[发明专利]用于呼吸防护的过滤介质

说明书

本发明提供了一种包括过滤介质的呼吸防护过滤器。过滤介质包括具有在1nm至4nm范围内的平均孔径(BJH方法)和至少300m²/g、或至少350m²/g或至少400m²/g的表面积(BET)的铁掺杂的氧化锰材料。

背景技术

用于呼吸过滤器滤筒的吸附剂通常基于活性炭。活性炭的一个属性是其高表面积和高吸附有机蒸气的能力。活性炭通常仅很少地吸附低沸点的极性化合物(诸如氨气)，并且因此需要在表面添加其它物质以通过化学反应除去这些污染物。

为了过滤有害气体，诸如酸性气体、氨气、氰化物或醛类，在称为浸渍的过程中将特定化学品加入到活性炭中。例如，将路易斯酸过渡金属盐氯化锌加入到碳中以产生用于除去氨的吸附剂。任何载体(诸如活性炭)的浸渍涉及加载足量的反应性浸渍剂而不破坏载体的高表面积的平衡。

当将浸渍材料作为吸附剂组分时，诸如毒性、相关条件下的稳定性和反应性的因素代表关键属性。基于铜和锌的传统碳浸渍剂通常是2+氧化态的氧化物，其通过用可溶于水性或氨溶液的Cu和/或Zn盐处理的活性炭的热分解(在约180℃-200℃下)形成。然而，当这些无机氧化物未被承载在诸如活性炭的材料上时，通常每个均具有低孔隙率和低表面积。

发明内容

本公开涉及用于呼吸防护的过滤介质。具体地，该过滤介质是氧化锰材料，诸如能够从呼吸气流中除去有害气体的铁掺杂的氧化锰材料。铁掺杂的氧化锰材料可使用低温水性氧化还原共沉淀法或草酸盐热分解法来制备。

在一个方面，呼吸防护过滤器包括外壳，所述外壳具有空气流入口和空气流出口并且含有一定量的流体连接的且介于空气流入口和空气流出口之间的过滤介质。过滤介质包括具有在1nm至4nm范围内的平均孔径(BJH方法)和至少300m²/g、或至少350m²/g或至少400m²/g的表面积(BET)的铁掺杂的氧化锰材料。

在另一方面，形成铁掺杂的氧化锰材料的方法包括将铁(III)盐与锰(II)盐在水中混合以形成水性盐混合物，并且将高锰酸盐溶液与水性盐混合物共混以形成湿的沉淀物。然后该方法包括分离并且干燥沉淀物以形成铁掺杂的氧化锰材料。

在另一方面，形成铁掺杂的氧化锰材料的方法包括将铁(II)盐与锰(II)盐在水中混合以形成水性盐混合物。形成pH在7至8范围内的草酸铵溶液，随后将草酸铵溶液与水性盐混合物共混，以形成湿的Fe/Mn草酸盐沉淀物。然后，该方法包括干燥湿的Fe/Mn草酸盐沉淀物，以除去水并且形成干燥的Fe/Mn草酸盐沉淀物，然后在200℃至250℃范围内的温度下加热干燥的Fe/Mn草酸盐沉淀物，以形成铁掺杂的氧化锰材料。

通过阅读以下具体实施方式，这些以及各种其它特征和优点将显而易见。

附图说明

结合附图，参考以下对本公开的各种实施方案的详细说明，可更全面地理解本公开，其中：

图1是例示性呼吸防护过滤器的示意图；

图2是例示性方法的流程图；以及

图3是另一例示性方法的流程图。

具体实施方式

在下面的具体实施方式中，参考了形成说明的一部分的附图，并且在附图中通过举例说明的方式示出了若干具体实施方案。应当理解，在不脱离本公开的范围或实质的情况下，可设想并进行其它实施方案。因此，以下具体实施方式不被认为具有限制意义。

除非另外指明，否则本文所使用的所有科学和技术术语具有在本领域中普遍使用的含义。本文提供的定义旨在有利于理解本文频繁使用的某些术语，并且并非旨在限制本公开的范围。