專利名稱：含有接枝的路易斯堿分子的過濾介質(zhì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及含有路易斯酸分子的流體的過濾介質(zhì)，制備這種介質(zhì) 的方法，以及通過這種過濾介質(zhì)從水溶液中除去硼酸的方法。
背景技術(shù)：
由于可以除去存在于溶液中的硼酸，本發(fā)明特別適用于水的純化 領(lǐng)域。例如，少量的硼酸存在于海水中，并且出于衛(wèi)生方面的原因， 最好在除鹽過程中除去所述酸以便使所述水可飲用。
為此，主要已知以下兩種類型的技術(shù)
-通過提高待處理溶液的pH值以形成帶電物質(zhì)H2B03—,使硼酸絡 合到活性炭或離子交換樹脂上。另外，由于其成本原因，絡合 劑要再生，這使該工藝復雜化；
-通過反向滲透，其性能顯著取決于水的離子組成。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在通過特別是提出一種過濾介質(zhì)來解決現(xiàn)有技術(shù)的局限 性，該過濾介質(zhì)使得可以除去流體中的路易斯酸并且不需要所述流體 的特定預先處理，尤其是不加入酸性和/或堿性反應性化合物。此外， 由于其制備的便利性及其低成本，該過濾介質(zhì)可以是一次性使用型的。
為此，根據(jù)第一方面，本發(fā)明提出含有路易斯酸分子的流體的過 濾介質(zhì)，所述介質(zhì)包含對流體為多孔性的紡織底物(substrat textile)，該紡織底物上接枝有含有至少一種具有路易斯堿性質(zhì)的基 團的分子，以使得能夠通過與接枝的基團的絡合將所述路易斯酸的分 子保留在該紡織底物中。
根據(jù)一種實施方案，路易斯堿分子的接枝通過用表面活性劑分子的橋聯(lián)(pontage)實現(xiàn)，所述路易斯堿分子還包含至少一種在電離輻 射下具有反應性的基團，并且所述表面活性劑分子包含至少兩種在電 離輻射下具有反應性的基團。
根據(jù)第二方面，本發(fā)明提出一種制備這種過濾介質(zhì)的方法，所述 方法在于
-將該底物用路易斯堿分子的溶液浸漬，所述溶液還包含能夠改 善該紡織底物被所述溶液的潤濕性的表面活性劑分子，
-將電離輻射施加于經(jīng)浸漬的紡織底物上，以通過反應性基團的 反應確保通過用表面活性劑分子的橋聯(lián)的路易斯堿分子的接 枝。
根據(jù)第三方面，本發(fā)明提出從水溶液中除去硼酸的方法，所述方 法在于使所述溶液經(jīng)過過濾介質(zhì)，以使得能夠通過所述酸與接枝的路 易斯堿基團的絡合將硼酸保留在所述介質(zhì)中。
具體實施例方式
本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點將通過以下對各種具體實施方式
的說明 而顯現(xiàn)。
本發(fā)明涉及含有路易斯酸分子的流體的過濾介質(zhì)，特別是尤其含 有硼酸的水溶液的過濾介質(zhì)。
在實施方案的一種實例中，該流體是通常含有約5mg/l硼酸的海 水。對該過濾介質(zhì)進行設(shè)置以使得能夠除去所述硼酸，從而與已知的 除鹽處理相結(jié)合使所述水對于人類消費而言可飲用。根據(jù)歐洲和法國 的法規(guī)，人類消費用水中的最大硼含量為1 mg/1。因此，在本發(fā)明的 范圍內(nèi)，除去硼酸的概念指的是濾液中存在的硼的量至多等于該值， 特別是小于0. lppm。
該過濾介質(zhì)包含對流體為多孔性的紡織底物，以便在過濾時所述 流體可以從其中經(jīng)過。根椐一種實施方案，該紡織底物基于聚烯烴且 尤其是聚丙烯材料的纖維，它具有機械強度好、化學惰性和成本低的 優(yōu)點。例如，該底物可以包括無紡棉層(nappe)。在變化方案中，該紡織底物可以由至少一個針織或編織層形成。
此外，含有至少 一種具有路易斯堿性質(zhì)的基團的分子被接枝到該 紡織底物上。要回顧的是，路易斯酸是由于具有空軌道而可以接受電 子對的分子，而路易斯堿由于具有自由電子對而成為電子對的供體。
特別是，接枝的基團可以包含氮原子和/或氧原子，所述原子的電 子對是自由的。根據(jù)實施方案，接枝的基團選自胺基團、醇基團和羰 基基團。
因此，通過使流體經(jīng)過該紡織底物，可以通過與接枝于其上的路 易斯堿基團的絡合將路易斯酸分子保留在所述底物中。
在變化方案中，可以考慮該紡織底物基于由具有電子對供體原子 的材料制成的纖維，例如由包含醇官能團的聚乙烯醇或纖維素制成的 纖維。在這些情況下，接枝的目的是強化該紡織底物的路易斯堿的特 性，以便改善其保留路易斯酸的能力。
此外，可以考慮該紡織底物用其它功能基團接枝，例如抑菌、滅 病毒或離子交換功能，以便為該過濾介質(zhì)提供輔助功能。
根據(jù)一種實施方案，路易斯堿分子的接枝通過用表面活性劑分子 的橋聯(lián)而實現(xiàn)，這使得尤其可以保證接枝的可靠性并提高接枝的基團 的量。
為此，路易斯堿分子還可以包含至少一種在電離輻射下具有反應 性的基團，并且表面活性劑分子可以包含至少兩種在電離輻射下具有 反應性的基團，所迷基團可以是彼此相同或不同的。
這些反應性基團可以包括在電離輻射的作用下形成反應性自由基 的不飽和鍵。特別是，在電離輻射下具有反應性的基團選自羥基、羧 基、羰基、丙烯酸酯、曱基丙烯酸酯、烯丙基、胺、酰胺、酰亞胺、
氨基甲酸酯(ur"hanes)基團。
在實施方案的實例中，路易斯堿分子是甲基丙烯酸二烷基氨基烷 基酯(尤其是曱基丙烯酸二甲基氨基乙酯)或甲基丙烯酸烷基三烷基 銨(尤其是丙烯酰氧基乙基三甲基銨)。表面活性劑分子選自二丙烯 酸酯，尤其是聚乙二醇二丙烯酸酯(PEG DA),以及三丙烯酸酯，尤其是乙氧基化的三羥甲基丙烷三丙烯酸酯。特別是，乙氧基化的三羥
甲基丙烷三丙烯酸酯20與聚丙烯纖維特別合適。
以下說明通過使用實施方案的這些實例的分子制備過濾介質(zhì)的方法。
該方法考慮將該過濾介質(zhì)用路易斯堿分子的溶液浸漬。根據(jù)分子 的溶解度，該溶液可以至少部分地處于乳液形式。
根據(jù)一種實施方案，該浸漬通過浸軋(foulardage)進行，經(jīng)浸 漬的紡織底物在施加電離輻射之前進行千燥。
該溶液可以包舍其它試劑，尤其是用于改善所述溶液的穩(wěn)定性和/ 或分子的溶解度的試劑。另外，在需要將其它功能基團接枝到紡織底 物上的情況下，該溶液還包含相應的分子。
為了改善紡織底物被溶液的潤濕性，該方法考慮所述溶液還包含 表面活性劑分子。因此，通過改善該溶液與紡織底物的纖維之間的親 和性，該方法使得可以對所述紡織底物進行接枝，甚至是在紡織底物
基于具有高疏水性的合成纖維的情況下。
特別是，考慮溶液中的表面活性劑分子的種類和數(shù)量，使得溶液 的表面張力類似于纖維的表面張力。因此，可以將該紡織底物用大量 溶液浸漬，以提高接枝到該紡織底物上的路易斯堿基團的密度。
然后，通過在經(jīng)浸漬的紡織底物上施加電離輻射，反應性基團的 反應保證通過用表面活性劑分子的橋聯(lián)的路易斯堿分子的接枝。這是 因為，反應性基團的反應使得可以將表面活性劑分子連接到纖維上或 者彼此之間連接，并且將路易斯堿分子連接到表面活性劑分子上或者 直接連接到纖維上。因此在纖維和分子之間形成網(wǎng)絡，該網(wǎng)絡對該過
濾介質(zhì)在使用范圍內(nèi)將要經(jīng)受的機械和化學應力特別具有抗性。
根據(jù)一種實施方案，電離輻射是電子轟擊，可以對該電子轟擊的 功率和持續(xù)時間進行調(diào)節(jié)以便以最優(yōu)的方式活化反應性基團。
此外，接枝方法特別是可調(diào)節(jié)的，這在于根據(jù)紡織底物，特別是 根據(jù)其表面張力對表面活性劑分子進行選擇。
在施加電離輻射后，可以將紡織底物洗滌然后干燥，或者經(jīng)受其后續(xù)應用所需要的其它處理。另外，在接枝之前，紡織底物可以經(jīng)受 特別的處理，尤其用于改善其內(nèi)聚性和/或其可潤濕性和/或其多孔性。
法。該方法考慮使所述溶液經(jīng)過過濾介質(zhì)，以使得能夠通過用接枝的 路易斯堿基團對所述酸的絡合將硼酸保留在該介質(zhì)中。
特別是，可以調(diào)整紡織底物的厚度以獲得濾液中期望的硼濃度。 另外，或者作為變化方案，還可以疊放多個過濾介質(zhì)以提高所保留的 硼酸的量。
權(quán)利要求
1.含有路易斯酸分子的流體的過濾介質(zhì)，所述介質(zhì)包含對流體為多孔性的紡織底物，該紡織底物上接枝有含有至少一種具有路易斯堿性質(zhì)的基團的分子，以使得能夠通過與接枝的基團的絡合將所述路易斯酸的分子保留在該紡織底物中。
2. 權(quán)利要求1的過濾介質(zhì)，其中紡織底物基于聚烯烴材料制成的 纖維。
3. 權(quán)利要求1或2的過濾介質(zhì)，其中接枝的基團包含氮原子和/ 或氧原子，所述原子的電子對是自由的。
4. 權(quán)利要求3的過濾介質(zhì)，其中接枝的基團選自胺基團、醇基團 和羰基基團。
5. 權(quán)利要求1至4任意之一的過濾介質(zhì)，其中路易斯堿分子的接 枝是通過用表面活性劑分子的橋聯(lián)而實現(xiàn)的。
6. 權(quán)利要求5的過濾介質(zhì)，其中路易斯堿分子還包含至少一種在 電離輻射下具有反應性的基團，所述表面活性劑分子包含至少兩種在電 離輻射下具有反應性的基團。
7. 權(quán)利要求6的過濾介質(zhì)，其中在電離輻射下具有反應性的基團 選自羥基、羧基、羰基、丙烯酸酯、曱基丙烯酸酯、烯丙基、胺、酰胺、 酰亞胺、氨基甲酸酯基團。
8. 權(quán)利要求7的過濾介質(zhì)，其中路易斯堿分子是甲基丙烯酸二烷 基氨基烷基酯或甲基丙烯酸烷基三烷基銨，表面活性劑分子選自二丙烯 酸酯，尤其是聚乙二醇二丙烯酸酯(PEGDA)，以及三丙烯酸酯，尤其 是乙氧基化的三羥曱基丙烷三丙烯酸酯。
9. 權(quán)利要求6至8任意之一的過濾介質(zhì)的制備方法，所述方法在于-將底物用路易斯堿分子的溶液浸潰，所述溶液還包含能夠改善該紡織底物被所述溶液的潤濕性的表面活性劑分子， -將電離輻射施加于經(jīng)浸漬的紡織底物上，以通過反應性基團的反應確保通過用表面活性劑分子的橋聯(lián)的路易斯堿分子的接枝。
10. 權(quán)利要求9的制備方法，其中浸漬通過浸軋進行，經(jīng)浸漬的紡 織底物在施加電離輻射之前進行干燥。
11. 權(quán)利要求9或IO的接枝方法，其中電離輻射是電子轟擊。
12. 從水溶液中除去硼酸的方法，所述方法在于使所述溶液經(jīng)過權(quán) 利要求1至8任意之一的過濾介質(zhì)，以使得能夠通過用接枝的路易斯堿 基團對所述酸的絡合將硼酸保留在所述介質(zhì)中。
全文摘要
本發(fā)明涉及含有路易斯酸分子的流體的過濾介質(zhì)，所述介質(zhì)包含對流體為多孔性的紡織底物，該紡織底物上接枝有含有至少一種具有路易斯堿性質(zhì)的基團的分子，以使得能夠通過與接枝的基團的絡合將所述路易斯酸的分子保留在該紡織底物中。本發(fā)明還涉及這種介質(zhì)的制備方法以及通過這種過濾介質(zhì)從水溶液中除去硼酸的方法。
文檔編號B01D39/08GK101600834SQ200880001797
公開日2009年12月9日 申請日期2008年1月28日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月29日
發(fā)明者N·科爾達 申請人:皮卡地Bc毛織品制造公司