利用纳米颗粒-处理后床的废水纯化的制作方法

专利名称：利用纳米颗粒-处理后床的废水纯化的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于从液体、例如废水中去除污染物的方法和组合物，和在一个非限 定实施方案中更特别地涉及利用已经用纳米尺寸颗粒处理后的颗粒填料(pack)从废水中 去除污染物的方法和组合物。
背景技术：
已知清洁、纯化、澄清和其它方式处理流体以适当处置、消耗、使用和用于其它需 求的许多方法和过程。这些方法包括但不必须限定于离心和过滤以去除颗粒物，化学处理 以使水灭菌，蒸馏以纯化液体，倾析以分离两个液相，反渗透以使液体脱盐，电渗析以使液 体脱盐，消毒以使食物灭菌，和催化法以将不希望的反应物转化成有用的产物。这些方法中 的每一种非常适合特定的应用和通常将方法的组合用于最终的产物。
存在许多不同的已知技术可用于液体的灭菌。吸附、化学处理、臭氧杀菌和紫外线 (UV)照射都非常好地用于去除病原微生物。然而，这些技术中的每一种具有限制，包括整体 功效、初始资金成本、操作成本、副产物风险、需要预处理液体、使用或产生有害化合物和因 此必须对所述有害化合物合理处置以及其它限制。
虽然化学方法是最广泛使用的，但是它们具有许多缺点。这些缺陷包括对它们的 破坏效果增大的微生物适应性、与氯的使用和储存有关的安全危险、以及环境影响。UV是常 用的处理，但是液体必须是清澈的以使它起作用，并且它没有分解任何生物膜的形成；它的 安装和操作也是非常昂贵的。在工业和市政应用例如水和废水装置中，3种最广泛使用的液 体灭菌方法是臭氧处理、氯处理和UV照射。
液体的脱盐对于引用水、生物流体、药、化学品、石油及其衍生物、和许多其它液体 是非常有用的。此外，因为地球水的小于0.5%是直接适合于人类食用、农业或工业使用的， 所以水的脱盐将是有利的。因此，逐渐感兴趣将脱盐用于从含盐的地上水和海水生产适于 饮用的水，因为它使得其它约99. 5%的水可使用。存在5种基本的脱盐方法热，反渗透， 电渗析，离子交换，和结冰。热和结冰法从盐水中脱除新鲜水，留下浓盐水。反渗透和电渗 析利用膜以使盐与新鲜水分离。离子交换包括使盐水通过树脂，所述树脂用更希望的离子 交换不那么希望的溶解离子。目前商业上仅仅热和反渗透方法是可行的。即使如此，因为 它们的花费，这两种方法也是趋向于受到抑制的。
通常需要开发与它们的传统对应设备和方法相比更成本有效的有助于进行这些 方法和过程的新型设备和方法。在液体纯化领域，可以降低整体成本、简化过程和改进效率 的任何技术将是非常有利的。因此，如果利用简单方法和装置将方法和/或结构设计用于 纯化液体、例如废水，将是理想的。发明内容
在一种形式中，提供用于纯化流体的方法，所述方法包括使液体与含有基底颗粒 (例如沙子)和相对较小的颗粒物添加剂的颗粒填料接触。颗粒物添加剂可以是平均粒度为IOOOnm或更小的纳米颗粒。纳米颗粒可以是碱土金属氧化物，碱土金属氢氧化物，碱金 属氧化物，碱金属氢氧化物，过渡金属氧化物，过渡金属氢氧化物，后过渡金属氧化物，后过 渡金属氢氧化物，压电晶体，和/或热电晶体。纳米颗粒的存在量有效纯化液体。
在另一个非限定实施方案中另外提供用于纯化流体的颗粒填料，所述颗粒填料包 含用颗粒物添加剂处理后的许多基底颗粒，所述颗粒物添加剂相对小于基底颗粒。颗粒填 料中的颗粒可以包括但不必限定于沙子，砂砾，陶瓷珠粒，玻璃珠粒，和它们的组合。颗粒 物添加剂的平均粒度可以是IOOOnm或更小。纳米颗粒物添加剂可以包括但不必限定于碱 土金属氧化物，碱土金属氢氧化物，碱金属氧化物，碱金属氢氧化物，过渡金属氧化物，过渡 金属氢氧化物，后过渡金属氧化物，后过渡金属氢氧化物，压电晶体，和/或热电晶体。纳米 颗粒的存在量可以是约1份颗粒物添加剂对应于200-5000重量份颗粒填料中的颗粒。
颗粒物添加剂，本文中也称为纳米尺寸颗粒或纳米颗粒(例如MgO和/或Mg (OH) 2 等)，表现出固定、粘结或以其它方式捕集污染物，例如粘土和非粘土颗粒，包括带电和不带 电颗粒。至少部分由于它们的小尺寸，纳米颗粒的表面力(例如van der Waals和静电力) 帮助它们将微小的污染物颗粒联合、集合或絮凝在一起成为更大的收集体、联合体或团聚 体。这种集合或联合帮助就地捕集污染物，并使它们不随液体一起移动和通过，产生纯化后 液体。在许多情况中，颗粒填料的纯化能力可以通过使用纳米尺寸颗粒物添加剂而得到改 进，所述纳米尺寸颗粒物添加剂的尺寸可以比污染物小很多。
将碱土金属氧化物、例如氧化镁，碱土金属氢氧化物、例如钙氢氧化物，过渡金属 氧化物、例如氧化钛和氧化锌，过渡金属氢氧化物，后过渡金属氧化物、例如氧化铝，后过渡 金属氢氧化物，压电晶体和/或热电晶体、例如SiO和AiPO4,加入含水流体，溶剂基流体、例 如二醇，或油基流体、例如矿物油，可以用于处理颗粒填料，例如沙子床，所述颗粒填料进而 预期纯化、澄清和以其它方式清洁流体。


图1是用于未用纳米颗粒处理的沙子填料的沙子填料测试设备的照片，显示在设 备顶部模拟废水的混浊流体，和在底部从设备中流出的混浊流体；
图2是在图1的沙子填料测试设备的顶部模拟废水的混浊流体的更详细的照片；
图3是已经通过图1的沙子填料测试设备的混浊流体的更详细的照片，显示该流 体仍然混浊；
图4是用于已经用纳米颗粒处理后的沙子填料的沙子填料测试设备的照片，显示 在设备顶部模拟废水的混浊流体，和在底部从设备中流出的清澈水；
图5是已经通过图4的沙子填料测试设备的清澈水的更详细的照片，显示该水已 经纯化；和
图6是在上述测试设备中使用的模拟废水中使用的膨润土颗粒的粒度分布 (PSD)，说明体积重量的平均粒度为约31. 2微米。
具体实施方式
已经发现将纳米颗粒-处理后沙子床的方法和组合物用于纯化废水。当废水中 微小的污染物颗粒流动通过纳米颗粒-处理后沙子床时，纳米颗粒通过纳米颗粒的表面力5(包括但不必限于van der Waals和静电力)将微小的污染物颗粒捕集并保持在沙子床中， 从而将它们从液体中去除。污染物或杂质可以包括但不必限定于沉积物，土壤颗粒，采矿 颗粒，水处理颗粒等。在一个非限定实施方案中，处理后流体是含水的，这表示它们含有水； 在非限定替代实施方案中，含水流体是至少50重量％的水，或者至少30wt%的水。纯化后 水可以如此用作地下烃储层中的注射水用于有效采收烃，或用作市政水用于连续纯化供人 类食用。
已经发现纳米尺寸颗粒如氧化镁(MgO)可以用于从液体中去除污染物、例如粘土 和非粘土颗粒，即去除、降低或去掉它们从而不存在于流体、例如水中。一些纳米尺寸颗粒 (本文中也称为纳米颗粒)，不仅具有与它们的小尺寸相比高的表面积，而且具有相对高的 允许它们将其它颗粒(包括其它带电颗粒、以及其它不带电颗粒)联合、连结或关连在一起 的表面电荷。在一个非限定实施方案中，污染物颗粒和纳米尺寸颗粒之间的这些联合体或 关连体是由于电吸引力和其它分子间力或作用。
如将所显示的，实验室测试已经证明相对少量的MgO纳米颗粒可以去除和消除分 散的粘土颗粒。预期也将去除带电和不带电的胶体二氧化硅。其它纳米颗粒例如&ι0、αι203、 二氧化锆(Zr02)、Ti02、氧化钴(II) Woo)、氧化镍(II) (NiO)以及热电和压电晶体也可以用 于本文的方法和组合物中。
纳米颗粒可以直接应用于颗粒物填料(例如沙子床)或放置在颗粒物填料(例 如沙子床)之上或之内，通常通过使填料或床与其中悬浮纳米颗粒的流体接触进行。在一 个实施方案中，将涂层剂和纳米颗粒的混合物至少部分涂覆选定的沙子床或其它多孔介质 (基底颗粒)。如果用涂层剂和纳米颗粒至少部分涂覆沙子或砂砾，则可以从流体、例如废 水中去除污染物和杂质，并可以消除或抑制从而纯化流体。
涂层剂可以是载体流体，包括但不必限于醇，二醇，多元醇，植物油，鱼油和它们 的组合。一种特别适合的载体流体可以是单丙二醇。作为替代，适合的涂层剂包括但不必 限于矿物油或其它完成本文描述的方法和组合物的目的的烃。具体地，适合的矿物油的非 限定实例包括ConocoPhillips PURE PERFOR-MANCE 基油 II 或 III，例如 225N，600N ； ULTRA-S 3 禾口 ULTRA-S 8 ；Penreco DRAKE0L 油，例如DRAKEOL 21，DRAKE0L 35 禾口 DRAKEOLe 600 ；和 ExxonMobil Chemical 矿物油，例如EXXSOL D80 禾口IS0PAR :M 油。 预期过滤或纯化产物将包括涂层剂油中的纳米颗粒，例如Drakeof 600矿物油中的约 15wt%的纳米尺寸MgO颗粒。发现在与填料或床的颗粒混合期间，油、二醇或其它载体中的 纳米颗粒将外覆在基底颗粒上或至少部分涂覆基底颗粒。基底颗粒涂覆程度如何取决于浓 度，基于使用的颗粒、例如沙子的量以及使用的纳米颗粒量。在非限定实例中，载体流体可 以另外具有表面活性剂存在，例如油-润湿表面活性剂如失水山梨糖醇单油酸酯(即来自 Uniqema的SPAN 80)，以改进和/或增强填料或床基底颗粒被纳米颗粒的油-润湿。在另 一个非限定实例中，表面活性剂的存在可以优先降低沙子填料颗粒上的DRAKE0L 600矿 物油层的厚度。降低的油层厚度可以增强纳米颗粒暴露于沙子或陶瓷颗粒上。使用较低粘 度的矿物油，例如DRAKE0L 15、DRAKE0L 18或EXXSOL DSO，也可以用于降低油层厚 度。SPAN 80之外的其它试剂可以用于使沙子填料或陶瓷床颗粒上的油涂层或润湿或厚度 最优化，所述试剂例如失水山梨糖醇酯，乙氧基化失水山梨糖醇酯，乙氧基化醇，乙氧基化烷基-苯酚，烷基-二羧酸，磺基丁二酸酯，磷脂，烷基-胺，季胺，烷基-硅氧烷等。不必须将树脂用作涂层剂或粘合剂，在一个非限定实施方案中，没有使用树脂。
理论上来说，纳米颗粒主要通过纳米颗粒和颗粒表面之间的静电和其它电荷而保 留在颗粒填料的颗粒上，然而，可以存在其它吸引力或耦合力以初始和长期保持纳米颗粒 涂覆在填料或床基底颗粒上。发明人不希望限定于任何特定的利润。预期在大多数条件下， 载体流体仅仅帮助纳米颗粒最初涂覆在填料或床的基底颗粒上的过程。然而，可以将其它 试剂加入载体流体，所述试剂可以进一步增强纳米颗粒对沙子(二氧化硅或石英或长石)、 玻璃、陶瓷和类似颗粒的初始和长期吸引力。
已经发现碱土金属氧化物、碱土金属氢氧化物、碱金属氧化物、碱金属氢氧化物、 过渡金属氧化物、过渡金属氢氧化物、后过渡金属氧化物、和后过渡金属氢氧化物、压电晶 体、热电晶体、和它们的混合物的纳米尺寸颗粒具有对滤出和粘结杂质和污染物的特别优 势,从而纯化流体。
氧化镁颗粒和粉末已经适合地用于过滤本文的流体。然而，应理解，虽然在本文的 整个说明书中提及MgO颗粒作为碱土金属氧化物和/或碱土金属氢氧化物颗粒的一种代表 性或适合的类型，但是本文的方法和组合物中可以使用其它碱土金属氧化物和/或碱土金 属氢氧化物和/或过渡金属氧化物、过渡金属氢氧化物、后过渡金属氧化物、和后过渡金属 氢氧化物、压电晶体、热电晶体。另外，碱金属氧化物和/或氢氧化物可以独自使用，或与碱 土金属氧化物和氢氧化物组合和/或与一种或多种过渡金属氧化物、过渡金属氢氧化物、 后过渡金属氧化物、后过渡金属氢氧化物、压电晶体和热电晶体一起使用。
“后过渡金属”的含义是铝、镓、铟、锡、铊、铅和铋中的一种或多种。在本文的另一 个非限定实施方案中，纳米尺寸颗粒是之前的IUPAC American Group标记法的ΙΑ、IIA、 IVA、IIB和IIIB族元素的氧化物和氢氧化物。这些元素包括但不必限定于Na，K，Mg，Ca, Ti，Si和/或Al。在一个非限定实施方案中，不存在来自适合的纳米颗粒的氧化铝(铝氧 化物)和/或铝氢氧化物。
本文的纳米尺寸颗粒物添加剂也可以是压电晶体颗粒(其包括热电晶体颗粒)。 热电晶体当加热时产生电荷，而压电晶体当挤压压缩或压迫时产生电荷。
在一个非限定实施方案中，具体适合的压电晶体颗粒可以包括但不必限于&10， 块磷铝矿(AlPO4),钽酸锂(LiTaO3)，正磷酸镓(GaPO4), BaTiO3, SrTiO3, PbZrTiO3, KNbO3, LiNbO3, LiTaO3, Bii^eO3，钨酸钠，Ba2NaNb5O5, Pb2KNb5O15,酒石酸钾钠，电气石，黄晶矿和它们 的混合物。ZnO的总热电系数是-9.4C/m2K。ZnO和这些其它晶体通常不溶于水。
在一种非限定说明中，当颗粒填料或沙子床含有非常少的热电晶体、例如纳米尺 寸ZnO时，可以加热和/或压迫热电晶体并产生高表面电荷。如果流体在压力下，则可以产 生或生成表面电荷。这些表面电荷允许晶体颗粒使杂质和污染物联合、连结、关连或以其它 方式联系在一起、将它们粘结在一起并也围绕颗粒填料或沙子表面。在一个非限定图像中， 认为杂质或污染物的联合或联系非常粗略地类似于聚合物分子通过交联剂的交联。
在另一个非限定实施方案中，本文使用的纳米尺寸固体颗粒物和粉末包括但不必 限于碱土金属氧化物或碱土金属氢氧化物，或它们的混合物。在一个非限定实施方案中， 这些添加剂中的碱土金属可以包括但不必限于镁，钙，钡，锶，它们的组合和类似物。在一 个非限定实施方案中，可以获得的MgO是至少95wt%的高纯度，其中余量可以是杂质，例如 Mg (OH) 2、CaO、Ca (OH)2, SiO2, Al2O3 等。7
在另外的非限定性情况中，添加剂和试剂的粒度范围为约4纳米独立地高至约 1000纳米之间。在另一个非限定实施方案中，粒度范围为约4纳米独立地高至约500纳米 之间。在另一种非限定情况中，颗粒的平均粒度可以是约250nm或更小、或者约IOOnm或更 小，和另一种可能情况为约50nm或更小、或者40nm或更小。
沙子或陶瓷床填料材料中的纳米尺寸颗粒的量可以是对于约200磅-5000磅沙子 为约1磅纳米颗粒。应理解，可以使用任何其它重量单位，例如对于约200克-5000克沙子 为约1克纳米颗粒。在替代实施方案中，纳米颗粒的存在量为以重量计约1份纳米颗粒相 对于约1000独立地至约2000份沙子或陶瓷填料材料。
可以将本文的纳米尺寸颗粒加入作为载体流体的水、二醇、醇、多元醇、烯烃、植物 油、鱼油或矿物油、或这些的混合物-这样的组合也用于将纳米颗粒初始涂覆或至少部分 涂覆至沙子或陶瓷。在另一个非限定实施方案中，在处理期间可以将本文涂覆在陶瓷颗粒 或沙子上的纳米尺寸颗粒加入含水流体中。
在一个非限定实施方案中，填料或床的沙子、陶瓷、玻璃或其它基底颗粒可以具有 约10目-约325目(约2000微米-约45微米)的颗粒平均粒度。作为替代，基底颗粒的 尺寸可以是约20目独立地至约200目(约850微米独立地至约75微米)。基底粒度可以 是较宽的，例如约40目-约200目(约425微米-约250微米)，或粒度范围可以是相对窄 的，例如约20目-约40目(约850微米-约425微米)。
在另一种非限定情况中，在流体纯化处理中使用之前，可以在供应设施处将纳米 颗粒涂覆在陶瓷或沙子上。在不同的非限定实施方案中，在处理期间或在流体纯化或澄清 处理之前，可以用含有纳米颗粒的载体流体略微涂覆沙子或陶瓷的选定部分。已经发现PG 涂覆的纳米颗粒趋向于连接、附着或粘结至陶瓷颗粒或沙子。
实验室测试已经显示，涂覆在20/40目(850/425微米)沙子填料上的35纳米的 MgO颗粒和单丙二醇(PG)可以成功从废水中去除污染物。
虽然本文的方法和结构有时在本文中典型地描述为使用在废水流体(例如来自 纸品加工的那些)中，但是也预期所述组合物和方法用于油田采收中，例如产生的地层水、 用尽的钻井泥浆、金属加工、农业操作、采矿操作、环境修复操作、废物处置操作、清洁操作、 生产操作等。
关于以下实施例进一步描述本发明，所述实施例不用于限定本发明，而是进一步 说明多个实施方案中的某一些。
实施例
使用和不使用纳米颗粒的实验室沙子填料测试Q0/40目或850/425微米)处理 显示，纳米颗粒-处理后沙子填料可以捕集和保持使模拟废水浑浊的微小颗粒。模拟废水 用水中0. 25重量％ (bw)天然膨润土和0. 25% bw的伊利石制备。膨润土粒度分布(PSD) 的图显示在图6中。来自PSD分析的膨润土的体积重量平均尺寸为约31. 2微米。伊利石 的类似PSD分析给出的体积重量平均尺寸为约33. 0微米。
对比例1-不使用纳米颗粒-处理后沙子填料的测试证明混浊的水流入填料中，和 基本上相同混浊的水流出填料。图1是用于未用纳米颗粒处理的沙子填料的沙子填料测试 设备的照片，显示在设备顶部模拟废水的混浊流体，和在底部从设备中流出的基本相同的 混浊流体。图2是在图1的沙子填料测试设备的顶部模拟废水的混浊流体的更详细的照片。图3是已经通过图1的沙子填料测试设备的混浊流体的更详细的照片，显示该流体仍然混浊。
本发明实施例2-图4和5显示在沙子填料顶部流入纳米颗粒处理后沙子填料中 的混浊流体(模拟废水)，和在底部流出填料的清澈的清洁水(图幻。这意味着废水中的 微小杂质颗粒(膨润土和伊利石)被纳米颗粒捕集在沙子填料中。
将Rev Dust (平均粒度为约20微米和它含有12%的石英、7%的方石英、4%的伊 利石、的混合层的高岭石和22%的亚氯酸盐)用作如实施例1和2的测试的另一 种模拟废水。结果与流动通过沙子填料的膨润土和伊利石废水相同。这些Rev Dust颗粒 是明显且容易去除的。
纳米颗粒是35nm MgO,可从 hframat Advanced Materials 获得的产品 #12N-0801。制备纳米颗粒-处理后沙子填料的程序如下
1.将纳米颗粒与99. 8wt%单丙二醇混合，以制备2磅/加仑(ppg) (0. 2kg/升)(1 加仑单丙二醇中2磅(0. 9kg)纳米颗粒)悬浮体(纳米流体)。
2.将来自步骤1的2. 5ml纳米流体加入瓶子内的250克20/40目(850/425微米) 沙子中，摇动瓶子数分钟以使沙子被纳米流体均勻涂覆。
3.将处理后沙子倒入1英寸(2. 54cm)内径(ID)丙烯酸管中，以形成用于测试的 沙子填料。
在90ml含颗粒的高浓缩的混浊水通过处理后沙子填料后，仍然从填料中流出清 洁的清澈水。
再生实施例3-使沙子或陶瓷颗粒床再生的方法包括使用轻度酸性的水从床填料 中解吸纳米颗粒和被截留/固定的沉积物、污染物或杂质。在一种非限定情况中，酸性水可 以是自来水中的1.0% HCl或2%柠檬酸，以定量给料到床填料中。随后，将新的纳米颗粒 放回床填料中，再次作为由纳米颗粒产品组成的定量给料处理流体加入自来水或二醇或类 似物中，以将纳米颗粒再次涂覆或再次外覆在床填料颗粒或材料上。纳米颗粒产品可以是 如所提及的二醇、例如丙二醇或USP或技术级矿物油浆料产品。
酸性解吸流体一旦去除颗粒和被截留/固定的沉积物，将需要适当的调节和/或 处置。如果截留的沉积物仅仅是河流沉积物如土壤颗粒，则可以简单中和酸性废物(例如 用碳酸氢钠(小苏打)或其它通用材料)，和随后成为相对容易处置的无害材料。然而，如果 存在重金属和类似物，例如对通过纳米颗粒的固定而截留或捕集的沉积物而言是毒性的组 分(例如毒性元素、化合物、污染的土壤颗粒等)，则一旦被酸性水解吸，将需要适当处理、 调节和/或处置解吸流体。
在前述说明书中，明显地是在不偏离如所附权利要求中给出的本发明的较宽范围 的条件下，可以对本发明进行多种修改和变化。因此，本说明书将被认为是说明性的而不是 限制性的。例如，以下物质的具体组合预期落在本发明的范围内多种尺寸的碱土金属氧化 物，碱土金属氢氧化物，碱金属氧化物，碱金属氢氧化物，过渡金属氧化物，过渡金属氢氧化 物，后过渡金属氧化物，后过渡金属氢氧化物，压电晶体，和热电晶体；盐水；基础流体；床 和填料颗粒(沙子，陶瓷或玻璃珠粒，砂砾)；涂层剂(二醇，醇，矿物油)，以及落在所要求 保护的参数内、但是没有在特定的组合物中具体识别或尝试的其它组分。
本发明可以适合地包括所公开的要素、由所公开的要素组成或基本由所公开的要素组成，并且可以在不存在没有公开的要素的条件下实施。
如整个权利要求中使用的词汇“包含”和“包括”用于表示“包括但不限定于”。
权利要求
1.一种用于纯化流体的方法，所述方法包括使液体与含有基底颗粒和相对较小的颗粒 物添加剂的颗粒填料接触，其中所述颗粒物添加剂平均粒度为IOOOnm或更小，选自碱土金属氧化物，碱土金属氢氧化物，碱金属氧化物，碱金属氢氧化物，过渡金属 氧化物，过渡金属氢氧化物，后过渡金属氧化物，后过渡金属氢氧化物，压电晶体，热电晶 体，和它们的混合物，和存在量有效使液体纯化。
2.权利要求1的方法，其中所述液体是含水的。
3.权利要求1的方法，其中颗粒填料包含选自沙子、砂砾、陶瓷珠粒、玻璃珠粒和它们 的组合的基底颗粒。
4.权利要求1的方法，另外包括用涂层剂和颗粒物添加剂至少部分涂覆颗粒物填料， 所述涂层剂包含选自醇、二醇、多元醇、植物油、矿物油和它们的组合的载体流体。
5.权利要求1的方法，其中 碱土金属选自镁、钙、锶和钡， 碱金属选自锂、钠、钾，过渡金属选自钛和锌，和 后过渡金属是铝，和它们的混合物。
6.权利要求1-5任一项的方法，其中颗粒物添加剂的有效量为1重量份颗粒物添加剂 对应于200-5000重量份颗粒填料。
7.权利要求1-5任一项的方法，其中颗粒物添加剂的平均粒度为4nm-500nm。
8.权利要求1-5任一项的方法，其中颗粒填料中基底颗粒的平均粒度为10目-325目 (2000微米-45微米)。
9.一种用于纯化流体的颗粒填料，其包含多种选自沙子、砂砾、陶瓷珠粒、玻璃珠粒和它们的组合的基底颗粒；和 平均粒度小于基底颗粒的颗粒物添加剂，其中颗粒物添加剂 平均粒度为IOOOnm或更小，选自碱土金属氧化物，碱土金属氢氧化物，碱金属氧化物，碱金属氢氧化物，过渡金属 氧化物，过渡金属氢氧化物，后过渡金属氧化物，后过渡金属氢氧化物，压电晶体，热电晶 体，和它们的混合物，和存在量为1重量份颗粒物添加剂对应于200-5000重量份颗粒填料。
10.权利要求9的颗粒填料，其通过包括以下的方法制备用涂层剂和颗粒物添加剂至 少部分涂覆颗粒物填料，所述涂层剂包含选自醇、二醇、多元醇、植物油、矿物油和它们的组 合的载体流体。
11.权利要求9的颗粒填料，其中 碱土金属选自镁、钙、锶和钡， 碱金属选自锂、钠、钾，过渡金属选自钛和锌，和 后过渡金属是铝，和它们的混合物。
12.权利要求9-11任一项的颗粒填料，其中颗粒物添加剂的平均粒度是4nm-500nm。
13.权利要求9-11任一项的颗粒填料，其中颗粒填料中基底颗粒的平均粒度为10 目-325目(2000微米-45微米)。
全文摘要
纳米颗粒-处理后颗粒填料、例如沙子床可以有效过滤和纯化液体、例如废水。当废水中微小的污染物颗粒流动通过颗粒填料时，由于纳米颗粒表面力，包括但不限于van der Waals和静电力，纳米颗粒将微小的污染物颗粒捕集和保持在填料内。涂层剂例如醇、二醇、多元醇、植物油和矿物油可以帮助施涂纳米颗粒以结合过滤床或填料中的颗粒表面。
文档编号B01J20/04GK102036919SQ200980115419
公开日2011年4月27日 申请日期2009年4月15日 优先权日2008年4月29日
发明者J·B·克鲁斯, T·黄 申请人:贝克休斯公司