксида железа.
3. Композит из пористого блока с нановолокнами по п.1, в котором неорганические нановолокна сформированы при использовании материала-предшественника, где указанный материал-предшественник включает по меньшей мере один из следующих материалов: ТiO2, Аl(ОН)3, Аl(Ас)2OН и Аl(Ас)(ОН)2.
4. Композит из пористого блока с нановолокнами по п.1, адаптированный для применения в качестве фильтра для абсорбции по меньшей мере одного вещества из биологических веществ и патогенов.
5. Композит из пористого блока с нановолокнами по п.1, адаптированный для применения в качестве фильтра для абсорбции по меньшей мере одного тяжелого металла.
6. Композит из пористого блока с нановолокнами по п.1, в котором неорганические нановолокна сформированы с применением гидротермального процесса, включающего:
предоставление пористого блока и неорганического материала-предшественника в воде в технологическую камеру;
нагревание технологической камеры и повышение в ней давления, чтобы изготовить композитное изделие из пористого блока с нановолокнами; и встраивание композитного изделия из пористого блока с нановолокнами в качестве активного элемента фильтрующей среды.
предоставление пористого блока и неорганического материала-предшественника в воде в технологическую камеру;
нагревание технологической камеры и повышение в ней давления, чтобы изготовить композитное изделие из пористого блока с нановолокнами; и встраивание композитного изделия из пористого блока с нановолокнами в качестве активного элемента фильтрующей среды.
7. Способ изготовления пористого блока с нановолокнами, включающий:
предоставление углеродного пористого блока и неорганического материала-предшественника в воде в технологическую камеру; и гидротермический синтез неорганических нановолокон из неорганического материала-предшественника непосредственно на углеродном пористом блоке с получением композитного изделия в виде пористого блока с нановолокнами.
предоставление углеродного пористого блока и неорганического материала-предшественника в воде в технологическую камеру; и гидротермический синтез неорганических нановолокон из неорганического материала-предшественника непосредственно на углеродном пористом блоке с получением композитного изделия в виде пористого блока с нановолокнами.
8. Способ по п.7, дополнительно включающий встраивание композитного изделия в виде пористого блока с нановолокнами в качестве активного элемента фильтрующей среды.
9. Способ по п.7, в котором стадия гидротермического изготовления включает по меньшей мере одну из операций нагревания и повышения давления.
10. Способ по п.7, в котором неорганические нановолокна сформированы по меньшей мере из одного материала из алюмината, титаната или неорганического оксида.
11. Способ по п.7, в котором неорганические нановолокна образованы по меньшей мере одним материалом из бемита, гамма-оксида алюминия и альфа-оксида алюминия.
12. Способ по п.7, в котором материал-предшественник представляет собой по меньшей мере один из следующих материалов: ТiO2, Аl(ОН)3, Аl(Ас)2OН и Аl(Ас)(ОН)2.
13. Способ по п.7, в котором нагревание в технологической камере выполняется до температуры в интервале от примерно 125°C до примерно 200°C.
14. Способ по п.1, в котором давление в технологической камере повышается до величины в интервале от примерно 50 фунтов/кв. дюйм (345 кПа) до примерно 90 фунтов/кв. дюйм (690 кПа) (изб.).
15. Способ по п.7, в котором нановолокна имеют площадь сухой поверхности от примерно 200 м2/г до примерно 300 м2/г.
16. Способ по п.7, в котором нановолокна представляют собой примерно на 100% бемит в соответствии с анализом рентгенодифракционным методом.
17. Способ по п.7, в котором изделие с нановолокнами изготавливается в технологической камере примерно за 5 ч.
18. Композитный фильтр из пористого блока с нановолокнами для приложений с отфильтровыванием биологических и/или неорганических компонентов, изготовленный в соответствии со способом по п.7.
19. Фильтр из пористого блока с нановолокнами по п.18, адаптированный для абсорбции по меньшей мере одного из биологических веществ и патогенов.
20. Фильтр из пористого блока с нановолокнами по п.18, адаптированный для абсорбции по меньшей мере одного тяжелого металла.
21. Композит из пористого блока с нановолокнами, содержащий:
углеродный пористый блок, имеющий одну или множество пор; и
множество неорганических нановолокон, выращенных внутри по меньшей мере одной из пор пористого блока при помощи гидротермального процесса из по меньшей мере одного материала из алюмината, титаната и неорганического оксида,
где указанный композит пригоден для использования при фильтровании жидкости.
углеродный пористый блок, имеющий одну или множество пор; и
множество неорганических нановолокон, выращенных внутри по меньшей мере одной из пор пористого блока при помощи гидротермального процесса из по меньшей мере одного материала из алюмината, титаната и неорганического оксида,
где указанный композит пригоден для использования при фильтровании жидкости.
22. Композит из пористого блока с нановолокнами по п.21, в котором неорганические нановолокна образованы по меньшей мере одним материалом из бемита, гамма-оксида алюминия и альфа-оксида алюминия.
23. Композит из пористого блока с нановолокнами по п.21, в котором неорганические нановолокна сформированы с использованием материала-предшественника, который включает по меньшей мере один из следующих материалов: TiO2, Аl(ОН)3, Al(Ac)2OH и Аl(Ас)(ОН)2.
24. Композит из пористого блока с нановолокнами по п.21, используемый для абсорбции по меньшей мере одного вещества из биологических веществ и патогенов.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PCT/US2008/084434 WO2010059165A1 (en) | 2008-11-21 | 2008-11-21 | Porous block nanofiber composite filters |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2011125334A RU2011125334A (ru) | 2012-12-27 |
RU2502543C2 true RU2502543C2 (ru) | 2013-12-27 |
Family
ID=42198399
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011125334/05A RU2502543C2 (ru) | 2008-11-21 | 2008-11-21 | Композитные фильтры из пористого блока с нановолокнами |
Country Status (16)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US9409111B2 (ru) |
EP (1) | EP2376212B1 (ru) |
JP (1) | JP2012509169A (ru) |
KR (1) | KR101316564B1 (ru) |
CN (1) | CN102256680A (ru) |
AU (1) | AU2008364297B2 (ru) |
BR (1) | BRPI0823280B1 (ru) |
CA (1) | CA2744179C (ru) |
IL (1) | IL212999A (ru) |
MX (1) | MX347647B (ru) |
MY (1) | MY186532A (ru) |
PL (1) | PL2376212T3 (ru) |
RU (1) | RU2502543C2 (ru) |
SG (1) | SG171766A1 (ru) |
WO (1) | WO2010059165A1 (ru) |
ZA (1) | ZA201104046B (ru) |
Families Citing this family (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20130270180A1 (en) * | 2010-10-28 | 2013-10-17 | Novarials Corporation | Ceramic nanowire membranes and methods of making the same |
AU2012243079B2 (en) * | 2011-04-10 | 2017-06-15 | Nanoholdings, Llc | Water purification unit |
US9908800B2 (en) | 2011-04-14 | 2018-03-06 | Global Water Group, Incorporated | System and method for wastewater treatment |
JP5803444B2 (ja) * | 2011-08-31 | 2015-11-04 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 | 有機分子(シッフ塩基分子)内包繊維状アルミナ自立膜とその製造法、及びこの複合膜による水中の遷移金属イオン検出法・回収法 |
KR20140127800A (ko) | 2011-11-24 | 2014-11-04 | 인디안 인스티튜트 오브 테크놀로지 | 정수용 다층 유기-형판화된-베마이트-나노구조물 |
JP6367182B2 (ja) | 2012-04-17 | 2018-08-01 | インディアン インスティテュート オブ テクノロジー | 量子クラスタを使用する水流の量の検出 |
WO2015141902A1 (ko) * | 2014-03-17 | 2015-09-24 | 한국과학기술연구원 | 유수분리 구조체 및 그 제조방법, 유수분리 장치, 및 상기 유수분리 장치를 이용한 유수분리방법 |
KR102263140B1 (ko) * | 2014-07-23 | 2021-06-10 | 엘지전자 주식회사 | 필터 시스템 |
CZ201552A3 (cs) * | 2015-01-28 | 2016-09-29 | Masarykova Univerzita | Použití anorganických nanovláken pro záchyt sloučenin s fosfátovou skupinou ve své struktuře |
CZ306040B6 (cs) * | 2015-05-18 | 2016-07-07 | Miloš Heršálek | Nanofotokatalytické filtrační zařízení |
JP6570153B1 (ja) * | 2018-10-31 | 2019-09-04 | 株式会社アースクリーンテクノ | 空気中浮遊物捕集材、これを用いる空気浄化部材及び空気浄化装置 |
CN109879350B (zh) * | 2019-03-11 | 2021-12-10 | 华南师范大学 | 一种重金属细小沉淀物吸附装置 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2242276C1 (ru) * | 2003-11-27 | 2004-12-20 | Лисецкий Владимир Николаевич | Сорбент и способ его получения |
US20050029198A1 (en) * | 2003-08-08 | 2005-02-10 | Frederick Tepper | Heavy metals absorbent and method of use |
WO2007033173A1 (en) * | 2005-09-12 | 2007-03-22 | Argonide Corporation | Electrostatic air filter |
RU2317843C2 (ru) * | 2005-08-08 | 2008-02-27 | Институт физики прочности и материаловедения Сибирского отделения Российской академии наук (ИФПМ СО РАН) | Фильтрующий материал, способ его получения и способ фильтрования |
RU2328447C1 (ru) * | 2006-10-17 | 2008-07-10 | Институт физики прочности и материаловедения Сибирское отделение Российской академии наук (ИФПМ СО РАН) | Способ получения нановолокон оксидно-гидроксидных фаз алюминия |
RU2336946C2 (ru) * | 2006-02-21 | 2008-10-27 | Институт физики прочности и материаловедения (ИФПМ СО РАН) | Сорбент тяжелых металлов, способ его получения и способ очистки воды |
Family Cites Families (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02149307A (ja) | 1989-10-12 | 1990-06-07 | Kato Hatsujo Kaisha Ltd | 焼結樹脂製多孔質濾過体の製造方法 |
JPH1114204A (ja) | 1997-06-20 | 1999-01-22 | Matsushita Refrig Co Ltd | 不純物除去フィルター及びそれを用いた冷凍システム |
US6838005B2 (en) * | 2001-06-22 | 2005-01-04 | Frederick Tepper | Nanosize electropositive fibrous adsorbent |
JP4393039B2 (ja) * | 2001-07-18 | 2010-01-06 | イビデン株式会社 | 触媒つきフィルタ、その製造方法及び排気ガス浄化システム |
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 |
US6835311B2 (en) | 2002-01-31 | 2004-12-28 | Koslow Technologies Corporation | Microporous filter media, filtration systems containing same, and methods of making and using |
KR100522041B1 (ko) * | 2003-03-19 | 2005-10-17 | 한국기계연구원 | 비표면적이 큰 다공성 재료의 제조방법 |
US20050026526A1 (en) | 2003-07-30 | 2005-02-03 | Verdegan Barry M. | High performance filter media with internal nanofiber structure and manufacturing methodology |
JP2006130463A (ja) | 2004-11-09 | 2006-05-25 | Nissan Motor Co Ltd | 浄化フィルター、その製造方法及び排気ガス浄化装置 |
JP4049774B2 (ja) | 2004-12-20 | 2008-02-20 | シャープ株式会社 | 多孔質フィルタ、多孔質フィルタの製造方法、空気清浄装置および空気清浄方法 |
KR100620360B1 (ko) | 2005-04-20 | 2006-09-06 | 한국기계연구원 | 다공성 재료의 제조방법 |
JP4528192B2 (ja) | 2005-04-26 | 2010-08-18 | シャープ株式会社 | フィルター、その製造方法、空気清浄装置 |
KR100826762B1 (ko) | 2005-07-22 | 2008-04-30 | 주식회사 엘지화학 | 세라믹 필터 및 그 제조방법 |
-
2008
- 2008-11-21 MX MX2011005319A patent/MX347647B/es active IP Right Grant
- 2008-11-21 BR BRPI0823280-6A patent/BRPI0823280B1/pt not_active IP Right Cessation
- 2008-11-21 SG SG2011036399A patent/SG171766A1/en unknown
- 2008-11-21 KR KR1020117013882A patent/KR101316564B1/ko active IP Right Grant
- 2008-11-21 RU RU2011125334/05A patent/RU2502543C2/ru active
- 2008-11-21 EP EP08878336.0A patent/EP2376212B1/en active Active
- 2008-11-21 US US13/130,109 patent/US9409111B2/en active Active
- 2008-11-21 WO PCT/US2008/084434 patent/WO2010059165A1/en active Application Filing
- 2008-11-21 CN CN200880132427XA patent/CN102256680A/zh active Pending
- 2008-11-21 PL PL08878336T patent/PL2376212T3/pl unknown
- 2008-11-21 AU AU2008364297A patent/AU2008364297B2/en not_active Ceased
- 2008-11-21 MY MYPI2011002259A patent/MY186532A/en unknown
- 2008-11-21 JP JP2011537406A patent/JP2012509169A/ja active Pending
- 2008-11-21 CA CA2744179A patent/CA2744179C/en active Active
-
2011
- 2011-05-19 IL IL212999A patent/IL212999A/en active IP Right Grant
- 2011-05-31 ZA ZA2011/04046A patent/ZA201104046B/en unknown
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20050029198A1 (en) * | 2003-08-08 | 2005-02-10 | Frederick Tepper | Heavy metals absorbent and method of use |
RU2242276C1 (ru) * | 2003-11-27 | 2004-12-20 | Лисецкий Владимир Николаевич | Сорбент и способ его получения |
RU2317843C2 (ru) * | 2005-08-08 | 2008-02-27 | Институт физики прочности и материаловедения Сибирского отделения Российской академии наук (ИФПМ СО РАН) | Фильтрующий материал, способ его получения и способ фильтрования |
WO2007033173A1 (en) * | 2005-09-12 | 2007-03-22 | Argonide Corporation | Electrostatic air filter |
RU2336946C2 (ru) * | 2006-02-21 | 2008-10-27 | Институт физики прочности и материаловедения (ИФПМ СО РАН) | Сорбент тяжелых металлов, способ его получения и способ очистки воды |
RU2328447C1 (ru) * | 2006-10-17 | 2008-07-10 | Институт физики прочности и материаловедения Сибирское отделение Российской академии наук (ИФПМ СО РАН) | Способ получения нановолокон оксидно-гидроксидных фаз алюминия |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR101316564B1 (ko) | 2013-10-15 |
AU2008364297A1 (en) | 2010-05-27 |
CA2744179C (en) | 2014-06-17 |
CN102256680A (zh) | 2011-11-23 |
CA2744179A1 (en) | 2010-05-27 |
US9409111B2 (en) | 2016-08-09 |
IL212999A0 (en) | 2011-07-31 |
BRPI0823280B1 (pt) | 2019-11-05 |
SG171766A1 (en) | 2011-07-28 |
WO2010059165A1 (en) | 2010-05-27 |
IL212999A (en) | 2014-08-31 |
EP2376212A1 (en) | 2011-10-19 |
MX347647B (es) | 2017-05-08 |
EP2376212B1 (en) | 2018-04-25 |
AU2008364297B2 (en) | 2013-09-26 |
RU2011125334A (ru) | 2012-12-27 |
KR20110118126A (ko) | 2011-10-28 |
ZA201104046B (en) | 2015-03-25 |
EP2376212A4 (en) | 2013-05-01 |
BRPI0823280A2 (pt) | 2015-06-16 |
US20120037560A1 (en) | 2012-02-16 |
JP2012509169A (ja) | 2012-04-19 |
MX2011005319A (es) | 2012-01-20 |
PL2376212T3 (pl) | 2018-11-30 |
MY186532A (en) | 2021-07-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2502543C2 (ru) | Композитные фильтры из пористого блока с нановолокнами | |
Abdelrahman et al. | Utilization of rice husk and waste aluminum cans for the synthesis of some nanosized zeolite, zeolite/zeolite, and geopolymer/zeolite products for the efficient removal of Co (II), Cu (II), and Zn (II) ions from aqueous media | |
Gan | Activated carbon from biomass sustainable sources | |
Dong et al. | Template-free fabrication and growth mechanism of uniform (BiO) 2CO3 hierarchical hollow microspheres with outstanding photocatalytic activities under both UV and visible light irradiation | |
Sarma et al. | Shape-tunable CuO-Nd (OH) 3 nanocomposites with excellent adsorption capacity in organic dye removal and regeneration of spent adsorbent to reduce secondary waste | |
RU2386468C2 (ru) | Водные фильтры и способы, включающие в себя активированные углеродные частицы и поверхностные углеродные нановолокна | |
Ding et al. | PES membrane surface modification via layer-by-layer self-assembly of GO@ TiO2 for improved photocatalytic performance | |
Saleh et al. | Consecutive removal of heavy metals and dyes by a fascinating method using titanate nanotubes | |
Hussein et al. | Porous Al2O3-CNT nanocomposite membrane produced by spark plasma sintering with tailored microstructure and properties for water treatment | |
Shwetharani et al. | La activated high surface area titania float for the adsorption of Pb (ii) from aqueous media | |
Manawi et al. | New ceramic membrane for Phosphate and oil removal | |
Abazari et al. | Synthesis and application of MoS2 quantum dots-decorated ZnO nanoparticles for the fabrication of loose nanofiltration membranes with improved filtration, anti-fouling, and photocatalytic performance | |
Zhou et al. | Anti-fouling PVDF membranes incorporating photocatalytic biochar-TiO2 composite for lignin recycle | |
Alshandoudi et al. | Static adsorption and photocatalytic degradation of amoxicillin using titanium dioxide/hydroxyapatite nanoparticles based on sea scallop shells | |
Nisreen et al. | Comparative study of removal pollutants (Heavy metals) by agricultural wastes and other chemical from the aqueous solutions | |
US20190336918A1 (en) | Porous alumina-carbon based composite membrane and its fabrication method | |
Mousa et al. | Mangrove leaves aqueous extract mediated green synthesis of C-doped TiO2 nanoparticles and their ecotoxic effect on rotifers | |
Fernandes et al. | Development of mesoporous ceramic membranes of Diatomite/TiO2/Nb2O5 nanocomposites for the treatment of contaminated water | |
WO2009070169A1 (en) | Nanocomposite production including deposition of nanoparticles on nanofibers | |
CN105727629A (zh) | 纳米纤维复合材料过滤器、制造该材料的方法和过滤系统 | |
Ju et al. | Evaluation of the Adsorptive Performance of Rambutan-shaped γ-Al2O3 Micro-nanostructure against Wastewater Containing the Azo Dye: Methyl Orange | |
Hamid et al. | Degradation of methylene blue using CuO prepared using conventional solid state method | |
Shahzad | Development and Characterization of Alumina-CNTs Composite Membranes for Water Filtration Application | |
AJ et al. | COMPARATIVE STUDY OF REMOVAL POLLUTANTS (HEAVY METALS) BY AGRICULTURAL WASTES AND OTHER CHEMICAL FROM THE AQUEOUS SOLUTIONS. | |
AL-Azawi et al. | Application of Nanomaterials in Water Purification: A review |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
HZ9A | Changing address for correspondence with an applicant |