浸渍的过滤元件和方法

专利名称：浸渍的过滤元件和方法
技术领域：
本发明涉及用于从气流如空气流中除去污染物的低压降过滤元件。更具体地，本发明涉及通过使用浸渍了选择用于特定地除去某种污染物的材料的过滤元件来除去气流中的该污染物。
背景技术：
通常称为元件或过滤器的气体吸附制件在许多工业中用于除去空气传播的污染物以保护人类、环境和关键制造工艺或由该工艺制造的产品。空气吸附制件应用的具体例子是半导体工业，在半导体工业中通常在该行业中称为“清洁室”的超清洁环境中制造产品。气体吸附制件还用在许多非工业应用中。例如，气体吸附制件常用在商业楼和住宅的空气流动系统中，用于给居住者提供更清洁的呼吸空气。
典型的空气传播污染物包括碱性污染物，诸如氨、有机胺和N-甲基-2-吡咯烷酮；酸性污染物，诸如硫化氢、氯化氢或二氧化硫；一般的有机材料污染物，通常称为VOC(挥发性有机化合物)，诸如活性单体和非活性溶剂。硅烷、硅氧烷、硅醇和硅氮烷之类的含硅物质是对一些应用特别有害的污染物。另外，必须从呼吸空气中除去许多有毒工业化学品和化学毒剂。
通常使变脏或受污染的空气通过微粒吸附床组件或填充床组件。这类床具有框架和保留在框架内的活性炭之类的吸附介质。该吸附介质吸附空气流中的气态污染物或者与这些气态污染物反应，使洁净的空气返回到环境中。为了长时间地充分保护工艺和产品，除去效率和在特定除去效率的除去时间的长短是非常重要的。
气态吸附床的除去效率和容量取决于许多因素，例如空气通过吸附床的速率，吸附床的深度，使用的吸附介质的类型和用量，以及吸附介质的活性程度和吸附速率。同样重要的是，为了使效率提高或最大化，通过紧密填充的吸附床微粒和框架之间的空隙发生的任何空气泄漏的可能性应该降低到几乎可以忽略的程度。微粒吸附床的例子包括美国专利第5290345(Osendorf等)、5964927(Graham等)和6,113,674(Graham等)号中所述的。这些紧密填充的吸附床具有供空气通过吸附床的弯曲路径。
但是，紧密填充的床会带来明显的压力损失。目前最大程度地减少压力损失的方法包括通过提高床面积来降低空气通过床的速率。可以通过增加床的尺寸、使床为V型或褶皱状来实现上述目的。但是，这些方法不能充分地解决压力损失的问题，而会带来离开床时流速不均匀方面的其它问题。另外，填充床相当重。
尽管上述填充床污染物去除系统在一些应用中是足够的，但是需要的是可有效地除去污染物如酸、碱或其它有机物质，同时又最大程度地降低压力损失，提供离开过滤器时均匀的流速的替换产品。
美国专利第6645271号(Seguin等)中揭示了非填充床吸附制件的一个例子。该专利中描述的制件包括具有内部通道的基材，所述通道的表面涂布或覆盖了吸附物质。所述吸附物质可以通过聚合物材料保持在基材上。
美国专利第6071479号(Marra等)试图提供将污染物从气流中除去的合适制件，但是，Marra等的制件具有各种缺点和不利特征。例如，介质不能用于长期和/或高纯度过滤应用。依据Marra等的发明，柠檬酸浸渍的纸介质据推测是合适的污染物去除制件，但是，当实际使用时，该产品不能提供可以接受的性能。Marra等为了提高吸附性材料的含水量，促进酸性浸渍剂与要除去的碱性物质之间的反应，在产品中包含了润湿剂或有机胺。另外，Marra等使用粘合剂或胶水保持形成的介质的结构。这类粘合剂材料是有名的废气污染物，其中一些可能会与除去污染物的材料反应或粘合，这样减少了能够用于除去流过的气体中的污染物的量。
需要更好的污染物去除系统。
发明概述本发明涉及一种污染物去除过滤器，该过滤器具有位于纤维基材内且遍布纤维基材的除去污染物的活性物质。过滤器中存在的活性物质针对待除去的特定污染物进行选择。
在一种设计中，过滤器包括用于除去碱性污染物的酸性物质和防腐剂或稳定剂。申请人已经发现在本发明之前，过滤元件中的酸性物质通常不具有可接受的污染物除去寿命；现有技术的过滤器的寿命由于过滤器内存在水分而缩短。申请人发现在酸性物质中包含防腐剂或稳定剂可以提高过滤器的使用寿命。尽管不受限于任何理论，申请人相信防腐剂或稳定剂抑制了霉、细菌和病毒之类的微生物有机体在过滤器基材上的生长，从而延长了过滤器的使用寿命。
优选的酸性物质是柠檬酸。酸性物质与空气或其它接触过滤器的气态流体中的碱性污染物反应，或者以其它方式除去这些污染物。而且，至少在基材的表面上，优选在基材内存在防腐剂或稳定剂中的至少一种。通常，该防腐剂和/或稳定剂均匀地存在于酸性物质中。优选的稳定剂是聚丙烯酸(PAA)。优选的防腐剂是苯甲酸钠。
在另一种设计中，过滤器包括用于除去酸性污染物的碱性材料和促进剂。申请人发现在本发明之前，过滤元件中的碱性物质通常不具有可接受的污染物除去寿命；现有技术的过滤器的寿命由于过滤器内存在水分而缩短。申请人发现在碱性物质中包含促进剂可以提高过滤器的使用寿命。尽管不受限于任何理论，但是申请人相信促进剂提高了酸性气体(被除去的污染物)与过滤器的碱性物质之间的氧化反应，从而延长了过滤器的使用寿命。
优选的碱性物质是碳酸钾(K2CO3)。碱性物质与空气或其它接触过滤器的气态流体中的酸性污染物反应，或者以其他方式除去这些污染物。而且，至少在基材的表面上，优选在基材内存在促进剂。通常，该促进剂均匀地存在于碱性物质中。优选的促进剂是碘化钾(KI)。
在另一种设计中，过滤器包括一种基材，该基材内或基材上存在反应性物质或反应物，所述反应性物质是亚硫酸盐、亚硫酸氢盐、氧化剂或氨的衍生物，特别是高分子量的稳定胺，用于除去含羰基化合物，包括酮和醛。强碱性物质特别适用于除去醛。
用于除去含羰基化合物的优选物质的例子是用反应物如亚硫酸盐、亚硫酸氢盐、氧化剂或氨的衍生物，特别是高分子量的稳定胺浸渍的微粒或纤维等形式的活性炭。用强碱浸渍的活性炭微粒或纤维特别适用于除去醛。
在另一种设计中，过滤器包括内部包含活性炭纤维的基材，所述纤维是基材的结构部分。这种过滤器结构用于除去VOC，诸如甲醇、甲苯、乙醇等。活性炭纤维特别适用于除去低浓度(例如，小于100ppm)的VOC。上述的任何设计可使用这种内部具有碳纤维的基材。碳纤维特别适合用亚硫酸盐、亚硫酸氢盐、氧化剂或氨的衍生物(特别是高分子量的稳定胺)浸渍，用于除去含羰基化合物和VOC。
形成过滤器的基材是纤维材料或多孔材料，例如纤维素材料或聚合物材料，或它们的组合。对于除去VOC，基材包括活性碳纤维。由该基材形成的过滤器的过滤体(body)优选具有多个从进口面延伸至出口面的通道，该通道为气流通过提供路径。至少在基材的表面上，优选在基材内，存在活性物质。
将活性物质，无论是酸性物质、碱性物质或反应性物质，作为活性物质的混合物或溶液施用到基材上。通常，通过浸渍施用混合物或溶液。
本发明的污染物去除过滤器可用在许多需要除去气流(例如空气流)中碱性污染物的高纯度应用中。文中所用的术语“高纯度”及其变化形式是指经过清洁的气流中污染物的含量小于1ppm。在许多应用中，污染物的含量需小于1ppb。本发明的污染物去除过滤器是“高纯度元件”或包括“高纯度介质”。在此应用中，这类术语指不仅除去空气流中污染物而且不会散发或释放任何污染物的物质。通常不能存在于高纯度元件或高纯度介质中物质的例子包括作为废气的粘合剂或其它聚合物材料。应理解，在一些应用中，在污染物去除过滤器中存在粘合剂是可以接受的。
通常，过滤器可以使用在平版印刷工艺、半导体处理、摄影影像和热蚀影像工艺之类的任何应用中。燃料电池正常且有效的运行也需要不含无法接受的化学污染物的氧化剂(例如，空气)。可使用本发明的污染物去除过滤器的其它应用包括为了有益于呼吸空气的人而需要清洁环境空气的情况。通常，这些区域是封闭的空间，例如住宅、工业或商用空间、飞机机舱和汽车车厢。
附图简要说明现在参考附图，其中附图中相同的参数和字母表示相应的结构

图1是本发明的污染物去除过滤器的一个实施方式的示意性透视图；图2是本发明的污染物去除过滤器的第二实施方式的示意性透视图；图3是本发明的污染物去除过滤器的第三实施方式的示意性透视图；图4是本发明的污染物去除过滤器的第四实施方式的示意性透视图；图5是结合了多个本发明的污染物去除过滤器以及特定过滤器的系统的示意图；图6是本发明的污染物去除过滤器的第五实施方式的示意性透视图；图7表示本发明的各种污染物去除过滤器的测试结果；图8表示本发明的一种污染物去除过滤器的测试结果；图9表示本发明的各种污染物去除过滤器的测试结果；图10表示本发明的各种污染物去除过滤器的测试结果；图11是本发明的过滤元件在经过穿透测试(breakthrough test)3后的入口侧的照片；图12是对比例的过滤元件在经过穿透测试3后的入口侧的照片；图13表示测试实施例11和对比例F的结果。
发明详述现在参考附图，具体是图1，本发明的污染物去除过滤器或元件的第一实施方式表示为10。污染物去除过滤器10包括具有第一面17和相对的第二面19的过滤体12。通常，待清洁的碱性污染物气体通过第一面17进入过滤器10，通过第二面19离开过滤器10。在此实施方式中，波状层14与面层16交错形成过滤体12。波状层14具有圆顶波浪形状，各波谷和波峰通常是相同的。面层16可以是波状层或非波状层(例如，平面层)；在此实施方式中，面层16是平面层。层14和层16一起形成多个从第一面17延伸至第二面19的贯穿过滤体12的通道20。过滤器10具有“直通式(straight-through)流动”或“成直线式(in-line)流动”是指待过滤的气体从一个方向通过第一面17进入，以大致相同的方向从第二面19离开。通道20的长度“L”为第一面17和第二面19之间测得的距离；该长度L一般还定义为过滤体12和过滤器10在空气流方向上的厚度。
图2中的10’表示本发明的污染物去除过滤器的第二种构造。与图1所示的制件类似，由具有第一面17’和相对的第二面19’的过滤体12’形成污染物去除过滤器10’。第一面17’和第二面19’之间的距离是过滤器10’的厚度。波状层14’与面层16’交错形成过滤体12’。波状层14’具有尖顶波浪形状，各波谷和波峰高度大致相同。面层16’可以是波状层或非波状层(例如，平面层)；在此实施方式中，面层16’是平面层。层14’和层16’一起形成多个从第一面17’延伸至第二面19’的贯穿过滤体12’的通道20’。
图1的过滤体12和图2的过滤体12’具有类似的结构，它们都包括波状层14、14’和面层16、16’。对于过滤体12，两种层14和16是交错堆叠的，得到大致平坦的过滤器10。对于过滤体12’，两种层14’和16’是交错卷绕的，得到大致圆柱形的过滤器10’。所述的过滤器10’具有非圆形的截面，例如卵形、椭圆形或跑道形；卷绕层14’和16’还可以形成其它形状，特别是圆形。另外，还可以卷绕成具有两个平行的面、与这两个平行面垂直的另两个平行面和位于它们之间的四个圆角的形状。任何卷绕的结构可包括中心芯轴以便于各层卷绕。
图3中的30表示本发明的污染物去除过滤器的第三种构造。由具有第一面37和相对的第二面39的过滤体32形成污染物去除过滤器30。通常，待清洁的气体通过第一面37进入过滤器30，通过第二面39离开过滤器30。第一面37和第二面39之间的距离为过滤器30的厚度。通过螺旋卷绕基材层35形成过滤体32。可使用间隔装置使层35的相邻圈层之间具有所需的间距。层35的相邻圈层之间形成通过过滤器30的通道。与图2所示的过滤器10’类似，过滤器30可具有圆形或非圆形截面，可包括中心芯轴以便于各层卷绕。
图4中的50表示本发明的污染物去除过滤器的第四种构造。如上文所述的构造，具有第一面57和相对的第二面59的过滤体52形成过滤器50。第一面57和第二面59之间的距离为过滤器50的厚度。由多个单独的基材薄片65排列形成大致螺旋的构造来形成过滤体52。例如，过滤体52具有第一薄片65a、相邻的第二薄片65b和依次的各薄片。这些薄片65尽管一般是平坦的，但是可以是波状的。相邻的薄片65(例如65a和65b)一起形成多个从第一面57延伸至第二面59的贯穿过滤体52的通道60。如上文所述的构造，元件50可具有圆形或非圆形的截面，可包括一个芯轴以便于设置基材薄片65。
另一种设想用于本发明的污染物去除过滤器的构造具有由多个单独的薄片形成的同心层。
下文中将描述污染物去除过滤器的具体特征。为了简便起见，尽管仅使用第一实施方式的过滤器10的参数，但是应理解除非另有说明，这些特征的说明适用于所有构造。
过滤器的过滤体过滤体12提供污染物去除过滤器10的总体结构；过滤体12决定了过滤器10的形状和尺寸。过滤体12可具有三维形状，例如立方形、圆柱形、锥形、截锥形、棱锥形、截棱锥形、圆盘形等，但是，优选第一面17和第二面19具有至少非常接近甚至于相同的表面面积，以使流入通道20和流出通道20的流量相同。由第一面17、第二面19定义的过滤体12的截面形状或面17和19之间的任何截面的形状可以是任何的两维形状，例如正方形、矩形、三角形、圆形、星形、卵形、椭圆形、跑道形等。还可以使用环形形状。较佳地，过滤体12的截面在第一面17至第二面19的长度“L”方向上基本保持不变。
通常，第一面17和第二面19具有相同的面积，至少为1平方厘米。在满足或不满足以上条件的前提下，第一面17和第二面19的面积不大于约1平方米。在最优选的实施方式中，面17、19的面积约为70-7500平方厘米。过滤器10的一些特定应用需要优选的面积范围。第一面17和第二面19之间的过滤体12的厚度“L”通常至少为0.5厘米，通常不超过25厘米。在最优选的实施方中，“L”约为2-10厘米。过滤体12的两个特别合适的厚度为2.5厘米和7.5厘米。过滤体12的尺寸将影响气体在过滤器中的停留时间和从气流中除去污染物的效果。
过滤体12通常具有多个贯穿该过滤体12延伸的通道20；参见，例如，图1和图2的元件10和10’。通道20可具有任何形状，例如，正方形、矩形、三角形、圆形、梯形、六边形(例如“蜂窝状”)，但是优选的形状是大致的穹形，例如图1所示的。较佳地，通道20的形状从第一面17至第二面19没有明显变化，过滤器10内的各通道20具有类似的截面形状。
各通道20的截面面积通常不大于约50平方毫米；该截面通常与第一面17和第二面19中的至少一个面平行。在满足或不满足以上条件的前提下，通道20的截面面积通常不小于约1平方毫米。一般各通道20的截面面积约为1.5-30平方毫米，通常约为2-4平方毫米。在一个优选的实施方式中，穹形通道20(例如图1所示的通道20)的截面面积约为7-8平方毫米。在另一个优选的实施方式中，通道20的面积为1.9平方毫米。
通道20的最长截面尺寸通常不大于10毫米，通常不大于6毫米。另外，通道20的最短尺寸不小于0.25毫米，通常不小于1.5毫米。
各延伸通道20的总内表面面积通常不小于约5平方毫米，通常不大于约200平方厘米。用通道20的内表面面积定义的过滤器10的总表面面积至少约为200平方厘米，或者约为250平方厘米至10平方米。
在图3的第三种构造中，元件30具有由层35的相邻圈层形成的单一通道。在这种构造中，元件30的总内表面面积至少约为200平方厘米，通常约为250平方厘米至10平方米。
用形成过滤体12的基材形成决定通道20的形状和尺寸的通道壁。所述基材的厚度通常至少为0.015毫米。在满足或不满足以上条件的前提下，通道壁的厚度通常不超过5毫米。通常，通道壁的厚度不超过2毫米。通道壁的厚度可根据通道20的尺寸、形成过滤体12的基材和过滤器10的目标用途而变化。对于由层14和面层16形成通道20的构造来说，由层14和面层16形成通道壁。
在最优选的实施方式中，各通道20在其长度方向上具有连续的尺寸和形状。通常，各通道20的长度基本上与第一面17和第二面19之间的厚度“L”相同。可以考虑通道20从面17至面19不是直线形式，但是由于在通过通道20后压力可能出现不利程度的下降，而不优选这种形式。
过滤体12(例如，层14和16)由多孔基材或可渗透基材形成；纤维材料是优选的材料。用于过滤体12的合适基材的例子包括天然材料(例如，纤维素材料)和聚合物基材料。基材可以是非织造纤维材料(例如，纺粘材料)、织造纤维材料、编织纤维材料、或开孔或闭孔的泡沫材料或海绵材料。合适的基材的具体例子包括玻璃纤维纸、绉纸、牛皮纸、羊毛、丝绸、纤维素纤维织物(例如棉花、亚麻布、粘胶纤维或人造纤维)和合成纤维织物(例如尼龙、聚酯、聚乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯、聚乙烯醇、丙烯酸类和聚酰胺)。多孔陶瓷材料也可用于过滤体12。
过滤体12中的活性碳纤维用于除去VOC，特别是低浓度的VOC(小于约100ppm)。尽管纤维的含量最普遍为30-80重量％，但是可以为20重量％-100重量％。活性碳纤维一般与至少一种其它纤维混合，形成过滤体12；优选与热塑性纤维混合。热塑性纤维增加了所述材料的强度和劲度。在层14和16的一种层或两种层中都可含有碳纤维。
适用于过滤体12中用于除去VOC的活性碳纤维的标称BET表面积通常约为800-3000平方米/克，微孔体积约为0.3-0.8立方厘米/克，纤维直径为5-100微米，平均纤维长度为0.1-10毫米。
用于过滤体12的物质不应产生可能对过滤体12上存在的活性物质(即酸性、碱性或其它反应性物质)的功能造成影响的有害废气或污染物散发。最好避免的物质的例子包括产生废气的粘合剂和其它此类材料。在某些应用中，一些粘合剂是可以接受的，这些粘合剂的含量、所产生的废气的量和类型对所述应用没有不利影响，这样是可以接受的。
用于过滤体12的优选基材包括热塑性聚合物纤维与纤维素纤维的组合。两种纤维可以均匀混合或掺混到片状基材中。在加热后，聚合物纤维变软，至少部分地熔化，将所述纤维粘合在一起。在冷却后，聚合物纤维重新固化。使用包含热塑性材料的基材可以在不使用粘合剂的情况下将多个基材片或基材层连接在一起。合适的基材的具体例子是包含约40重量％的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)纤维和约60重量％的纤维素纤维。合适的基材的另一个具体例子是包含约60重量％的活性碳纤维和约40重量％的聚酯纤维。热塑性纤维和非热塑性纤维的其它组合也是合适的。
如图2所示的优选的过滤体12的例子可由波状层14和面层16形成，这两种层都包含热塑性聚合物纤维和纤维素纤维的组合。层14和16能够通过超声焊接设备，该设备使用高频声波对所述层进行局部加热。对层14和16相互接触的区域施加压力，使层14和16相互粘结在一起。由活性碳纤维和热塑性聚合物纤维制成的层14和16也可以通过这种方式进行焊接。
例如，美国专利第6416605号和WO03/47722中描述了由波状层14和面层16制造过滤体12的方法，上述专利文献通过参考结合于此。过滤体12是用于除去空气或其它通过过滤器10的气态流体中的污染物的酸性物质的载体。
如上文所述，污染物去除过滤器10包括至少一种活性物质，例如酸性物质、碱性物质或反应性物质，对这些物质进行选择分别用于除去碱、酸和含羰基化合物。在满足或不满足以上条件的前提下，污染物去除过滤器10可在过滤体12中包含活性碳纤维，用于除去VOC。
为了生产在过滤体12中和过滤体12上具有活性物质而不是在过滤体12中具有纤维的过滤器10，活性物质作为液体载体提供，并且浸渍到形成污染物去除过滤器的基材中或基材上。通常并且优选地，活性物质作为溶液的形式浸渍到基材中。应理解，一些材料可能无法溶于溶剂中，但是可以分散在溶剂中。水是用于形成溶液、分散体或任何其它混合物形式的优选溶剂。
根据所用的具体活性物质和基材，选择浸渍溶液中活性物质的含量。活性物质在溶液中的含量至少约为0.5重量％，不超过约75重量％。较佳地，活性物质的含量为5-50重量％或10-50重量％。
尽管已经使用了术语“浸渍”，但是应理解将活性物质施用到基材上的方法不限于浸渍。可使用其它方法将活性物质提供到基材中。其它另选且合适的将活性物质施用到基材中的方法包括浸入、喷涂、刷涂、刮涂、贴胶和其它已知的将液体施用到表面或基材上的方法。浸渍或其它施用方法可以在大气压下或减压下或真空下进行。
在一个优选的方法中，在施用活性物质之前，将基材形成过滤体12。但是，应理解，可以在基材已经形成过滤体12之后，使过滤体12成形。为了使过滤体12中包含活性碳纤维，应理解，形成的基材内可以包含纤维。
在浸渍后，将基材至少部分地干燥至除去溶剂(例如水)，将活性物质留在基材中和基材上。较佳地，除去至少90％的所有自由水或其它溶剂，最佳地，除去至少95％的所有自由水或其它溶剂。
所述元件的通道20的至少50％的表面区域上和表面区域内具有活性物质。较佳地，至少55％至75％的通道壁表面上和表面内具有活性物质，更优选至少90％的表面上和表面内具有活性物质，最优选是连续且连接的，没有不具有活性物质的区域。在基材的至少10％的厚度范围内具有活性物质。较佳地，在基材的至少50％的厚度范围内具有活性物质，更优选的在基材的至少80％的厚度范围内具有活性物质。当基材中的活性物质是活性碳纤维时，优选基材包含至少30重量％的活性碳纤维，优选包含至少60重量％的活性碳纤维，均匀地分布在整个层14或层16中。在一些实施方式中，层14和16中只有一种层包含碳纤维。
活性物质通常不会增加基材的厚度。但是，活性物质会改变基材的性质，例如使基材更硬或更软。
作为活性物质的酸性物质在一种设计中，污染物去除过滤器10包括作为活性物质的酸性物质。酸性物质通过与污染物反应或以其它方式除去污染物而除去通过通道的空气中的碱性污染物。
用于本发明元件的合适的酸性物质的例子包括羧酸(一酸、二酸、三酸和多酸；直链型、支链型和环状形式)，诸如柠檬酸、草酸、丙二酸和高级同系物、芳族羧酸；磺酸(直链型、环状和芳族)；无机酸，诸如硫酸、磷酸、硝酸、盐酸；杂多酸(超酸)。柠檬酸是优选的酸性物质。
根据所用的酸性物质和基材，选择浸渍溶液中酸性物质的含量。酸性物质在所述溶液中的含量至少约为0.5重量％，不超过约75重量％。较佳地，酸性物质的含量为10-50重量％。对于优选的酸性物质柠檬酸，柠檬酸的含量约为10-50重量％，优选为15-35重量％。其它含量的酸也是合适的。
已经发现，较低浓度的酸性物质通常比较高浓度的酸性物质更优选。例如，含有5-15重量％的柠檬酸的溶液比含有20-35重量％的柠檬酸的溶液更优选。在一个具体的例子中，发现用5％的柠檬酸水溶液浸渍基材，干燥基材，然后用12％的柠檬酸水溶液浸渍基材，与用25％的柠檬酸溶液的单步浸渍相比，能够更好地除去碱性污染物。这种低浓度、双步浸渍的方法也比单步浸渍方法优越。
当酸性物质是活性物质时需避免的添加剂理论上，基材中水分含量增加会缩短酸浸渍元件的适当寿命。因此，使用会增加干燥基材中含水量的润湿剂是不利的。需避免的润湿剂的例子包括尿素、甘油、丙三醇、酒精、聚乙烯基吡啶、聚乙烯基吡咯烷酮、聚乙烯基醇、聚丙烯酸酯、聚乙二醇和乙酸纤维素。此外，使用会增加干燥基材中含水量的有机胺也是不利的。需避免的有机胺的例子包括烷醇胺、羟胺和多胺。
当酸性物质是活性物质时可接受的添加剂尽管不受限于任何理论，本申请人相信过滤元件的基材中存在的水分会促进霉、细菌和病毒之类的微生物有机体在过滤器上生长；微生物有机体与酸性物质反应或者以其它方式破坏酸性物质。申请人已经发现向酸性物质中加入防腐剂或稳定剂中的至少一种可以提高酸性物质在元件有效期间的效力，并延长过滤元件的寿命。
根据所用的酸性物质和稳定剂或防腐剂，选择稳定剂和/或防腐剂在浸渍溶液中的含量。溶液中稳定剂和/或防腐剂的含量至少约为0.01重量％，不超过约20重量％。较佳地，根据添加剂，稳定剂和/或防腐剂的含量为0.1-10重量％，更优选约为0.1-10重量％。其它含量的稳定剂和/或防腐剂也是合适的。
合适的稳定剂的例子是聚丙烯酸。如果溶液中存在聚丙烯酸，则聚丙烯酸的含量优选约为1-10重量％，更优选为6-10重量％。当酸性物质是柠檬酸时，这些含量是特别适合的。按照聚丙烯酸与柠檬酸的比例，聚丙烯酸的含量优选约为1∶1至1∶10，更优选约为1∶2至1∶4。
合适的防腐剂的例子包括苯甲酸、苯甲酸钠、硝酸钾、亚硝酸钾、亚硝酸钠、硝酸钠、对羟基苯甲酸甲酯、对羟基苯甲酸乙酯、对羟基苯甲酸甲酯、对羟基苯甲酸乙酯、对羟基苯甲酸丙酯、对羟基苯甲酸丁酯、丙酸、丙酸钠、丙酸钙、山梨酸、山梨酸钾、乙酸、磷酸、山梨酸钠、山梨酸钙、苯甲酸钾、苯甲酸钙、对羟基苯甲酸乙酯、乙基对羟基苯甲酸钠、对羟基苯甲酸丙酯、联苯、苯基苯、邻苯基苯酚、邻苯基苯酚钠、亚硫酸钠和硫酸钠。如果溶液中存在苯甲酸钠，苯甲酸钠的含量优选约为0.01-5重量％，更优选为0.1-1重量％，还要优选约为0.1-0.5重量％。当酸性物质是柠檬酸时，这些含量是特别适合的。按照苯甲酸钠与柠檬酸的比例，苯甲酸钠的含量优选约为1∶5至1∶1000，更优选约为1∶50至1∶700。
作为活性物质的碱性物质在另一种设计中，污染物去除过滤器10包括作为活性物质的碱性物质。所述碱性物质通过与污染物反应或以其它方式除去污染物而除去通过通道的空气中的酸性污染物。
用于本发明元件的合适碱性物质的例子包括碱性盐，诸如碳酸盐、碳酸氢盐、氢氧化物、季铵化合物(通常是氢氧化物形式)；金属氧化物，诸如氧化铜、氧化锰和氧化铁。离子交换树脂，例如包括聚苯乙烯季铵(氢氧化物形式)、聚苯乙烯叔胺、接枝的聚乙烯和接枝的聚丙烯的那些离子交换树脂，也适用于除去碱性污染物。对于碱金属和碱土金属的碱性盐，通常使用锂、钠和钾的碱性盐。碳酸钾是优选用于污染物去除元件10的碱性物质。其它优选的碱性物质的例子包括碳酸氢钾、碳酸钠和碳酸氢钠。
根据所用的碱性物质和基材，选择浸渍溶液中碱性物质的含量。碱性物质在所述溶液中的含量至少约为0.5重量％，不超过约75重量％。较佳地，碱性物质的含量为10-50重量％。对于优选的碱性物质碳酸钾，碳酸钾的含量约为10-50重量％，优选为15-35重量％。其它含量的碱性物质也是合适的。
当碱性物质是活性物质时需避免的添加剂理论上，基材中水分含量增加会缩短酸浸渍元件的适当寿命。因此，使用会增加干燥基材中含水量的润湿剂是不利的。需避免的润湿剂的例子包括尿素、甘油、丙三醇、酒精、聚乙烯基吡啶、聚乙烯基吡咯烷酮、聚乙烯基醇、聚丙烯酸酯、聚乙二醇和乙酸纤维素。此外，使用会增加干燥基材中含水量的有机胺也是不利的。需避免的有机胺的例子包括烷醇胺、羟胺和多胺。
当碱性物质是活性物质时可接受的添加剂申请人已经发现向碱性物质中加入促进剂可以提高碱性物质在元件有效期间的效力，并延长过滤元件的寿命。
根据所用的碱性物质和促进剂，选择促进剂在浸渍溶液中的含量。合适的促进剂的例子是碱金属和碱土金属的碘化物和碘酸盐，诸如碘化钾、碘化钠、碘化锂、碘酸钾、碘酸钠和碘酸钠。优选的促进剂是碘化钾；该促进剂特别适合与碳酸钾物质一起使用。
溶液中促进剂的含量至少约为0.01重量％，不超过约20重量％。较佳地，促进剂的含量为0.1-10重量％，更优选约为0.1-5重量％。当碱性物质约为5重量％时，这些含量是特别适合的。其它含量的促进剂也是合适的。按照促进剂与碱性物质的比例，促进剂的含量优选约为1∶1至1∶50，更优选约为1∶3至1∶10。
作为活性物质的反应性物质在另一种设计中，污染物去除过滤器10包括作为活性物质的反应性物质。所述反应性物质通过与含羰基化合物反应或以其它方式除去该化合物而除去通过通道的空气中的所述化合物。
用于本发明的过滤元件中的合适的反应性物质的例子包括亚硫酸盐、亚硫酸氢盐、氧化剂或氨的衍生物，特别是高分子量的稳定胺。为了除去醛，优选的是强碱性物质。
合适的反应性物质的更具体例子包括亚硫酸盐，诸如亚硫酸钠和亚硫酸钾；亚硫酸氢盐，诸如亚硫酸氢钠和亚硫酸氢钾；氨的衍生物，特别是合适的高分子量的稳定胺、2，4-二硝基苯肼(DNPH)、2-羟甲基哌啶(2-HMP)和三(羟甲基)氨基甲烷；强碱，诸如氢氧化钠和氢氧化钾。以下例举了除去含羰基化合物的几种模式。
亚硫酸盐与含羰基化合物反应的例子RCR′O+Na2SO3+H2O→NaOH+HORCR′SO3Na亚硫酸氢盐与含羰基化合物反应的例子RCR′O+NaHSO3→HORCR′SO3Na高分子量的稳定胺与醛反应的例子HCHO+NH2-R→HCNH-R+H2O强碱与醛反应的例子2RCHO+NaOH→RCOONa+RCH2OH根据所用的反应性物质和基材，选择浸渍溶液中反应性物质的含量。反应性物质在所述溶液中的含量至少约为0.5重量％，不超过约75重量％。较佳地，反应性物质的含量为5-50重量％。例如，当使用三(羟甲基)氨基甲烷时，浸渍溶液中反应性物质的含量优选约为5重量％。当使用氢氧化钠时，含量优选约为5重量％。其它含量的反应性物质(例如10-50重量％)也是合适的。
需避免的添加剂理论上，基材中水分含量增加会缩短元件的适当寿命。因此，使用会增加干燥基材中含水量的润湿剂是不利的。需避免的润湿剂的例子包括尿素、甘油丙三醇、酒精、聚乙烯基吡啶、聚乙烯基吡咯烷酮、聚乙烯基醇、聚丙烯酸酯聚乙二醇和乙酸纤维素。
上述任何活性物质可通过浸渍或其它方式施用到活性碳纤维上。
再生已经发现，包含酸性、碱性或反应性物质的本发明的污染物去除过滤器都可以再生。在使用后，或者在长期未使用后，用酸性物质、碱性物质或反应性物质重新浸渍元件。该第二次或之后的任何一次浸渍都可以在过滤器之前的污染物已经被清理或未清理的情况下进行；清洁过滤器可以通过用水洗涤来进行。估计基材可以被浸渍任意次，任何限制仅是基材的物理完整性。
污染物去除过滤器10的应用本发明的污染物去除过滤器10可用于许多需要除去气流(例如空气流)中污染物的应用中。污染物去除过滤器10特别适用于需要将气体中的化学污染物含量降低到小于1ppm的高纯度应用。在许多高纯度应用中，污染物的含量需小于1ppb。过滤器10本身通常不增加污染物，例如由于废气而增加污染物。
可用酸浸渍的过滤器10除去的常见的空气传播性碱性污染物的例子包括有机碱，诸如氨、胺、酰胺、N-甲基-1，2-吡咯烷酮、氢氧化钠、氢氧化锂、氢氧化钾；挥发性有机碱和非挥发性有机碱。可用碱浸渍的过滤器10除去的常见的空气传播性酸性污染物的例子包括硫的氧化物、氮的氧化物、HCl(盐酸)、HNO3(硝酸)、H2S(硫化氢)、H2SO4(硫酸)和HCN(氰化氢)。常见的空气传播性含羰基化合物的例子包括酮，包括丙酮；醛，包括甲醛。含羰基化合物一般来说具有恶臭，会使人不舒服。一些人对含羰基化合物起过敏反应。
一般来说，污染物去除过滤器10可用在使用填充微粒床的任何应用中；这类应用包括平版印刷工艺、半导体处理、摄影影像和热蚀影像工艺。通入不含有不可接受的碱性污染物的空气可以有利于燃料电池正常且有效地运行。可使用污染物去除过滤器10的其它应用包括为了益于呼吸空气的人而需要清洁环境空气的情况。过滤器10可用于呼吸器(常规和动力驱动的)之类的个人设备和自容纳的呼吸设备，以提供清洁的呼吸空气。污染物去除过滤器10还可大规模使用，用于封闭空间，例如住宅和商用空间(诸如房间和整幢建筑)、飞机机舱和汽车车厢。另外，在将空气排放到大气中前除去污染物是有利的；这类应用的例子包括汽车或其它车辆尾气的排放、工业废气的排放或化学污染物会逸出到环境中的任何其它操作或应用。
过滤器10通常设置在引导气流(例如，空气流)进入并通过过滤器10的通道20的外壳、框架或其它类型的结构中。在许多构造中，过滤器10的四周至少部分地被外壳、框架或其它结构包围。
当通过本发明所述任何方法制备的污染物去除过滤器10位于一个系统中时，前过滤器、后过滤器或者两者可与污染物去除过滤器10结合使用。前过滤器位于过滤器10的上游，用于在气流进入过滤器10之前除去其中的空气传播性颗粒。后过滤器位于过滤器10的下游，用于在空气释放之前除去来自过滤器10的气流中的残余颗粒。这些过滤器通常分别抵靠或紧密接近于污染物去除过滤器10的第一面17和第二面19设置。系统的例子包括图5所示的前过滤器。
在图5中，对系统100除去污染气流101中的污染物进行说明。系统100包括微粒过滤器105、第一污染物去除过滤器110和第二污染物去除过滤器110’。微粒过滤器105用于除去气流101中的固体颗粒，例如灰尘和烟尘。通常，如果使用微粒过滤器105，微粒过滤器105位于污染物去除过滤器110和110’的上游，以减少过滤器110、110’被微粒堵塞或载满的可能性。在一个例子中，第一污染物去除过滤器110用于除去气流101中的碱性污染物，第二污染物去除过滤器110’用于除去气流101中的酸性污染物。应理解，在其它实施方式中，过滤器110、110’可以任何方式设置，以除去酸性污染物、碱性污染物或含羰基化合物。在通过各微粒过滤器105、污染物去除过滤器110和污染物去除过滤器110’后，所得的清洁气流指示为102。
微粒过滤器105、过滤器110和过滤器110’中的任何过滤器或全部过滤器可位于外壳如外壳120内。过滤器105、110、110’可以相互邻近，或两两之间间隔一段距离。
图6显示了另一种结合了碱性污染物去除过滤器和微粒过滤器的构造，表示为过滤器70。污染物去除过滤器70由具有第一面77和相对的第二面79的过滤体72形成。通常，待除去污染物的气体通过第一面77进入过滤器70，通过第二面79离开过滤器70。过滤体72与图2的过滤器10’的过滤体12类似，具有交错的波状层74和面层76。波状层74和面层76一起形成多个通道80。第一组通道80在第一面79上被封闭或密封；这些称为密封85。在密封85的相对端，在第二面79上，通道80是开放的。另外，第二组通道80在第二面79上被封闭或密封，在第一面79上是开放的。
在使用时，带有微粒的气体进入第一面79的开放通道80中。由于密封的第二面79，微粒被截留在通道80中，而气体通过由纤维基材形成的通道壁。基材中和基材上的活性物质除去了空气传播性污染物。经过清洁的气体通过第二面79离开。
过滤器70称为z过滤器、直通式过滤器或在线式过滤器。例如，美国专利第5820646、6190432、6350291号中揭示了过滤器70之类的过滤器的微粒去除特征。
位于过滤器10或任何其它实施方式下游的是指示器或指示系统，用于监控通过过滤器10的没有被除去的污染物的量。这类指示器是众所周知的。
根据气体在过滤器10中的停留时间，选择过滤器10的形状和尺寸，用于从通过过滤器的气体或空气中除去所需量的污染物。例如，优选除去至少90％、更优选至少95％的污染物。在一些设计中，多达98％或98％以上的污染物被除去。应理解，根据应用以及污染物的量和类型，需除去的污染物的量可不同。例如，对于半导体处理行业，进入气体在过滤器10中的停留时间通常约为0.06-0.36秒，可通过厚度约为7.6-15厘米的元件来实现。
实施例以下非限制性实施例将进一步说明本发明。除非另有指示，实施例中的所有份数、百分数、比例等都以重量计。
使用两种不同的过滤体作为实施例的污染物去除元件过滤体1过滤体1与图2的类似，由平面层和正弦曲线式波状层交错而形成。各层由100％的纤维素纤维制成。所述层卷绕，形成圆柱体。所得穹形通道的高度约为3.4毫米，宽度约为5.0毫米。各通道的截面面积约为8.5平方毫米。所述层用氨酯粘合剂粘结在一起。
过滤体2过滤体2与过滤体1类似，不同的是过滤体2的穹形通道的高度约为1.05毫米，宽度约为2.90毫米。各通道的截面面积约为1.5平方毫米。所述层由60％的纤维素纤维和40％的PET纤维制成。通过在超声能量产生的热量下熔化的热塑性材料将各层粘结在一起。
酸浸渍的实施例根据以下方法用酸性物质浸渍过滤体。将酸性溶液放在烧杯中。将纤维体放入烧瓶中，使得全部纤维体浸没在溶液中。在大约60秒后，取出纤维体，在烘箱中干燥1小时。在干燥后，测试所得过滤元件，确定其估计寿命。
穿透测试1将过滤器元件放在测试室中，密封，提供过滤器的上游侧和下游侧。将含有50ppm氨的空气流以30升/分钟的流量输送到过滤器元件的上游侧。使用氨检测器监控上游和下游的氨浓度。
对比例A制备35重量％的柠檬酸水溶液。用该溶液浸渍直径约为3.8厘米、长度约为7.5厘米的过滤体1。用对比例A进行穿透测试1，图7显示了测试结果。
实施例1制备包含35重量％的柠檬酸和6重量％的聚丙烯酸的水溶液。用该溶液浸渍直径约为3.8厘米、长度约为7.5厘米的过滤体1。对实施例1进行穿透测试1，图7显示了测试结果。
实施例2制备包含35重量％的柠檬酸和1重量％的聚丙烯酸的水溶液。用该溶液浸渍直径约为3.8厘米、长度约为7.5厘米的过滤体1。对实施例2进行穿透测试1，图7显示了测试结果。
实施例3制备包含35重量％的柠檬酸和0.5重量％的苯甲酸钠的水溶液。用该溶液浸渍直径约为3.8厘米、长度约为7.5厘米的过滤体1。对实施例3进行穿透测试1，图7显示了测试结果。
图7显示对比例A和实施例2达到10％阈值的分钟数都随时间(沿x轴)下降，但是实施例2下降得比对比例A慢。在测试过程中，实施例1和3没有表现出性能下降。
对比例B制备包含15重量％的柠檬酸和15重量％的尿素的水溶液。用该溶液浸渍直径约为3.8厘米、长度约为7.5厘米的过滤体1。对对比例B进行穿透测试1，图8显示了测试结果。
实施例4制备包含15重量％的柠檬酸和10重量％的聚丙烯酸的水溶液。用该溶液浸渍直径约为3.8厘米、长度约为7.5厘米的过滤体1。对实施例4进行穿透测试1，图8显示了测试结果。
图8显示包含润湿剂的对比例B达到10％阈值的分钟数随时间(沿x轴)下降。在测试过程中，实施例4没有表现出性能下降。
实施例5制备包含35重量％的柠檬酸和0.5重量％的硫酸钠的水溶液。用该溶液浸渍直径约为3.8厘米、长度约为2.5厘米的过滤体2。对实施例5进行穿透测试1，图9显示了测试结果。
实施例6制备包含35重量％的柠檬酸和0.5重量％的苯甲酸钠的水溶液。用该溶液浸渍直径约为3.8厘米、长度约为2.5厘米的过滤体2。对实施例6进行穿透测试1，图9显示了测试结果。
实施例7制备包含50重量％的柠檬酸和0.5重量％的苯甲酸钠的水溶液。用该溶液浸渍直径约为3.8厘米、长度约为2.5厘米的过滤体2。对该实施例进行穿透测试，图9显示了测试结果。
实施例8制备包含35重量％的柠檬酸和0.5重量％的硫酸钠的水溶液。用该溶液浸渍直径约为3.8厘米、长度约为2.5厘米的过滤体2。实施例8干燥一个周末(大约48小时)，然后根据穿透测试1进行测试。图9显示了测试结果。
图9显示在测试期间，实施例5、6和8没有表现出性能下降。实施例7的穿透时间增加。这可能是由于可得到测试数据的面积较小以及测试的过滤器的面积较小。对于直径3.8厘米的过滤器，过滤器的中心会被破坏，结果10％穿透时间出现微小的波动，但是总的性能良好。
碱浸渍的实施例根据以下方法用碱性物质浸渍过滤体。将碱性溶液放在烧杯中。将纤维体放入烧瓶中，使得全部纤维体浸没在溶液中。在大约60秒后，取出纤维体，在烘箱中干燥1小时。在干燥后，测试所得过滤器元件，确定其估计寿命。将过滤器元件放置在测试室中，密封，提供过滤器的上游侧和下游侧。
穿透测试2对于穿透测试2，将含有500ppb SO2和相对湿度50％的空气流以30升/分钟的流量输送到过滤器元件的上游侧。使用SO2检测器监控上游和下游的二氧化硫浓度。
穿透测试3对于穿透测试3，将含有50ppm SO2和相对湿度50％的空气流以30升/分钟的流量输送到过滤器元件的上游侧。使用SO2检测器监控上游和下游的二氧化硫浓度。
对比例C制备20重量％的碳酸钾(K2CO3)水溶液。用该溶液浸渍直径约为3.8厘米、长度约为7.5厘米的过滤体2。对该对比例C进行穿透测试2，图10显示了测试结果。
对比例D制备20重量％的碳酸钾(K2CO3)水溶液。用该溶液浸渍直径约为3.8厘米、长度约为7.5厘米的过滤体2。对该对比例D进行穿透测试2，图10显示了测试结果。
实施例9制备包含20重量％的碳酸钾和6.6重量％的KI的水溶液。用该溶液浸渍直径约为3.8厘米、长度约为7.5厘米的过滤体2。对该实施例9进行穿透测试2，图10显示了测试结果。
图10显示了通过测试过滤器元件的SO2的含量随时间的变化。从实施例9可以看出，与对比例C和D相比，包含促进剂能够更好地除去SO2。
对比例E制备20重量％的K2CO3水溶液。用该溶液浸渍直径约为3.8厘米、长度约为7.5厘米的过滤体2。对该对比例E进行穿透测试3。图12显示了测试之后样品的照片。
实施例10制备包含20重量％的K2CO3和6.6重量％的KI的水溶液。用该溶液浸渍直径约为3.8厘米、长度约为7.5厘米的过滤体2。对实施例10进行穿透测试3。图11显示了测试之后样品的照片。
通过穿透测试3，对比例E和实施例10的定量测试结果表明两个实施例的过滤器元件寿命相似。但是，图11和12的比较表明尽管两个样品吸附了相同量的SO2，通过过滤器的压降却明显不同。如图12所示，对比例E的进口面出现明显的物质累积，这样降低了可以通过过滤元件的空气流的体积。累积在对比例E进口侧的晶体被确定为K2SO3。在图11的实施例10中没有发现这种累积。在低浓度下，在穿透测试2中没有发现这种累积。
反应性物质浸渍的实施例根据以下方法用反应性物质浸渍过滤体。将反应性物质的溶液放在烧杯中。将纤维体放入烧杯中，使得全部纤维体浸没在溶液中。在大约60秒后，取出纤维体，在烘箱中干燥1小时。
在干燥后，测试所得过滤器元件，确定其估计寿命。
穿透测试4对于穿透测试4，将过滤器元件放置在测试室中，密封，提供过滤器的上游侧和下游侧。将含有0.7ppm甲醛和相对湿度50％的空气流以30升/分钟的流量输送到过滤器元件的上游侧。过滤器元件的直径约为3.8厘米，长度约为2.54厘米。使用检测器监控下游的甲醛浓度。
对比例F由直径约为3.8厘米、长度约为2.54厘米的过滤体1制备过滤器元件。对过滤体基材不进行表面处理或基材处理。
实施例11制备5％的三(羟甲基)氨基甲烷水溶液。用该溶液浸渍直径约为3.8厘米、长度约为2.54厘米的过滤体1。
根据穿透测试4测试实施例11和对比例F，测试结果示于图13中。图13说明浸渍的过滤器元件(实施例11)具有非常长的寿命。对于对比例F，甲醛含量很快达到0.5ppm，而实施例11至少经过5000分钟后，甲醛含量才达到0.5ppm。
但是，应理解，即使在上述说明书中结合本发明的结构和功能的详细说明陈述了本发明的各种特点和优点，但是这些内容只是说明性的，可以进行一些具体的改变，特别是根据所附权利要求表示的宽泛术语一般含义所指示的本发明原理内的部件的形状、尺寸和排列。
权利要求
1.一种污染物去除过滤器，其包括包含纤维基材的过滤体，以及遍布所述基材的活性物质，所述活性物质是以下所列中的一种(a)柠檬酸以及防腐剂或稳定剂中的至少一种；(b)碱性物质和促进剂，所述过滤器不含任何润湿剂；或(c)选自下组的反应性物质亚硫酸盐、亚硫酸氢盐、氨的衍生物—特别是高分子量的稳定胺、以及强碱。
2.如权利要求1所述的过滤器，其特征在于，如果存在防腐剂，所述防腐剂选自下组苯甲酸钠、苯甲酸、硝酸钾、亚硝酸钾、亚硝酸钠、硝酸钠、对羟基苯甲酸甲酯、对羟基苯甲酸乙酯、对羟基苯甲酸甲酯、对羟基苯甲酸乙酯、对羟基苯甲酸丙酯、对羟基苯甲酸丁酯、丙酸、丙酸钠、丙酸钙、山梨酸、山梨酸钾、乙酸、磷酸、山梨酸钠、山梨酸钙、苯甲酸钾、苯甲酸钙、对羟基苯甲酸乙酯、乙基对羟基苯甲酸钠、对羟基苯甲酸丙酯、联苯、苯基苯、邻苯基苯酚、邻苯基苯酚钠、亚硫酸钠、硫酸钠和它们的组合。
3.如权利要求1所述的过滤器，其特征在于，如果存在稳定剂，所述稳定剂是聚丙烯酸。
4.如权利要求1所述的过滤器，其特征在于，如果存在，柠檬酸与防腐剂的比例为1∶1至5000∶1。
5.如权利要求1所述的过滤器，其特征在于，如果存在，柠檬酸与稳定剂的比例为1∶1至50∶1。
6.如权利要求1所述的过滤器，其特征在于，如果存在，碱性物质选自碱金属或碱土金属的碳酸盐、碳酸氢盐和氢氧化物，季铵化合物，金属氧化物，碱性阴离子交换树脂或它们的组合。
7.如权利要求6所述的过滤器，其特征在于，所述碱性物质是碳酸钾。
8.如权利要求1所述的过滤器，其特征在于，如果存在，所述促进剂是碘化钾、碘化钠、碘化锂、碘酸钾、碘酸钠或碘酸锂。
9.如权利要求8所述的过滤器，其特征在于，所述促进剂是碘化钾。
10.如权利要求1所述的过滤器，其特征在于，如果存在，所述促进剂与碱性物质的比例为1∶1至1∶5000。
11.如权利要求10所述的过滤器，其特征在于，所述促进剂与碱性物质的比例为1∶1至1∶10。
12.如权利要求1所述的过滤器，其特征在于，如果存在，所述氨的衍生物是2，4-二硝基苯肼(DNPH)、2-羟甲基哌啶(2-HMP)和三(羟甲基)氨基甲烷中的一种。
13.如权利要求12所述的过滤器，其特征在于，所述氨的衍生物是三(羟甲基)氨基甲烷。
14.如权利要求1所述的过滤器，其特征在于，如果存在，所述亚硫酸盐是亚硫酸钠或亚硫酸钾。
15.如权利要求1所述的过滤器，其特征在于，如果存在，所述亚硫酸氢盐是亚硫酸氢钠或亚硫酸氢钾。
16.如权利要求1至15中任一项所述的过滤器，其特征在于，所述纤维基材具有第一面和第二面，以及从第一面延伸至第二面的多个通道。
17.如权利要求1至16中任一项所述的过滤器，其特征在于，将所述过滤器设计为直通式流动形式。
18.如权利要求1至17中任一项所述的过滤器，其特征在于，所述纤维基材包含热塑性纤维。
19.如权利要求1至18中任一项所述的过滤器，其特征在于，所述纤维基材包含活性碳纤维。
20.如权利要求1所述的过滤器，其特征在于，所述过滤器不含任何润湿剂。
21.一种制备如权利要求1至15中任一项所述的污染物去除过滤器的方法，所述方法包括(a)提供基材；(b)通过浸渍将活性物质的混合物施用到所述基材上。
全文摘要
一种用于从气流如空气流中除去污染物的污染物去除过滤器，所述污染物是酸性、碱性或含羰基化合物。所述过滤器具有包括多个通道的多孔体或纤维体，所述多个通道从第一进口面延伸到第二出口面，所述通道提供流动路径。所述多孔体或纤维体具有浸渍整个基材的活性物质。根据待除去的污染物选择活性物质。
文档编号B01J20/32GK101035615SQ200580033982
公开日2007年9月12日 申请日期2005年8月25日 优先权日2004年8月27日
发明者A·J·达拉斯, 丁乐飞, J·D·乔瑞曼 申请人:唐纳森公司