Фільтрувальний матеріал і спосіб його одержання, фільтр і спосіб фільтрування

1 Фільтрувальний матеріал на основі нетканого органічного синтетичного полімерного полотна, що має волокна, який відрізняється тим, що на волокнах зазначеного полотна закріплено частинки гідрату оксиду алюмінію. 2. Фільтрувальний матеріал за п. 1, який відрізняється тим, що неткане органічне синтетичне полімерне полотно одержане методом електроформування, наприклад, з ацетату целюлози або полісульфону з діаметром волокон 1,03. мкм. 3,0Фільтрувальний матеріал за п. 1 або 2, який відрізняє ться тим, що частинки гідрату оксиду алюмінію закріплені на поверхні волокон органічного синтетичного полімерного полотна, мають розмір 0,2-5,0 мкм, питому поверхню 100-250 м 2/г і пористість 50-95 %. 4 Фільтрувальний матеріал за п. 1, який відрізняється тим, що частинки гідрату оксиду алюмінію 2 (19) 1 3 85804 4 теріал промивають водою для видалення частинок гідрату оксиду алюмінію, що не закріпилися на волокнах основи. 13. Спосіб фільтрування, який полягає в забезпеченні контакту рідкого середовища з фільтрувальним матеріалом, який відрізняється тим, що як фільтрувальний матеріал використовують органічне синтетичне полімерне полотно, на волокнах якого закріплено частинки гідрату оксиду алюмінію. 14. Спосіб за п. 13, який відрізняється тим, що кількість частинок гідрату оксиду алюмінію на одиницю площі поверхні фільтрувального матеріалу, одержаного методом електроформування, наприклад, з ацетату целюлози або полісульфону, становить 80-180 мг/см 2. 15. Спосіб за п. 13 або 14, який відрізняється тим, що за допомогою фільтрувального матеріалу утримують електронегативні частинки, наприклад, бактерії, віруси, колоїдні частинки, пірогени, нуклеїнові кислоти, білки, ферменти та інше. 16. Спосіб за п. 13 або 14, який відрізняється тим, що за допомогою фільтрувального матеріалу стерилізують воду. 17. Спосіб за п. 13 або 14, який відрізняється тим, що за допомогою фільтрувального матеріалу утримують неполярні частинки й хімічні забруднювачі, наприклад, частинки нерозчинних оксидів і гідроксидів, водорозчинні нафтопродукти, феноли, галогени, іони важких металів. 18. Спосіб за п. 13, який відрізняється тим, що за допомогою фільтрувального матеріалу комплексно очищують воду. 19. Спосіб за п. 13, який відрізняється тим, що фільтрувальний матеріал присутній у фільтрі. 20. Спосіб за п. 13, який відрізняється тим, що зазначене рідке середовище є водою, водним розчином або біологічною рідиною. 21. Фільтр, який містить фільтрувальний матеріал, який відрізняється тим, що як зазначений матеріал вибрано матеріал за будь-яким з пунктів 1-5. Винахід стосується виробництва фільтрувальних матеріалів з високими адсорбційними та фільтрувальними властивостями, зокрема він стосується способу отримання фільтрувальних матеріалів на основі синтетичних полімерних волокон для тонкого очищення та знезаражування води, водних розчинів та інших рідин, а також у медицині та мікробіології для стерилізаційної фільтрації ін'єкційних та інших розчинів, концентрування біомолекул у фізіологічних рідинах, концентрування та добування вірусів, го тування апірогенної води, у біокаталітичних мембранних реакторах. Відомі неткані матеріали із тонких полімерних волокон, які отримують методом електороформування. Це так звані тканини (фільтри) Петрянова, які призначено фільтрувати гази, рідини, очищати гази від бактерій [Высокоэффективная очистка газов от аэрозолей фільтрами Петрянова / П.И. Басманов, В.И. Кириченко, Ю.Н. Филатов, Ю.Л. Юров, отв. ред. В. И. Кириченко. - М.: Наука, 2003, 271 с]. Властивості відомих матеріалів зумовлені адгезією небажаних компонентів в рідині або газі на волокнах фільтра під час їх зіткнення. Вони, однак, мало ефективні у разі їх застосування для очищення води від патогенної флори, тому що мікроорганізми виявляють слабку адгезію до волокон фільтра у водному середовищі. Відомий спосіб отримання адсорбенту [RU 2075345 С1, 1997], в якому ультра дисперсний порошок алюмінію з питомою поверхнею 5-20м 2/г, отриманий електричним вибухом алюмінієвого дроту в середовищі аргону, обробляють водою при 50-60°С з наступним прожарюванням при 300500°С протягом 1-3 годин. Такий адсорбент на основі ультра дисперсного алюміній оксиду забезпечує високу сорбційну ємність стосовно розчинним у воді нафтопродуктів, фенолів та важких металів. Відомий спосіб отримання адсорбентів [RU 2168357 С2, 2001] на основі оксидних матеріалів, в якому ультра дисперсний порошок алюмінію з питомою поверхнею 5-20м 2/г, отриманий електричним вибухом алюмінієвого дроту в середовищі аргону, обробляють водою при 50-60°С, прожарюють при 200-300°С протягом 1-3 годин, кип'я тять у насиченому розчині натрій бікарбонату протягом 0,5-1:5 годин і знову прожарюють при 200300°С. Таким способом поліпшують адсорбційну здатність порошку стосовно фенолів, важких металів і галогенів без зниження ємності щодо розчинних у воді нафтопродуктів. Відомий спосіб комплексного тонкого очищення дуже забрудненої води [RU 94003073 А, 1995]. Винахід призначено очищувати воду на побутові потреби переважно у разі аварії. Метою винаходу є підвищення ефективності процесу очищення дуже забрудненої води від нафтопродуктів та мінеральних забруднювачів. Згідно з винаходом дуже забруднену воду послідовно пропускають спочатку крізь шар целюлози, активованої додаванням 5%-го окисленого атактичного поліпропілену, потім крізь шар активного алюміній оксиду, одержаного окисненням у водному середовищі ультра дисперсного порошку алюмінію продукту висаджування у повітря алюмінієвого дроту. Відомий спосіб очищення води від вірусів [SU 1066942 А, 1982], в якому для очищення води від ентеровірусів з розміром часток 20-30нм застосовують адсорбент, а саме алюміній моно гідроксид АІООН (беміт) з розміром пор 60-90нм, який перед цим було піддано гідротермальному оброблянню. Спосіб дозволяє досягти 100%-го очищення води, в якій концентрація вірусів сягала 1,5-6,28 lg ТЦД50/мл та рН середовища був в межах 7,0-7,5. Недоліком цього способу є конечність тривалого контакту (2-6 годин) з адсорбентом води, яка містить віруси. Очищення води способом, описаним у доку 5 85804 менті RU 94003073 А, із застосуванням адсорбентів, відомих з документів 1995 RU 2075345 С1, 1997 RU 2168357 С2, 2001, як фільтрувальний матеріал, потребує високого тиску з огляду на високий гідродинамічний опір шару адсорбенту. Через це відбувається винесення адсорбентів потоком рідини крізь фільтрувальні перегородки. До того ж всі способи передбачають стадію прожарювання адсорбенту при 200-300°С, через що продукт стає дорожчим. Відомий спосіб отримання електропозитивного сорбенту [US 6838005 В1, 2005], який полягає в тому, що несферичні частинки алюміній оксиду або джерела алюмінію, який потім реагує з водним розчином з утворенням несферичних частинок, змішують з другим твердим компонентом - частинками волокнистого матеріалу. Із отриманої суміші формують фільтрувальний матеріал згідно з "паперовою" технологією. Відомий сорбент з несферичних частинок алюміній оксиду та частинок волокнистого матеріалу. Сорбент складається із компонента з негативним зарядом поверхні та модифікатора, вибраного з групи, що складається з оксиду чи гідроксиду магнію, силіцію або їх суміші [RU 2242276 С1, 2004]. Спосіб отримання сорбенту полягає в змішуванні несферичних частинок алюміній оксиду з частинками волокнистого матеріалу. Перед змішуванням до волокнистого матеріалу додають компонент з негативним зарядом поверхні, після змішування всіх трьох компонентів до суміші додають модифікатор. Під час змішування перших трьох компонентів здійснюють активацію суміші електричним струмом або ультразвуком. Потім з отриманої суміші формують фільтрувальний матеріал згідно з "паперовою" технологією. Основним недоліком згаданих сорбентів є використання в них мікронного скловолокна [US 6838005 В1, 2005] та целюлози [RU 2242276 С1, 2004], як волокнистої основи. Скловолокно може бути небезпечним, якщо його частинки потраплять у відфільтровану рідину, а целюлоза є поживним середовищем для бактерій і є небажаною у фільтрах тривалої дії. Мало того, формування фільтрувальних матеріалів згідно з "паперовою технологією" обмежує вибір матеріалів, якими можливо користуватись як другим твердим компонентом (волокнистою основою), тому що всіма компонентами суміші для формування користуються у вигляді суспензії окремих дрібних частинок. У разі користування волокнами із полімерних матеріалів діаметром менше за 2мкм надто складно отримати механічно міцний фільтрувальний матеріал згідно з "паперовою" технологією. Водночас саме ці матеріали мають якості, яким віддають перевагу, створюючи фільтр увальні матеріали. Суттєвим недоліком способу отримання сорбенту [RU 2242276 С1, 2004] є конечність активації суміші електричним струмом або ультразвуком, через що технологія отримання сорбенту є складною та дорогою. Відомий спосіб модифікування фільтрувального елемента [RU 2135262 С1, 1999], який полягає у просочуванні заготовки фільтрувального елемента, утвореної з вуглецевого нетканого полотна, що 6 належить до синтетичних полімерних матеріалів, модифікатором, що є водно-органічним розчином наноструктурних частинок срібла. Фільтрувальний елемент, отриманий цим способом, уможливлює відфільтровува ти наявні у воді мікробіологічні домішки. Як зазначається в описі, після обробляння матеріалу з вуглецевого волокна розчином срібла, життєздатних бактеріальних клітин у фільтраті залишається щонайменше на 2 порядки менше, ніжу випадку користування необробленим матеріалом, завдяки бактерицидним властивостям срібла, але у фільтраті залишаються токсини, що утворились як наслідок загибелі мікроорганізмів. Зниження концентрації бактеріальних клітин на 2 порядки не є достатнім за високої концентрації мікроорганізмів у початковій рідині, наприклад, 104КУО/мл. До того ж, вуглецеве волокно є дуже дорогим матеріалом. Винахід має за мету створення нового фільтрувального матеріалу з високими сорбційними властивостями, високою ефективністю утримання субмікронних електронегативних частинок, мікроорганізмів, субмікронних неполярних частинок та хімічних забруднювачів, і водночас такого, що має низький гідродинамічний опір. Цієї мети досягнуто тим, що у фільтрувальному матеріалі, як основу, застосовано неткане органічне синтетичне полімерне полотно, що має волокна. Новизна полягає в тому, що на волокнах згаданого полотна закріплено частинки гідрату алюміній оксиду. Доцільно застосувати неткане органічне синтетичне полімерне полотно, отримане методом електроформування, наприклад, із ацетату целюлози або полісульфону з діаметром волокон 1,03,0мкм. Доцільно, щоб частинки гідрату алюміній оксиду, закріплені на поверхні волокон нетканого органічного синтетичного полімерного полотна, мали розмір 0-5,0мкм, питому поверхню 100-250м 2/г і пористість 50-95%. Бажано, щоб частинки гідрату алюміній оксиду було закріплено як на поверхні, так і в обсязі нетканого органічного синтетичного полімерного полотна. Визнано за краще, щоб масова кількість частинок гідрату алюміній оксиду, закріплених на волокнах ацетату целюлози або полісульфону, складала 15-45%. Згаданої мети досягнуто тим, що у способі отримання фільтрувального матеріалу на волокнисту основу, якою є неткане органічне синтетичне полімерне полотно, наносять модифікатор. Новизна полягає в тому, що, як основу, застосовують неткане органічне синтетичне полімерне полотно, а модифікатор має частинки матеріалу на основі алюмінію, внаслідок гідролізу яких на волокнах основи утворюються і закріплюються частинки гідрату алюміній оксиду. Доцільно, щоб неткане органічне синтетичне полімерне полотно з діаметром волокон 1,03,0мкм було отримано методом електроформу 7 85804 вання, наприклад, ацетату целюлози або полісульфону. Доцільно, як матеріалом на основі алюмінію, користуватись порошком алюмінію з розміром частинок меншим за 1мкм. Визнано за краще, як матеріалом на основі алюмінію, користуватись порошком алюмінію з питомою поверхнею 7-28м 2/г, отриманим висаджуванням у повітря дроту. Позатим, матеріал на основі алюмінію наносять на волокнисту основу у формі водної або водно-спиртової суспензії. Мало того, гідроліз матеріалу на основі алюмінію, нанесеного на волокнисту основу, здійснюють при температурі 10-100°С, краще 50-70°С, протягом 10 хвилин і до 48 годин, краще протягом 30-60 хвилин. До того ж, після закінчення гідролізу, фільтрувальний матеріал промивають водою для видалення частинок гідрату алюміній оксиду, що не закріпились на волокнах основи. Винахід також стосується способу фільтрування рідкого середовища, який полягає у забезпеченні контакту рідкого середовища, що підлягає очищуванню, фільтрувальним матеріалом. Новизна полягає в тому, що як фільтруючим матеріалом є органічне синтетичне полімерне полотно, на волокнах якого закріплено частинки гідрату алюміній оксиду. Доцільно, щоб органічне синтетичне полімерне полотно було отримано методом електроформування, наприклад, з ацетату целюлози або полісульфону Краще, щоб кількість частинок гідрату алюміній оксиду на одиницю поверхні фільтрувального матеріалу становила 80-180мг/см 2. При цьому, фільтрувальний матеріал утримує електронегативні частинки, наприклад, бактерії, віруси, колоїдні частинки, пірогени, нуклеїнові кислоти, білки, ферменти та ін. До того ж, фільтрувальний матеріал стерилізує воду. Фільтрувальний матеріал також утримує неполярні частинки й хімічні забруднювачі, наприклад, частинки нерозчинних оксидів і гідроксидів, водорозчинні нафтопродукти, феноли, галогени, іони важких металів. Фільтрувальний матеріал використовують ще для комплексного очищення води. Зазначеним рідким середовищем є вода, водний розчин, біологічна рідина. Доцільно, щоб фільтрувальний матеріал перебував у складі фільтра. Винахід стане більш зрозумілим з наведеного далі докладного опису з посиланнями на приклади й креслення, на якому представлено мікрофотографію волокон основи, модифікованих пористими частинками гідрату алюміній оксиду. Матеріал, що є високоефективним у втриманні субмікронних електронегативних частинок, включно з мікроорганізмами, та субмікронних неполярних частинок і хімічних забруднювачів, але водночас такий, що має низький гідродинамічний опір, повинен мати розвинену поверхню, високий позитивний заряд на поверхні його частинок і досить 8 високу пористість. Розвинену поверхню й електропозитивний заряд має гідрат алюміній оксиду, що його отримують гідролізом нанопорошків алюмінію. Однак, під час застосування такого сорбенту у фільтрах у вигляді шару порошку на будь-якій фільтрувальній перегородці постають дві істотні проблеми, обумовлені субмікронним розміром частинок сорбенту, а саме, високий гідродинамічний опір шару сорбенту й міграція частинок сорбенту у фільтрат крізь пористі фільтрувальні перегородки. Ме ханічне змішування сорбенту з будьяким інертним наповнювачем або перемежовування шарів сорбенту й волокнистого матеріалу дозволяє зменшити ці негативні явища, особливо в початковий період експлуатації фільтра, однак не вирішує проблему повністю. Частинки сорбенту вимиваються потоком рідини, яку фільтрують, мігрують крізь шари волокнистого матеріалу, ущільнюються й створюють високий гідродинамічний опір. Технічний результат досягається тим, що на волокна основи із синтетичного полімерного матеріалу у водному середовищі наносять частинки нанопорошку на основі алюмінію. Для цього вибирають полімерні матеріали, що отримують у водному середовищі негативний заряд, наприклад, ацетат целюлози або полісульфон. В процесі наступного гідролізу із частинок нанопорошку на основі алюмінію утворюються електропозитивні частинки, що складаються з різних оксидногідроксидних фаз алюмінію, однією з яких є гідрат алюміній оксиду. Ці електропозитивні частинки втримуються на негативно заряджених волокнах органічного синтетичного полімерного полотнаоснови й закріплюються на них завдяки силам адгезії, що виникають при цьому. Через закріплення електропозитивних частинок відбувається збільшення питомої поверхні основи й створюється додаткова пористість фільтрувального матеріалу в цілому. Як основу можна застосувати волокнистий листовий матеріал, наприклад, полімерне полотно, отримане методом електроформування. В результаті отримують композиційний матеріал, що утворює просторовий каркас із полімерних мікроволокон, у місцях дотику яких закріплюється основна маса пористих частинок у вигляді агломератів, утворених нановолокнами гідрату алюміній оксиду. Кожна частина отриманого композиційного матеріалу виконує свою функцію - полімерний матеріал, маючи високу пористість, забезпечує необхідну швидкість фільтрування. Агломерати гідрату алюміній оксиду, закріплені на поверхні волокон основи, завдяки силам адгезії, не знижують швидкості фільтрування, не мігрують у фільтрат і надають матеріалу високих сорбційних властивостей разом із здатністю уловлювати мікроорганізми. Таким чином, композиційний матеріал сполучає у собі позитивні якості обох компонентів - механічну міцність, стійкість до впливу середовища, яке фільтрують, високу швидкість фільтрування й високу ефективність уловлювання різних забруднювачів, у тому числі мікробіологічних. Згідно з винаходом запропоновано застосовувати, як основу, пористий листовий матеріал (не 9 85804 ткане полотно) із синтетичних полімерних волокон діаметром 1,0-3,0мкм, нетоксичний, водостійкий, гідрофільний або з можливістю додання йому гідрофільних властивостей, з температурою розм'я кшення не нижче 110°С. Перевагою матеріалів з полімерних волокон є їх хімічна й біологічна інертність, здатність зберігати механічну міцність навіть після тривалого перебування у воді. Ці матеріали стійкі до мікробіологічного розкладання, що є дуже важливим у виробництві фільтрів для очищення води. Існуючий рівень техніки дозволяє одержувати з полімерних волокон високопористі полотна з низьким аеродинамічним і гідродинамічним опором, придатні для очищення газів і рідин [Высокоэффективная очистка газов от аэрозолей фильтрами Петрянова /П.И. Басманов, В.И. Кириченко, Ю.Н. Филатов, Ю.Л. Юров; отв. ред. В.И. Кириченко. М.: Наука, 2003. - 271 с]. Як сорбент для модифікування волокон пропонується використовувати частинки гідрату алюміній оксиду, які одержують гідролізом субмікронних порошків на основі алюмінію. Нанопорошки алюмінію, отримані газофазним або механохімічним методом, можна використовувати як матеріал на основі алюмінію. Найкраще застосовувати нанопорошки алюмінію, отримані методом електричного вибуху дроту. Ці порошки мають високу хімічну активність, через що вони легко реагують із водою при температурах 40-60°С. Продуктом гідролізу є гідрат алюміній оксиду з питомою поверхнею 100-250м 2/г і високими сорбційними властивостями [RU 2075345 С1, 1997, RU 2168357 С2, 2001]. М'які умови - температура 40-60°С, за яких відбувається гідроліз нанопорошків алюмінію, дозволяють вести його безпосередньо на поверхні волокон полімерного матеріалу, отриманого методом електроформування (фільтра Петрянова), в цьому разі не відбувається деструкція полімеру й порушення структури волокон і самого матеріалу. Із широкого асортименту фільтрів Петрянова для виготовлення пропонованого фільтрувального матеріалу вибирали фільтри з полімерів з найбільш високою термостійкістю й гідрофільністю. Кращими для застосування виявилися два матеріали: а) неткане полотно з ацетату целюлози (ФПА 15-2,0), середній діаметр волокон 1,7мкм; поверхнева щільність 32г/м 2 (щільність пакування 3,0%), стандартний гідродинамічний опір 2,0мм в.с. (водяного стовпа), призначення - фільтрування газів; б) неткане полотно з полісульфона YUDEL1700 (ФПСФ-6С), поверхнева щільність 28м 2/г, матеріал складається з трьох шарів, середній діаметр волокон внутрішнього шару складає 11,2мкм, зовнішніх шарів 2-2,5мкм, щільність зовні 10 шніх шарів 9г/м 2, внутрішнього 9г/м 2, призначення фільтрування газів, рідин, бактеріальне очищення газів. Винахід ілюстровано мікрофотографією волокон основи (ФПА - 15-2,0), модифікованих пористими частинками гідрату алюміній оксиду. На мікрофотографії видно, що волокно основи покрите пористими частинками, які закріпилися на ньому і мають вигляд окремих або згрупованих агломератів, розміром 0,2-5,0мкм, нановолокон гідрату алюміній оксиду. Приклад 1 Готують суспензію з 180мл дистильованої води, 20мл етилового спирту й 2г порошку, що складається з AI/AIN, отриманого методом електричного вибуху дроту, з питомою поверхнею 21м 2/г. З нетканого полотна з полісульфону з поверхневою щільністю 28г/м 2 вирізають заготовку розміром 50x50см, поміщають її в резервуар з підготовленою суспензією й залишають на 10 хвилин для просочування при кімнатній температурі. При цьому відбувається адсорбція порошку на волокнах нетканого полотна й заготовка набуває чорного кольору. Потім заготовку виймають із резервуара, віджимають і промивають для видалення надлишку суспензії. При нагріванні заготовки до температури 57°С починається реакція гідролізу, що супроводжується виділенням невеликих кількостей аміаку й водню та зміною кольору заготовки з чорного на білий у результаті перетворення AI/AIN у гідрат алюміній оксиду білого кольору. Після закінчення гідролізу заготовку залишають у шафі ще на 4 години для сушіння. Одержують матеріал, що містить 27% масової частки гідрату алюміній оксиду із середнім розміром частинок 0,8мкм, питомою поверхнею 180м 2/г і пористістю 80%. З отриманого фільтрувального матеріалу формують фільтри необхідної товщини складанням 6, 8, 10 чи іншої кількості шарів фільтрувального матеріалу. Отримані фільтри випробовують на ефективність поглинання вірусів. Результати наведено в таблиці 1. Для порівняння в таблиці 1 наведено результати випробувань в аналогічних умовах фільтра із 6 шарів немодифікованого нетканого полотна з полісульфону. Зразки було випробувано на титрування бактеріофага MS2. Бактеріофаг MS2 є нешкідливим для людини мікроорганізмом, що імітує патогенні віруси. Кожний зразок поміщали між двома мембранами МіІІіроге (0,45мкм) і затискали в експериментальній комірці. Потім через комірку зі зразком фільтрувального матеріалу пропускали 2мл суспензії бактеріофага MS2. Контролювали концентрації бактеріофага на вході в комірку і на виході. За результат приймали середнє арифметичне трьох аналізів. 11 85804 12 Таблиця 1 Концентрація MS2 y початковій суспензії, БУО/мл 1,4x104 1,3x105 1,0x108 Утримано MS2, % Модифіковане неткане полотно з полісульфону Неткане полотно з полі6 шарів сор- 8 шарів сор- 12 шарів сорсульфону, 6 шарів бенту, бенту, бенту, 60мг/см 2 80мг/см 2 120мг/см 2 38,6 99,3 100 100 15,4 99,6 99,8 100 0 99,1 99,8 100 Таким чином, змінюючи товщину фільтра, можна домогтися необхідної ефективності очищення за різного ступеню забруднення рідини, що підлягає очищенню, та швидкості фільтрування. Фільтр можна сформувати додаванням фільтрувального матеріалу в декілька шарів без склеювання або склеюванням будь-яким способом, що виключає появу наскрізних отворів у матеріалі. Приклад 2 Готують суспензію з 200мл дистильованої води й 2г порошку, що складається з AI/AIN, отриманого методом електричного вибуху дроту, з питомою поверхнею 21м 2/м. З нетканого полотна з ацетату целюлози з поверхневою щільністю 32г/м 2 вирізують заготовку розміром 50x50см, поміщають у резервуар з підготовленою суспензією й залишають на 10 хвилин для просочування при кімнатній температурі. Потім заготовку виймають із резервуара, промивають дистильованою водою для видалення частинок гідрату алюміній оксиду, що не закріпилися. Гідроліз і сушіння здійснюють аналогічно прикладу 1. Одержують матеріал, що містить 35% масової частки гідрату алюміній оксиду із середнім розміром частинок 0,9мкм, питомою поверхнею 185м 2/г і пористістю 85%. Складанням 14 шарів фільтрувального матеріалу формують фільтр аналогічно прикладу 1 і тестують на поглинання вірусів. Результати наведено в таблиці 2. Таблиця 2 Концентрація MS2 у початковій суспензії, БУО/мл 1,55х104 2,50x105 3,75x106 2,0x107 Утримано MS2, % 100 100 100 99,9998 Запропонований фільтрувальний матеріал має середній розмір пор приблизно 1мкм і, відповідно, має низький гідродинамічний опір і високу швидкість фільтрування. Швидкість фільтрування на дистильованій воді з різними величинами тиску наведено в таблиці 3. Таблиця 3 Тиск на фільтрі, атм 0,5 0,75 1,0 1,5 2,0 Об'ємна швидкість фільтрування, см 3/см 2хв 33,5 47,7 63,6 86,8 103,2 Приклад 3 Готують суспензію з 200мл дистильованої води й 2г порошку алюмінію, отриманого методом електричного вибуху дроту, з питомою поверхнею 15м 2/г і з середнім розміром частинок 150нм. З нетканого полотна з ацетату целюлози поверхневою щільністю 32г/м 2 вирізують заготовку розміром 50x50см, поміщають її в резервуар з підготовленою суспензією й залишають на 10 хвилин для просочування при кімнатній температурі. В цей час заготовка набуває чорного кольору внаслідок адсорбції частинок алюмінію на волокнах матеріалу. Потім заготовку виймають із резервуара, віджимають для видалення надлишку суспензії й поміщають у резервуар з водою, нагрітою до 60°С, для гідролізу адсорбованого порошку алюмінію. Про початок гідролізу висновують з виділення на поверхні заготовки бульбашок газу (водню) і зміни кольору заготовки з чорного на білий. Після закінчення гідролізу, приблизно через 20 хвилин заготовку виймають із резервуара, переносять у посудину із чистою водою й промивають для видалення частинок гідрату алюміній оксиду, що не закріпилися. Потім здійснюють гідроліз аналогічно прикладам 1 і 2 і сушать отриманий фільтрувальний матеріал при температурі 120°С протягом 8 годин. Одержують матеріал, який містить 30% масової частки гідрату алюміній оксиду із середнім розміром частинок 0,8мкм, питомою поверхнею 250м 2/г і пористістю 95%. З отриманого фільтрувального матеріалу формують фільтр товщиною 1,1мм і визначають сорбцію важких металів, фенолів і водорозчинних нафтопродуктів отриманим фільтром (табл 4). 13 85804 14 Таблиця 4 Забруднювачі Fe As Ni Hg Фенол Водорозчинні нафтопродукти Вихідна концентрація, мг/л 0,5 0,04 0,5 0,01 0,005 0,01 Пропонований фільтрувальний матеріал має високі адсорбційні й фільтраційні властивості, що дозволяє користуватись ним для тонкого очищення й знезаражування води, водних розчинів та інших рідин, а також у медицині й мікробіології для Комп’ютерна в ерстка А. Крулевський Залишкова концентрація, мг/л 0,05 0,003 0,08 0,0008 0,001 0,001 стерилізаційної фільтрації ін'єкційних та інших розчинів, концентрування біомолекул у фізіологічних рідинах, концентрування й видобування вірусів, готування апірогенної води, у біокаталітичних мембранних реакторах. Підписне Тираж 28 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601