承載過氧化自由基的陽離子纖維及其制造和使用方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種具有聚陽離子外表面的反應(yīng)性纖維，所述聚陽離子外表面結(jié)合有多價(jià)過氧陰離子。本發(fā)明也公開了這種纖維、這種纖維的墊和這種纖維的過濾體的用途，以及處理流體流和使這種纖維、墊和過濾體恢復(fù)的方法。
【專利說明】承載過氧化自由基的陽離子纖維及其制造和使用方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明主要涉及纖維、由其制造的纖維墊，和制造和使用這種纖維和纖維墊的方法。更具體而言，本發(fā)明涉及承載反應(yīng)性部分的陽離子纖維及其制造和使用方法。
【背景技術(shù)】
[0002]過硫酸鹽是一種強(qiáng)氧化劑，已廣泛用于引發(fā)乳液聚合反應(yīng)、凈化游泳池、頭發(fā)漂白、銅印刷電路板的微刻蝕和TOC分析。在通常制造的所有過硫酸鹽(鈉、鉀和銨鹽)中，在過去幾年中鈉形式最常用于環(huán)境應(yīng)用。過硫酸鈉具有原位破壞在污染的土壤和地下水中所常遇到的氯代和非氯代的有機(jī)化合物的潛力。如過氧二磷酸根、過硅酸根和過硼酸根等其他過氧陰離子也被用于漂白應(yīng)用中。
[0003]過硫酸根陰離子(S2082-)和如過氧二磷酸根、過硅酸根等其他過氧化陰離子可以通過各種方法(加熱、紫外光、過渡金屬催化劑)活化，以提供高度氧化性自由基。對于過硫酸鹽而言，已發(fā)現(xiàn)所形成的S04-自由基在消毒水和去除有機(jī)污染物方面的用途。容易獲得的過硫酸鹽的來源包括Na2S208、(NH4) 2S208、K2S208等。這些化合物非常易溶于水，由此當(dāng)被用于處理水樣品時(shí)，自由基作用將遍布于水的整個體積。
[0004]因此，為處理大水體，需要相當(dāng)高濃度的過硫酸鹽。據(jù)我們所知，目前尚不能將過氧化陰離子的作用限定于所期望的有限空間。因此，如過濾、涂布等受益于局部氧化的應(yīng)用(如對于Ti02光氧化系統(tǒng)所觀察到的)對于過氧化陰離子尚不可行，即使這些氧化劑相對于其他材料在容易起作用方面具有明顯優(yōu)勢。
[0005]因此，希望提供一種系統(tǒng)和方法，所述系統(tǒng)和方法將反應(yīng)性自由基的作用限定于有限空間，從而能夠制造用于水消毒和空氣凈化的具有氧化能力的高效過濾系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

`[0006]一些實(shí)施方式提供纖維材料，所述纖維材料包含界定了帶正電的外表面的纖維，和與帶正電的外表面結(jié)合的至少一種多價(jià)過氧陰離子。
[0007]—些實(shí)施方式提供包含多根纖維的纖維墊，其中所述多根纖維各自包含界定帶正電的外表面的纖維，和通過電荷-電荷相互作用與所述帶正電的外表面結(jié)合的至少一種多價(jià)過氧陰離子。
[0008]一些實(shí)施方式提供一種凈化流體流的方法，所述方法包括將流體流與纖維材料接觸的步驟，所述纖維材料包含界定了帶正電的外表面的纖維和與該帶正電的外表面結(jié)合的至少一種多價(jià)過氧陰離子。
[0009]一些實(shí)施方式提供一種制造纖維的方法，所述方法包括提供包含聚陽離子外表面的纖維；和將具有聚陽離子外表面的纖維與包含至少一種過氧陰離子的溶液接觸。
[0010]以上
【發(fā)明內(nèi)容】
只是示例性的，無論如何都不意在進(jìn)行限制。除上述說明性方面、實(shí)施方式和特征之外，其他方面、實(shí)施方式和特征通過參照附圖和以下詳細(xì)描述也將顯而易見?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0011]圖1A顯示的是纖維材料的橫截面透視圖。
[0012]圖1B顯示的是纖維材料的橫截面透視圖。
[0013]圖2描繪的是纖維材料的活化和恢復(fù)反應(yīng)。
[0014]圖3A和3B包括兩個比較圖，顯示的是(a) 二價(jià)陰離子和(b) —價(jià)陰離子對于氧化鋁的相對吸引力。
[0015]圖4描繪的是水處理系統(tǒng)中的流程，包括根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式的陽離子過濾體的原位再生。
【具體實(shí)施方式】
[0016]在以下【具體實(shí)施方式】中參照了附圖，所述附圖構(gòu)成其一部分。附圖中，除非另有上下文指出，否則相似的附圖標(biāo)記通常指示的是相似的組成部分?！揪唧w實(shí)施方式】、附圖和權(quán)利要求中所描述的說明性實(shí)施方式并不意在起限制作用。可以采用其他實(shí)施方式，并可進(jìn)行其他改變，而不偏離本文所提出的主題的主旨或范圍。容易理解的是，可以以各種各樣的不同配置，對如本文所一般性描述的及如附圖所說明的本公開內(nèi)容的各方面進(jìn)行安排、取代、組合、分離和設(shè)計(jì)，所有這些在本文中都得到明確預(yù)期。
[0017]在整個說明書中，術(shù)語“過氧”和“過氧化”可互換使用，并且都與其在本領(lǐng)域中的常規(guī)意義一致——表明存在額外的氧原子，如過氧化物、過氧酸(例如，過氧化氫、過氧甲酸、過硫酸鹽等)中那樣。
[0018]根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式，反應(yīng)性纖維材料包含具有帶正電的外表面的纖維，其結(jié)合有至少一種多價(jià)過氧陰離子。
`[0019]如過硫酸根(S2082-)等多價(jià)過氧化陰離子被限制在聚陽離子纖維的表面上，于該處它們起到局部氧化劑的作用。在使用含有多價(jià)過氧陰離子(例如，S2082-)的溶液洗滌陽離子纖維之后，利用離子交換反應(yīng)制備所獲得的反應(yīng)性纖維材料。過氧化陰離子受到對于纖維表面的靜電吸引力的限制，直至其分解為一價(jià)陰離子自由基(例如，S04-)，由此賦予纖維強(qiáng)氧化能力。這一方法是有利的，原因之一在于，如過硫酸根陰離子等的活化不需要光，這使該反應(yīng)性纖維可用于許多水環(huán)境。例如，所述纖維可以被制成過濾系統(tǒng)，用于處理大量具有彌漫性污染物的水。此外，用過的陽離子纖維可以通過離子交換用一組新的S2082-陰離子恢復(fù)，使反應(yīng)性過濾體可被再使用。
[0020]所使用的纖維可以具有聚陽離子外表面以提供與過氧陰離子的結(jié)合點(diǎn)，所述過氧陰離子給予反應(yīng)性纖維材料其強(qiáng)氧化能力。這可以基于對材料的選擇而天然存在，或者通過如涂布等表面改性而實(shí)現(xiàn)。適當(dāng)?shù)睦w維包括聚陽離子鹽或在本在其外表面呈聚陽離子性的纖維。
[0021]為將多價(jià)過氧陰離子(例如，過硫酸根)限制在有限空間，可以使用在水性系統(tǒng)中呈陽離子性的纖維，如氧化鋁、氧化鈰或氧化鋯。另外，可以使用如碳纖維、氧化鋅、氧化鎳等纖維。所述纖維可以單獨(dú)或者與另一種組合使用。由此類材料制造的纖維天然或固有地提供聚陽離子外表面。在一些實(shí)施方式中，優(yōu)選的是無機(jī)纖維。
[0022]作為另外一種選擇，在一些應(yīng)用中，可以用陽離子聚合物涂布中性或陰離子纖維(例如，二氧化硅，無機(jī)/有機(jī)復(fù)合材料、纖維素驅(qū)動碳纖維、碳納米管、剝離石墨烯、氧化鈦、氧化錫等)，以對其表面賦予正電荷。適當(dāng)?shù)木酆衔锿繉影ǖ幌抻诰?乙烯亞胺)、聚(二烯丙基二甲基氯化銨)及其組合。也可以使用生物聚合物，如殼聚糖、膠原蛋白、羊毛等。聚(乙烯亞胺)或聚(二烯丙基二甲基氯化銨)都是作為聚陽離子的優(yōu)異選擇，并且可以通過浸涂或其他工序涂布至纖維上，以使選定纖維的表面即使在具有本來不帶電或帶負(fù)電的狀態(tài)時(shí)也能帶正電。在一些實(shí)施方式中，可以將墊或過濾體的多根纖維一起涂布，而不是在組裝為墊或過濾體之前將單獨(dú)的纖維涂布。
[0023]在一些實(shí)例中，可以處理基底纖維以使其呈陰離子性。例如，可以將纖維在臭氧流下或者通過氧等離子氧化，這將獲得高密度的羧酸根，其在pH>5時(shí)呈陰離子性。也可以采用亞磺化技術(shù)在纖維上創(chuàng)建硫酸根基團(tuán)，以創(chuàng)建聚陰離子。這在較大規(guī)模時(shí)是優(yōu)選的，而在較小的規(guī)模時(shí)可以優(yōu)選氣相處理。 [0024]為使該纖維具有反應(yīng)性(例如，氧化性)，可以將該纖維浸在過氧化陰離子的溶液中。適當(dāng)?shù)亩鄡r(jià)過氧化陰離子包括但不限于過硫酸根(S2082-)、過氧二磷酸根(P2084-)、過硅酸根(Si042_)或過硼酸根(B204(0H)42-)。它們的來源可以是含有它們的化合物(如其鹽)的溶液。具體可以使用鉀鹽、鈉鹽和銨鹽(例如，Na2S208)。過硫酸根在本文的大部分討論中被引用，但請注意，任何多價(jià)過氧化陰離子都起作用；各自具有其自身的優(yōu)勢。多價(jià)過氧陰離子可以是二價(jià)陰離子、三價(jià)陰離子或四價(jià)陰離子或其組合。不受限于理論，據(jù)信由于這些氧化陰離子通常為二價(jià)或四價(jià)陰離子，它們將立即置換纖維表面上的任何一價(jià)陰離子，并且即使表面被洗滌也保留在那里。這一程序可以在單獨(dú)的纖維上或者在纖維的集束(例如在預(yù)制膜、墊或過濾體中)的表面上一步完成。使給定量的纖維具有反應(yīng)性所需的溶劑體積取決于如纖維形狀、體積堆積密度等因素。在一些實(shí)例中，約IOOmL過硫酸鹽溶液將處理Ig纖維，其取決于纖維來源。在纖維墊中，考慮約IOmL過硫酸鹽將處理厚度為約300 μ m的直徑為49_的過濾體。對于不同纖維、新過濾體或使用過的過濾體的不同情況會需要更多或更少的量。
[0025]置換一價(jià)陰離子的能力使得可通過簡單地將用過的纖維與新制的多價(jià)過氧化陰離子的來源接觸使纖維迅速且容易地恢復(fù)。
[0026]被表面所限制的多價(jià)過氧陰離子可以通過各種途徑(紫外光、熱、過渡金屬離子)活化，以提供反應(yīng)性自由基形式的氧化劑(例如，S04-自由基)，所述氧化劑可以氧化如水和氣體等流體流中的有機(jī)污染物。由此，與這些纖維接觸的流體流使得有機(jī)污染物與活化的反應(yīng)性纖維接觸。污染物通過當(dāng)前活化的過氧自由基的強(qiáng)氧化能力而被氧化。以此方式，流體流得到處理，從而除去存在于流體流中的至少一部分有機(jī)污染物。可被處理的有機(jī)污染物的清單包括但不限于芳香族有機(jī)化合物、多氯聯(lián)苯、苯、甲苯、乙苯、二甲苯、1，1-二氯乙烷、1,2-二氯苯、1,3-二氯苯、氯乙烯、二氯甲烷、氯仿、艾氏劑、氯丹、DDT、狄氏劑、異狄氏劑、七氯、六氯苯、滅蟻靈、多氯聯(lián)苯、多氯二苯并對二噁英、多氯二苯并呋喃和毒殺芬及其組合。
[0027]反應(yīng)性纖維材料可以通過將陽離子纖維在過氧化陰離子的溶液中浸涂而創(chuàng)建。處理可以在其中在活化步驟中局部釋放氧化劑的纖維進(jìn)行。一旦纖維中存在氧化劑，則可以通過將其再次浸涂而使纖維恢復(fù)。反應(yīng)一般性描述如下。應(yīng)該容易理解，涉及使流體流與纖維材料接觸的處理步驟發(fā)生在活化與恢復(fù)之間。[0028]氧化鋁在結(jié)構(gòu)上比較堅(jiān)固并且容易被制成所期望的過濾系統(tǒng)，因而對于聚陽離子過濾體而言是一個好選擇。氧化鋁在酸性和中性pH(pKa=7~9)時(shí)呈陽離子性。有利的是，當(dāng)與氧化劑接觸時(shí)，氧化鋁也不容易降解。如圖3所示，氧化鋁的ζ電位在中性和酸性條件下是正的，但當(dāng)添加二價(jià)陰離子時(shí)，它們強(qiáng)烈地吸附于表面，導(dǎo)致電荷抵消(在硫酸根的情形中)甚至電荷逆轉(zhuǎn)(在S203的情形中)。硫酸根二價(jià)陰離子的添加將表面完全中和，而S203 二價(jià)陰離子結(jié)核得如此牢固以致其對表面賦予負(fù)電荷，如圖3a所證實(shí)。通過比較，如圖3b所示，一價(jià)陰離子結(jié)合得遠(yuǎn)沒有那么牢固，這由其對于ζ電位的小得多的影響所證實(shí)。多價(jià)過氧陰離子的更強(qiáng)的結(jié)合可以被有利地利用來置換一價(jià)陰離子，從而使用過的纖維再帶電。此前已經(jīng)描述過具有可容納大量過氧化陰離子的極大表面積的氧化鋁纖維的合成。隨著過氧化陰離子被消耗，一價(jià)陰離子可以留下與纖維結(jié)合。通過將用過的纖維與新制的多價(jià)過氧化陰離子接觸，一價(jià)陰離子被置換，并且纖維再帶電。據(jù)信其他天然陽離子性的纖維將表現(xiàn)出相似的性質(zhì)。
[0029]其他非陽離子纖維可以通過使用適當(dāng)?shù)木坳栯x子材料(如聚陽離子聚合物等)處理而對其表面賦予陽離子性。PEI (聚(乙烯亞胺))可以被質(zhì)子化，因此在約ρΗ9以下能夠具有大量陽離子中心。這種涂層適用于利用較弱的氧化劑(如過硅酸鹽)的應(yīng)用，因?yàn)樗鼈儠蝗邕^硫酸鹽等較強(qiáng)的氧化劑破壞。由于PEI和其他聚陽離子可以通過浸涂而作為單層涂布，因此易于根據(jù)需要在使用后恢復(fù)該涂層。
[0030]如上所述，多價(jià)過氧陰離子(例如過硫酸根)可以通過各種手段活化，以提供反應(yīng)性自由基(例如，S04-)。例如，由反應(yīng)性纖維制造的過濾體可以被加熱、用紫外光照射或者用如FeS04、FeC12等過渡金屬絡(luò)合物處理，以加速活性自由基的產(chǎn)生。通?？梢约訜嶂磷阋允龟庪x子活化的任何溫度。示例性溫度包括約20°C、約30°C、約40°C、約50°C、約80°C、約90°C，以及這些值中任意二者之間的范圍。例如，此處所述的方法和設(shè)備可以在如織物染色(其可在約80°C~90°C進(jìn)行)等應(yīng)用中用于廢水流中。如果需要，可以利用嵌在由反應(yīng)性纖維制得的過濾體中的電阻絲先進(jìn)行加熱，以使加熱在過濾體自身的局部發(fā)生，與將待處理的全部溶液加熱相比節(jié)省了大量能量。被使用(或用過)的過濾體或纖維可以通過引入含有多價(jià)過氧陰離子(例如，過硫酸根陰離子)的水溶液而再生。圖4中示意性顯示出過濾系統(tǒng)在線再生的概念圖。因此，采用`另外的多價(jià)過氧陰離子(例如，過硫酸根)可以原位進(jìn)行陽離子過濾體的再生，無需對過濾體進(jìn)行任何特別處理。
[0031]如圖4中所描繪，在處理過程中，由本文所述的反應(yīng)性纖維材料制得的過濾體或纖維墊被設(shè)置為與擬處理的流體流接觸。過濾體可以預(yù)先被活化，或者被原位活化，以在反應(yīng)性纖維材料表面提供反應(yīng)性自由基。然后使流體流流動，以與反應(yīng)性纖維材料接觸，由此與流體流中的至少一部分有機(jī)污染物接觸并對其氧化。一旦所期望的處理得到實(shí)現(xiàn)，或者已達(dá)到過濾體的反應(yīng)性電位，則可將過濾體恢復(fù)。通過對系統(tǒng)中適當(dāng)?shù)拈y和導(dǎo)管的操控，含有多價(jià)過氧陰離子的溶液漫過并穿過過濾體。在進(jìn)行這種接觸時(shí)，多價(jià)過氧陰離子置換用過的一價(jià)陰離子，從而獲得可用于處理另外的流體流的含有反應(yīng)性纖維材料的恢復(fù)的過濾體?？梢远啻沃貜?fù)該循環(huán)。
[0032]除過硫酸鹽以外的其他材料可被用作過氧陰離子。在需要其極高氧化能力(Ev=2.7V)的情形中可以使用過硫酸鹽。但是，過硫酸鹽并非總是與涂布的有機(jī)纖維相容，因?yàn)樗赡苎趸w維自身的有機(jī)物。因此，有時(shí)可以選擇其他氧化劑?？梢赃x擇過氧二磷酸鹽，因?yàn)樗撬膬r(jià)陰離子，由此將更牢固地結(jié)合于聚陽離子表面(直至通過熱、光或化學(xué)觸發(fā)劑破壞)，并且在采用極稀的溶液的應(yīng)用中較理想。過氧二磷酸鹽化合物已經(jīng)被認(rèn)知超過80年，并曾被用于如頭發(fā)漂白等商業(yè)應(yīng)用中。其具有高于臭氧的氧化能力(Ev=2.07V)，因此對于本應(yīng)用而言是優(yōu)異的選擇。
[0033]其他過氧陰離子包括過硅酸根和過硼酸根，其作為較溫和的二價(jià)陰離子可能可用于其中需要有機(jī)過濾材料的特定應(yīng)用中。
[0034]在常規(guī)系統(tǒng)中，氧化劑并非作為過濾體的一部分制造，或者必須與過濾體以濕潤的狀態(tài)運(yùn)輸。但是，如本文所述，多價(jià)過氧陰離子牢固地結(jié)合成為構(gòu)成過濾體或過濾墊的反應(yīng)性纖維材料的一部分。這種過濾體或墊可以以未活化的狀態(tài)存儲和干燥地運(yùn)輸。一旦到達(dá)地點(diǎn)，可將過濾體原位活化。一旦活化，一價(jià)自由基(例如，S04-)具有高于臭氧的氧化電位(并且?guī)缀跖c羥基自由基一樣高)，而如本文所討論，其被限制在非常適于原位處理大量水或其他流體的纖維表面。在一些情形中，活化僅需要溫和加熱，這可以可選地通過埋入的電阻加熱器提供。因此，可以處理深處和暗處的水，這點(diǎn)優(yōu)于基于紫外或光的過濾體。該系統(tǒng)的一個優(yōu)點(diǎn)在于，事實(shí)上沒有不必要的物質(zhì)進(jìn)入所處理的水體中。
[0035]過濾體的活性可以通過與過硫酸根陰離子反應(yīng)而再生。過濾系統(tǒng)能夠通過在線處理再生，這與其他不可再使用的反應(yīng)性過濾系統(tǒng)相比有顯著優(yōu)勢。
[0036]本文所述的反應(yīng)性纖維通過本領(lǐng)域公知技術(shù)可以被組裝成纖維墊或過濾體。一種簡單的方法是形成纖維漿料并將其過濾以制造纖維墊。根據(jù)應(yīng)用，纖維可以是無規(guī)的或者是以特定方式取向的?？梢圆捎萌鐚{料注塑在網(wǎng)上等其他方法。如果纖維具有足夠高的縱橫比，則其交纏在一起。否則，可以添加少量粘合劑以將它們保持在一起。
[0037]重要的是，纖維墊或過濾體可以由與多價(jià)過氧陰離子反應(yīng)前的纖維制得，或者可以先形成墊或過濾體，再與多價(jià)過氧陰離子反應(yīng)。無論哪種方法，最終結(jié)果都是獲得憑借結(jié)合于其外表面的多價(jià)過氧陰離子而具有反應(yīng)性的墊或過濾體。
`[0038]以上描述及以下實(shí)例本質(zhì)上都意在說明，不應(yīng)認(rèn)為限制了本發(fā)明的范圍。
[0039]實(shí)施例
[0040]實(shí)施例1:氧化鋁過硫酸鹽纖維的制備
[0041]可以通過以下方式制造反應(yīng)性纖維材料:將一定量的氧化鋁纖維(市售)與含有來自過硫酸鹽的過硫酸根陰離子(0.0OlmM~1M)的溶液在約20°C~約30°C混合I分鐘~約I至15分鐘。然后將所獲得的纖維與液體分離，以獲得具有結(jié)合于其外表面的過硫酸根的反應(yīng)性纖維。
[0042]
陽離子纖維|g I過硫酸鹽[SS
氧化紹 I Na2S208100 0.0OlmM ~IM
氧化紹 I K2S208100 0.0OlmM ~IM
氧化紹 ? (NH4) 2K2S08~100 0.0OlmM ~IM
[0043]實(shí)施例2:氧化鈰過硫酸鹽纖維的制備
[0044]通過以下方式制造反應(yīng)性纖維材料:將一定量的氧化鈰纖維(市售)與含有來自過硫酸鹽的過硫酸根陰離子(0.0OlmM~1M)的溶液在約20°C~約30°C混合I分鐘~約I至約15分鐘。然后將所獲得的纖維與液體分離，以獲得多束具有結(jié)合于其外表面的過硫酸根的反應(yīng)性纖維。
[0045]
【權(quán)利要求】
1.一種纖維材料，所述纖維材料包含: 界定了帶正電的外表面的纖維； 與所述帶正電的外表面結(jié)合的至少一種多價(jià)過氧陰離子。
2.如權(quán)利要求1所述的纖維材料，其中所述至少一種多價(jià)過氧陰離子通過電荷-電荷相互作用而結(jié)合。
3.如權(quán)利要求1所述的纖維材料，其中所述纖維自身帶正電，由此提供所述帶正電的外表面。
4.如權(quán)利要求1所述的纖維材料，其中所述纖維為在水溶液中呈陽離子性的無機(jī)纖維。
5.如權(quán)利要求1所述的纖維材料，其中所述纖維選自碳納米管、纖維素、碳纖維、氧化鋅、氧化鎳、氧化鋁、氧化鈰及其組合。
6.如權(quán)利要求1所述的纖維材料，其中所述帶正電的外表面包含在所述纖維上的聚陽離子聚合物涂層。
7.如權(quán)利要求6所述的纖維材料，其中所述纖維至少部分地涂布有聚陽離子聚合物，以便為所述纖維提供帶正電的外表面。
8.如權(quán)利要求6所述的纖維材料，其中所述帶正電的外表面包含至少部分地涂布所述纖維的聚陽離子聚合物。
9.如權(quán)利要求6所述的纖維材料，其中所述聚陽離子聚合物選自聚(乙烯亞胺)、聚(二烯丙基二甲基氯化銨)、聚丙烯酰胺、高分子量季胺、生物聚合物及其組合。
10.如權(quán)利要求1所述的纖維材料，其中界定所述帶正電的外表面的纖維包括至少部分地涂布有陽離子聚合物的帶負(fù)電的或中性的纖維。
11.如權(quán)利要求1所述的纖維材料，其中所述過氧陰離子選自過硫酸根(s2o82-)、過氧二磷酸根(P2O84O、過硅酸根(Si042_)、過硼酸根(B2O4(OH)42O及其組合。
12.如權(quán)利要求1所述的纖維材料，其中所述纖維包含處于水溶液中的天然聚陽離子外表面，并且所述過氧陰離子選自過硫酸根(S2O82O、過氧二磷酸根(P2O84O、過硅酸根(Si042_)、過硼酸根(B2O4(OH)42O及其組合。
13.如權(quán)利要求1所述的纖維材料，其中所述纖維選自氧化鋁、氧化鈰及其組合，并且所述過氧陰離子選自過硫酸根(S2O82O、過氧二磷酸根(P2O84O、過硅酸根(SiO42O、過硼酸根(B2O4(OH)42O 及其組合。
14.如權(quán)利要求1所述的纖維材料，其中所述纖維為氧化鋁，并且過氧陰離子為過硫酸根。
15.如權(quán)利要求1所述的纖維材料，其中所述纖維至少部分地涂布有聚陽離子聚合物，并且所述過氧陰離子為過硅酸根。
16.一種纖維墊，所述纖維墊包含: 多根纖維，其中所述多根纖維各自包含界定了帶正電的外表面的纖維，和通過電荷-電荷相互作用與所述帶正電的外表面結(jié)合的至少一種多價(jià)過氧陰離子。
17.如權(quán)利要求15所述的纖維墊，其中所述至少一種多價(jià)過氧陰離子通過電荷-電荷相互作用而結(jié)合。
18.—種凈化流體流的方法，所述方法包括:使所述流體流與纖維材料接觸，所述纖維材料包含界定了帶正電的外表面的纖維和與所述帶正電的外表面結(jié)合的至少一種多價(jià)過氧陰離子。
19.如權(quán)利要求17所述的方法，其中所述至少一種多價(jià)過氧陰離子通過電荷-電荷相互作用而結(jié)合。
20.如權(quán)利要求17所述的方法，其中所述流體流為氣體或液體。
21.如權(quán)利要求17所述的方法，其中所述至少一種多價(jià)過氧陰離子在所述接觸步驟之前通過紫外光、熱、與過渡金屬離子反應(yīng)或者其組合而活化。
22.如權(quán)利要求17所述的方法，其中所述流體流包含至少一種擬從所述流體流中除去的有機(jī)污染物。
23.如權(quán)利要求17所述的方法，其中所述至少一種有機(jī)污染物包括苯、甲苯、乙苯、二甲苯、1，1-二氯乙烷、1,2-二氯苯、1,3-二氯苯、氯乙烯、二氯甲烷、氯仿、艾氏劑、氯丹、DDT、狄氏劑、異狄氏劑、七氯、六氯苯、滅蟻靈、多氯聯(lián)苯、多氯二苯并對二噁英、多氯二苯并呋喃和毒殺芬及其組合。
24.如權(quán)利要求17所述的方法，所述方法還包括: 在纖維上所結(jié)合的多價(jià)過氧陰離子與所述流體流接觸之后，通過將所述纖維與含有所述多價(jià)過氧陰離子的水溶液接觸而使纖維上所結(jié)合的多價(jià)過氧陰離子再生。
25.如權(quán)利要求17所述的方法，其中所述纖維包含氧化鋁，并且所述多價(jià)過氧陰離子包含過硫酸根。
26.—種制造纖維的方法，所述方法包括: 提供包含聚陽離子外表面的纖維； 將所述具有聚陽離子外表面的纖維與包含至少一種過氧陰離子的溶液接觸。
27.如權(quán)利要求25所述的方法，其中提供所述纖維的步驟包括用在水溶液中呈聚陽離子性的聚合物至少部分地涂布纖維的步驟。
28.如權(quán)利要求25所述的方法，其中所述聚陽離子聚合物選自聚(乙烯亞胺)、聚(二烯丙基二甲基氯化銨)、聚丙烯酰胺、高分子量季胺、生物聚合物及其組合。
29.如權(quán)利要求26所述的方法，其中所述纖維選自碳納米管、纖維素、碳纖維、氧化鋅、氧化鎳、氧化鋁、氧化鈰及其組合。
30.如權(quán)利要求25所述的方法，其中所述至少一種過氧陰離子選自過硫酸根(S2O82O、過氧二磷酸根(P2O84O、過硅酸根(Si042_)、過硼酸根(B2O4(OH)42O及其組合。
31.如權(quán)利要求25所述的方法，其中所述纖維為氧化鋁，并且過氧陰離子為過硫酸根。
32.如權(quán)利要求25所述的方法，其中所述纖維至少部分地涂布有聚陽離子聚合物，并且所述過氧陰離子為過硅酸根。
【文檔編號】D06M11/50GK103687819SQ201180072379
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2011年8月19日 優(yōu)先權(quán)日:2011年8月19日
【發(fā)明者】李光烈, S·A·米勒 申請人:英派爾科技開發(fā)有限公司