专利名称：化学过滤器的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于净化气体的过滤器，特别是涉及在半导体工业或医疗用等使用的，用于形成净化间或净化台等高度净化空间的把净化间内空气及氛围气中含有的有机类气态污染物质及无机类气态污染物质加以去除的化学过滤器。
背景技术：
从前，作为用于形成净化间等高度净化空间的过滤器，主要有用于除去气体中微粒的HEPA(高效能微粒除去)过滤器及ULPA(超高效能微粒除去)过滤器。然而，HEPA过滤器及ULPA过滤器不能除去有机类气态污染物质及无机类气态污染物质。在这里，为了除去这些气态污染物质，有采用填充了添加酸或碱的添加药品活性炭的化学过滤器的方法。另外，在特开2002-248308号公报中公开了一种，在离子交换树脂层的下游，层叠吸附该离子交换树脂层产生的污染物质的物理吸附层而构成的化学过滤器。另外，在特开平10-230118号公报中公开了一种，使由强酸性阳离子纤维构成的区域和由弱碱性阴离子纤维构成的区域，沿着过滤行程的方向形成多层而构成的化学过滤器。因此，作为化学过滤器的吸附层，已知采用添加药品的活性炭、粒状离子交换树脂或离子交换纤维。
特开2002-248308号公报(权利要求1)[专利文献2]特开平10-230118号公报(权利要求1)[专利文献3]特开2002-306976号公报(权利要求1～5)然而，所存在的问题有，添加药品的活性炭在使用中添加物流出，或者，活性炭表面析出的中性盐飞散至气体中成为污染物质等。离子交换树脂或离子交换纤维在使用中由于其自身产生有机类污染物质，故必须在下游侧设置另外的物理吸附层。另外，保持离子交换树脂的过滤器，在树脂内部的离子交换缓慢，不能有效使用全部的离子交换容量，当气体透过速度快时，存在气态污染物质吸附除去能力降低的问题。另一方面，保持离子交换纤维的过滤器，当气体透过速度快时，存在离子交换纤维变形，除去效率降低，同时由于离子交换容量小，当与含高浓度污染物质的被处理气体接触时，存在易破裂的问题。
另一方面，特开2002-306976号公报公开了一种具有在互相连接的巨孔和巨孔的壁内具有平均直径为1～1000μm的中孔的连续气泡结构，总细孔容积为1～50ml/g，离子交换基分布均匀，离子交换容量0.5mg当量/g干燥多孔质体或0.5mg当量/g干燥多孔质体以上的有机多孔质离子交换体、将其在两性离子交换膜之间填充而构成的脱离子组件、以及具有该脱离子组件的节电型电气式脱离子水制造装置。但是，在特开2002-306976号公报中，把具有连续气泡结构的有机多孔质离子交换体，作为化学过滤器用的情况丝毫未记载。
发明内容
因此，本发明的目的是为了解决上述原来的技术课题，提供一种即使气体透过速度快，仍保持气态污染物质的吸附除去能力，即使气态污染物质超微量仍可以除去的化学过滤器。
在上述实际情况中，本发明人进行悉心探讨的结果发现，适于在原来的电气式脱离子水制造装置的脱离子组件中使用的具有连续气泡结构的有机多孔质离子交换体，具有优良的气态污染物质吸附能力，如将其用于化学过滤器的吸附层，则即使气体透过速度快，仍保持气态污染物质的吸附除去能力，即使气态污染物质超微量仍可以除去，从而完成本发明。
即，本发明公开了一种具有在互相连接的巨孔和巨孔的壁内具有平均直径为5～1000μm的中孔的连续气泡结构，总细孔容积为1～50ml/g，离子交换基分布均匀，离子交换容量为3.0mg当量/g干燥多孔质体或其以上的有机多孔质离子交换体，作为吸附层使用的化学过滤器。
具体实施例方式
在本发明的化学过滤器中用作为吸附层使用的有机多孔质离子交换体的基本结构是特开2002-306976号公报记载的，具有在互相连接的巨孔与巨孔的壁内的具有平均孔径为5～1000μm，优选10～1000μm的中孔的连续气泡结构。即，连续气泡结构通常是平均直径5～5000μm的巨孔和巨孔重合，该重合部分具有形成共同开口的中孔，该部分为开孔结构。开孔结构如使气体流过，则该巨孔与该中孔中形成的气泡内形成流路。巨孔与巨孔的重叠，1个巨孔有1～12个，多个巨孔有3～10个。当中孔的平均孔直低于5μm时，气体透过时的压力损失加大，是不理想的。另一方面，当中孔的平均孔径大于1000μm时，气体与有机多孔质离子交换体的接触变得不充分，结果是吸附能力降低，是不理想的。有机多孔质离子交换体的结构，通过形成上述连续气泡结构，可均匀形成巨孔群及中孔群，同时，与特公昭62-42658等记载的粒子凝聚型多孔质离子交换体相比，能够格外加大细孔容积及比表面积。因此，当将其用作化学过滤器的吸附层时，由于吸附能力格外提高，故非常有利。
另外，该有机多孔质离子交换体具有1～50ml/g的总细孔容积。当总细孔容积不足1ml/g时，单位载面积的透过气体量变小，处理能力下降，是不理想的。另一方面，当总细孔容积大于50ml/g时，有机多孔质体的强度显著降低，是不理想的。总细孔容积在原来的多孔质离子交换树脂中约为0.1～0.9ml/g，可以使用超过它的原来没有的1～50ml/g的高细孔容积。
另外，该有机多孔质离子交换体的气体透过性，使用空气作代表，该有机多孔质离子交换体的厚度为10mm时的透过量达到100～50000m3/分·m2·MPa的范围是优选的。如透过量及总细孔容积处于该范围内，当将其用作化学过滤器的吸附层时，从与气体的接触面积大，并且气体可顺利流通考虑，由于具有充分的机械强度，故是优选的。形成连续气泡的骨架部分的材料，采用具有交联结构的有机聚合物材料，该聚合物材料对构成聚合物材料的全部结构单位，含1～90摩尔％交联结构单位是优选的。当交联结构单位低于1摩尔％时，由于机械强度不足，是不理想的，另一方面，当超过90摩尔％时，由于离子交换基的导入变得困难，离子交换容量下降，是不理想的。对该聚合物材料的种类未作特别限定，例如，可以举出聚苯乙烯、聚(α-甲基苯乙烯)、聚乙烯基苄基氯化物等苯乙烯类聚合物；聚乙烯、聚丙烯等聚烯烃；聚氯乙烯、聚四氟乙烯等聚(卤代烯烃)；聚丙烯腈等腈类聚合物；聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸乙酯等(甲基)丙烯酸类聚合物；苯乙烯-二乙烯基苯共聚物、乙烯基苄基氯化物-二乙烯基苯共聚物等。上述聚合物，既可以是单独的单体聚合得到的均聚物，也可以是多种单体聚合得到的共聚物，另外，把2种以上的聚合物进行混合也可。在这些有机聚合物材料中，从导入离子交换基的容易性和机械强度高考虑，苯乙烯-二乙烯基苯共聚物及乙烯基苄基氯化物-二乙烯基苯共聚物是优选的。本发明涉及的有机多孔质离子交换体的连续气泡结构，用SEM可容易地进行观察。
构成本发明的化学过滤器的有机多孔质离子交换体是，离子交换基均匀分布，具有3.0mg当量/g干燥多孔质体或其以上的、优选3.5～5.5当量/g干燥多孔质体的离子交换容量的有机多孔质离子交换体。当离子交换容量低于3.0mg当量/g干燥多孔质体时，由于吸附能力降低，是不优选的。另外，当离子交换基分布不均匀时，吸附能力发生偏离，除去能力降低，寿命缩短，是不理想的。还有，这里的所谓“离子交换基均匀分布”意指离子交换基的分布至少以μm大小量级的均匀分布。离子交换基的分布状况，通过采用EPMA或SIMS等可以简单地确认。作为导入有机多孔质体的离子交换基，可以举出磺酸基、羧酸基、亚氨基二醋酸基、磷酸基、磷酸酯基等阳离子交换基；季铵基、叔氨基、仲氨基、伯氨基、聚乙烯亚胺基、叔锍基、磷基等阴离子交换基；氨基磷酸基、磺基甜菜碱等两性离子交换基。
作为上述有机多孔质离子交换体的制造方法，未作特别限定，与特开2002-306976号公报记载的方法同样。即，把含离子交换基的成分，通过一个步骤变成有机多孔质离子交换体的方法，或采用不含离子交换基的成分暂时形成有机多孔质体后导入离子交换基的方法等。具体的可以举出，例如不含离子交换基的油溶性单体、表面活性剂、水及根据需要与聚合引发剂混合，配制油包水型乳液，使其聚合后导入离子交换基也可。
作为不含离子交换基的油溶性单体，是指不含羧酸基、磺酸基等离子交换基，且对水的溶解性低的亲油性单体。作为这些单体的若干具体例子，可以举出苯乙烯、α-甲基苯乙烯、乙烯基甲苯、乙烯基苄基氯化物、二乙烯基苯、乙烯、丙烯、异丁烯、丁二烯、异戊二烯、氯丁二烯、氯乙烯、溴乙烯、偏二氯乙烯、四氟乙烯、丙烯腈、甲基丙烯腈、醋酸乙烯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸2-乙基己酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、丁二醇二丙烯酸酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸环己酯、甲基丙烯酸苄酯、甲基内烯酸缩水甘油酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯等。这些单体既可以单独使用，也可以2种以上混合使用。但是，在本发明中，至少选择1种二乙烯基苯、乙二醇二甲基丙烯酸酯等交联性单体，作为单体成分，其含量在全部油溶性单体中达到1～90摩尔％，优选3～80摩尔％，在其后的工序中大量导入离子交换基量时，从得到必要的机械强度考虑是优选的。
表面活性剂，只要在不含离子交换基的油溶性单体与水混合时，能形成油包水型(W/O)乳液即可而未作特别限定，可以采用失水山梨糖醇单油酸酯、失水山梨糖醇单月桂酸酯、失水山梨糖醇单软脂酸酯、失水山梨糖醇单硬脂酸酯、失水山梨糖醇三油酸酯、聚氧乙烯壬基苯醚、聚氧乙烯硬脂酰醚、聚氧乙烯失水山梨糖醇单油酸酯等非离子表面活性剂；油酸钾、十二烷基苯磺酸钠、磺基琥珀酸二辛基钠等阴离子表面活性剂；二硬脂酰基二甲基氯化铵等阳离子表面活性剂；月桂基二甲基甜菜碱等两性表面活性剂。这些表面活性剂既可使用1种也可2种以上组合使用。还有，所谓油包水型乳液，意指油相形成连续相，水滴在其中分散的乳浊液。上述表面活性剂的添加量，因油溶性单体的种类及目的乳液粒子(巨孔)大小而有很大变动，不能一概而论，但对油溶性单体和表面活性剂的合计量可在约2～70％范围内选择。另外，尽管未必是必须的，但为了控制有机多孔质体的气泡形状或尺寸，在体系内还可以共存甲醇、硬脂醇等醇类；硬脂酸等羧酸；辛烷、十二烷等烃。
作为聚合引发剂，采用通过热及光照射产生自由基的化合物是合适的。聚合引发剂既可以是水溶性的也可以是油溶性的，例如，可以举出偶氮二异丁腈、偶氮二环己腈、偶氮二环己基甲腈、过氧化苯甲酰、过硫酸钾、过硫酸铵、过氧化氢-氯化亚铁、过硫酸钠-酸性亚硫酸钠、四甲基氨荒酰二硫化物等。但是，视场合即使不添加聚合引发剂仅加热或仅光照射进行聚合的体系也有，在该体系中不必添加聚合引发剂。
把不含离子交换基的油溶性单体、表面活性剂、水与聚合引发剂混合，能形成油包水型乳液时的混合方法，未作特别限定，可采用把各成分全部一起混合的方法；把油溶性单体、表面活性剂及油溶性聚合引发剂的油溶性成分，与水或水溶性聚合引发剂的水溶性成分分别均匀溶解后，使各种成分混合的方法等。对用于形成乳液的混合装置未作特别限定，可以采用通常的搅拌机或均化机、高压均化机等。为了得到目的乳液粒径，选择适当的装置即可，优选采用把被处理物放入混合容器，在该混合容器倾斜的状态下边在公转轴周围公转边进行自转，对被处理物进行搅拌混合的称作所谓行星式搅拌装置的混合装置。该行星式搅拌装置，例如，是特开平6-71110号公报及特开平11-104404号公报等中公开的装置。另外，对混合条件未作特别限定，可任意设定能得到目的乳液粒径的搅拌转数及搅拌时间。
使这样得到的油包水型乳液聚合的聚合条件，可根据单体种类、聚合引发剂等选择各种条件。例如，在采用偶氮二异丁腈、过氧化苯甲酰、过硫酸钾等作为聚合引发剂时，在惰性氛围气下的密封容器中，于30～100℃加热聚合1～48小时即可，作为聚合引发剂，在采用过氧化氢-氯化亚铁、过硫酸钠-酸性亚硫酸钠等时，在惰性氛围气下的密封容器中，于0～30℃聚合1～48小时即可。聚合完成后，取出内容物，根据需要，为了除去未反应的单体与表面活性剂，用异丙醇等溶剂萃取，得到有机多孔质体。
作为向上述有机多孔质体导入离子交换基的方法，未作特别限定，可以采用高分子反应或接枝聚合等公知的方法。例如，作为导入磺酸基的方法，可以举出，如有机多孔质体为苯乙烯-二乙烯基苯共聚物等，则采用氯硫酸或浓硫酸、发烟硫酸进行磺化的方法；向有机多孔质体导入自由基引发基及链转移基，使苯乙烯磺酸钠或丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸进行接枝聚合的方法；同样地，在甲基丙烯酸缩水甘油酯进行接枝聚合后，通过官能团转换导入磺酸基的方法等。另外，作为导入季铵基的方法，可以举出，如有机多孔质体为苯乙烯-二乙烯基苯共聚物等，则采用氯甲甲醚等导入氯甲基后，与叔胺反应的方法；通过氯甲基苯乙烯与二乙烯基苯共聚制造有机多孔质体，与叔胺反应的方法；向有机多孔质体导入自由基引发基及链转移基，使N，N，N-三甲基铵丙烯酸乙酯或N，N，N-三甲基铵丙基丙烯酰胺进行接枝聚合的方法；同样地，在甲基丙烯酸缩水甘油酯进行接枝聚合后，通过官能团转换导入季铵基的方法等。另外，作为导入甜菜碱的方法，可以举出采用上述方法向有机多孔质体导入叔胺后，使单碘醋酸反应而导入的方法。还有，作为导入的离子交换基，可以举出羧酸基、亚氨基二醋酸基、磺酸基、磷酸基、磷酸酯基等阳离子交换基；季铵基、叔氨基、仲氨基、伯氨基、聚乙烯亚胺基、叔锍基、磷基等阴离子交换基；氨基磷酸基、甜菜碱、磺基甜菜碱等两性离子交换基。
本发明的化学过滤器，只要具有吸附层即可，对过滤器的构成未作特别限定，但通常由吸附层与支撑该吸附层的支撑框架(壳体)构成。该支撑框架在支撑吸附层的同时，还具有与现有设备(设置场所)接合的功能。支撑构件的被处理气体流通部分，由未脱气的不锈钢、铝、塑料等基材构成。作为吸附层的形状，未作特别限定，可以举出具有规定厚度的块状、多块薄板层叠的叠层状等。另外，当担心从吸附层产生极微量气态有机类污染物质时，或在被处理气体中有机类污染物质浓度高时，在吸附层的下游侧设置物理吸附层，从可以确保在下游侧物理吸附层除去在上游侧吸附层未去除而残留的气态有机类污染物质这点考虑是合适的。
作为该物理吸附层，可以采用脱臭用途中能够使用的吸附剂。具体的可以举出活性炭、活性炭纤维及沸石等。该吸附剂的比表面积在200m2/g或200m2/g以上的多孔质体是优选的，比表面积在500m2/g或500m2/g以上的多孔质体是更优选的。另外，在担心物理吸附剂等从该物理吸附层飞散时，在该物理吸附层的下游侧配置具有通气性的包覆材料是优选的。作为包覆材料，可以举出由有机高分子材料构成的无纺布及多孔质膜，以及铝及不锈钢制造的网状物等。其中，由有机高分子材料构成的无纺布或多孔质膜，压力损失低，可透过气体，并且有高的微粒捕集能力，故是特别合适的。
本发明的化学过滤器，为了形成在半导体工业及医疗上使用的净化间及净化台等高度净化空间，净化间内空气及氛围气中含有的有机类气态污染物质及无机类气态污染物质及其他污染物质，通过离子交换或吸附加以去除。作为气态污染物质及其他污染物质，可以举出二氧化硫、盐酸、氟酸、硝酸等酸性气体，氨等碱性气体，氯化铵等盐类，酞酸酯类为代表的各种增塑剂，酚类及磷类抗氧剂，苯并三唑类等紫外线吸收剂，磷类及卤类阻燃剂等。酸性气体、碱性气体及盐类可通过离子交换除去，由于各种增塑剂、抗氧剂、紫外线吸收剂及阻燃剂具有强极性，可通过吸附除去。
作为本发明的化学过滤器的使用条件，可用公知的条件进行。作为气体透过速度，未作特别限定，例如在0.1～10m/s的范围内。当采用原来的粒状离子交换树脂作为吸附层时，气体透过速度为0.3～0.5m/s左右，如采用本发明的化学过滤器，则气体透过速度即使快到5～10m/s左右，由于为连续气泡结构且离子交换容量加大，并且效率良好的进行离子交换，故可吸附去除气态污染物质。另外，在被处理气体中的污染物质浓度中，如采用原来的化学过滤器，当适用范围为氨时通常为0.1～10μg/m3、当为氯化氢時通常为5～50ng/m3、当为二氧化硫时通常为0.1～10μg/m3、当为酞酸酯时通常为0.1～5μg/m3，但如采用本发明的化学过滤器，除上述范围外，氨在100ng/m3或100ng/m3以下，氯化氢为5ng/m3或5ng/m3以下，二氧化硫为100ng/m3或100ng/m3以下，酞酸酯为100ng/m3或100ng/m3以下的极微量浓度可以充分除去。还有，用作吸附层的有机多孔质离子交换体在使用时，与原来的离子交换树脂同样，所得到的有机多孔质离子交换体可采用公知的再生方法进行处理。即，有机多孔质阳离子交换体，可通过酸处理用作酸型，有机多孔质阴离子交换体，通过碱处理用作OH型。
本发明的化学过滤器，用作吸附层的细孔容积或非表面积格外大，由于其表面及内部导入高密度离子交换基，即使气体透过速度快仍可以保持气态污染物质的吸附除去能力，另外，即使气态污染物质超微量也可以去除。即，原来的粒状离子交换树脂，粒子内部的离子交换慢，不能有效使用全部离子交换容量。例如，当为粒径500μm的粒状离子交换树脂时，有效进行吸附的范围当假定从表面至100μm时，表面层的体积分数为约50％，有效进行吸附范围的离子交换容量达到约一半。另一方面，本发明涉及的有机多孔质离子交换体，由于壁厚达到2～10μm，故可有效使用全部离子交换基。
实施例下面举出实施例具体说明本发明，但这仅是举例，不是对本发明的限定。
制造例1(有机多孔质阳离子交换体的制造)把苯乙烯19.24g、二乙烯基苯1.01g、失水山梨糖醇单油酸酯1.07g及偶氮二异丁腈0.05g加以混合，溶解至均匀。其次，把该苯乙烯/二乙烯基苯/失水山梨糖醇单油酸酯/偶氮二异丁腈混合物添加至180g纯水中，用行星式搅拌装置的真空搅拌脱泡搅拌机(EME(イ一エムイ一)社制造)，在13.3kPa减压下，以底面直径与填充物高度比为1∶1、公转转数为1000转/分、自转转数为330转/分，搅拌2分钟，得到油包水型乳液。乳化终止后，把体系用氮充分置换后加以密封，静置下于60℃聚合24小时。聚合终止后取出内容物，用异丙醇索氏萃取18小时，把未反应的单体、水及失水山梨糖醇单油酸酯除去后，于85℃减压干燥1昼夜。把这样得到的含苯乙烯/二乙烯基苯共聚物构成的交联成分3摩尔％的有机多孔质体内部结构，用SEM观察的结果表明，该有机多孔质体具有连续的气泡结构。
其次，切断上述有机多孔质体，分取5.9g，添加二氯乙烷800ml，于60℃加热30分钟后，冷却至室温，缓慢添加氯硫酸30.1g，于室温反应24小时。然后，添加醋酸，把反应物加入多量水中，进行水洗，得到有机多孔质阳离子交换体。该有机多孔质阳离子交换体的离子交换容量，以干燥的多孔质体计为4.8mg当量/g，通过采用EPMA的硫原子变换，可以确认磺酸基以μm尺寸量级均匀导入到有机多孔质体中。另外，通过SEM观察，可以确认有机多孔质体的连续的气泡结构在离子交换基导入后也被保持。另外，该有机多孔质阳离子交换体的中孔平均直径为30μm，总细孔容积为10.2ml/g。
制造例2(有机多孔质阴离子交换体的制造)用氯甲基苯乙烯19.24g代替苯乙烯19.24g以及失水山梨糖醇单油酸酯量变成2.25g以外，用与制造例1同样的方法制造有机多孔质体。得到的有机多孔质体的内部结构通过SEM观察的结果，可以确认该有机多孔质体具有与制造例1类似的连续气泡结构。另外，切断该有机多孔质体，分取5.0g，添加四氢呋喃500g，于60℃加热30分钟后，冷却至室温，缓慢添加三甲胺(30％)水溶液65g，于50℃反应3小时后，于室温放置1昼液。反应终止后，取出有机多孔质体，用丙酮洗涤后水洗，进行干燥，得到有机多孔质阴离子交换体。该有机多孔质阴离子交换体的离子交换容量，以干燥的多孔质体计为3.7mg当量/g，通过SIMS可以确认三甲基铵基以μm量级尺寸均匀导入到有机多孔质体中。另外，通过SEM观测可以确认，有机多孔质体的连续气泡结构导入离子交换基后也可以保持。另外，该有机多孔质阳离子交换体的中孔平均直径为25μm，总细孔容积为9.8ml/g。
实施例1(采用了有机多孔质阳离子交换体的碱性气体的吸附)把制造例1中制造的有机多孔质阳离子交换体于3N盐酸中浸渍24小时后，用纯水充分洗涤、干燥。把得到的酸型有机多孔质阳离子交换体在25℃、相对湿度40％状态下放置48小时后，切取直径15mm、厚10mm的圆板状，将其5块重叠作为试样过滤片，将其填充至圆筒状柱内，制造化学过滤器。将该过滤器在25℃、40％的温湿度条件下，以面速5.0m/s供给氨浓度2000ng/m3的空气，透过气体，用超纯水尘埃测定法进行取样，用离子色谱法进行铵离子定量。结果是，尽管空气透过速度快，空气中的氨浓度低于50ng/m3，仍可完全除去氨。
比较例1(采用粒状阳离子交换树脂的碱性气体的吸附)除用酸型离子交换的粒状离子交换树脂(アンバ一ライトIR120B；ロ一ム·アンド·ハ一ス社制造，离子交换容量以干燥树脂计为4.4mg当量/g)代替有机多孔质阳离子交换体，填充至直径15mm、高50mm的圆筒状柱内，在柱两端粘贴无纺布制造过滤器以外，采用与实施例1同样的方法进行氨的去除试验。透过气体中的氨浓度为90ng/m3，当空气透过速度快时，不能完全除去氨。
比较例2(采用阳离子交换纤维的碱性气体吸附)除用离子交换纤维无纺布(IEF-SC；ニチビ社制造，离子交换容量以干燥无纺布计为2.0mg当量/g)代替有机多孔质阳离子交换体，填充至直径15mm、高50mm的圆筒状柱内，在柱两端粘贴无纺布作为试验过滤器以外，采用与实施例1同样的方法进行氨的去除试验。透过气体中的氨浓度为80ng/m3，当空气透过速度快时，不能完全除去氨。
实施例2(采用有机多孔质阴离子交换体的高浓度碱性气体的吸附)除用氨浓度100μg/m3的空气代替氨浓度2000ng/m3的空气、用面速0.5m/s代替面速5.0m/s以外，采用与实施例1同样的方法进行氨的去除寿命试验。结果是，可以保持90％或90％以上净化效率的时间为10天。
比较例3(采用阳离子交换纤维的高浓度碱性气体的吸附)除用氨浓度100μg/m3的空气代替氨浓度2000ng/m3的空气、用面速0.5m/s代替面速5.0m/s以外，采用与比较例2同样的方法进行氨的去除寿命试验。结果是，可以保持90％或90％以上净化效率的时间为3天。
实施例3(采用有机多孔质阳离子交换体的极微量浓度碱性气体的吸附)除用氨浓度100ng/m3的空气代替氨浓度2000ng/m3的空气以外，采用与实施例1同样的方法进行氨的去除性能评价。结果是，透过气体中的氨浓度低于50ng/m3，即使空气透过速度快到5.0m/s，仍可以去除极微量的氨。
比较倒4(采用粒状阳离子交换树脂的极微量浓度碱性气体的吸附)除用氨浓度100ng/m3的空气代替氨浓度2000ng/m3的空气以外，采用与比较例1同样的方法进行氨的去除性能评价。结果是，透过气体中的氨浓度为90ng/m3，当空气透过速度快到5.0m/s时，不能完全去除极微量的氨。
实施例4(采用有机多孔质阴离子交换体的酸性气体的吸附)把实施例2中制造的有机多孔质阴离子交换体于1N氢氧化钠水溶液中浸渍24小时后，用纯水充分洗涤，干燥。把得到的OH型有机多孔质阴离子交换体在25℃、相对湿度40％状态下放置48小时后，切成直径15mm、厚10mm的圆板伏，将其5块重叠制成试样过滤片，将其填充至圆筒状柱内，制成化学过滤器。在25℃、40％的温湿度条件下，以面速5.0m/s向该过滤器供给二氧化硫浓度800ng/m3的空气，用超纯水尘埃测定法取样透过气体，用离子色谱法进行硫酸离子定量。结果是，透过气体中的二氧化硫浓度低于50ng/m3，可完全除去二氧化硫。
工业上利用的可能性用本发明的有机多孔质离子交换体作为吸附层的化学过滤器，由于离子交换基密度高，具有大的细孔体积与比表面积，故具有高的气态污染物质去除能力，即使气体的透过速度快仍保持气态污染物质的吸附去除能力，还可以去除超微量的气态污染物质。因此，不仅可在现有的半导体工业及医疗用净化室作为对象的化学过滤器中应用，而且，作为化学过滤器，仍可在今后要求净化度严格到10倍或10倍以上的半导体工业的洁化室中特别有用。
权利要求
1.一种化学过滤器，其特征在于，以有机多孔质离子交换体作为吸附层，该有机多孔质离子交换体具有连续气泡结构，且其总细孔容积为1～50ml/g，离子交换基分布均匀，离子交换容量为3.0mg当量/g干燥多孔质体或其以上，所述连续气泡结构在互相连接的巨孔与巨孔的壁内，具有平均孔径为5～1000μm的中孔。
2.按照权利要求1记载的化学过滤器，其特征在于，上述有机多孔质离子交换体为有机多孔质阳离子交换体或有机多孔质阴离子交换体。
全文摘要
本发明涉及将有机多孔质离子交换体作为吸附层的化学过滤器，该有机多孔质离子交换体具有连续气泡结构，且其总细孔容积为1～50ml/g，离子交换基分布均匀，离子交换容量为3.0mg当量/g干燥多孔质体或其以上，所述连续气泡结构在互相连接的巨孔与巨孔壁内，具有平均孔径5～1000μm为中孔。按照本发明，能够提供一种即使气体的透过速度快仍能保持气态污染物质的吸附去除能力，还可以去除超微量的气态污染物质的化学过滤器。
文档编号B01J39/18GK1777467SQ20048001074
公开日2006年5月24日 申请日期2004年4月22日 优先权日2003年4月24日
发明者井上洋, 山中弘次, 吉田晃子, 川田和彦, 鸟山由纪子 申请人:奥加诺株式会社