沉淀二氧化硅吸附剂制造技术

本发明专利技术涉及一种分离介质，其包含旋转干燥的或者喷雾干燥的沉淀二氧化硅。该二氧化硅具有孔表面积P，其中log10P>2.2，和在该二氧化硅进行任何表面改性之前所测量的BET与CTAB之比是至少1.0。本发明专利技术进一步涉及一种从流体流中分离悬浮的或者溶解的材料的方法，其包含将该流与上述分离介质接触。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术涉及一种分离介质，其包含旋转干燥的或者喷雾干燥的沉淀二氧化硅。该二氧化硅具有孔表面积P，其中log10P>2.2，和在该二氧化硅进行任何表面改性之前所测量的BET与CTAB之比是至少1.0。本专利技术进一步涉及一种从流体流中分离悬浮的或者溶解的材料的方法，其包含将该流与上述分离介质接触。【专利说明】沉淀二氧化硅吸附剂关于联邦赞助的研究和开发的声明本专利技术是在由工程研究开发中心-建筑工程研究实验室(“ERDC-CERL”)批准的合同N0.W9132T-09-C-0046下，由政府支持来进行的。美国政府在本专利技术中可能具有某些权利。交叉参考的相关申请本申请要求2011年11月4日提交的美国临时专利申请N0.61/555508的权益。专利
本专利技术涉及二氧化硅吸附剂，其可用于过滤和吸附隔膜中以及流体净化方法中。专利技术背景清洁的和适于饮用的水的可获得性是整个世界，特别是发展中国家所关注的。持续进行了用于低成本的有效过滤介质和方法的研究。特别期望的是这样的过滤介质，其能够除去肉眼可见的和分子污染物二者，包括能够以低成本和高通过速率来除去亲水性和疏水性污染物二者的那些。令人期望的是提供适用于液态或气态流的新的吸附剂，其用于经由化学吸收和物理吸附二者来除去污染物。
技术实现思路
本专利技术涉及一种分离介质，其包含旋转干燥的或者喷雾干燥的沉淀二氧化硅。该二氧化硅具有孔表面积P，其中log1(lP>2.2，和在该二氧化硅进行任何表面改性之前所测量的BET与CTAB之比是至少1.0。本专利技术进一步涉及一种从流体流中分离悬浮的或者溶解的材料的方法，其包括将该流与上述分离介质接触。【具体实施方式】除了任何操作实施例或者另有指示之处外，表示例如说明书和权利要求中所用的成分、反应条件等的量的全部数字被理解为在全部的情况中是用术语“约”修正的。因此，除非有相反的指示，否则下面的说明书和附加的权利要求中阐明的数字参数是近似的，其可以根据本专利技术所寻求获得的期望的性能而变化。最起码，和并非打算使用等价原则来限制权利要求的范围，每个数字参数应当至少按照所报告的有效数字的数值和通过使用通常的四舍五入技术来解释。虽然阐明本专利技术宽的范围的数字范围和参数是近似的，但是在具体实施例中所述数值是尽可能精确来报告的。但是任何数值本质上包含了由它们各自的测试测量中存在的标准偏差所必然形成的某些误差。同样，应当理解这里所述任何数字范围目的是包括处于其中的全部的子范围。例如范围“1-10”目的是包括在所述最小值I和所述最大值10之间(并包括其)的全部子范围，即，具有最小值等于或者大于I和最大值等于或者小于10。作为本说明书和附加的权利要求中所用的，冠词“一个”、“一种”和“该”包括了复数指代，除非明确的和无疑义的限制到一个指代物。这里提出的本专利技术不同的实施方案和实施例每个被理解为对本专利技术的范围是非限制性的。作为下面的说明书和权利要求所用的，下面的术语具有下面所示的含义:用“聚合物”表示包括均聚物和共聚物以及低聚物的聚合物。用“复合材料”表示两种或更多种不同材料的组合。作为此处使用的，“由…形成”表示开发式的，例如“包含”要求的语言。同样，它的目的是由所列出的所述组分“形成的”组合物是包含至少这些所述组分的组合物，并且可以进一步在该组合物的形成过程中包含其他的没有描述的组分。作为此处使用的，术语“聚合的无机材料”表示这样的聚合材料，其具有基于非碳元素的主链重复单元。更多信息参见James Mark等人，Inorganic Polymers, PrenticeHall Polymer Science and Engineering Series, (1992)第 5 页，其在此明确引入作为参考。此外，作为此处使用的，术语“聚合有机材料”表示合成的聚合材料，半合成的聚合材料和天然聚合材料，其全部具有基于碳的主链重复单元。作为此处使用的，“有机材料”表示含碳化合物，其中该碳典型的键合到它本身和到氢上，以及经常也键合到其他元素上，并且不包括二元化合物例如碳氧化物、碳化物、二硫化碳等；这样的三元化合物如金属氰化物、金属羰基化合物、光气、羰基硫等；和含碳的离子化合物例如金属碳酸盐，例如碳酸韩和碳酸钠。参见R.Lewis, Sr., Hawley’sCondensed Chemical Dictionary,(第 12 版，1993)第 761-762 页，和 M.Silberberg,Chemistry The Molecular Nature of Matter and Change (1996)第 586 页，其明确在此引入作为参考。 作为此处使用的，术语“无机材料”表示非有机材料的任何材料。作为此处使用的，“热塑性”材料是这样的材料，其曝露于热时软化和冷却到室温时返回它的初始条件。作为此处使用的，“热固性”材料是在加热时不可逆的凝固或“固着”的材料。作为此处使用的，“微多孔材料”或“微多孔片材”表示具有互连孔网络的材料，其中在无涂层、无印刷油墨、无浸溃剂、和基于预连接时，该孔的体积平均直径是0.001-0.5微米,并且构成此下所述材料的至少5体积％。用“塑性体”表示表现出塑性和弹性二者的聚合物。如上所述，本专利技术涉及一种分离介质，其包含旋转干燥的或者喷雾干燥的沉淀二氧化硅。该二氧化硅具有在下面的实施例中称作P或者BJH的孔表面积，其中log1(lP>2.2。在本专利技术的某些实施方案中，log10P>2.27，或者log1QP>2.69，或者log1(lP>2.86。本专利技术进一步涉及一种从液态或气态流中除去一种或多种污染物的方法，其包含将该流与上述分离介质接触。沉淀二氧化硅通常是如下来商业生产的:将可溶性金属硅酸盐(通常是碱金属硅酸盐例如硅酸钠)的水溶液与酸合并，以使得胶体颗粒将在弱碱性溶液中生长，并且通过所形成的可溶性碱金属盐的碱金属离子来凝结。可以使用不同的酸，包括无机酸，但是优选的酸是二氧化碳。在不存在凝结剂时，二氧化硅不从任何PH的溶液中沉淀。用于进行沉淀的凝结剂可以是在胶体二氧化硅颗粒形成过程中产生的可溶性碱金属盐，它可以加入电解质例如可溶性无机或者有机盐，或者它可以是二者的组合。沉淀二氧化硅然后可以描述为胶体无定形二氧化硅的最终颗粒的沉淀聚集体，其在制备过程中任何点都不作为宏观凝胶而存在。该聚集体的尺寸和水合度可以宽泛的变化。沉淀二氧化硅粉末不同于硅胶，S卩，其已经研磨成粉，通常具有更多的开放结构，SP，更高的比孔体积。但是，通过Brunauer, Emmet, Teller (BET)方法使用氮气作为被吸附物所测量的沉淀二氧化硅的比表面积经常低于硅胶。许多不同的沉淀二氧化硅可以用于本专利技术，但是优选的沉淀二氧化硅是使用合适的酸如硫酸、盐酸或者二氧化碳从硅酸钠水溶液中沉淀所获得的那些。这样的沉淀二氧化硅本身是已知的，并且生产它们的方法详细描述在美国专利N0.2940830和西德公开说明书N0.3545615中，其整个内容在此引入作为参考，特别是包括制造沉淀二氧化硅的方法和产物的性能。用于本专利技术的沉淀二氧化硅可以通过包括下面的连续步骤的方法来生产:(a)制备具有期望的碱度的碱金属硅酸盐的初始储备水溶液，并且加入到(本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种分离介质，其包含旋转干燥的或者喷雾干燥的沉淀二氧化硅，所述二氧化硅具有孔表面积P，其中log10P>2.2，和其中在该二氧化硅进行任何表面改性之前所测量的BET与CTAB之比是至少1.0。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭群晖，C·L·诺克斯，R·O·科拉，J·马丁，S·M·莫纳特，T·A·奥克尔，D·E·拉登，
申请(专利权)人：PPG工业俄亥俄公司，
类型：发明
国别省市：美国;US