НОВЫЕ ИОНООБМЕННЫЕ МАТЕРИАЛЫ

1. Неорганический материал, способный к связыванию катионов, анионов или коллоидных частиц или их смесей из жидкой среды за счет ионного обмена или сорбции, причем указанный материал содержит
непрерывные неорганические волокна, имеющие диаметр менее 1 мкм,
при этом указанные волокна присутствуют в форме монолитных структур, по меньшей мере один размер которых составляет 50 мкм или более, и
указанные монолитные структуры образованы за счет самопереплетения указанных непрерывных волокон.
2. Материал по п. 1, в котором волокна имеют аспектное отношение 100:1 или более, в частности 500:1 или более, предпочтительно 1000:1 или более.
3. Материал по любому из предыдущих пунктов, в котором волокна содержат спряденный неорганический, например, поликристаллический материал.
4. Материал по любому из предыдущих пунктов, в котором неорганические волокна образованы по меньшей мере одним соединением металла или металлоида.
5. Материал по п. 4, в котором соединение металла выбрано из соединений переходных металлов, таких как металлы 4 или 8 группы, из соединений щелочных металлов или из соединений щелочноземельных металлов, или из их комбинаций.
6. Материал по любому из пп. 4 или 5, в котором соединение металла или металлоида представляет собой оксид металла, такой как оксид переходного металла, или его соль, или фосфат металла, такой как фосфат переходного металла, или его соль.
7. Материал по любому из пп. 4-6, в котором соединение металла или металлоида выбрано из группы оксидов титана, оксидов циркония, фосфата циркония, оксидов алюминия, гексацианоферратов переходных металлов, таких как гексацианоферраты титана, никеля или кобальта, силикатов титана, силикатов алюминия, силикатов сурьмы, антимонатов титана, антимонатов кремния, и их комбинаций и солей.
8. Материал по любому из пп. 4-7, в котором соединение металла или металлоида легировано по меньшей мере одним ионом второго металла или металлоида.
9. Материал по любому из предыдущих пунктов, в котором неорганические волокна имеют диаметр в диапазоне от 5 до 950 нм, в частности, от 10 до 900 нм, например, от 15 до 500 нм.
10. Материал по любому из предыдущих пунктов, в котором неорганические волокна получены путем электроформования, аэродинамического формования, электроформования раздувом или центробежного формования.
11. Материал по любому из предыдущих пунктов, в котором неорганические монолитные структуры содержат менее 10%, в частности, менее 5%, предпочтительно менее 1% по массе углерода, обеспеченного органическими соединеними.
12. Материал по любому из предыдущих пунктов, в котором неорганические монолитные структуры обеспечены в форме волокнистых матов или в форме материала в виде частиц, по меньшей мере один размер которых составляет 50 мкм или более, в частности, по меньшей мере один размер составляет по меньшей мере 75 мкм, например, один размер составляет по меньшей мере 100 мкм.
13. Слой неорганического материала, способного к связыванию катионов, анионов или коллоидных частиц, или их смесей из жидкой среды за счет ионного обмена или сорбции, причем указанный слой содержит
непрерывные неорганические волокна, имеющие диаметр менее 1 мкм,
при этом указанные волокна присутствуют в форме монолитных структур, по меньшей мере один размер которых составляет примерно 50 мкм или более, и
указанные монолитные структуры образованы за счет самопереплетения указанных непрерывных волокон.
14. Слой по п. 13, в котором указанный слой выполнен с возможностью течения жидкой среды через слой.
15. Слой по п. 13 или 14, содержащий единичный монолитный волокнистый мат или множество монолитных волокнистых структур.
16. Слой по любому из пп. 13-15, в котором слой имеет пропускную способность от 10 до 5000 объемов слоя, в частности, от 100 до 500 объемов слоя в час.
17. Слой по любому из пп. 13-16, в котором слой по существу состоит или состоит из указанных неорганических спряденных волокон в форме монолитных структур.
18. Слой по любому из пп. 13-17, в котором слой содержит материал по любому из пп. 1-12 в качестве ионообменного материала или сорбента, или состоит из него.
19. Ионообменный элемент, содержащий корпус с
входным отверстием для жидкости, которую необходимо подвергнуть ионному обмену, и
выходным отверстием для жидкости, подвергнутой ионному обмену, причем указанный корпус дополнительно содержит
слой ионообменного материала, причем указанный слой имеет первый конец, который сообщается с входным отверстием, и противоположный второй конец, который сообщается с выходным отверстием,
указанный ионообменный материал содержит непрерывные неорганические волокна, имеющие диаметр менее 1 мкм, причем указанные волокна присутствуют в форме монолитных структур, по меньшей мере один размер которых составляет примерно 50 мкм или более, и указанные монолитные структуры образованы за счет самопереплетения указанных непрерывных волокон.
20. Ионообменный элемент по п. 19, в котором ионообменный материал содержит ионообменный или сорбционный слой по любому из пп. 13-18.
21. Ионообменный элемент по п. 19 или 20, в котором входное отверстие и выходное отверстие расположены в разных участках ионообменного элемента для обеспечения непрерывного или полунепрерывного отвода жидкости из ионообменного элемента через выходное отверстие.
22. Ионообменный элемент по любому из пп. 19-21, причем указанный элемент выполнен с возможностью эксплуатации в непрерывном режиме за счет обеспечения потока жидкости от входного отверстия через ионообменный или сорбционный слой к выходному отверстию.
23. Ионообменный элемент по любому из пп. 19-22, в котором элемент эксплуатируют в режиме псевдоожиженного слоя.
24. Способ получения неорганического материала по любому из пп. 1-12, включающий
ориентирование непрерывных неорганических волокон, имеющих диаметр менее 1 мкм, с получением волокнистого листа, содержащего сетчатую структуру из переплетенных волокон;
необязательно измельчение неорганической сетчатой структуры; и
извлечение материала, наименьший размер которого составляет примерно 50 мкм или более.
25. Способ по п. 24, в котором для формирования волокнистых листов используют неорганические волокна в свежесформованном состоянии.
26. Способ по п. 24 или 25, в котором волокнистые листы подвергают термической обработке для удаления органических остатков из волокнистых листов.
27. Способ по любому из пп. 24-26, в котором любые органические остатки удаляют из волокнистых листов до того, как сетчатую структуру извлекают для применения или измельчают с получением материала в виде частиц.
28. Способ по п. 27, в котором органические остатки удаляют прокаливанием.