СОРБЕНТ НА ОСНОВЕ ОКСИДА АЛЮМИНИЯ Российский патент 1995 года по МПК B01J20/08 B01J20/20 

Описание патента на изобретение RU2026734C1

Изобретение относится к области пористых материалов, адсорбентов, в том числе медицинского назначения, носителей для ферментов.

Оксид алюминия широко используется в промышленности в качестве адсорбента. Вследствие хорошей способности оксида алюминия взаимодействовать с полярными веществами, например водой, оксиды алюминия используют как осушители газовых потоков. Для осушки газов, в которых содержится капельная влага, используют сорта, содержащие крупные, транспортные поры. Оксиды алюминия, содержащие крупные поры, более термостойки. Для осушки газов, не содержащих капельную влагу, используют, в основном, тонкопористые сорта оксида алюминия [1].

Для очистки водных растворов, газов от органических веществ используются различные марки активных углей [2]. Активные угли обладают высокой адсорбционной емкостью по органическим соединениям, особенно низкомолекулярным, однако механически весьма непрочны.

Углеродные материалы на основе карбонизованных полимеров обладают, как правило, большей механической прочностью. Материалы подобного типа используют для приготовления сорбентов для очистки биологических жидкостей от средне- и низкомолекулярных токсинов, органических веществ [3].

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является углеродминеральный сорбент, получаемый по способу [4], в котором в качестве матрицы используется аморфный гидроксид алюминия. Этот сорбент обладает способностью сорбировать из водных растворов органические вещества и бактериальные клетки, но не обладает достаточной устойчивостью к гидратации.

Цель изобретения - создание пористого, устойчивого к гидратации сорбента на основе оксида алюминия для очистки водных растворов от органических соединений и бактериальных клеток.

С целью увеличения устойчивости сорбента к гидратации в воде предлагается углеродминеральный сорбент, содержащий 3-12 мас.% углерода для очистки водных растворов от органических соединений и бактериальных клеток. Предлагаемый сорбент с удельной поверхностью 90-180 м2/г, истинной плотностью 2,9-3,2 г/см3, объемом пор с радиусом 100-1000 и 1000-10000 0,02-0,06 см3/г и 0,05-0,1 см3/г соответственно в качестве матрицы содержит оксид алюминия, состоящий не менее чем на 50% из κ -подобной фазы.

Поверхность модифицированного углеродом оксида алюминия представляет собой тонкую мозаику гидрофильных и гидрофобных участков, что способствует многоточечному связыванию биологических макромолекул и определяет возможные области его применения.

Предлагаемый сорбент с повышенной устойчивостью к гидролизу может быть использован в качестве медицинского сорбента: энтеросорбента, аппликационного материала. Он может применяться как носитель для лекарств и других биологически активных веществ, способствуя пролонгированному действию препаратов.

Предложенный материал может быть использован как носитель для ферментных катализаторов, бактериальных клеток. Он может также применяться для очистки и тонкой доочистки воды от бактериальных клеток, их токсинов, продуктов их деструкции.

Предлагаемый материал получают пиролитическим нанесением углерода на предварительно подготовленный оксид алюминия с дальнейшими модифицирующими поверхность сорбента обработками.

Адсорбционную способность предлагаемого материала и прототипа по органическим веществам оценивали по следующей методике. В колбу емкостью 25-50 мл помещают навеску сорбента (около 2 г), к которой добавляли около 20 мл раствора витамина B12 в дистиллированной воде с концентрацией 200 мг/л. Соотношение сорбент-раствор при этом соответствует 1 г сорбента на 10 мл раствора. Далее в течение 3 мин встряхивали сорбент вручную, после чего отделяли его от раствора и спектрофотометрически определяли долю сорбированного витамина B12.

Содержание в сорбенте фаз оксида алюминия ( κ -подобной фазы) определяли методом рентгенофазового анализа по соотношению интенсивностей соответствующих линий.

Устойчивость сорбента к гидратации характеризовали по количеству выходящего в водную фазу алюминия при кипячении сорбента в воде по следующей методике.

Один грамм сорбента помещали в колбу, заливали 10 мл дистиллированной воды. Сорбент кипятили в течение 30 мин на плитке. Воду после кипячения, в которой содержалась взвесь из частиц углерода, гидроксида алюминия, а также растворенный алюминий, сливали. В воду со взвесью добавляли серную кислоту для растворения гидроксида алюминия, после чего углеродную компоненту отфильтровывали. В растворе определяли содержание алюминия.

П р и м е р 1. Оксид алюминия, содержащий 80% κ -подобной фазы (остальное - γ-оксид алюминия и рентгенаморфная фаза оксида алюминия), модифицированный 8% углерода с истинной плотностью 3,0 г/см3, удельной поверхностью 150 м3/г. Объем пор с радиусом 100-1000 составляет 0,03 см3/г, с радиусом 1000-10000 - 0,08 см3/г. Адсорбция клеток стафилококка и кишечной палочки в условиях эксперимента составляла 72 и 70% соответственно. Адсорбция витамина В12 в данных условиях составила 41% от исходной концентрации соответственно. Содержание алюминия в воде после кипячения сорбента - 70 мкг/мл (табл. 1-3).

П р и м е р 2. Оксид алюминия, содержащий 50% κ -подобной фазы (остальное γ - оксид алюминия и рентгенаморфная фаза оксида алюминия), модифицированный 12% углерода с истинной плотностью 2,9 г/см3, удельной поверхностью 200 м2/г. Объем пор с радиусом 100-1000 составляет 0,02 см3/г, с радиусом 1000-10000 - 0,05 см3/г. Адсорбция клеток стафилококка и кишечной палочки в условиях нашего эксперимента составляла 68 и 73% соответственно. Адсорбция витамина В12 в данных условиях составила 43% от исходной концентрации соответственно. Содержание алюминия в воде после кипячения сорбента - 47 мкг/мл (табл. 1-3).

П р и м е р 3. Оксид алюминия, содержащий 100% κ -подобной фазы оксида алюминия, модифицированный 3% углерода с истинной плотностью 3,2 г/см3, удельной поверхностью 90 м3/г. Объем пор с радиусом 100-1000 составляет 0,08 см3/г, с радиусом 1000-10000 - 0,1 см3/г. Адсорбция клеток стафилококка и кишечной палочки в условиях нашего эксперимента составляла 63 и 68% соответственно. Адсорбция витамина В12 в данных условиях составила 95% от исходной концентрации. Содержание алюминия в воде после кипячения сорбента 101 мкг/мл (табл. 1-3).

Как видно из примеров и таблиц, предложен новый материал на основе оксида алюминия, который обладает высокой адсорбционной способностью и устойчивостью к гидратации.

Похожие патенты RU2026734C1

название год авторы номер документа
ПОРИСТЫЙ СОРБЕНТ НА ОСНОВЕ ОКСИДА АЛЮМИНИЯ 1992
  • Рачковская Любовь Никифоровна
  • Бурылин Сергей Юрьевич
  • Фролова Ирина Игоревна
RU2026733C1
Углеродминеральный сорбент и способ его получения 2022
  • Воробьев Юрий Константинович
  • Лазарева Светлана Валерьевна
  • Терзи Евгения Александровна
  • Сакаева Наиля Самильевна
  • Климова Ольга Анатольевна
  • Елохина Нина Васильевна
  • Ястребова Галина Михайловна
RU2802775C1
ПОРИСТЫЙ СОРБЕНТ НА ОСНОВЕ ОКСИДА АЛЮМИНИЯ 1999
  • Бурылин С.Ю.
  • Фролова И.И.
RU2153931C1
СОРБЕНТ НА ОСНОВЕ СОЕДИНЕНИЙ АЛЮМИНИЯ 1998
  • Кнатько В.М.
  • Кнатько М.В.
  • Щербакова Е.В.
RU2143316C1
СПОСОБ МОДИФИЦИРОВАНИЯ ПОРИСТОГО УГЛЕРОДНОГО МАТЕРИАЛА 2001
  • Гордеев С.К.
  • Гречинская А.В.
  • Гуглин Д.Н.
RU2211801C2
АДСОРБЕНТ ДЛЯ ОЧИСТКИ ГАЗОВ ОТ СЕРЫ И СПОСОБ ЕГО ПРИГОТОВЛЕНИЯ 2000
  • Сорокин И.И.
  • Красий Б.В.
  • Зеленцов Ю.Н.
  • Порублев М.А.
RU2164445C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ УГЛЕРОДСОДЕРЖАЩИХ ИЗДЕЛИЙ 1993
RU2070435C1
АДСОРБЦИОННО-БАКТЕРИЦИДНЫЙ УГЛЕРОДНЫЙ МАТЕРИАЛ И СПОСОБ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ 1994
  • Пименов А.В.
  • Либерман А.И.
  • Шмидт Д.Л.
RU2070438C1
СПОСОБ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ ЖИДКОСТЕЙ ОТ РАДИОНУКЛИДОВ И ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ И ШТАММ ГРИБА ASPERGILLUS NIGER BKMF - 33, ИСПОЛЬЗУЕМЫЙ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ БИОМАССЫ, ИЗВЛЕКАЮЩЕЙ РАДИОНУКЛИДЫ И ТЯЖЕЛЫЕ МЕТАЛЛЫ ИЗ ЖИДКОСТЕЙ 1992
  • Ховрычев М.П.
  • Мареев И.Ю.
  • Помыткин В.Ф.
RU2024079C1
ВОДОРАСТВОРИМЫЕ ГУМИНОВЫЕ КИСЛОТЫ, СПОСОБ ИХ ПОЛУЧЕНИЯ И СПОСОБ ДЕТОКСИКАЦИИ ЗЕМЕЛЬ И РЕКУЛЬТИВАЦИИ ПОЧВ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО НАЗНАЧЕНИЯ, ОСУЩЕСТВЛЯЕМЫЙ С ПОМОЩЬЮ ЭТИХ ВОДОРАСТВОРИМЫХ ГУМИНОВЫХ КИСЛОТ 1994
  • Шульгин А.И.
RU2031095C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 026 734 C1

Реферат патента 1995 года СОРБЕНТ НА ОСНОВЕ ОКСИДА АЛЮМИНИЯ

Изобретение относится к области сорбционных материалов широкого спектра применения в медицине, ветеринарии, пищевой промышленности, для очистки сточных вод и газовых выбросов, в химической, биотехнологической промышленности как сорбентов, катализаторов, носителей катализаторов. Цель изобретения - создание пористого сорбента, устойчивого к гидротации, на основе оксида алюминия, для очистки водных растворов от органических примесей, бактериальных клеток. Устойчивость сорбента к гидратации, растворению обеспечивает использование матрицы оксида алюминия определенной пористой структуры, состоящей не менее чем на 50 % из κ-подобной фазы, а также модифицирование поверхности углеродом в количестве 3 - 12 мас. %. Сорбент обладает высокими сорбционными свойствами при очистке от органических соединений. 3 табл.

Формула изобретения RU 2 026 734 C1

СОРБЕНТ НА ОСНОВЕ ОКСИДА АЛЮМИНИЯ для очистки водных растворов от органических соединений и бактериальных клеток, содержащий 3 - 12 мас.% углерода, отличающийся тем, что в качестве матрицы он содержит оксид алюминия, состоящий не менее чем на 50% из χ - подобной фазы, и имеет удельную поверхность 90-180 м2/г, объем пор радиусом 100-1000 0,02 - 0,08 см3/г и объем пор радиусом 1000-10000 @ 0,05 - 0,1 см3/г.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 1995 года RU2026734C1

Очаг для массовой варки пищи, выпечки хлеба и кипячения воды 1921
  • Богач Б.И.
SU4A1
Способ получения углеродминеральных адсорбентов 1980
  • Рачковская Любовь Никифоровна
  • Левицкий Эммануил Аронович
  • Криксина Татьяна Михайловна
  • Соколовкая Наталья Алексеевна
  • Ефремов Александр Иванович
  • Эльберт Эмиль Исаакович
SU988324A1
Печь для непрерывного получения сернистого натрия 1921
  • Настюков А.М.
  • Настюков К.И.
SU1A1

RU 2 026 734 C1

Авторы

Бурылин С.Ю.

Рачковская Л.Н.

Фролова И.И.

Коротких В.Н.

Исайкина Н.С.

Даты

1995-01-20Публикация

1992-12-14Подача