[发明专利]吸附剂和过滤器

说明书

一种用于捕获甲醛的吸附剂，所述吸附剂包含BET表面积为至少200m²/g的亲水性非晶沉淀二氧化硅材料和与非晶沉淀二氧化硅材料的表面结合的聚乙烯亚胺(PEI)形式的有机化合物。

技术领域

本发明涉及用于捕获甲醛的吸附剂。本发明还涉及包括该吸附剂的甲醛过滤器，以及所提出的用于捕获甲醛的吸附剂的用途。

背景技术

甲醛(CH₂O)是存在于例如用于制造复合木制品、建筑材料、家用产品(如胶水、油漆、涂料、地毯等)的树脂中的挥发性有机化合物(VOC)。甲醛被认为是人类致癌物质，暴露于浓度较高的甲醛可能与长期的健康风险有关。甲醛也与短期的健康影响有关，如眼睛、鼻子和喉咙的灼热感、咳嗽、恶心和皮肤刺激，这也可能在适度增加的暴露量的情况下出现。因此，理想的是防止甲醛从含有该化合物的产品中脱气，或者以其它方式降低例如室内环境中的甲醛水平。特别是，理想的是在发生最高潜在暴露的基于甲醛的树脂工业中降低甲醛的水平。

去除甲醛的已知方法包括使用活性炭过滤器和含有高锰酸钾的过滤器。但是，理想的是提供改进的甲醛去除方案，该方案不涉及使用高锰酸钾等潜在危险化学品。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种至少在某些方面改进的技术，通过该技术可以从存在甲醛的环境中去除甲醛，例如从室内和工业环境以及包装中去除甲醛。特别是，本发明的目的是提供能够相对有效地去除甲醛而不使用诸如高锰酸钾之类的潜在危险化学品的技术。另一个目的是提供一种用于捕获甲醛的吸附剂，该吸附剂可经济高效地生产。

根据本发明的第一方面，至少主要目的通过权利要求1的用于捕获甲醛的吸附剂实现。所述吸附剂包含：

-BET表面积为至少200m²/g的亲水性非晶沉淀二氧化硅材料；和

-与所述非晶沉淀二氧化硅材料的表面结合的聚乙烯亚胺(PEI)。

本发明的吸附剂也可以以相对较低的浓度用于从存在甲醛的各种环境中去除甲醛。该吸附剂可通过化学吸附的方式有效地去除甲醛，而无需使用潜在的危险化学品。由于非晶沉淀二氧化硅材料的大BET表面积，PEI能够分布在大的表面上，从而在吸收甲醛时变得活跃。此外，通过将碱性硅酸盐与盐溶液混合然后常压干燥，可以经济高效地生产吸附剂，例如先前在WO2006/071183中描述的，其中在洗涤和脱水之后，在最终干燥之前，可以将PEI添加到沉淀二氧化硅中并与之混合，以获得粉末或颗粒形式的吸附剂。因此，用PEI掺杂非晶沉淀二氧化硅能够有效地包括在生产过程中。

聚乙烯亚胺(PEI，(C₂H₅N)_n)能够与甲醛发生化学反应并形成表面结合的反应产物，从而将其捕获在吸附剂的多孔结构中。由于PEI起化学吸附甲醛的作用，因此捕获于吸附剂内的甲醛不会在例如温度和/或甲醛浓度发生变化时被释放出来。

优选的是，吸附剂不包含PEI之外的其他有机化合物。因此，非晶沉淀二氧化硅材料具有亲水性。

根据一个实施方式，非晶沉淀二氧化硅材料的BET表面积为至少300m²/g，优选至少400m²/g。相对较大的BET表面积对于吸附剂的吸附效率是有利的，并增加甲醛的吸收。