用于纯化水的颗粒组合物和过滤器制造技术

本发明专利技术公开了一种颗粒形式的组合物，其包含：(i)95至98重量％的分子式[M

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于纯化水的颗粒组合物和过滤器
本专利技术涉及用于纯化水的过滤器，所述水被表面活性剂污染，特别是涉及具有较长寿命的过滤器。
技术介绍
灰水(也拼写为灰水)通常含有一定量的表面活性剂。通常使用由活性炭制成的过滤器来纯化这样的水。预期这样的过滤器应该具有长寿命并且它们具有长期功效。但是，这并不是在所有情况下的观察结果。通常的过滤器或者寿命很短，或者它们的功效达不到标准。有些过滤器倾向于很早就“突破(breakthrough)”。突破时间是经纯化的水中的污染物的浓度超过处理要求时的时间。有关突破时间的更多信息在网站https://iaspub.epa.gov/tdb/pages/treatment/treatmentOverview.do？treatmentProcessId＝2074826383中呈现。层状双氢氧化物(缩写为LDH)代表一类矿物，其中一种是水滑石。水滑石可用于纯化被砷污染的水。关于这样的用途见于例如Ind.Eng.Chem.Res.2005，第44卷，第6804至6815页。一些参考书，百科全书以及无机化学和水纯化方面的文章表明含有二价和三价阳离子的水滑石的改性变体(除了通常的那些之外)优于天然形式。WO2009010376A1(Unilever)公开了一种用于纯化水的组合物，其具有作为层状双氢氧化物(LDH)的第一组分。WO15193087A1(Unilever)公开了一种用于纯化水的组合物，所述水含有包括砷的重金属。在这种情况下，仅由LDH制成的颗粒用于水的纯化，但在测试时，颗粒化LDH与活性炭颗粒以及有机粘合剂组合使用以形成用于纯化水的结合过滤块。US5846430B1(CrosfieldLtd)公开了LDH类材料用于纯化含染料水的用途。US4642193B(KyowaKagakuKogyo，1984)公开了通过使水与水滑石化合物的颗粒或其煅烧的形式接触来纯化核反应堆中使用的冷却水。通过使用粘合剂如聚乙烯醇，磷灰石，膨润土，水辉石，蒙脱石(montmorillonite)和蒙脱石(smectite)制备颗粒。将相当于水滑石的1至20重量％的量的粘合剂与其混合，并加入合适的量例如基于水滑石化合物的重量的10至约50％的水。将混合物捏合10至60分钟直至混合物变成粘稠的湿物质，然后将其模塑成各种形状。US2011/0038775A1(TakahashiShinji等)公开了一种用于分解和除去烃的多孔模塑催化剂。该催化剂由层状双氢氧化物(LDH)制成。示例性组合物具有约48重量％的LDH，40重量％的丙二醇，4重量％的无机粘合剂和4重量％的有机粘合剂。et.al.Ind.Eng.Chem.Res.2015，第54卷，第1123-1130页公开了水滑石颗粒用于来自水溶液的有机酸的离子交换的用途。将85份水滑石与15份膨润土混合以得到均匀混合物。将水(61份)加入混合物中以形成糊状物，将其挤出并切成直径为1.3mm，长度为2-3mm的颗粒。将颗粒在马弗炉中煅烧。MURAYAMAet.al.ResourcesProcessing,2013，第60卷，第131-137页公开了使用造粒机制备LDH粒料。该粒料含有5％的聚乙烯醇(PVA)溶液作为粘合剂。将LDH加入旋转盘式造粒机中，并用LDH:PVA(溶液)重量比为100g:30g的溶液喷雾。粒料化的产物在343K的温度下干燥24小时。将干燥的粒料过筛以收集尺寸在0.85至1.40mm之间的粒料，将其用于测试。该粒料可用于从废水中除去阴离子物质As(V)，Se(IV)和Cr(VI)。CN101049953(BeijingUniversityofChemicalTechnology)公开了由聚乙烯醇结合的LDH制成的颗粒作为催化剂。WO15052036A1(Unilever)公开了一种用于纯化灰水(即，含有表面活性剂的水)的装置和方法，这通过连续通气，泡沫破碎和分离来实现。可以过滤经处理的水以回收淡水，其可以重新用于辅助应用。WO15101768A1(JohnsonMatheyPLC)公开了一种制备吸附剂的方法，该方法包括将颗粒硅酸钙水泥和颗粒碱金属化合物混合在一起，并用水处理该混合物以水合硅酸钙水泥的步骤，其中颗粒碱金属化合物包含氧化物，氢氧化物，碳酸盐或碳酸氢盐，并且在用水处理之前和/或之后使吸附剂成形。WO06053402A1(NubianWaterSystemsPtyLtd)公开了一种水纯化方法，其中活性炭用于纯化灰水。因此，已知LDH可以纯化污染的水，包括含有一定量表面活性剂的水。然而，由LDH制成的过滤器，包括现有技术中公开的结合过滤器，具有较短的寿命。在使用颗粒介质进行水纯化的背景下，介质的突破需要干预，例如更换或反洗。任何干预对于过滤器用户都是技术问题，并且每次干预都导致过滤器的一些性能损失。
技术实现思路
我们已经确定，由根据本专利技术的LDH颗粒制成的过滤器具有更长的寿命，并且它们花费更长时间达到其突破时间。根据第一方面，公开了一种颗粒形式的组合物，其包含：(i)95至96重量％的分子式[M2+1-xM3+x(OH)2]q+(Xn-)q/n·yH2O的层状双氢氧化物(LDH)；其中，M2+是Ca2+，Mg2+，Mn2+，Fe2+，Co2+，Ni2+，Cu2+或Zn2+中的至少一种；M3+是Al3+，Fe3+，Cr3+，Ga3+或V3+中的至少一种，X是层间阴离子(interlayeranion)，其是Cl-，Br-，NO3-，CO32-，SO42-或SeO42-中的至少一种；并且，“x”是0.1至0.33的摩尔金属比；(ii)0.3至2重量％的无机粘合剂，其是水泥，白水泥，石膏，石灰石，白垩，硅酸铝，飞灰(flyash)，膨润土，沥青，铝酸钙，粘土，熟石灰或硅酸钠中的至少一种；和，(iii)0.2至1.5重量％的分子量为1000至500,000道尔顿且分解温度≤400℃的有机粘合剂，其是聚乙烯醇，聚乙二醇，聚乙烯吡咯烷酮，聚丙烯酸，糖，淀粉，纤维素，藻酸盐，琼脂，明胶或瓜尔胶中的至少一种。根据第二方面，公开了一种用于纯化水的过滤器，其包含第一方面的组合物。根据第三方面，公开了第一方面的组合物用于纯化水的用途，所述水包含1至100ppm的表面活性剂。根据第三方面，公开了制备根据第一方面的组合物的方法。具体实施方式除非另有说明，否则本文所有份均为重量份。本专利技术提供一种颗粒形式的组合物。所述颗粒包含三种成分：(i)如下所述的层状双氢氧化物；(ii)如下所述的有机粘合剂；和，(iii)如下所述的无机粘合剂根据本专利技术的组合物是颗粒的，即，是颗粒形式，其可以通过本领域已知的任何方法制备。一些方法的详情包括在说明书中。层状双氢氧化物(LDH)层状双氢氧化物的分子式为[M2+1-xM3+x(OH)2]q+(Xn-)q/n·yH2O；其中，M2+是Ca2+，Mg2+，Mn2+，Fe2+，Co2+，Ni2+，Cu2+或Zn2+中的至少一种；M3+是Al3+，Fe3+，Cr3+，Ga3+或V3+中的至少一种，X是层间阴离子，其是Cl-，Br-，NO3-，CO32-，SO42-或SeO42-中的至少一种；并且，“x”是0.1至0.33的摩尔金属比。当LD本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种颗粒形式的组合物，其包含：(i)95至98重量％的分子式[M2+1‑xM3+x(OH)2]q+(Xn‑)q/n·yH2O的层状双氢氧化物(LDH)；其中，M2+是Ca2+，Mg2+，Mn2+，Fe2+，Co2+，Ni2+，Cu2+或Zn2+中的至少一种；M3+是Al3+，Fe3+，Cr3+，Ga3+或V3+中的至少一种，X是层间阴离子，其是Cl‑，Br‑，NO3‑，CO32‑，SO42‑或SeO42‑中的至少一种；并且“x”是0.1至0.33的摩尔金属比；(ii)0.3至2重量％的无机粘合剂，其是水泥，白水泥，石膏，石灰石，白垩，硅酸铝，飞灰，膨润土，沥青，铝酸钙，粘土，熟石灰或硅酸钠中的至少一种；和，(iii)0.2至1.5重量％的分子量为1000至500,000道尔顿且分解温度≤400℃的有机粘合剂，其是聚乙烯醇，聚乙二醇，聚乙烯吡咯烷酮，聚丙烯酸，淀粉，纤维素，藻酸盐，琼脂，明胶或瓜尔胶中的至少一种。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.04.28 EP 16167418.91.一种颗粒形式的组合物，其包含：(i)95至98重量％的分子式[M2+1-xM3+x(OH)2]q+(Xn-)q/n·yH2O的层状双氢氧化物(LDH)；其中，M2+是Ca2+，Mg2+，Mn2+，Fe2+，Co2+，Ni2+，Cu2+或Zn2+中的至少一种；M3+是Al3+，Fe3+，Cr3+，Ga3+或V3+中的至少一种，X是层间阴离子，其是Cl-，Br-，NO3-，CO32-，SO42-或SeO42-中的至少一种；并且“x”是0.1至0.33的摩尔金属比；(ii)0.3至2重量％的无机粘合剂，其是水泥，白水泥，石膏，石灰石，白垩，硅酸铝，飞灰，膨润土，沥青，铝酸钙，粘土，熟石灰或硅酸钠中的至少一种；和，(iii)0.2至1.5重量％的分子量为1000至500,000道尔顿且分解温度≤400℃的有机粘合剂，其是聚乙烯醇，聚乙二醇，聚乙烯吡咯烷酮，聚丙烯酸，淀粉，纤维素，藻酸盐，琼脂，明胶或瓜尔胶中的至少一种。2.如权利要求1所述的组合物，其中所述颗粒是煅烧的形式，可通过将相应的未煅烧颗粒加热至≤400℃而获得。3.如权利要求1或2所述的组合物，其中所述LDH是水滑石，Mg6Al2CO3(OH)164H2O。4.如权利要求1至3中任一项所述的组合物，其中所述无机粘合剂是水泥，白水泥，石膏，石灰石，白垩，硅酸铝或飞灰中的至少一种。5.如权利要求1至4中任一项所述的组合物，其中所述有机粘合剂是聚乙烯醇。6.如权利要求5所述的组合物，其中所述聚乙烯醇的分子量为8000道尔顿至10000道尔顿。7.如权利要求2至6中任一项所述的组合物，其中煅烧颗粒的孔径为5nm至200nm。8.如权利要求2至7中任一项所述的组合物，其中煅烧颗粒的堆积密度为0.2g/...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·阿布达尔·卡瑞姆，S·K·古普塔，
申请(专利权)人：荷兰联合利华有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰,NL