[发明专利]一种填充多孔物质且表面多孔空心球的制造和使用方法

说明书

本发明涉及一种填充多孔物质且表面多孔空心球，该球体中空，球体表面分布有微孔，微孔可为圆形、椭圆形、多边形、或随机的几何形状、或它们的任何组合。球体内部填充有填充材料如活性炭、树脂类材料、含硅和/或铝元素且含有直链和/或环状官能团的有机物。该表面多孔空心球是由上下两个半球形壳体螺纹连接/卡扣而成的。微孔通过金刚石打孔法、激光打孔法、超声波打孔法在所述两个半球形壳体的表面制造而成。本发明还涉及将表面多孔空心球用于去除或回收目标液体中需要分离的有机化合物或无机化合物或重金属离子的用途。

技术领域

本发明涉及多孔物质设备，具体涉及一种填充有多孔物质的表面多孔空心球，其可用于捕捉或吸附金属离子、无机物质和有机物质。本发明还涉及采用该表面多孔空心球来吸附金属离子、无机物质和有机物质的方法。

背景技术

工业废液和医药废液往往含有严重威胁环境和生态系统的化学物质如重金属离子，如果其未经过任何处理直接进入生态环境将会造成严重的水体和土壤污染。由于重金属离子在自然环境中难以消除，并且可以在动植物中逐步富集，如果人体摄入这些动植物就会对自身造成严重危害。又例如，在医药生产行业中，由于药用植物在种植过程中使用的农药不可避免会有残留，这些残留的农药分子可能进入提取物中，从而对使用这些提取物的人造成危害。

随着人民群众的健康和环保意识的日益提高，环保法规以及医药行业法规的日益严格，对威胁环境和生态系统的化学物质的消除和回收的需求日益增加。虽然已报道了使用直链与环状多孔材料来去除或者回收捕捉或吸附金属离子和有机杂质(如JohnsonMatthey Finland公司QuadraPure^TM产品，Silicycle公司产品，Phosphonics公司SPM36和SEM26产品，Fuji-silysia chemical Ltd.产品，Cabot Corporation公司活性炭产品，Calgon公司活性炭产品，Jacobi公司活性炭产品，Thermax系列产品，DOW公司AMBERLYST^TM产品)，但是当前的使用方式均是将多孔材料直接投放进入含有有机杂质和金属杂质的目标溶液中，待目标物质溶液中的目标物质被充分吸附之后通过过滤或者抽滤的方式将目标溶液和多孔材料分离。在工业生产中，这种方式经常因工业溶液分离效率低下导致生产效率下降。而且分离效率低，有时候分离过程完成后仍然有目标物质残留在液体物料中。另外，有些溶液自身流动性较差，通过过滤的方式分离目标溶液和多孔材料非常困难。

发明内容

本申请的发明人针对上述问题，提出了一种表面多孔空心球及其制造方法和使用方法。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

根据本发明一个具体实施方式，提供了一种表面多孔空心球，其中，球体中空，球体表面分布有微孔；并且所述微孔可为圆形、椭圆形、多边形、或随机的几何形状、或它们的任何组合；中空的球体内填充有多孔物质或填充有多孔物质的一个或者多个滤袋。

根据本发明的一个实施例的表面多孔空心球，其中，所述多孔物质为活性炭、树脂类材料、含硅和/或铝元素且含有直链和/或环状官能团的有机物的任一种或其组合物。

根据本发明的一个实施例的表面多孔空心球，其中，所述多孔物质占球体容积的0.000001％至99.99999％。

根据本发明的一个实施例的表面多孔空心球，其中，所述表面多孔空心球由上下两个半球形壳体螺纹连接/卡扣/粘合而成。

根据本发明的一个实施例的表面多孔空心球，其中，所述多孔物质的粒径为15μm-5000μm，所述表面多孔空心球的体积为2cm³-约2000cm³。

根据本发明一个具体实施方式，提供了一种制造如上所述任一表面多孔空心球的方法，其步骤为：