EP2060313A2

Method for fractioning oxidic nanoparticles with cross-stream membrane filtration

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Fraktionierung einer Dispersion oxidischer Nanopartikel, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass mindestens ein Verfahrensschritt ein Membran-Querstromfiltrationsschritt ist, wobei die Überströmung der Membran mit der Dispersion durch angetriebene rotierende Teile erzeugt wird. Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin Dispersionen oxidischer Nanopartikel, die durch das erfindungsgemäße Verfahren erhältlich sind.

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21 claims: 3 independent, 18 dependent

  1. 1
    Verfahren zur Fraktionierung einer Dispersion oxidischer Nanopartikel, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Verfahrensschritt ein Membran-Querstromfiltrationsschritt ist, wobei eine Überströmung der Membran mit der Dispersion durch angetriebene rotierende Teile erzeugt wird.
  2. 2
    Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dispersion direkt über der Membran gerührt wird.
  3. 3
    Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Filtrationsschritt als Filtrationsmittel eine Membran mit einem Porendurchmesser zwischen 0,01 µm und 5 µm verwendet wird.
  4. 4
    Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Filtrationsschritt als Filtrationsmittel eine Membran mit einem Porendurchmesser zwischen 0, 1 µm und 1 µm verwendet wird.
  5. 5
    Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Filtrationsschritt bei einer mittleren Überströmgeschwindigkeit der Dispersion über die Membran zwischen 5 und 25 m/s erfolgt.
  6. 6
    Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Filtrationsschritt bei einer mittleren Überströmgeschwindigkeit der Dispersion über die Membran von mindestens 8 m/s erfolgt.
  7. 7
    Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Filtrationsschritt bei einer mittleren Überströmgeschwindigkeit der Dispersion über die Membran von mindestens 10 m/s erfolgt.
  8. 8
    Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die oxidischen Nanopartikel Partikel aus Titanoxid, Ceroxid, Aluminiumoxid, Siliziumdioxid, Zirkoniumdioxid, Zinkoxid, Indiumzinnoxid, Antimonzinnoxid, Bariumtitanat oder aus Mischoxiden sind, die diese Komponenten enthalten.
  9. 9
    Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Filtrationsschritt mindestens einem Verfahrensschritt folgt, in dem eine Vermahlung erfolgt.
  10. 10
    Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Vermahlung mit einer Kugelmühle, Rührwerkskugelmühle oder einer wet-jet-mill vorgenommen wird.
  11. 11
    Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Retentat des Filtrationsschrittes über eine Diafiltration gewaschen wird.
  12. 12
    Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Retentat des Filtrationsschrittes in den Vermahlungsschritt zurückgeführt wird.
  13. 13
    Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Filtrat des Filtrationsschrittes in einem weiteren Separationsschritt aufkonzentriert wird.
  14. 14
    Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der nachfolgende Separationsschritt ein Ultrafiltrationsschritt ist.
  15. 15
    Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 13 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Klarlauf des weiteren Separationsschrittes in den vorherigen Filtrationsschritt zurückgeführt wird.
  16. 16
    Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Filtrationsschritt mit einer periodischen Rückspülung der Membran erfolgt.
  17. 17
    Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgangsdispersion vor dem Membran-Querstromfiltrationsprozess verdünnt wird.
  18. 18
    Dispersion oxidischer Nanopartikel erhältlich durch ein Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 17.
  19. 19
    Dispersion nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens 50 % der Nanopartikel einen Partikeldurchmesser kleiner gleich 80 nm aufweisen.
  20. 20
    Dispersion nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens 50 % der Nanopartikel einen Partikeldurchmesser kleiner gleich 50 nm aufweisen.
  21. 21
    Dispersion nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens 50 % der Nanopartikel einen Partikeldurchmesser kleiner gleich 30 nm aufweisen.
Independent claims21