Спосіб отримання фільтрувального матеріалу

Реферат: Спосіб отримання фільтрувального матеріалу що виготовляють на основі нетканого матеріалу у вигляді композиції - целюлоза:еслон:куралон. До суміші компонентів як добавку додають нанопорошок алмазу. UA 96472 U (12) UA 96472 U UA 96472 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до області виготовлення фільтрувального матеріалу, переважно нетканого, який може бути використаний при виготовленні фільтрів для очищення водних розчинів від іонів важких металів і підвищення екологічної безпеки промислових стоків. Відомий найбільш близький за технічною суттю до винаходу спосіб (1. Иванов С.Н. Технология бумаги. Изд. 3-е – М.: Школа бумаги, 2006. - 696 с.; 2. Примаков С.П., Барбаш В.А. Технологія паперу і картону: Навч. посіб. / Друге видання, переробл. - Київ: ЕКМО, 2008. - 425 с.) Недоліком вказаного способу є те, що отриманий за таким способом нетканий матеріал не має значних характеристик фільтрувальної здатності для того, щоб з високою ефективністю забезпечувати видалення іонів важких металів з водних розчинів, які належать до стійких хімічних забруднювачів з токсичними властивостями. Потрапляючи у воду, вони взаємодіють з іншими компонентами середовища, утворюють гідратовані іони, оксигідрати, іонні пари, комплексні неорганічні і органічні сполуки. Одним з найпоширеніших способів видалення важких металів з водного середовища є фільтрування. Відомо, що нанопорошки алмазу мають значну адсорбційну здатність. Особливістю нанопорошків алмазу є можливість управління їхніми поверхневими властивостями для ефективнішого використання їх як адсорбентів. Слід зазначити, що за адсорбційною здатністю нанодисперсні алмази кращі за такі відомі адсорбенти, як активоване вугілля, сілард і каолін. Найближчим аналогом даної роботи є спосіб, описаний у статті "Наноалмазы: синтез, свойства, применения" авторів Новікова М.В., Даниленка В.В., Богатирьової Г.П., Падалко В.І. (см. Научно-технический и гуманитарный сборник МАК КОНТЕНАНТ. 2010, июнь, 22 с.), у якому отримання нанопорошків алмазу передбачає хімічне видалення металів та їх сполук з вихідного вуглецевого матеріалу кислотною обробкою при нагріванні неалмазних форм вуглецю з застосуванням окислювача та подальшу відмивку матеріалу від продуктів кислотної обробки. В основу корисної моделі поставлена задача вдосконалення способу створення фільтрувального матеріалу для підвищення його адсорбційної здатності завдяки чому можна обґрунтувати прогнозовані результати видалення іонів важких металів з водних розчинів, які належать до стійких хімічних забруднювачів з токсичними властивостями, а також в свою чергу, розширюються технологічні можливості процесу в цілому. Поставлена задача вирішується тим, що в способі виготовлення фільтрувального матеріалу додається адсорбент у вигляді дисперсного нанопорошку алмазу у кількості 1,5-2,0 % від маси фільтра. Згідно з корисною моделлю, нанопорошки алмазу додаються у вигляді водної суспензії з концентрацією 0,20-0,50 %. Причинно-наслідковий зв'язок між сукупністю істотних ознак, що характеризує запропонований спосіб та між технічними ефектами, що досягаються при її реалізації включає в себе контроль за повним обсягом проведення процесу виготовлення фільтрувального матеріалу, який здійснюється за зміненою концентрацією іонів важких металів. Приклади конкретної реалізації запропонованого способу: Приклад 1. Приготовлена суміш компонентів для фільтрувального матеріалу: целюлоза, еслон, куралон у відношенні 85:10:5 масою 300 г. У отриману масу додавали нанопорошок алмазу марки АСУД 99 у кількості 1,5 % (4,5 г) від маси суміші у вигляді водної суспензії з концентрацією 0,50 %. Одержаний 2+ фільтрувальний матеріал використовували для очищення води від іонів Сu . За таких же умов був реалізований спосіб за аналогом. Дані прикладу за п. 1 і п. 2 зведені в таблиці 1. +2 Концентрація іонів важких металів (іонів Сu ) у запропонованому способі та за аналогом. Як випливає з таблиці 1, додавання нанопорошків алмазу у суміш для виготовлення 2+ 3 фільтрів сприяє зниженню початкової концентрації Сu мг/дм у 1,6 разу більше, ніж спосіб за аналогом. Приклад 2. Виготовлення фільтрувального матеріалу проводили за таких же умов, як і в попередньому прикладі. При цьому кількість нанопорошку алмазу була 1,5 %, 2,0 % і 2,5 % від маси суміші. Дані прикладу 2 за пп. 1-3 зведені в таблиці 2. Вплив кількості нанопорошку алмазу 2+ марки АСУД 99 на зміну концентрації Сu . З таблиці 2 випливає, що при збільшенні кількості добавок нанопорошку з 1,5 % до 2,0 % від маси фільтрувального матеріалу зростає адсорбційна здатність фільтрувального матеріалу, що 2+ призводить до зниження концентрації іонів Сu у розчині. При кількості добавок нанопорошку 2+ 3 менш ніж 1,5 % (1,3 %) веде до зростання концентрації іонів Сu у розчині (0,07 мг/дм ) і до зниження адсорбційної здатності фільтрувального матеріалу. При подальшому зростанні кількості добавок нанопорошку алмазу не призводить до подальшого зростання його адсорбційної здатності. Приклад 3. Виготовлення фільтрувального 1 UA 96472 U 5 10 матеріалу проводили за таких же умов, як і в прикладі 1. При цьому концентрація нанопорошку алмазу в водній суспензії була 0,2; 0,4; 0,5; 0,6; (%). Дані прикладу 3 за пп. 1-4 зведені в таблиці 3. Вплив концентрації водної суспензії нанопорошку алмазу марки АСУД 99 на зміну 2+ концентрації Сu . З таблиці 3 випливає, що при збільшенні концентрації нанопорошку алмазу у водному розчині з 0,20 % до 0,50 % зростає адсорбційна здатність фільтрувального матеріалу, що 2+ приводить до зниження концентрації іонів Сu у розчині. При подальшому зростанні концентрації нанопорошку алмазу у суспензії не призводить до зниження його адсорбційної 2+ здатності, а навпаки сприяє збільшенню вмісту Сu у розчині. Таким чином, виготовлення фільтрувального матеріалу з добавками нанопорошку марки АСУД 99 у вигляді водної суспензії дозволяє підвищити адсорбційну здатність фільтрувального 2+ 3 матеріалу, що сприяє зниженню початкової концентрації Сu мг/дм у 1,6 разів у порівняння з фільтрувальним матеріалом, який виготовлено без добавок нанопорошку алмазу. Таблиця 1 2+ Концентрація іонів важких металів (іонів Сu ) у запропонованому способі та за аналогом 2+ Об'єкт випробувань Запропонований спосіб Спосіб за аналогом 3 Концентрація Сu , мг/дм Початкова Рівноважна 10 0,05 10 0,08 № п/п 1 2 15 Таблиця 2 Вплив кількості нанопорошку алмазу марки АСУД 99 на зміну концентрації Сu № п/п 1. 2. 3. 3. Кількість нанопорошку алмазу марки АСУД 99, % від маси фільтрувального матеріалу 1,3 1,5 2,0 2,5 2+ Концентрація Сu , мг/дм 2+ 3 Початкова Рівноважна 10,0 10,0 10,0 10,0 0,07 0,05 0,04 0,04 Таблиця 3 Вплив концентрації водної суспензії нанопорошку алмазу 2+ марки АСУД 99 на зміну концентрації Сu № п/п 1. 2. 3. 4. 5. Концентрація водної суспензії нанопорошку алмазу марки АСУД 99, % 0,20 0,40 0,50 0,60 0,65 2+ Концентрація Сu , мг/дм 3 Початкова Рівноважна 10,0 10,0 10,0 10,0 10,0 0,035 0,045 0,050 0,049 0,043 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 20 25 1. Спосіб отримання фільтрувального матеріалу, що виготовляють на основі нетканого матеріалу у вигляді композиції - целюлоза:еслон:куралон у співвідношенні 85:10:5, який відрізняється тим, що до суміші компонентів як добавку додають нанопорошок алмазу у кількості 1,5-2,0 % від маси суміші. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що нанопорошок алмазу додають у вигляді водної суспензії з концентрацією 0,20-0,50 %. 2 UA 96472 U Комп’ютерна верстка В. Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3