• / 7
  • 下載費用:30 金幣  

维戈塞尔塔直播间: 使用氧化還原樹脂和吸附的亞氯酸鹽的二氧化氯發生器.pdf

摘要
申請專利號:

维戈塞尔塔vs皇家社会 www.vmyqew.com.cn CN201480025549.4

申請日:

20140304

公開號:

CN105228654A

公開日:

20160106

當前法律狀態:

有效性:

審查中

法律詳情:
IPC分類號: A61L2/16,A61L2/18 主分類號: A61L2/16,A61L2/18
申請人: 佛羅里達大學研究基金會股份有限公司
發明人: 戴維·歐內斯特·理查森
地址: 美國佛羅里達州
優先權: 61/772,603
專利代理機構: 北京德崇智捷知識產權代理有限公司 代理人: 任紅
PDF完整版下載: PDF下載
法律狀態
申請(專利)號:

CN201480025549.4

授權公告號:

法律狀態公告日:

法律狀態類型:

摘要

亞氯酸鹽吸收劑顆粒是通過將水溶性的亞氯酸鹽或濃的亞氯酸鹽溶液吸收到吸收劑顆粒中制備。吸收劑可以是硅膠顆?;蚱淥帕N占?,其可通過使亞氯酸鹽-吸收劑顆粒與水簡單地接觸而隨時間釋放亞氯酸鹽水溶液。當用水沖洗時,在幾分鐘時間內,從亞氯酸鹽-吸收劑顆粒提取氯鹽。套筒形式的二氧化氯發生器包括亞氯酸鹽-吸收劑顆粒和酸性樹脂或氧化還原樹脂。水可被引入套筒入口,并依次通過亞氯酸鹽-吸收劑顆粒和酸性樹脂或氧化還原樹脂,其中二氧化氯溶液從所述套筒的出口排放。

權利要求書

1.一種亞氯酸鹽-吸收劑顆粒,在吸收劑顆粒中包括亞氯酸鹽或鹽的混合物,其中所述亞氯酸鹽物理結合于所述亞氯酸鹽-吸收劑顆粒中且所述亞氯酸鹽-吸收劑顆粒容許在超過一分鐘的持續時期內釋放所述亞氯酸鹽至接觸水。2.根據權利要求1所述的亞氯酸鹽-吸收劑顆粒,其中所述亞氯酸鹽是堿金屬亞氯酸鹽。3.根據權利要求1所述的亞氯酸鹽-吸收劑顆粒,其中所述吸收劑顆粒是多孔的。4.根據權利要求3所述的亞氯酸鹽-吸收劑顆粒,其中所述吸收劑顆粒是硅膠顆粒。5.根據權利要求1所述的亞氯酸鹽-吸收劑顆粒,其中所述亞氯酸鹽-吸收劑顆粒具有10nm至3mm的橫截面。6.一種套筒二氧化氯發生器,其包括外殼、多種根據權利要求1所述的亞氯酸鹽-吸收劑顆粒,以及酸性樹脂或氧化還原樹脂,其中所述亞氯酸鹽-吸收劑顆粒和所述酸性樹脂或所述氧化還原樹脂位于所述外殼的分開的部分且其中所述套筒包括一個或多個容器。7.根據權利要求6所述的套筒二氧化氯發生器,其中所述酸性樹脂是氫形式的陽離子交換樹脂。8.根據權利要求6所述的套筒二氧化氯發生器,其中所述氧化還原樹脂是Cl或Br形式的陰離子交換樹脂。9.一種產生二氧化氯的方法,其包括:提供水;提供根據權利要求1所述的多種亞氯酸鹽-吸收劑顆粒;提供酸性樹脂或氧化還原樹脂;引導所述水流動通過所述亞氯酸鹽-吸收劑顆粒且隨后通過所述酸性樹脂或所述氧化還原樹脂;以及排放包含二氧化氯的溶液。10.根據權利要求9所述的方法,其中所述亞氯酸鹽-吸收劑顆粒和所述酸性樹脂或所述氧化還原樹脂存在于根據權利要求6所述的套筒二氧化氯發生器內。

說明書

相關申請的交叉引用

本申請要求2013年3月5日提交的美國臨時申請第61/772603號的權益,所述美國臨時申請的全文(包括任意插圖、表格和附圖)以引用的方式并入本文中。

發明背景

二氧化氯(ClO2)是一種氣體消毒劑,其用作殺菌劑、殺病毒劑和殺孢子劑。二氧化氯還是一種溶液中的有效殺微生物劑,其也可以破壞許多化學物質和毒素。二氧化氯具有極好的環境品質,因為它不產生大量的氯化烴副產物。一般而言,ClO2溶液的穩定性不適于長期儲存。因此,二氧化氯溶液在使用之前即時生成。

已知許多方法,諸如電解和化學混合,用于生產適合大規模使用的氣體或溶液形式的ClO2。通常,需要精良設備和大量電力通過電解亞氯酸鹽溶液來生產ClO2。當以化學方法制備時,必須保持反應組分分開,直到混合產生二氧化氯。

可通過用強酸(例如硫酸)處理亞氯酸鹽溶液(例如NaClO2)以產生含有ClO2的酸性溶液,由此生成二氧化氯溶液??墑褂美胱詠換喚櫓世蔥緯啥躉?;例如,Callerame的美國專利第3,684,437號公開了通過以非?;郝牧魎僭諢旌系鬧榱Q衾胱?陰離子交換樹脂和堿金屬或堿土金屬的亞氯酸鹽之間進行離子交換來生產二氧化氯。同樣,Sampson等人的美國專利第7,087,208號和第7,824,556號公開了從亞氯酸鹽前驅物生成亞氯酸,使用中等速率的重力給料使所述前驅物的水溶液通過氫離子(酸)形式的陽離子交換樹脂和加速亞氯酸分解成二氧化氯的催化材料。

近來,Richardson等人的美國專利第7,964,138號和第8,323,563號已經公開了用一種發生器生成二氧化氯,所述發生器使用結合亞氯酸鹽的離子交換樹脂與酸進料溶液或氧化劑進料溶液,諸如氯或溴水溶液。此外,美國專利第7,964,138號和第8,323,563號描述了使用與氧化劑結合的離子交換樹脂(例如Br3-結合的樹脂)和亞氯酸鹽進料溶液?;謖廡┳ɡ姆⑸骺梢允強尚?,用于根據需要以合理快速的可控速率產生二氧化氯溶液。

雖然Richardson等人的方法對商業甚至可攜帶緊急生產二氧化氯有用,但需要保留和儲存相對大量的分離水溶液作為進料溶液。因此,希望有一種保持呈結合狀態的兩種互補試劑的方法,以使任何可用的水作為液體進料,而不是含有特定前體的溶液,以減少二氧化氯發生器的復雜性和體積。第一結合試劑位于其互補的第二結合試劑的上游,并且需要處于一個狀態,使第一結合試劑可以可控方式溶解到水溶液中。第一試劑的總量不得立即從系統中通過,并且所需的二氧化氯溶液應在實際排放時期內具有幾乎恒定的濃度。

發明內容

本發明的一個實施方式涉及吸收亞氯酸鹽的顆粒,其中固體顆粒吸收劑與亞氯酸鹽結合在一起,當用水洗滌一段時間后釋放出亞氯酸鹽,其中鹽以持續不變的速率和濃度遞送,這對于產生二氧化氯溶液是實用的??梢暈糜詡詞本換蚱淥猛?,或換句話說,為安全有效生產一批二氧化氯溶液而選擇遞送速率。在本發明的一個實施方式中,堿金屬亞氯酸鹽與硅膠顆粒結合形成亞氯酸鹽-吸收劑顆粒。與純液體形式的水或在與亞氯酸鹽-吸收劑的反應或交換中不存在的旁觀溶質的溶液接觸得到亞氯酸鹽水溶液。

本發明的一個實施方式涉及制備二氧化氯溶液的裝置。所述裝置由一個套筒(cartridge)組成,該套筒含有亞氯酸鹽-吸收劑顆粒和氧化還原樹脂,使得引入純水時產生二氧化氯溶液?;蛘?,可使用酸性樹脂代替氧化還原樹脂。水可包含在所述裝置中或可從可用的任何位置處提供。為了方便起見,所述裝置可由單個多部件套筒組成或它可由含有所需要的吸附劑的連接容器組成,所述吸附劑含有分離的試劑。

附圖說明

圖1顯示了根據本發明的一個實施方式,一個簡單的單容器套筒的二氧化氯發生器的簡圖。

圖2顯示了根據本發明的一個實施方式的一個裝置的簡圖,該裝置被分離成2個可連接的容器。

具體實施方式

本發明的一個實施例涉及具有吸收的亞氯酸鹽的固體顆粒,它是一種亞氯酸鹽-吸收劑顆粒,其使亞氯酸鹽從吸收劑上經一段足夠長的時間洗出,以便為了實際應用凈化或處理一個區域或一些物質。例如,當水或另一種適當溶劑流過所述裝置時,亞氯酸鹽-吸收劑顆??稍讜?至約30分鐘或30分鐘以上的時間內釋放亞氯酸鹽。所述釋放不是快速釋放,諸如亞氯酸鈉或其它高度可溶性鹽與水接觸時所發生的那樣。在本發明的一個例示性實施方式中,多孔干硅膠珠粒與濃的亞氯酸鈉溶液接觸,其中亞氯酸鈉溶液被吸收到硅膠內的微通道中。由此所形成的硅膠和亞氯酸鹽-吸收劑顆??沙首雜閃鞫鬧榱P問交蛉菀自市硭鞴鍬人嵫?吸收劑顆粒床的任何其他形式。一部分水可以根據需要從珠粒中去除。以這種方式,相對高濃度的亞氯酸鈉,或任何其他可溶性金屬亞氯酸鹽,可以相對自由流動的顆粒狀固體裝載至高水平。這種顆粒狀固體可具有約10微米至約3毫米或3毫米以上的橫截面尺寸。在外觀上,這種顆??梢允槍嬖虻?,例如球形,或不規則的,例如研磨過的粉末。理想的尺寸是對固體亞氯酸鹽-吸收劑所使用的環境實用的,并經選擇提供適當的流動速率和亞氯酸鹽釋放速率。

在本發明的實施方式中,固體亞氯酸鹽-吸收劑顆粒,例如,小的珠粒,可在套筒中與結合氧化劑的樹脂(氧化還原樹脂)或結合酸的樹脂(酸性樹脂)組合。例如,強酸性陽離子交換樹脂可與套筒外殼中的亞氯酸鹽-吸收劑顆粒組合。例如,根據需要,樹脂可以是酸(H+)形式的離子交換樹脂(如DowexTM陽離子交換樹脂)中的固體離子交換介質。在本發明的另一個實施方式中,Br3-或Cl3-形式的陰離子交換樹脂可與亞氯酸鹽-吸收劑顆粒一起使用。例如,可通過使溴水溶液通過具有結合的Br-離子的陰離子交換樹脂而將Br3-結合到離子交換樹脂上。例如,將AmberliteTM陰離子交換樹脂或Cl-形式的樹脂用稀鹽酸洗滌,隨后用NaBr溶液洗滌,獲得Br-結合的樹脂。用水將游離Br-從樹脂上洗滌之后,可將飽和溴水洗滌通過Br-結合的樹脂并接著用水洗滌以形成Br3-結合的樹脂。在本發明的另一個實施方式中,可以2012年8月13日提交的美國臨時專利申請第61/682,368號中所公開的方式形成Cl3-結合的樹脂,所述美國臨時專利申請以引用的方式并入本文中并隨附于此。亞氯酸鹽-吸收劑位于套筒的一部分,在用于引入水的入口和接近二氧化氯溶液出口的樹脂結合的氧化劑或樹脂結合的酸之間??裳〉?,可將兩種含試劑的顆粒狀固體分離到兩個容器中,這兩個容器連接以允許水或其他溶劑流以適當順序流過系統。

除硅膠顆粒之外,可形成亞氯酸鹽-吸收劑的其他材料包括任何多孔材料,其中可將鹽溶液注入小孔內并保持,并且顆粒表面對于套筒中的包含物而言足夠干燥,但其中所述小孔保持鹽呈固態膜或濃溶液直到與水接觸后從所述顆粒上洗出。小孔可具有超過約4納米至約100微米的有效直徑。在本發明的一個實施方式中,多孔材料可以是多孔聚合物,諸如非官能化大網絡樹脂,例如聚苯乙烯樹脂或丙烯酸酯樹脂,或官能化大網絡樹脂,例如陽離子交換樹脂,其中陽離子是堿金屬,其中亞氯酸鹽的釋放主要通過水和亞氯酸鹽通過樹脂顆粒的小孔的擴散速率來控制。在本發明的另一個實施方式中,亞氯酸鹽-吸收劑顆??梢允撬嚎帕?,例如交聯聚氧化乙烯、聚乙烯醇、聚(丙烯酸鈉),或其他水凝膠。水凝膠可以是多孔或無孔的,其中水通過凝膠的擴散速率超過亞氯酸鹽的擴散速率,且凝膠顆粒的尺寸適于亞氯酸鹽的持續遞送。在本發明的另一個實施方式中,吸附劑可以是吸收鹽溶液的適當形式的沸石,諸如分子篩。吸收劑可以是不被濃亞氯酸鹽溶液氧化且其中除水之外無需任何試劑來使亞氯酸鹽從吸收劑上解吸附的任何材料。

套筒可以是獨立裝置或并入設計成接受一個套筒的較大裝置的裝置。所述套筒允許在引入水或水溶液至套筒入口時遞送受控濃度的二氧化氯流出物。所述裝置不需要混合器或流量控制器。最簡單形式的所述裝置可經由水重力流通過套筒來產生二氧化氯溶液,所產生的二氧化氯溶液的體積與引入的水體積幾乎相等,其中的差異僅僅在于潤濕套筒中的樹脂和吸收劑顆粒所需的極少量水??裳〉?,水流可由于強加的壓力差而為強制流動。例如,水流可以是由于通過典型的市政供水系統提供的水壓力而如此??砂ū?、注射器、抽吸器,或其他任何提供壓力差的裝置來引導水流通過所述套筒。所述套筒可以(但不必須)是可攜帶的,以便在需要凈化或處理環境表面、水、設備或生物表面的位置處,根據需要生成二氧化氯。例如,可由部署的軍事人員或在邊遠地區的其他個體來使用套筒,他們可能暴露于可通過二氧化氯的氧化作用而變得無害的細菌、病毒、真菌、其他病原體、或化學品。在許多應用中,例如,預制組件僅僅需要添加當地來源的水以產生所希望的二氧化氯溶液,因此減少為了將來應用而運輸或存儲的裝置的質量和體積。所述套筒裝置的進一步優點是所產生的二氧化氯溶液可將用于制備二氧化氯溶液的水凈化,且因此,所使用的水在使用之前不需要是可飲用的或進行凈化。

在本發明的一個實施方式中,如圖1所示的套筒二氧化氯發生器,包括:外殼1;氧化還原樹脂2,例如,Cl3-樹脂;亞氯酸鹽-吸收劑顆粒3,例如,具有吸收的濃亞氯酸鈉溶液的硅膠;進水口4;以及二氧化氯溶液出口5。外殼可以是耐二氧化氯溶液的任何材料或其組合,其中與二氧化氯溶液接觸的外殼部分抗二氧化氯的降解作用。含有氧化還原樹脂和亞氯酸鹽-吸收劑的套筒部分的尺寸、入口和出口的直徑,以及套筒的長度、直徑和形狀可有顯著變化,且不是必須是如圖1所示的柱形。氧化還原樹脂與亞氯酸鹽-吸收劑的比例可以改變,以獲得化學計量相等量的結合的試劑或根據需要容許一種或其他試劑過量,例如具有過量的氧化還原樹脂。套筒可包括可移動的蓋子,以便為了套筒的干燥儲存在使用之前密封入口和出口。套筒可包括在入口、出口和/或亞氯酸鹽-吸收劑和氧化還原樹脂之間的閥或打破密封的裝置。套筒可包括在入口和亞氯酸鹽-吸收劑之間的孔隙體積6以接受合適體積的將被遞送至亞氯酸鹽-吸收劑和氧化還原樹脂的水。套筒可包括用于連接供水的構件,例如在套筒入口端處的軟管倒鉤、接頭,或螺紋。套筒出口可包括連接構件,或可包括噴嘴用于噴灑二氧化氯溶液。

在本發明的另一個實施方式中,如圖2中所示的兩容器二氧化氯發生器包括:第一容器,其具有外殼7,含有氧化還原樹脂8,如Cl3-樹脂和二氧化氯溶液出口9;以及第二容器,其具有外殼10,含有亞氯酸鹽-吸收劑顆粒11,例如Cl3-樹脂;亞氯酸鹽-吸收劑顆粒,進水口12,和亞氯酸鹽溶液出口13。容器和管子可以是耐二氧化氯溶液的任何材料或材料組合,其中與二氧化氯溶液接觸的裝置部分抗二氧化氯的降解作用。含有氧化還原樹脂和亞氯酸鹽-吸收劑的容器部分的尺寸、入口和出口的直徑,以及套筒的長度、直徑和形狀可有顯著差異,不是必須具有如圖2中所示的相等體積。氧化還原樹脂與亞氯酸鹽-吸收劑的比例可以改變,以獲得化學計量相等量的結合的試劑或根據需要容許一種或其他試劑過量,例如具有過量的氧化還原樹脂。所述裝置可包括在端部上的可移動的蓋子14和15,如圖2中所示,以連接第一和第二容器,且可包括蓋子以便在使用之前為了套筒的干燥存儲密封入口和出口。所述套筒可包括在亞氯酸鹽-吸收劑和氧化還原樹脂之間的閥或其他控制裝置。所述裝置可包括在第二容器的亞氯酸鹽-吸收劑之前合適體積的孔隙體積16,以接受遞送至亞氯酸鹽-吸收劑和氧化還原樹脂的部分水或所有水??裳〉?,如果需要,孔隙體積16可在與第二容器分開的第三容器中且可以任何方式連接到第二容器。裝置可包括用于連接供水的構件,例如在套筒入口端處的軟管倒鉤、接頭或螺紋。套筒出口可包括用于連接和流量控制的構件,或可包括用于噴灑或分配二氧化氯溶液的噴嘴。第一、第二和第三容器可直接彼此連接或通過管子或其他管道連接,例如,管子可連接到第一容器的亞氯酸鹽溶液出口和到第二容器的入口。連接可以通過任何手段,諸如匹配第一和第二容器外殼上的外螺紋和內螺紋。

本文中提及或引用的所有專利和臨時申請均以引用的方式在它們與本說明書的明確教導不相抵觸的程度上全文(包括所有圖和表)并入本文中。

應理解本文中所述的實施例和實施方式僅用于說明性目的,且根據其所作的各種修改或改變將由本領域技術人員提出,并且包括在本申請的精神和范圍內。

關 鍵 詞:
使用 氧化 還原 樹脂 吸附 氯酸鹽 發生器
  專利查詢網所有資源均是用戶自行上傳分享,僅供網友學習交流,未經上傳用戶書面授權,請勿作他用。
關于本文
本文標題:使用氧化還原樹脂和吸附的亞氯酸鹽的二氧化氯發生器.pdf
鏈接地址://www.vmyqew.com.cn/p-6872614.html
關于我們 - 網站聲明 - 網站地圖 - 資源地圖 - 友情鏈接 - 網站客服客服 - 聯系我們

[email protected] 2017-2018 www.vmyqew.com.cn網站版權所有
經營許可證編號:粵ICP備17046363號-1 
 


收起
展開