用于生成氧气的设备制造技术

本发明专利技术涉及一种用于生成氧气的设备，所述设备包括用于容纳用于生成氧气的组合物的至少一个反应室，所述组合物包含由以下各项组成的成分组合：至少一种氧源、至少一种离子液体和至少一种金属氧化物化合物；用于保持所述氧源、所述离子液体和所述金属氧化物化合物中的至少一者与剩余成分物理上分离的装置；用于建立所述氧源、所述离子液体和所述金属氧化物化合物的物理接触的装置；以及用于允许氧气离开所述反应室的装置，其中所述金属氧化物化合物为单一金属或两种或更多种不同金属的氧化物，所述金属选自元素周期表第2至14族的金属，并且其中所述氧源包括过氧化物化合物。

【技术实现步骤摘要】
用于生成氧气的设备本专利技术涉及用于生成氧气的设备。人类在没有氧气的情况下无法生存。然而，在许多环境中，氧气供应不足或存在涉及氧气短缺的紧急情况，例如在潜水艇、矿井、太空舱以及空中飞机中。空气压力随着飞行高度的增加而降低，并且在许多飞行器，特别是远程飞行器的巡航高度处，人类不再有充足的氧气可用。因此，对飞行器座舱进行加压以便确保充足的氧气供应。在飞行器座舱突然减压的情况下，必须有可用的氧气面罩，其为机组人员和乘客提供氧气，直到飞机到达有充足氧气可用的飞行高度。由这些应急系统提供的氧通常由所谓的“氯酸盐蜡烛”或“氧气蜡烛”产生。这些化学氧气发生器含有作为氧源的氯酸盐或高氯酸盐，以及各种添加剂诸如燃料、催化剂、粘合剂和调节剂。氯酸盐蜡烛常常呈圆柱形棒的形式，即它们具有与蜡烛相似的形状。氯酸盐蜡烛公开于例如WO97/43210中。已知的氯酸盐蜡烛需要发生氧气产生的高温。也就是说，在氯酸盐蜡烛中，氧气在450℃与700℃之间的温度下释放。因此，需要对氯酸盐蜡烛的有效热绝缘，这导致重量和尺寸上的罚分。此外，氯酸盐和高氯酸盐的分解往往产生毒性副产物，具体地氯气，而氯气必须从氧气流中除去，因此另外添加了尺寸和重量。此外，存在系统故障的风险。在氯酸盐蜡烛中，反应区通常是液态的，即从点火开始就存在行进穿过蜡烛的液区。在其他方面固体蜡烛中的液区使蜡烛明显地不稳定，使得机械冲击或甚至轻微的振动可能导致蜡烛部分分离，因此中断热传递并中止氯酸盐或高氯酸盐分解。在这种情况下，尽管氧气仍是极其需要的，但是氧气产生可能被中断。不同类型的化学氧气发生器使用过氧化物作为氧源，所述过氧化物例如过碳酸钠、过硼酸钠或过氧化氢的脲加合物。过氧化物的分解产生氧气，并且可以通过使过氧化物化合物与适当的酶或过渡金属催化剂接触来开始分解反应。这种类型的化学氧气发生器公开于US2035896、WO86/02063、JPS61227903和DE19602149中。许多已知的基于过氧化物的氧气发生器使用水来提供过氧化物与催化剂之间的接触。不幸的是，水在0℃下冻结，并且因此低于0℃可能无氧气产生，而一些紧急系统必须在0℃以下操作。另外，过氧化物在水性溶液中的分解可能导致反应混合物的剧烈起泡。因此，含有基于过氧化物的氧气生成组合物的氧气生成设备必须具有复杂的结构。将有益的是提供对以上概述的现有技术的至少一些问题的解决方案，并且提供用于生成氧气的设备，所述设备能够在宽的温度范围内(并且优选地包括冰点以下的温度)可靠且连续地产生可吸入氧气。所产生的氧气应处于低温，优选低于150℃下，并且进一步优选不含有毒或其他有害组分诸如氯气或一氧化碳。也将有益的是提供能够在延长的时间段内并且以显著流速产生氧气的设备。将进一步有益的是提供用于生成氧气的设备，所述设备具有最小空间需要并且质轻和结构简单。本专利技术的示例性实施方案包括用于生成氧气的设备，所述设备包括用于容纳用于生成氧气的组合物的至少一个反应室，所述组合物包含由以下各项组成的成分组合：至少一种氧源、至少一种离子液体和至少一种金属氧化物化合物；用于保持所述氧源、所述离子液体和所述金属氧化物化合物中的至少一者与剩余成分物理上分离的装置；用于建立所述氧源、所述离子液体和所述金属氧化物化合物的物理接触的装置；以及用于允许氧气离开所述反应室的装置，其中所述金属氧化物化合物为单一金属或两种或更多种不同金属的氧化物，所述金属选自元素周期表第2至14族的金属，并且其中所述氧源包括过氧化物化合物。本专利技术的示例性实施方案还包括用于生成氧气的设备的装料组分，所述装料组分包含氧源制剂和/或离子液体制剂和/或金属氧化物化合物制剂，其中所述氧源制剂包含过氧化物化合物，所述离子液体制剂至少在-10℃至+50℃的温度范围内呈液态，并且所述金属氧化物化合物制剂包含单一金属或两种或更多种不同金属的氧化物，所述金属选自元素周期表第2至14族的金属。本专利技术的示例性实施方案基于全新概念，即离子液体用于化学氧气生成组合物中的用途。本专利技术的概念的技术实施方式包括用于生成氧气的组合物、用于由这种组合物生成氧气的方法、含有所述组合物的用于生成氧气的设备，以及离子液体在所述组合物中作为分散剂或溶剂和/或作为散热剂和/或用于使氧气在延长的时间段内从所述组合物中释放的用途。本专利技术的实施方式还包括呈试剂盒形式的组合物，即呈防止所述组合物的为引发和支持氧气生成所需的所有成分可能彼此发生物理接触的形式。本专利技术的实施方式还包括：所述试剂盒特别适于填充或再填充根据本专利技术的用于生成氧气的设备。如可容易地理解的，所述组合物的成分是相同的，而不论本专利技术的技术实施方式是如何设想的。因此，用于具体实施方式所提供的任何公开内容，诸如组合物、设备、方法或用途类似地适用于本专利技术的其他实施方式。下文的实施方案1至83构成了本专利技术的示例性实施方式。1.一种用于生成氧气的组合物，其包含至少一种氧源，至少一种离子液体，以及至少一种金属氧化物化合物，其中-所述氧源包括过氧化物化合物，-所述离子液体至少在-10℃至+50℃的温度范围内呈液态，并且-所述金属氧化物化合物为单一金属或两种或更多种不同金属的氧化物，所述金属选自元素周期表第2至14族的金属。2.根据实施方案1所述的组合物，其中所述氧源和所述金属氧化物化合物、或所述氧源和所述离子液体、或所述金属化合物化合物和所述离子液体彼此不物理接触。3.根据实施方案1或2所述的组合物，其中所述氧源选自碱金属过碳酸盐、碱金属过硼酸盐、脲过氧化氢及其混合物。4.根据实施方案1至3中任一项所述的组合物，其中所述氧源为Na2CO3x1.5H2O2、NaBO3x4H2O、NaBO3xH2O和脲过氧化氢中的一种或多种。5.根据实施方案1至4中任一项所述的组合物，其中所述离子液体为至少一种具有阳离子和阴离子的盐，其中所述阳离子选自由以下各项组成的组：咪唑鎓、吡咯烷鎓、铵、胆碱、吡啶鎓、吡唑鎓、哌啶鎓、鏻和锍阳离子，并且其中所述阳离子可以具有至少一个取代基。6.根据实施方案1至5中任一项所述的组合物，其中所述离子液体为至少一种具有阳离子和阴离子的盐，其中所述阴离子选自由以下各项组成的组：二甲磷酸根、甲基硫酸根、三氟甲基磺酸根、双(三氟甲基磺酰基)酰亚胺、氯离子、溴离子、碘离子、四氟硼酸根和六氟磷酸根。7.根据实施方案1至6中任一项所述的组合物，其中所述离子液体选自由以下各项组成的组：-丁基三甲基铵双(三氟甲基磺酰基)酰亚胺([Me3BuN]TFSI)-1-丁基-3-甲基咪唑三氟甲烷磺酸盐(BMImOTf)、-1-丁基-3-甲基咪唑二甲基磷酸盐(BMImPO4Me2)、-1-丁基-3-甲基咪唑甲基硫酸盐(BMImSO4Me)、-1，1-丁基甲基吡咯烷双(三氟甲基磺酰基)酰亚胺(BmpyrTFSI)、-1，3-二甲基咪唑二甲基磷酸盐(MMImPO4Me2)、-1，3-二甲基咪唑甲基硫酸盐(MMImSO4Me)。8.根据实施方案1至7中任一项所述的组合物，其中所述金属氧化物化合物为任选呈不同氧化态的含有单一金属的至少一种氧化物。9.根据实施方案1至8中任一项所述的组合物，其中所述金属氧化物化合物为MnO2、Co3O4、CrO3、Ag2O、CuO和PbO2中的一种或多种。10.根据实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于生成氧气的设备，其包括用于容纳用于生成氧气的组合物的至少一个反应室，所述组合物包含由以下各项组成的成分组合：至少一种氧源、至少一种离子液体和至少一种金属氧化物化合物，‑用于保持所述氧源、所述离子液体和所述金属氧化物化合物中的至少一者与剩余成分物理上分离的装置，‑用于建立所述氧源、所述离子液体和所述金属氧化物化合物的物理接触的装置，以及‑用于允许氧气离开所述反应室的装置，其中所述金属氧化物化合物为单一金属或两种或更多种不同金属的氧化物，所述金属选自元素周期表第2至14族的金属，并且其中所述氧源包括过氧化物化合物。

【技术特征摘要】
2016.11.18 EP 16199637.61.一种用于生成氧气的设备，其包括用于容纳用于生成氧气的组合物的至少一个反应室，所述组合物包含由以下各项组成的成分组合：至少一种氧源、至少一种离子液体和至少一种金属氧化物化合物，-用于保持所述氧源、所述离子液体和所述金属氧化物化合物中的至少一者与剩余成分物理上分离的装置，-用于建立所述氧源、所述离子液体和所述金属氧化物化合物的物理接触的装置，以及-用于允许氧气离开所述反应室的装置，其中所述金属氧化物化合物为单一金属或两种或更多种不同金属的氧化物，所述金属选自元素周期表第2至14族的金属，并且其中所述氧源包括过氧化物化合物。2.根据权利要求1所述的设备，其中所述用于允许氧气离开所述反应室的装置选自透气膜、玻璃料和分子筛。3.根据权利要求1或2所述的设备，其中所述反应室包括用于接收所述氧源、所述离子液体和所述金属氧化物化合物中的至少一者的第一隔室，和用于接收其他成分的第二隔室。4.根据权利要求1至3中任一项所述的设备，其中所述用于保持所述氧源、所述离子液体和所述金属氧化物化合物中的至少一者物理上分离的装置包括在所述室内的用于接收所述氧源、所述离子液体和所述金属氧化物化合物中的至少一者的至少一个接受器。5.根据权利要求1至4中任一项所述的设备，其中所述用于保持所述氧源、所述离子液体和所述金属氧化物化合物中的至少一者物理上分离的装置包括在所述第一隔室与所述第二隔室之间的膜、箔或玻璃板。6.根据权利要求1至5中任一项所述的设备，其中所述用于建立物理接触的装置包括注射器或定量机构，或包括用于破坏所述用于保持所述组分物理上分离的装置的设备，和用于启动所述设备的启动机构。7.根据权利要求1至6中任一项所述的设备，其中所述用于破坏的设备为实心板、格...

【专利技术属性】
技术研发人员：F屈恩，FJ格罗赫，C卡尔法斯，
申请(专利权)人：古德里奇照明系统有限责任公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE