[发明专利]脲浸渍的沸石吸附剂及其制备方法

说明书

本发明提供了一种适用于吸附醛的吸附剂，所述吸附剂包含用脲基化合物浸渍的酸化沸石，所述酸化沸石的孔开口为或更大，并且硅酸盐与铝酸盐的摩尔比为至少1.1:1。所述吸附剂可通过用脲基化合物的溶液浸渍酸化沸石来制备，其中所述酸化沸石包含质子抗衡离子。所述吸附剂可负载在过滤器支撑体上以提供空气过滤器。

背景技术

甲醛为已知的致癌物和过敏原。因此，美国职业安全与健康管理局(OSHA)设置了工作场所暴露极限值：对于八小时暴露，为0.75百万分率(ppm)甲醛蒸气；并且对于15分钟暴露，为2ppm甲醛蒸气。世界卫生组织(WHO)建议将空气中的甲醛量保持在0.08ppm以下(30分钟平均浓度)，以防止一般人群有显著感官刺激。

尽管甲醛具有毒性，但它却是一种大量的工业化合物。例如，其用来制备广泛应用于各种建筑材料中的聚合物材料，该建筑材料包括泡沫绝缘物、刨花板、地毯、油漆和清漆。残余甲醛从这些建筑材料中释气使甲醛成为最普遍的室内空气污染物之一。甲醛也是有机材料燃烧的副产物。因此，甲醛也是由诸如汽车废气、甲烷燃烧、森林火灾和香烟烟雾的来源引起的常见户外污染物。

虽然在北美对建筑材料实行严格的甲醛释气限制，但在世界各地情况却并非如此。例如，在一些亚洲国家，对建筑材料实行的限制很少。加之更多地使用生物燃料来为家庭供暖和运行汽车，室内和室外的空气中都可能出现危险水平的甲醛蒸气。因此，迫切需要减轻人类对同时作为室内和室外空气污染物的甲醛蒸气的暴露的解决方案。

人们可能有超过80％的时间在室内，而室内空气污染物可能引起各种健康问题，这些健康问题包括“建筑相关疾病”(BRI)和“病态建筑综合征”(SBS)。因此期望减少室内空气中的污染物量，包括甲醛量。需要用于捕获醛的材料和方法。

发明内容

提供了一种适用于吸附醛的吸附剂。所述吸附剂包含用脲基化合物浸渍的酸化沸石，所述酸化沸石的孔开口为或更大，并且硅酸盐与铝酸盐的比率为至少1.1:1。所述酸化沸石可具有八面沸石型结构。所述脲基化合物可为直链或环状脲化合物。

所述吸附剂可通过用脲基化合物的溶液浸渍酸化沸石来制备，其中所述酸化沸石包含质子抗衡离子，并且所述酸化沸石的孔开口为或更大，并且硅酸盐与铝酸盐的摩尔比为至少1.1:1。

所述吸附剂可负载在过滤器支撑体上以提供空气过滤器。

提供了一种空气过滤器，所述空气过滤器包括过滤器支撑体和适用于吸附醛的吸附剂。所述吸附剂包含用脲基化合物浸渍的酸化沸石，所述酸化沸石的孔开口为或更大，并且硅酸盐与铝酸盐的比率为至少1.1:1。所述空气过滤器可包括至少100克吸附剂/平方米过滤器支撑体(g/m²)。

提供了一种在吸附剂上吸附醛的方法，所述吸附剂包含用脲基化合物浸渍的酸化沸石。所述方法包括使所述醛与所述吸附剂接触，所述醛具有式(I)：R-(CO)-H，其中R为氢、烷基、乙烯基或芳基，并且其中所述式(I)的醛的分子量不大于200克/摩尔。

术语“空气过滤器”在这里用于描述其中由过滤器支撑体负载的吸附剂可以暴露于空气(例如，移动空气流)，使得可从空气中去除气态和/或颗粒物质的任何装置或设备。术语“过滤器支撑体”表示可以保留吸附剂粒子并将它们暴露于空气(例如，移动空气流)但是自身不必执行任何过滤的任何结构。术语“过滤器介质”表示自身能够从空气中捕获颗粒物质的过滤器支撑体。

术语“孔开口”用于描述进入孔中的开口的尺寸，它是可扩散到孔中的最大球体的直径。

如本文结合吸附剂材料(例如沸石)所用的术语“酸化”意指该材料表现出可能已通过阳离子交换产生的酸官能团，并且该材料在其晶格内具有质子。因此，酸化沸石是指具有酸官能团的沸石。