气体吸附剂和气体吸附片以及空气过滤器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及可以高效率地除去醛类的气体吸附剂、气体吸附片和使用所述气体吸 附片的空气过滤器。
【背景技术】
[0002] 关于空气中的污染物质，虽然其种类多种多样，但在其中特别是乙醛等醛类作为 污染物成为了很大的问题。乙醛是香烟的烟和汽车尾气中所含有的代表性的恶臭成分，即 使在低浓度下也容易感到臭味。
[0003] -直以来，要除去空气中的恶臭成分，一般使用具有大的表面积和孔容的活性炭， 但是与其他恶臭成分相比，乙醛的活性炭中的平衡吸附量显著地小，因此不具有实用性能。
[0004] 在此，作为提高基于活性炭的乙醛吸附除去性能的手段，提出了在活性炭中浸渗 胺类以提高其性能的方法的方案(参考专利文献1)。但是，在该提案的情况中，在空气过滤 器那样的空气(空气)流动的动态条件下，其性能尚不充分。
[0005] 除此之外，作为在空气流动的动态条件下的乙醛的吸附除去手段，提出了在多孔 二氧化硅中担载半胱氨酸类的醛气体吸附剂的方案(参考专利文献2)。然而，该方案的醛气 体吸附剂也和活性炭一样，在动态条件下的性能不充分，同时有发生经时劣化的课题。
[0006] 在此进一步地，作为在空气流动的动态条件下的乙醛的吸附除去手段，提出了在 多孔二氧化硅中担载具有伯胺基的化合物的醛气体吸附剂的方案(参考专利文献3)。
[0007] 现有技术文献 专利文献 专利文献1:特开平5-317703号公报 专利文献2:特开2012-120946号公报 专利文献3:特开2002-200149号公报。
【发明内容】
[0008] 发明要解决的问题 然而，在专利文献3中提案的醛气体吸附剂虽然在动态条件下发挥出高性能，但在长期 保存时，有性能逐渐下降的课题。
[0009] 为此，需要在动态条件下具有乙醛除去性能并且在保存期间中不发生经时劣化的 适合于空气过滤器用途的醛气体吸附剂。
[0010]在此，本发明的目的是，提供可以高效率地除去醛类并且可以抑制其在保存期间 中的醛除去性能的经时劣化的气体吸附剂。
[0011] 解决课题的手段 本发明人为了解决上述课题，经锐意探讨的结果，最终完成了如下所述的本发明。
[0012] 本发明的气体吸附剂是在无机多孔介质中至少担载有水溶性的酸酰肼化合物和 在官能团中具有巯基的化合物的气体吸附剂。
[0013] 根据本发明的气体吸附剂的优选的方式，所述在官能团中具有巯基的化合物具有 氨基。
[0014] 根据本发明的气体吸附剂的优选的方式，所述在官能团中具有巯基的化合物是半 胱氨酸。
[0015] 根据本发明的气体吸附剂的优选的方式，本发明的气体吸附剂是将其5g分散于 100g水中时pH(氢离子指数)为3.0~7.5的气体吸附剂。
[0016] 根据本发明的气体吸附剂的优选的方式，在所述无机多孔介质中进一步担载了选 自有机酸和无机酸的至少一种酸。
[0017] 根据本发明的气体吸附剂的优选的方式，所述无机多孔介质是多孔二氧化硅。
[0018] 本发明的气体吸附片是将所述气体吸附剂夹在2片具有透气性的片状物中，然后 通过热塑性树脂将所述气体吸附剂固定至所述片状物的气体吸附片。
[0019] 在本发明中，可以使用所述气体吸附片制造空气过滤器。
[0020] 本发明的气体吸附剂的制造方法是将所述半胱氨酸和水溶性酸酰肼化合物溶解 在水中，将其浸渗在无机多孔介质中并使其干燥的气体吸附剂的制造方法。
[0021 ]发明效果 根据本发明，所得到的气体吸附剂由于与醛类的反应速度和吸附容量优异，可以在动 态环境下发挥出优异的醛除去性能，与此同时，由于可以抑制在保存期间中的经时劣化，可 以经长时间发挥出优异的醛除去性能。
[0022] 此外，同样对于含有本发明的醛气体吸附剂的气体吸附片和空气过滤器，由于与 醛类的反应速度和吸附容量优异，可以在动态环境下发挥出优异的醛除去性能，与此同时， 由于可以抑制在保存期间中的经时劣化，可以经长时间发挥出优异的醛除去性能。
【具体实施方式】
[0023] 重要的是，本发明的气体吸附剂是在无机多孔介质中至少担载了水溶性酸酰肼化 合物和在官能团中具有巯基的化合物。
[0024] 在本发明中，首先通过使用无机多孔介质，得到了可以与处理气接触的表面积，与 此同时，可以以足够的量担载后述药剂，可以在动态状态下提高醛除去效率。
[0025] 作为在本发明中采用的无机多孔介质，可以列举出沸石、活性氧化铝、多孔二氧化 硅、活性白土、硅酸铝以及硅酸镁等，可以从其中根据目的适当地选择。在其中，由于在孔隙 表面具有硅醇基，与水溶性酰肼化合物的亲和性优异，优选使用多孔二氧化硅。
[0026] 作为无机多孔介质的粒径，优选粒径分布为50μπι以上800μπι以下。如果无机多孔介 质的粒径太小，虽然吸附速度会变快，但有容易飞散、操作性和加工性低下的倾向。因此，粒 径分布优选50wii以上，更优选100μπι以上。另一方面，如果粒径太大，则难以制造，此外由于 其强度上也变得脆弱从而容易被破坏，反而容易产生粉尘。因此，从抑制粉尘的产生等观点 出发，粒径分布优选800μηι以下，更优选500μηι以下。
[0027]在本发明中采用的无机多孔介质的细孔孔径优选0.5nm以上100nm以下，对于其上 限，更优选50nm以下。通过使细孔孔径在100nm以下，可以不使无机多孔介质的机械强度大 幅下降但增大比表面积。此外，通过使细孔孔径在〇.5nm以上，可以使浸渗的药品和目标气 体成分容易进入孔隙内部。
[0028] 在本发明中采用的无机多孔介质的比表面积为，BET比表面积优选50.0 m2/g以上 1200.0 m2/g以下，对于其下限，更优选100.0 m2/g以上，对于其上限，更优选1000.0 m2/g以 下。通过使BET比表面积在50.0 m2/g以上，得到作为添加的药品的反应区的有效面积，并得 到了对想除去的气体成分的有效反应速度。此外，通过使BET比表面积在1200.0 m2/g以下， 可以抑制无机多孔介质的机械强度低下导致的操作性下降。
[0029] 接下来，在本发明中，通过在无机多孔介质中担载水溶性酸酰肼化合物，飞跃性地 提高了对甲醛和乙醛等醛类的化学吸附能力，可以选择性地吸附醛类。
[0030] 酸酰肼化合物是由羧酸和酰肼衍生而来的、具有用-C〇-NHNH2表示的酸酰肼基的 化合物，在酰肼末端的α位上进一步结合了具有孤电子对的氮原子，由此显著地提高了亲核 反应性。
[0031] 可以认为，该孤电子亲核地进攻醛类的羰基碳原子并反应，将醛类固定化为酰肼 衍生物，由此发现了其醛类的除去性能。
[0032] 在醛类中，乙醛由于其羰基碳的α位上具有供电子性的烷基，从而羰基碳的亲电性 低，难以被化学吸附，但由于在本发明的气体吸附剂中所采用的酸酰肼类如前所述，其亲核 反应性高，对乙醛也发现了良好的化学吸附性能。
[0033]作为在本发明中所使用的酸酰肼化合物，可以举出例如，作为分子中具有一个酸 酰肼基的酸单酰肼的甲酸酰肼、乙酸酰肼、丙酸酰肼和安息香酸酰肼等，作为分子中具有两 个酸酰肼基的酸二酰肼的碳酸二酰肼、谷氨酸二酰肼、琥珀酸二酰肼、己二酸二酰肼、十二 烷二酸二酰肼、富马酸二酰肼、马来酸二酰肼和对苯二甲酸二酰肼等，以及作为分子中具有 三个以上酸酰肼基的酸多酰肼的聚丙烯酸酰肼等。
[0034] 在本发明中采用的酸酰肼化合物是其中的水溶性酸酰肼化合物。在这里，"水溶 性"是指对于25°C温度的中性水，溶解5质量%(5g/100g)以上的特性，在其中，从吸附性能的 观点来看，优选使用碳酸二酰肼、琥珀酸二酰肼和己二酸二酰肼的醛类。此外，出于提高醛 性能的目的，通过组合使用己二酸二酰肼和琥珀酸二酰肼，发挥出特别是在乙醛吸附容量 上的优异效果。
[0035] 此外，重要的是，本发明的气体吸附剂中担载有官能团中具有巯基的化合物。可以 认为，巯基(S-Η)有助于与醛类的反应，与此同时，由于其具有与存在于无机多孔介质的孔 隙表面的金属的反应性，可以抑制由于金属的催化作用而导致的水溶性酸酰肼化合物的分 解反应，所述金属的催化作用可能是气体吸附剂所具有的醛类除去性能经时劣化的主要原 因。进一步可以认为，巯基由于本身具有容易被氧化的性质，通过担载具有巯基的化合物， 有防止与醛类反应性优异的水溶性酸酰肼化合物被氧化分解的效果。
[0036] 此外，如果在官能团中具有巯基的化合物进一步在官能团中具有氨基(NH2)，由于 氨基有助于与醛类的反应性，所以优选使用。
[0037] 作为在本发明中使用的在官能团中具有巯基和氨基的化合物，可以例举出半胱氨 酸类。作为半胱氨酸类，具体地可以列举出选自L-半胱氨酸、D-半胱氨酸、D、L_半胱氨酸，和 其盐，以及包括在这些半胱氨酸中的羧基酯和羧基酰胺等半胱氨酸衍生物等中的一种或者 两种以上。在其中