用于去除空气污染物的凝胶制造技术

本发明专利技术提供了可与空气中的空气污染物反应的凝胶以及制备所述凝胶的方法。所述凝胶用于去除室内环境中的气载污染物。

Gel for removing air pollutants

The invention provides a gel which can react with air pollutants in air and a method for preparing the gel. The gel is used to remove airborne pollutants in the indoor environment.

【技术实现步骤摘要】
用于去除空气污染物的凝胶许多国家的快速经济发展已导致环境污染加剧。具体地，因使用与诸如装饰材料、家具、烟草和家用电器等物品的生产相关联的各种化学品而引起的室内环境污染日益受到关注。在新住宅建筑中发现许多电器、家具和涂漆表面会释放挥发性有机化合物(VOC)。VOC包括烃、羰基化合物、有机酸、有机过氧化物、有机硫化合物、有机卤化物等。VOC在暴露于光线时也可参与和大气中的氮氧化物及硫化物的光化学反应，并形成高毒性光化学烟雾。已经发现许多VOC是致癌的或可疑致癌物质(诸如甲醛、苯、四氯乙烯、三氯乙烷、三氯乙烯等)。室内空气VOC的主要排放源包括墙壁涂料(例如油漆和墙纸)和用于家具的油漆和清漆。然而，最近，房屋已变得越来越密闭，因此，VOC可能导致更严重的健康问题，因为它们不能迅速离开室内环境。用于去除甲醛的产品大体分为两类：(1)可喷洒在家具、墙壁及其他污染源的表面上的各种喷雾剂；以及(2)放置在室内的水凝胶产品。这两种类型的产品一直被用作去甲醛过程中的消耗品。目前市场上可获得的用于去除甲醛的水凝胶产品具有聚合物链的水凝胶网络，其含有超过90％的水，这限制了甲醛的吸附。
技术实现思路
在各种实施方案中，用于去除空气中的一种或多种空气污染物的凝胶包含至少一种聚合物、至少一种吸附剂、至少一种螯合剂、与至少一种空气污染物反应的至少一种组分、以及水。在各种实施方案中，用于去除空气中的空气污染物的凝胶包含约1至10重量％的角叉菜胶、约1至约10重量％的多孔二氧化硅、约0.1至5重量％的氯化钾、约0.1至5重量％的六偏磷酸钠、约0.1至5重量％的氨基乙磺酸、以及水。吸附低气载浓度(<1ppm)的甲醛，然后使吸附的甲醛与甲醛清除剂反应，可以有效地去除空气和环境中的甲醛。在各种实施方案中，吸附剂和清除剂的组合效果可以是协同的。由于该凝胶具有优异的吸附性能，所以该凝胶可以快速有效地吸附甲醛和其他VOC，并且与只有清除剂的反应相比，清除剂更容易与吸附的甲醛反应，这至少部分地由于吸附剂中的甲醛的固定化或部分固定化。另外，在各种实施方案中，该凝胶可有效地去除环境中的各种令人不愉快的气味。与现有产品相比，该凝胶的各种实施方案提供了许多优点。该凝胶的各种实施方案使用有效的吸附剂和甲醛清除剂来快速捕获空气中的甲醛并与甲醛彻底反应，从而去除甲醛。其反应产物的各种实施方案是稳定的、无毒的，并且不会引起二次污染。在各种实施方案中，凝胶方便且易于使用，因为凝胶可在室温和大气压下与甲醛反应。该凝胶的各种实施方案具有优异的保湿性，提供甲醛的长期有效去除。在各种实施方案中，由于甲醛在水中具有高溶解度，该凝胶中的水可以充当促进吸附的吸收剂。除了甲醛之外，该凝胶的各种实施方案还可以去除各种令人不愉快的气味，诸如浴室气味、烹饪气味、新车气味、宠物气味、烟雾、化学味道、霉味、消毒剂气味、鞋子气味、油漆气味、硅橡胶气味等。具体实施方式现在将具体地参考所公开主题的某些实施方案。虽然将结合所列举的权利要求描述所公开的主题，但是应当理解，示例性主题并不旨在将权利要求限制于所公开的主题。在整个文件中，应以灵活的方式解释以范围格式表示的值，其不仅包括明确列为范围限制的数值，还包括包含在该范围内的所有单个数值或子范围，好像每个数值和子范围都是明确列举的。例如，“约0.1％至约5％”或“约0.1％至5％”的范围应解释为不仅包括约0.1％至约5％，还包括在所示范围内的各个值(例如，1％、2％、3％和4％)和子范围(例如，0.1％至0.5％，1.1％至2.2％，3.3％至4.4％)。除非另外指明，否则陈述“约X至Y”具有与“约X至约Y”相同的含义。同样，除非另外指明，否则陈述“约X、Y或约Z”具有与“约X、约Y或约Z”相同的含义。在本文件中，除非上下文另外明确指明，否则术语“一”、“一个”或“该”、“所述”用于包括一个或多于一个。除非另外指明，否则术语“或”用于表示非排他性的“或”。陈述“A和B中的至少一个”或“A或B中的至少一个”具有与“A、B或A与B”相同的含义。此外，应当理解，除非另外规定，否则本文中使用的措辞或术语是仅用于说明目的而不是限制性的。任何章节标题的使用都是为了帮助阅读本文件，而不应被解释为限制；与章节标题相关的信息可能出现在该特定章节之内或之外。在本文描述的方法中，除了明确叙述时间或操作序列之外，可以在不脱离本专利技术的原理的前提下以任何顺序执行动作。此外，除非明确的权利要求语言表明指定的动作是分开执行的，否则这些动作可以同时进行。例如，要求保护的做X的动作和要求保护的做Y的动作可以在单个操作中同时进行，并且所得到的过程将落入所要求保护的过程的字面范围内。如本文所用，术语“约”可以允许值或范围的一定程度的可变性，例如，在规定值或规定的范围限制的10％以内、5％以内或1％以内，并且包括确切的规定值或范围。如本文所用，术语“基本上”是指大部分或大多数，如至少约50％、60％、70％、80％、90％、95％、96％、97％、98％、99％、99.5％、99.9％、99.99％，或至少约99.999％或更多，或100％。如本文所用，术语“基本上不含”可以表示完全不含或含有少量，使得存在的材料量不影响包括该材料的组合物的材料性质，使得该组合物为约0重量％至约5重量％的材料，或约0重量％至约1重量％，或约5重量％或更少，或小于、等于或大于约4.5重量％、4、3.5、3、2.5、2、1.5、1、0.9、0.8、0.7、0.6、0.5、0.4、0.3、0.2、0.1、0.01或约0.001重量％或更少。术语“基本上不含”可以意指具有微量的，使得组合物为材料的约0重量％至约5重量％，或约0重量％至约1重量％，或约5重量％或更少，或小于、等于或大于约4.5重量％、4、3.5、3、2.5、2、1.5、1、0.9、0.8、0.7、0.6、0.5、0.4、0.3、0.2、0.1、0.01或约0.001重量％或更少，或约0重量％。用于去除空气污染物的凝胶在各种实施方案中，用于去除空气中的一种或多种空气污染物的凝胶包含至少一种聚合物、至少一种吸附剂、至少一种螯合剂、与至少一种空气污染物反应的至少一种组分、以及水。凝胶可为水凝胶。水凝胶的含水量可为约1至95重量％、1至90重量％、1至85重量％、1至80重量％、1至75重量％、1至70重量％、1至65重量％、1至60重量％、1至55重量％、1至50重量％、1至45重量％、1至40重量％、1至35重量％、1至30重量％、1至25重量％、1至20重量％、1至15重量％、1至10重量％、1至5重量％，或这些值之间的任何范围或子范围。水凝胶的含水量可为约95重量％、90重量％、85重量％、75重量％、70重量％、65重量％、60重量％、55重量％、50重量％、45重量％、40重量％、35重量％、30重量％、25重量％、20重量％、15重量％、10重量％、9重量％、7重量％、6重量％、5重量％、4重量％、3重量％、2重量％、1重量％，或这些值之间的任何范围或子范围。凝胶的各种实施方案具有约80至约92重量％的含水量。水凝胶也可以用超临界流体诸如CO2进行冷冻干燥或干燥。在一些实施方案中，水凝胶被冷冻干燥并且具有约1至约15重量％的含水量。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于去除空气中的一种或多种空气污染物的凝胶，包括：至少一种聚合物；至少一种吸附剂：至少一种螯合剂；与至少一种空气污染物反应的至少一种组分；以及水。

【技术特征摘要】
2017.11.13 US 15/811,2451.一种用于去除空气中的一种或多种空气污染物的凝胶，包括：至少一种聚合物；至少一种吸附剂：至少一种螯合剂；与至少一种空气污染物反应的至少一种组分；以及水。2.根据权利要求1所述的凝胶，其中所述凝胶为水凝胶，其中所述聚合物选自阿拉伯胶、明胶、角叉菜胶、刺槐豆胶、魔芋胶、黄原胶、淀粉、环糊精、海藻酸钠、壳聚糖、羧甲基壳聚糖、聚乙烯醇、聚脲，以及它们的混合物。3.根据权利要求1所述的凝胶，其中所述至少一种吸附剂选自多孔二氧化硅、蓖麻酸锌、聚丙烯酰胺、活性炭、分子筛，以及它们的混合物。4.根据权利要求1所述的凝胶，其中所述至少一种螯合剂选自三聚磷酸钠、聚磷酸钠、六偏磷酸钠、焦磷酸钠、次氮基三乙酸、二亚乙基三胺五乙酸、乙二醇-双-(β-氨基乙基醚)-N，N-四乙酸、甲酰甲基二磷酸四钠、氨基三亚甲基膦酸盐，以及它们的混合物。5.根据权利要求1所述的凝胶，其中所述与至少一种空气污染物反应的至少一种组分选...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄凯，王藜，王兴平，于杰，聂荣宝，刘海林，
申请(专利权)人：霍尼韦尔国际公司，
类型：发明
国别省市：美国,US