[发明专利]铝化硅质粉末和包含其的水纯化装置

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2012年6月27日提交的美国临时专利申请第61/665,099号的优先权，其通过引用包含在本文。

背景技术

已知诸如硅藻土和珍珠岩的硅质材料用于纯化水的应用。硅质材料通过粒径进行工作，排除粒径大于硅质材料制成的涂层或过滤器孔径的颗粒。硅质材料是惰性的，这意味着它们不能官能化。

因此，存在对于可除去小于硅质涂层或过滤器中形成的孔径的污染物、并可被官能化的吸附材料的需求。

发明内容

在一个实施方式中，公开了一种反应产物。该反应产物从一种混合物制得，该混合物包括(a)硅质粉末、(b)金属铝、和(c)水溶液。在实施方式中，所述硅质粉末可包括硅藻土、珍珠岩、云母、蛭石、砂、煅烧复合物、或它们的组合。在实施方式中，所述金属铝可为粉末、片屑、或它们的组合。在实施方式中，所述水溶液可为酸性的。在实施方式中，所述水溶液可为碱性的。

在一个实施方式中，吸附剂包括公开的所述反应产物。

在一个实施方式中，公开了水的纯化方法。在一个实施方式中，纯化方法包括：通过用一定量的水混合吸附剂以形成液体悬浮液、以及从所述液体悬浮液中分离一定量的纯化水。

在一个实施方式中，公开了吸附剂的制备方法。在一个实施方式中，制备方法包括：在(iii)水溶液中混合(i)硅质粉末和(ii)金属铝，加热该混合物至60℃至80℃的温度以形成反应产物，以及将所述反应产物中和至pH为6.0至8.0。

在一个实施方式中，公开了从水源中除去污染物的装置。所述装置包括吸附室，该吸附室构造并设置为储存包括反应产物的吸附剂，该反应产物由包含硅质粉末、金属铝和水溶液的混合物形成，所述吸附室进一步构造并设置与水源连通、并用所述吸附剂与一定量的水源混合以形成液体悬浮液；以及分离元件，该分离元件构建并设置为从所述吸附室接收液体悬浮液，并且进一步构建并设置为从所述液体悬浮液分离一定量的纯化水，其中所述分离元件包括构建并设置为喷射至少部分所述纯化水的端口。

附图说明

结合附图，本发明公开的吸附剂的目的、特征和优点将参考以下公开的信息更容易地理解。

图1是用于从水源除去污染物的装置的一个实施方式的原理图。

图2是用于从水源除去污染物的装置的另一实施方式的原理图。

图3生动描述根据过滤后的水的电阻率函数的吸附剂的一个实施方式的交互电动电势。

图4生动描述根据过滤后的水的电阻率函数的吸附剂的一个实施方式的电动电势。

图5生动描述氧化石墨烯官能化的吸附剂的一个实施方式的去除率。

图6生动描述用吸附剂的一个实施方式从RO水除去砷V。

具体实施方式

为了以下具体实施方式，除另有明确相反说明外，应理解为本发明可具有各种替换变量和步骤顺序。此外，除任意操作实例中、或另有说明，例如说明书和权利要求中使用的材料数量的所有数字表示将被理解为在所有情况下由术语“约”修饰。由此，除另有相反说明，在以下说明书和附属的权利要求中列出的数值参数是近似值，其可根据将通过本发明获得的所需的性能而变化。至少地，并且不试图限制等同原则应用于权利要求书的范围，每一数值参数应至少根据所述的有效数位、并通过常规凑整法的数字被理解。

尽管阐述本发明的广义范围的数值范围和参数为近似值，但具体实施例中给出的数值尽可能精确报道。然而，任何数值由于其相应的试验测量中的标准变量中导致而本身必然含有一定的误差。

同样，应理解为本文所述的任何数值范围将包括所有归入其中的子区间。例如，“1至10”的范围将包括所述的最小值1和所述的最大值10之间(且含端点)的所有子区间，也就是说，具有等于或大于1的最小值和等于或小于10的最大值。

在本申请中，除另外特别指出，使用的单数包括复数和复数包含的单数。此外，在本申请中，除另外特别指出，使用的“或”是指“和/或”，即使“和/或”可能在一些例子中明确使用。

在本申请中，除另行进行相反说明，当陈述反应产物或吸附剂“基本不含”特定成分时，是指如果有的话，所讨论的材料作为附带杂质存在于反应产物或吸附剂中。换句话说，该材料不是故意加入到反应产物或吸附剂中的，但由于其由反应产物或吸附剂的准备加入的成分的一部分被作为杂质引入，可能以微小或无关紧要的水平存在。

如本文所用，“天然有机物”是指植物的自然降解产物。