[发明专利]用于空气净化设备的过滤装置

说明书

技术领域

本发明总体涉及环境空气净化设备的领域，并且更具体地涉及用于该类型的设备的过滤装置，所述过滤装置具有尤其吸附醛和甲醛的能力。

背景技术

醛是指具有优选地在甲醛，乙醛，丙醛，丁醛，丙烯醛，戊醛，己醛和苯甲醛中选择的终端羰基基团的任何有机分子。

醛是最为广泛的家用化学污染物之一。其来源众多。醛可尤其与例如甲烷的光氧化的外部产物相关。然而，醛的排放的主要来源位于住宅的内部，并且来源众多：用于制造压缩木料的树脂和胶水，颗粒板和胶合板，被注入到墙壁中和隔板中、纺织纤维涂层中的用于隔热的脲醛隔热泡沫，墙纸，油漆，皮革等等。

甲醛也是防腐剂，消毒剂和干燥剂。因此，甲醛在医院场所中广泛地被用作溶剂，以便为外科手术设备消毒，并且也广泛地在殡葬业中用于防腐。

考虑到这种化学污染物对公共健康的危害效果，通过减少醛的含量且尤其通过减少甲醛的含量，并且提供新的去污染装置来确保居住建筑的环境空气的净化显得是必要的。

根据已知的现有技术，存在于环境空气中的气体化学污染物的净化方法可分为两类：

-通过将有机化合物降解到完全矿化,也就是说通过氧化或光氧化将其降解成CO2和H2O来消灭污染物。

-通过拦截污染物但不降解污染物的多孔吸附材料来捕获污染物。这些材料是沸石或活性炭的类型并且经常被用在环境空气的处理中以便捕获挥发性的有机化合物和气味。

第一类别基于装置实现，所述装置使用诸如臭氧的氧化剂或由于等离子体或光催化而有利于氧化。

第二类别使用具有大的特定面积(＞100m2/g)的多孔材料的吸附能力和性能，其不允许降解分子，而是将分子保持在多孔介质上。

第一类别具有的缺点为复杂且相对昂贵。此外，该类别可能产生分解的产物，该产物可能比被消除的化合物更加危险。

第二类别具有的缺点为具有的捕获率根据不同的待消除的化合物而非常不同。例如，活性炭对于吸附芳香族化合物是有效的，但对于吸附醛则被认为是无效的。此外，在该第二类别中，当所述多孔介质饱和或温度升高或相对湿度升高或被捕获的污染物的浓度降低时，所述多孔介质能够重新释放污染分子。例如这是活性炭或沸石的情况。

WO2014/07808描述通常被用于吸附挥发性有机化合物的多孔材料，所述材料尤其为沸石或活性炭：该文献还描述吸附挥发性有机化合物的滤芯；这些吸附性滤芯可与基于氧化铝的CO2过滤滤芯联合使用以便尽可能多地吸附有害气体。

根据FR2890745，对于消除醛并且更精确地消除甲醛尤其有效的多孔材料是金属氧化物的纳米多孔矩阵，所述纳米多孔矩阵包括至少与醛反应的基团。

吸附材料的制造商致力于通过使其功能化而提高其材料的有效性。然而，该功能化通过浸泡实现，其具有的缺点为在大程度浸泡的情况中限制进入到特定表面，并且因此如果希望浸泡足够的量，则限制捕获能力。

发明内容

首先，本发明的目的在于，通过在过滤装置中将环境空气的污染化学合成物的传统的吸收材料或吸附材料与特定的吸附介质结合，改善用于环境空气的净化设备的过滤装置的性能。特定的吸附介质或过滤介质质是指能够吸附环境空气的污染化学合成物的任何材料，传统的吸附材料对于这些空气污染化学合成物是无效的；这些特定的吸附材料特别针对醛并且尤其甲醛。

其次，本发明的目的在于通过吸附最终捕获环境空气的污染物。

再次，本发明的目的在于避免重新释放污染物到环境空气中，所述污染物可能由诸如沸石或活性炭的传统的吸附材料重新释放到环境空气中。

因此，本发明的装置包括至少两个滤芯或由至少两个滤芯构成，其中一个滤芯包括传统的吸收材料或吸附材料，而另一个滤芯包括特定的吸附介质，所述装置确保环境空气穿过所述至少两个滤芯，以便最终大量捕获大部分空气污染物。

更具体地，本发明的装置为一种用于空气净化设备的过滤装置，所述过滤装置包括第一滤芯结构，所述第一滤芯结构包括尤其在活性炭或沸石之间选择的传统的吸收材料或吸附材料，其特征在于，所述过滤装置包括不同的第二滤芯结构，所述第二滤芯结构确保由多孔的特定的吸附材料构成的过滤介质的保持，所述多孔的特定的吸附材料被至少一种探针分子功能化以便允许捕获醛类型的化学污染物。

在一种实施方式中，所述特定的吸附材料通过溶胶-凝胶方法制造，以便向多孔结构中、优选地向纳米多孔结构中导入具有能够捕获醛的探针分子的金属氧化物。有利地，该方法是一锅(One-Pot)掺杂方法。