包含含金属颗粒的过滤介质制造技术

本文描述了一种液体过滤装置，包括将流体入口流畅地连接到流体出口的流体导管；和设置在流体导管中的水过滤介质；该水过滤介质包含含金属颗粒，其中该含金属颗粒包含金属羧酸盐的热解产物；和从水溶液中去除氯胺的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本文描述了一种液体过滤装置，包括将流体入口流畅地连接到流体出口的流体导管；和设置在流体导管中的水过滤介质；该水过滤介质包含含金属颗粒，其中该含金属颗粒包含金属羧酸盐的热解产物；和从水溶液中去除氯胺的方法。【专利说明】包含含金属颗粒的过滤介质
本专利技术描述了包含含金属颗粒的过滤介质，其中含金属颗粒包含金属羧酸盐的热 解产物。
技术介绍
氯胺常常作为游离氯的氯化的替代形式以低浓度用作城市用水系统中的次级消 毒剂。对氯胺处理的水的味道和气味的关注已导致对具有氯胺去除能力的水过滤器的需求 增加。 已使用碳颗粒（例如活性炭颗粒）以从水流中去除氯胺。通过减小碳的平均粒径 和通过增加碳床接触时间可实现氯胺去除的改善。尽管已知参数如接触时间和平均粒径影 响氯胺去除效率，但需要不显著增加过滤介质压降的更显著的改善。 美国专利No. 5, 338, 458 (Carrubba等人）公开了一种用于通过使该介质与具有催 化活性的碳质炭接触来从气体或液体介质中去除氯胺的改善方法。 美国专利No. 6, 699, 393 (Baker等人）显示了改善从流体流中去除氯胺，与具有催 化活性的碳质炭相比，当流体流与活性炭接触时，其已在含氮分子的存在下热解。
技术实现思路
期望提供一种过滤介质，其比目前可用过滤介质便宜和/或去除氯胺更有效。在 一些情况下，还期望提供固体碳块以去除氯胺。在其它情况下，期望具有一种可用在填充床 中的颗粒状材料。在其它情况下，期望提供一种可以幅材形式使用的材料。 在一个方面，公开了一种液体过滤装置，包括将流体入口流畅地连接到流体出口 的流体导管；和设置在流体导管中的液体过滤介质；该液体过滤介质包含含金属颗粒，其 中该含金属颗粒包含金属羧酸盐的热解产物。 在另一方面，公开了用于从水溶液中去除氯胺的方法，包括：提供包含氯胺的水溶 液并使该水溶液与包含含金属颗粒的组合物接触，其中该含金属颗粒包含金属羧酸盐的热 解产物。 在另一方面，公开了用于从水溶液中去除氯胺的方法，包括：加热金属羧酸盐以形 成热解产物；冷却该热解产物；以及使该冷却的热解产物与包含氯胺的水溶液接触。 上述
技术实现思路
并非意图描述每个实施例。本专利技术的一个或多个实施例的细节还在 下面的描述中示出。根据说明书和权利要求书，其它特征、目标和优点将显而易见。 【具体实施方式】 如本文所用，术语： "一个"、"一种"和"所述"可互换使用并且意指一个或多个；并且 "和/或"用于表示所说明的情况之一或两者均可能发生，例如，A和/或B包括（A 和B)和（A或B)。 另外，本文中由端点表述的范围包括该范围内所包含的所有数值（如，1至10包括 1. 4、1· 9、2· 33、5· 75、9· 98 等）。 另外，本文中"至少一个"的表述包括一和更大的所有数目（如，至少2个、至少4 个、至少6个、至少8个、至少10个、至少25个、至少50个、至少100个等）。 本公开涉及包含金属羧酸盐的热解产物的组合物。已发现此类组合物可用于从水 溶液中去除氯胺。 金属羧酸盐的热解产物 本公开的金属羧酸盐包括羧酸的金属盐或金属络合物。示例性羧酸盐包括：草酸 盐、甲酸盐、丙酸盐、乙酸盐、酒石酸盐、苯甲酸盐、乳酸盐和柠檬酸盐以及它们的组合。 金属羧酸盐中的金属部分可包括任何金属，然而，优选可接受存在于饮用水中的 金属。示例性金属包括：铜、铁、银和锰以及它们的组合。 本公开的示例性金属羧酸盐包括：草酸铜、草酸亚铁、乙酸铜、柠檬酸铁和甲酸铜 以及它们的组合。 本公开涉及金属羧酸盐的热解产物。热解涉及在金属羧酸盐开始失去金属键合的 水时的温度或高于该温度下加热金属羧酸盐，如果存在，并且在该处化合物的羧酸盐部分 开始分解。如本文所用，"热解产物"是指通过加热由化合物的离解或分解产生的产物。据 信该热解过程将金属羧酸盐的性质改变为具有不同化学计量、组成、和/或不同化学性质 的材料，其中羧酸盐的至少一部分热分解并且通过作为气体挥发而被去除。 在一个实施例中，在热解时，金属的氧化态改变。例如，在本公开的一个实施例中， 热解产物中的金属包含具有氧化态的金属的至少一部分，例如Cu°、Cu +1或Fe+2。 尽管不想受到理论的限制，但在另一个实施例中，认为金属羧酸盐的热解产生具 有活性表面位点的材料，其表现出用于催化氯胺分解的增强的活性。通过金属羧酸盐的热 解产生的这些表面位点产生具有优于利用通过非热解方法制备的类似金属化合物（如通 过热解产物的X射线衍射分析所观察）如衍生自更传统的方法或细分的金属的金属氧化物 产生的那些材料的氯胺去除特性的材料。在本公开中，含金属颗粒包含金属羧酸盐的热解 产物。 在一个实施例中，热处理金属羧酸盐以形成热解产物。 在另一个实施例中，金属羧酸盐在载体的存在下被热处理，例如碳基底或无机氧 化物基底。金属羧酸盐可在热解之前浸渍到载体中。例如，金属羧酸盐可溶解在溶剂中并且 所得的溶液与该载体接触。然后可加热浸渍的载体以形成设置在载体表面上的热解产物。 在另一个实施例中，不溶解在溶剂中的充分可溶的金属羧酸盐（即，不完全溶解 在实验中使用的溶剂体积中），可通过将金属羧酸盐和载体添加到溶剂中而浸渍到载体中。 适时地，溶解在溶剂中的金属羧酸盐可扩散到载体中并沉积在其上，使得金属羧酸盐随时 间推移而掺入载体中或掺入载体上。 如本文所用，"含金属颗粒"包括金属盐的热解产物和碳基底或无机氧化物基底存 在下金属盐的热解产物二者，此类基底可包含颗粒状材料、粉末状材料、纤维、管材和泡沫。 在一个实施例中，优选含金属颗粒产物为多孔的。例如，多孔的性质将使得能够 提供用于氯胺去除的更多的表面积。优选具有高表面积（如，至少100、500、600或甚至 700m 2/g ;和基于BET?runauer Emmet Teller法）氮吸附最多 1000、1200、1400、1500、或甚 至1800m2/g)。此类高表面积可通过使用高度多孔的碳基底或无机氧化物基底和/或通过 应用应用（如压碎或粉碎）以降低所得的产物粒度的物理技术实现。 碳某底和无机氣化物某底 碳基底的形态不尤其有限并且可包括非颗粒、颗粒或聚集体。另外的示例性行形 态包括：碳块、碳整料、泡沫、膜、纤维和纳米颗粒如纳米管和纳米球。非颗粒状为不由可分 辨的、不同颗粒构成的基底。颗粒状基底为基底材料、粉末状材料、纤维、管材和泡沫。 在一个实施例中，优选含金属颗粒产物为多孔的。例如，多孔的性质将是的能够提 供用于氯胺去除的更多表面积。在一个实施例中，颗粒具有高表面积。颗粒状基底为具有 可分辨颗粒的基底，其中该颗粒可为球形或不规则形状并且具有至少〇. 1、1、5、10、20、或甚 至 40 微米（μ m)至最多 75 μ m、100 μ m、500 μ m、1 毫米（mm)、2mm、4mm、6· 5mm 或甚至 7mm 的 平均直径。通过较小颗粒彼此或与较大载体颗粒或表面的接合或凝聚，形成聚集体（或复 合物）。聚集体可为自立式（抗重力自承）。 通常，碳基底的形态将基于应用来选择。例如本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种液体过滤装置，包括将流体入口流畅地连接到流体出口的流体导管；和设置在所述流体导管中的液体过滤介质；所述液体过滤介质包含含金属颗粒，其中所述含金属颗粒包含金属羧酸盐的热解产物。

【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：梅雷迪思·M·多伊勒，马克·R·斯托弗，托马斯·E·伍德，
申请(专利权)人：三M创新有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US