一种极性物质吸附分离与提纯材料及其制备方法技术

一种极性物质吸附分离与提纯材料，属于分离与提纯领域，所述材料包括经阴极改性剂浸泡改性处理后得到阴极纤维床层和经阳极改性剂浸泡改性处理后得到阳极纤维床层，所述纤维床层经吸附纤维和骨架纤维经过混纺制成，本申请完全依靠改性处理后的极性吸附材料来实现流体介质的分离与提纯，避免了静电处理时的击穿放电现象，安全性高，应用范围广，实现了大容量、反复的再生与使用，利于大规模工业化生产。

Polar material adsorption, separation and purification material and preparation method thereof

A polar material adsorption separation and purification material, which belongs to the field of separation and purification, the material including the cathode modifier soaking modified by cathode fiber beds and anodic modifier soaking modified anode bed fiber, the fiber bed layer by the adsorption of fiber and fiber skeleton after blending made this application completely rely on the polar adsorbent modified to realize the separation and purification of the fluid medium, avoid electrostatic breakdown discharge processing phenomenon, high safety, wide application range, the regeneration of large capacity, and repeated use, conducive to large-scale industrial production.

【技术实现步骤摘要】
一种极性物质吸附分离与提纯材料及其制备方法
本专利技术涉及分离与提纯领域，更具体地涉及一种用于极性物质吸附分离与提纯材料领域。
技术介绍
物质分离包括气气分离、气液分离、气固分离、液液分离、液固分离,在传统化工生产单元操作过程中涉及的分离方法主要包含物理分离和化学分离两种,其中物理分离又包括精馏、萃取、机械过滤、吸附、静电吸附等。精馏主要针对液液分离，根据混合物中物质沸点差异进行分离操作，但是分离得到的产物多为一定馏程范围的混合物，分离精度较低，特别对于油品生产企业，分离后的产物含有一定的有机酸、碱性氮等极性物质，造成产品的酸值、碱值超标；萃取主要针对液液分离，根据不同物质在特定萃取剂里的溶解度不同进行分离操作，但是分离过程中伴随萃取液产生，必须对萃取液进行再分离操作，工序较为复杂，而且分离所得的产物收率较低，一般不超过90％；机械过滤主要针对气固分离、液固分离，根据过滤要求，采用不同精度的滤芯对气体或液体中的固体颗粒物进行筛分分离操作，但是这种机械过滤方式容易堵塞滤芯，特别是对于固体含量较多且过滤精度要求高的物质，过滤效率较低；吸附主要针对气气分离、气液分离、液液分离，利用吸附剂(例如分子筛、白土等)特有的微孔结构，对流体中的大分子物质或杂质成分进行吸附分离，但是这种吸附方式所使用的吸附剂均有吸附容量，失活之后需要重新装填吸附剂，成本较高，且产生的失活吸附剂会对环境造成二次污染。静电吸附是近些年兴起的一种较为先进的气固、液液、液固分离方式，主要应用于气体静电除尘、污水处理,油品净化等方面，这种分离方式主要利用高压静电场原理，对正负两极板施加电压(几百—几万伏)，使正负两极板间形成高压静电场，利用高压静电场场能对流经电场的流体介质中的带电荷的极性物质进行做功，使其发生定向泳动，并被正负两极板间的材料粘附，达到物质分离的目的，但是这种分离方式在处理水分或极性杂质含量较高的介质时，当电场电压和电流较高时，容易发生击穿放电现象，造成严重的生产事故。化学分离主要是通过人为添加化学组分，与分离物质中的极性杂质发生不可逆的化学反应，形成固体颗粒或气体组分，从而起到物质分离的作用，但是这种分离方式会不可避免的产生化学反应副产物，会对环境造成一定的污染，例如油品生产过程中的酸碱精制，由于在“酸洗”过程中产生大量的酸渣，污染环境，国家已明令禁止使用。为了弥补上述现有技术的不足，本申请提出一种极性物质吸附分离与提纯材料及其制造方法，可以实现极性物质与非极性物质的有效分离，包括气气分离、气液分离、气固分离、液液分离、液固分离,在满足安全、环保要求的同时保证物质的分离精度、收率及纯度。
技术实现思路
本申请的技术方案如下：一种极性物质吸附分离与提纯材料，所述材料包括经阴极改性剂浸泡改性处理后得到阴极纤维床层和经阳极改性剂浸泡改性处理后得到阳极纤维床层，所述纤维床层经吸附纤维和骨架纤维经过混纺制成。作为优选，阴极改性剂为金属类阴性亚微米粉体材料，选自：氧化镁、氧化锌、氧化锆、氧化镍、氧化钯、氧化钛、氧化铬、氧化铑、氧化铼、氧化钼、氧化钒、氧化锰、氧化砷、氧化铜、氧化钙、氧化铱、氧化铂、氧化铊、氧化镭、氧化锑、氧化钴、氧化镉、氧化锗、氧化钋、氧化镓、氧化铟、氧化锂、氧化铍、氧化铋、氧化铌的单体或混合物等。进一步地，金属类阴性亚微米粉体材料优选氧化镁、氧化锌、氧化锆、氧化镍、氧化钯、氧化钛、氧化铬、氧化砷、氧化铜、氧化钙的单体或混合物等。作为优选，阳极改性剂为金属类阳性亚微米粉体材料，选自：钛酸镍、钛酸铊、钛酸锑、钛酸钒、钛酸镉、钛酸锗、钛酸钋、钛酸铱、钛酸铂、钛酸钡、钛酸铑、钛酸镭、钛酸钼、钛酸铜钙、钛酸镓、钛酸铟、钛酸锂、钛酸铍、钛酸铋、钛酸铼、钛酸铝、钛酸锶、钛酸钴、钛酸锆、钛酸锶钡、钛酸锌、钛酸铬、钛酸砷、钛酸镁的单体或混合物等。进一步地，金属阳性亚微米粉体材料优选钛酸锶、钛酸钴、钛酸锆、钛酸锶钡、钛酸锌、钛酸铬、钛酸铜钙、钛酸砷、钛酸钡、钛酸镁的单体或混合物等。所述吸附纤维含有大量的纳米级孔道，比表面积大，可为极性物质及大分子物质提供大量的附着位点，骨架纤维主要为改性剂提供支撑附着表面。作为优选，吸附纤维与骨架纤维按比例1:1比例混纺制成，为分离材料提供基本基材。所述材料还包括粘合碱性水溶液，粘合碱性水溶液采用液体硅酸钠或液体硅酸钡与蒸馏水按一定体积百分比配合搅拌制成，所述液体硅酸钠或液体硅酸钡的体积分数为10％-90％。根据气候温度的不同，夏季气温较高，液体硅酸钠或液体硅酸钡所占的体积分数可提高至90％，冬季气温较低，液体硅酸钠或液体硅酸钡所占的体积分数可降低至10％。其主要作用是使亚微米级粒径的改性剂均匀地分散在液体分散剂中，并且通过其粘附作用，将改性剂粘附在骨架纤维上，不易脱落。所述极性物质吸附分离与提纯材料的制备方法如下：将阳极改性剂与粘合碱性水溶液组成的阳极改性分散相均匀、致密地粘附在纤维床层上得到阳极纤维床层，将阴极改性剂与粘合碱性水溶液组成的阴极改性分散相均匀、致密地粘附在纤维床层上得到阴极纤维床层，将阳极纤维床层与阴极纤维床层叠合，其具体制备步骤：(1)将阳极改性剂配料搅拌、调和30分钟，得到混合均匀的阳极改性剂；(2)将阴极改性剂配料搅拌、调和30分钟，得到混合均匀的阴极改性剂；(3)将步骤(1)得到的混合均匀的阳极改性剂与粘合碱性水溶液按一定质量比置于搅拌器内搅拌混合30分钟至均匀，得到阳极改性分散相；(4)将步骤(2)到的混合均匀的阴极改性剂与粘合分散剂水溶液按一定质量比置于搅拌器内搅拌混合40分钟至均匀，得到阴极改性分散相；(5)将纤维床层浸泡在步骤(3)中的阳极改性分散相中，浸泡时间15-20分钟，取出纤维床层，将多余的阳极分散相挤出，并将纤维床层烘干，得到阳极纤维床层；(6)将纤维床层浸泡在步骤(4)中的阴极改性分散相中，浸泡时间15-20分钟，取出纤维床层，将多余的阴极分散相挤出，并将纤维床层烘干，得到阴极纤维床层；(7)将阳极纤维床层与阴极纤维床层叠合，得到极性物质吸附分离与提纯材料。一种极性物质吸附分离滤芯，包括极性物质吸附分离与提纯材料、诱导板、固定支撑结构板、主轴，所述极性物质吸附分离与提纯材料和诱导板固定于固定支撑结构板上方。所述吸附分离滤芯，适用于生产过程中的分离与提纯操作。作为优选，所述诱导板采用金属孔板材料制成，在正常工作时与电源正极(或负极)连接,诱导极性物质吸附分离与提纯材料产生极化效应,并通过纤维床层中的吸附纤维对流经内部的极性物质进行吸附分离。作为优选，固定支撑结构板采用高分子树脂(或金属)孔板材料制成，结构强度高,在滤芯制作过程中包裹在极性物质吸附分离与提纯材料中，主要对纤维床层起支撑作用。作为优选，所述诱导板与支撑结构板间隔排布。作为优选，所述主轴为金属材质，通常采用碳钢经机械加工制成，主要作用是支撑滤芯材料及固定滤芯。作为优选，在主轴的内侧镶嵌有PVC绝缘层，主要作用是在给诱导板或主轴通电的情况下起绝缘作用。上述吸附分离滤芯的制备方法如下：(1)纤维床层经阴极改性剂浸泡改性处理后得到阴极纤维床层；(2)纤维床层经阳极改性剂浸泡改性处理后得到阳极纤维床层；(3)步骤(1)得到的阴极纤维床层与步骤(2)得到的阳极纤维床层叠合，得到极性物质吸附分离与提纯材料；(本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种极性物质吸附分离与提纯材料，其特征在于，所述材料包括经阴极改性剂浸泡改性处理后得到的阴极纤维床层和经阳极改性剂浸泡改性处理后得到的阳极纤维床层，所述纤维床层经吸附纤维和骨架纤维经过混纺制成。

【技术特征摘要】
1.一种极性物质吸附分离与提纯材料，其特征在于，所述材料包括经阴极改性剂浸泡改性处理后得到的阴极纤维床层和经阳极改性剂浸泡改性处理后得到的阳极纤维床层，所述纤维床层经吸附纤维和骨架纤维经过混纺制成。2.根据权利要求1所述的极性物质吸附分离与提纯材料，其特征在于，所述阴极改性剂为金属类阴性亚微米粉体材料，选自：氧化镁、氧化锌、氧化锆、氧化镍、氧化钯、氧化钛、氧化铬、氧化铑、氧化铼、氧化钼、氧化钒、氧化锰、氧化砷、氧化铜、氧化钙、氧化铱、氧化铂、氧化铊、氧化镭、氧化锑、氧化钴、氧化镉、氧化锗、氧化钋、氧化镓、氧化铟、氧化锂、氧化铍、氧化铋、氧化铌的单体或混合物。3.根据权利要求1所述的极性物质吸附分离与提纯材料，其特征在于，所述阳极改性剂为金属类阳性亚微米粉体材料，选自：钛酸镍、钛酸铊、钛酸锑、钛酸钒、钛酸镉、钛酸锗、钛酸钋、钛酸铱、钛酸铂、钛酸钡、钛酸铑、钛酸镭、钛酸钼、钛酸铜钙、钛酸镓、钛酸铟、钛酸锂、钛酸铍、钛酸铋、钛酸铼、钛酸铝、钛酸锶、钛酸钴、氧化锆、钛酸锶钡、钛酸锌、钛酸铬、钛酸砷、钛酸镁的单体或混合物。4.根据权利要求1-3任一项所述的极性物质吸附分离与提纯材料，其特征在于，所述吸附纤维与骨架纤维按比例1:1比例混纺制成。5.根据权利要求1-4任一项所述的极性物质吸附分离与提纯材料，其特征在于，所述材料还包括粘合碱性水溶液，所述粘合碱性水溶液采用液体硅酸钠或硅酸钡与蒸馏水按一定体积百分比配合搅拌制成，所述液体硅酸钠或硅酸钡的体积分数为10％-90％。6.一种制备权利要求1-5任一项所述的极性物质吸附分离与提纯材料的方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)将阳极改性剂配料搅拌、调和30分钟，得到混合均匀的阳极改性剂；(2)将阴极改性剂配料搅拌、调和30分钟，得到混合均匀的阴极改性剂；(3)将步骤(1)...

【专利技术属性】
技术研发人员：高存兴，高继超，
申请(专利权)人：高存兴，
类型：发明
国别省市：山东,37