[发明专利]用于通过磁性纳米颗粒分离的装置和方法

说明书

一种用于从液相中分离目标物质的装置(1)，包括：混合模块(2)，用于混合目标物质和磁性纳米颗粒的稳定胶体液态悬浮体以获得物质‑纳米颗粒复合物；第一磁分离模块(4)，包括分离室(6)和至少第一磁性元件(8)，至少第一磁性元件在功能上连接到所述分离室(6)以用于磁吸附复合物；分裂模块(10)，用于从复合物分离含有目标物质的一种或多种释放反应物的物质‑纳米颗粒复合物；以及第二磁分离模块(14)，在流体学上放置在分裂模块(10)下游以用于从磁性纳米颗粒的稳定的胶体液态悬浮体分离出目标物质。

技术领域

本发明涉及从液相中分离出至少一种目标物质的装置和方法。

背景技术

生产和工业净化设备中的常见问题涉及溶解、悬浮或分散在溶剂中的特定物质的低成本分离。这些物质可以是污染物或具有足够高的经济价值，以证明其与相关溶液、悬浮体或分散体的隔离以及后续的回收。

在过去，为此目的，尝试使用磁性颗粒，例如在现有技术文献 US8158007B2中说明的那样。然而，在水相中产生稳定的纳米颗粒的胶体悬浮体的困难大大限制了其工业规模的开发。

发明内容

本发明涉及前述上下文，提出了提供基于使用能够克服上述缺陷的磁性纳米颗粒的稳定胶体悬浮体的方法和装置，具体地，提供能够以简单和可重复的方式并且以极低成本分离各种目标物质的系统。

该目的通过本发明所述的装置和通过本发明所述的方法来实现。有利地，本发明的方法和装置确保维持所讨论的纳米颗粒稳定的胶体悬浮体在水相中的胶体稳定性，即使当与目标物质呈复合形式时。

具体地，本发明涉及一种用于从液相中分离目标物质的装置，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；-至少一第一磁分离模块，所述第一磁分离模块包括：分离室，所述分离室与所述混合模块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，所述第一磁性元件在功能上连接到所述分离室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，所述分裂模块限定与所述分离室连通的混合室，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，所述第二磁分离模块在流体学上放置在所述分裂模块的下游，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。

本发明还提供了一种从液相中分离目标物质的方法，所述方法包括以下步骤：

i)将至少一目标物质和至少一磁性纳米颗粒的稳定的胶体液态悬浮体混合以获得物质-纳米颗粒复合物；

ii)通过磁吸附所述物质-纳米颗粒复合物，从所述物质-纳米颗粒复合物的稳定的胶体液态悬浮体分离出所述物质-纳米颗粒复合物；

iii)通过所述目标物质的一种或多种释放反应物，从所述物质-纳米颗粒复合物分离出所述目标物质，并将由所述复合物释放的所述纳米颗粒重新悬浮在稳定的胶体液态悬浮体中；

iv)从所述目标物质磁性分离出所述磁性纳米颗粒。

附图说明

现在将借助于非限制性示例所提供的附图来详细描述本发明的目的，附图中：

-图1a、图1b和图1c分别示出了根据可能的实施例的本发明涵盖的装置的立体图、俯视图和正视图；

-图2a、图2b和图2c分别示出了根据可能的实施例的分离模块的立体图、俯视图和正视图；

-图3为根据本发明变体的方法的示意图。

具体实施方式

参考上述附图，附图标记1总体上标识了用于从液相中分离出至少一种目标物质的装置。