[发明专利]用于通过磁性纳米颗粒分离的装置和方法

权利要求书

1.一种用于从液相中分离目标物质的装置(1)，所述装置包括：

-至少一个用于混合至少一目标物质和至少一磁性纳米颗粒在水中的稳定的胶体液态悬浮体以获得物质-纳米颗粒复合物的混合模块(2)，其中，所述磁性纳米颗粒包含化学计量的纯的磁赤铁矿的超顺磁性纳米颗粒，或所述磁性纳米颗粒由化学计量的纯的磁赤铁矿的超顺磁性纳米颗粒组成，所述超顺磁性纳米颗粒能够在水相中没有任何涂覆的情况下产生稳定的胶体悬浮体；

-至少一第一磁分离模块(4)，所述第一磁分离模块包括：分离室(6)，所述分离室与所述混合模块(2)流体连通以接收所述物质-纳米颗粒复合物的稳定的胶体液态悬浮体；以及至少一第一磁性元件(8)，所述第一磁性元件在功能上连接到所述分离室(6)以磁吸引所述复合物；

-所述物质-纳米颗粒复合物的至少一分裂模块(10)，所述分裂模块限定与所述分离室(6)连通的混合室(12)，并且所述分裂模块包含来自所述复合物的所述目标物质的一种或多种释放反应物；

-至少一第二磁分离模块(14)，所述第二磁分离模块在流体学上放置在所述分裂模块(10)的下游，以从所述磁性纳米颗粒的稳定的胶体液态悬浮体中分离出所述目标物质。

2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述第二磁分离模块(14)流体连接到所述混合模块(2)，以便产生所述磁性纳米颗粒的稳定的胶体液态悬浮体的至少部分的再循环。

3.根据权利要求1或2所述的装置，其中，所述第二磁分离模块(14)包括回收室(16)，所述回收室位于所述分裂模块(10)的下游，以从所述分裂模块接收从所述磁性纳米颗粒分离出的所述目标物质，所述第二磁分离模块还包括用于吸附所述磁性纳米颗粒的至少一个第二磁性元件(18)。

4.根据权利要求3所述的装置，其中，所述第一磁性元件(8)和所述第二磁性元件(18)在功能上连接到所述分离室(6)的底壁(20)，并且连接到所述回收室(16)的底壁(22)，并且其中，所述第一磁性元件和可选的所述第二磁性元件以及所述底壁(20、22)能移动至一起/分开以调节作用在所述物质-纳米颗粒复合物上的磁场的强度以及作用在所述磁性纳米颗粒上的磁场的强度。

5.根据权利要求4所述的装置，其中，所述第一磁性元件(8)和所述第二磁性元件(18)包括磁化板(74)，所述磁化板放置在所述分离室(6)下方，并且放置在所述回收室(16)下方，并且其中，所述分离室(6)的底壁(20)和所述回收室(16)的底壁(22)能相对于所述磁化板(74)移动以调节所述磁场。

6.根据权利要求5所述的装置，其中，多个永磁体至少部分地放置在所述磁化板(74)内，以便在所述分离室(6)和所述回收室(16)中生成基本上均匀的磁场。

7.根据权利要求3所述的装置，其中，所述第一磁性元件(8)和所述第二磁性元件(18)包括一个或多个电磁体，所述一个或多个电磁体能操作地连接到所述分离室的底壁和/或所述回收室的底壁，其中，作用在所述物质-纳米颗粒复合物和/或所述磁性纳米颗粒上的磁场的强度能通过调节馈送到所述一个或多个电磁体的电流强度来调节。

8.根据权利要求1所述的装置，其中，在所述第一磁分离模块(4)和/或所述第二磁分离模块(14)内部，所述稳定的胶体液态悬浮体和/或所述物质-纳米颗粒复合物和/或所述磁性纳米颗粒的水平被调节达到7毫米或更小的最大高度，并且其中，在所述第一磁分离模块和所述第二磁分离模块中的一个或多个模块的底壁处的磁场被设定为150毫特斯拉或更小的值，以便促进所述物质-纳米颗粒复合物和/或所述磁性纳米颗粒的再悬浮。