使用碘掺杂的二氧化钛从生物源中除去乙烯的方法技术

本发明专利技术涉及一种使用碘掺杂的二氧化钛从生物源中除去乙烯的方法。本发明专利技术另外的方面是含有这种碘掺杂的二氧化钛的聚合物组合物、它作为有效的除乙烯添加剂的用途和该碘掺杂的二氧化钛本身。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本专利技术涉及一种使用碘掺杂的二氧化钛从生物源中除去乙烯的方法。本专利技术另外的方面是含有这种碘掺杂的二氧化钛的聚合物组合物、它作为有效的除乙烯添加剂的用途和碘掺杂的二氧化钛本身。除去在生物产品例如水果、花卉等的储存过程中产生的乙烯气体是一种延长新鲜蔬菜、水果和割下来的花卉的收割后寿命的有效途径。高浓度的乙烯气体加速了新鲜产品的老化。市场上已经存在着多种基于不同工艺的解决方案。例如乙烯可以通过化学反应而除去，这就是高锰酸钾基体系中所发生的。其还可以通过吸附除去，这是沸石、大谷石(oya stone)和其它无机添加剂的基本功能，它们经常混入到塑料包装膜中。这例如描述于EP 1 134 022中。另外可能的是依靠净化空气的催化过滤器。全部的这些解决方案具有缺点，例如在塑料薄膜中的无机添加剂低的活性，或者高锰酸盐基小袋的毒性，其是难以处理的。基于TiO2的过滤器的使用同样被非常普遍地用来除去乙烯，它在运输过程中和新鲜产品在仓库中储存的过程中都得到应用。TiO2是一种降解乙烯的光氧化催化剂，但是它需要专门的UV灯。UV光仅仅代表了一小部分的达到地球的太阳光谱。因此本专利技术要解决的问题是发展一种新颖的掺杂的TiO2，其具有更宽的吸收光谱，因此在环境可见光存在下能够更有效对乙烯进行氧化。二氧化钛被广泛用于光分解有机污染物，这是由于几个原因，包括它的低成本、无毒性、高稳定性和高效率。但是，由于高的能带隙(锐钛矿型(Anatas)大约是3.2eV)和仅仅UV光(低于400nm，仅为太阳光谱的4％)能够促进氧化过程，因此它具有很大的局限。因此通过将它的光谱的起点适当地从UV光移动到可见光区域，就有可能提高它的性能以及为光氧化过程开拓更宽的太阳光辐射部分。所形成的催化剂能够在环境光下发挥作用。掺杂的二氧化钛允许降低带隙，因此使得吸收(和激发过程)朝着可见光移动。过去，一种掺杂二氧化钛的方法是使用过渡金属(V，Ni，Cr，Mn或Fe)的金属离子植入。但是，使用过渡金属作为掺杂剂具有一些缺-->点：低的热稳定性、昂贵的程序以及在某些情况下复合过程(recombination process)的增加。最近有报道用氮作为有效的掺杂剂(＂Visible Light photocatalysis in nitrogen-doped titanium oxides＂Science，2001，293，269-271)。此外Fedorov等人报道了使用氮掺杂的钛纳米粒子浆体，用可见光来光降解乙烯(Applied Catalysis B：Environmental，2005，57，93-117)。另外一种制备氮掺杂的二氧化钛材料(其在有机材料的光氧化中活性非常高)的方法已经由Lee等人进行了报道。(Chem.Lett.，2005，34，660-661)。本专利技术提供一种甚至更有效的材料，即高活性的可见光响应性二氧化钛，其是用碘掺杂的。该材料是通过烷氧基钛(titanium alkoxyde)在碘酸(iodic acid)存在下水解而获得的。本专利技术的一方面是一种从气体气氛中除去乙烯的方法，其包括：将碘掺杂的二氧化钛与含有至少部分乙烯的气体气氛相接触，并用300-700nm波长的光来辐照该碘掺杂的二氧化钛。优选地，将该碘掺杂的二氧化钛曝露于300-500nm波长的光。TiO2主要的结晶变体(crystal modifications)是金红石型(Rutil)和锐钛矿型(Anatas)。原则上锐钛矿型变体对于碘掺杂的二氧化钛是优选的，但是在大部分的情况中，这里存在着金红石型和锐钛矿型变体的混合物。由于在收割后植物仍然活着，因此可以发生不同的生理效应例如呼吸作用、蒸腾作用、在微生物作用下的霉菌生长和腐败等，并加速植物新鲜度的损失。此外，植物产生乙烯作为代谢物，其是一种植物激素。乙烯具有多种生理效应，其中有呼吸促进作用和成熟促进作用，并因此与成熟以及植物新鲜度的损失密切相关。新鲜度损失尤其在蔬菜、水果和花卉的存储或者运输过程中已经成为一个问题。因此非常期望的是收割后的保存方法以便维持蔬菜、水果和花卉的新鲜度。当在水果、花卉或者蔬菜存储过程中产生乙烯时，本专利技术的方法是特别有用的。例如，该碘掺杂的二氧化钛可以用于聚合物产品中，例如塑料薄膜、片、包、瓶、泡沫聚苯乙烯(styrofoam)杯子、盘子、器具、泡罩-->包装(blister packages)、盒子、包装纸(package wrappings)、塑料纤维、带子、缠绕的农用膜(twine agricultural films)、一次性尿布、一次性衣服、购物袋、废物袋、纸箱、过滤装置(用于冰箱)等等。所述的制品可以通过本领域技术人员能够使用的任何方法来制造，包括但不限于挤出、挤出吹塑、薄膜铸塑(film casting)、薄膜吹塑、压延、注塑、吹塑、压塑、热成形、纺纱(spinning)、吹塑挤出和旋转浇铸。特别地，这在包装制品领域是非常令人感兴趣的，例如薄膜、盒子、过滤器、标签、袋子和小袋。气体的分解速度可以简单地通过改变碘掺杂的二氧化钛的浓度和曝光时间来调节。特别合适的是混入由纤维质材料制成的小袋。例如碘掺杂的二氧化钛被混入到天然或者合成的聚合物材料中。合适的天然或者合成的聚合物是下述的。1.单烯烃和二烯烃的聚合物，例如聚丙烯，聚异丁烯，聚丁-1-烯，聚-4-甲基戊-1-烯，聚乙烯基环己烷，聚异戊二烯或者聚丁二烯，以及环烯烃的聚合物，例如环戊烯或者降冰片烯，聚乙烯(其任选是可以交联的)，例如高密度聚乙烯(HDPE)，高密度和高分子量聚乙烯(HDPE-HMW)，高密度和超高分子量聚乙烯(HDPE-UHMW)，中密度聚乙烯(MDPE)，低密度聚乙烯(LDPE)，线性低密度聚乙烯(LLDPE)，(VLDPE)和(ULDPE)。聚烯烃(即上一段中示例性的单烯烃的聚合物(优选聚乙烯和聚丙烯))可以通过不同的，特别是通过下面的方法来制备：a)自由基聚合(通常在高压和高温下)。b)使用催化剂的催化聚合，该催化剂通常含有一种或多种元素周期表第IVb，Vb，VIb或者VIII族的金属。这些金属通常具有一种或多种配位体，典型的是氧化物，卤化物，醇化物，酯类，醚类，胺类，烷基，链烯基和/或芳基，其可以是π-或者σ-配位的。这些金属络合物可以处于自由形式或者固定在基底上，典型的是固定在活化的氯化镁，氯化钛(III)本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种从气体气氛中除去乙烯的方法，其包括：　将碘掺杂的二氧化钛与含有至少部分乙烯的气体气氛相接触，并用３００－７００ｎｍ波长的光来辐照该碘掺杂的二氧化钛。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】EP 2006-6-20 06115703.81.一种从气体气氛中除去乙烯的方法，其包括：
将碘掺杂的二氧化钛与含有至少部分乙烯的气体气氛相接触，并
用300-700nm波长的光来辐照该碘掺杂的二氧化钛。
2.根据权利要求1的方法，其中乙烯是在水果、花卉或者蔬菜存
储过程中产生的。
3.根据权利要求1的方法，其中将该碘掺杂的二氧化钛混入到天
然或者合成的聚合物材料中。
4.根据权利要求3的方法，其中该天...

【专利技术属性】
技术研发人员：M德斯特罗，R萨托里奥，
申请(专利权)人：西巴控股有限公司，
类型：发明
国别省市：CH[瑞士]