空气调节用二氧化碳吸附材料、吸附器件和空气调节装置的制作方法

本发明涉及空气调节用二氧化碳吸附材料、吸附器件和空气调节装置。

背景技术：

1、已知有吸附或释放二氧化碳的二氧化碳吸附材料。如专利文献1所公开的那样，二氧化碳吸附材料例如存在于空气调节装置中，以控制空气中的二氧化碳浓度为目的而使用。在该空气调节装置中，吸入室内的空气，通过二氧化碳吸附材料，将二氧化碳除去，将空气清洁化。二氧化碳吸附材料在规定的时间释放二氧化碳而被再生。

2、现有技术文献

3、专利文献

4、专利文献1：日本特开2019－90546号公报

技术实现思路

1、发明要解决的技术问题

2、专利文献1所公开的二氧化碳吸附材料为了再生而需要加热。在该加热时，如果二氧化碳吸附材料发生收缩等变质(以下，也简称为变质。)，则吸附性能有可能降低。另外，对二氧化碳吸附材料希望二氧化碳吸附量的进一步增大。

3、因此，本发明的目的在于在反复吸附和释放二氧化碳的空气调节用二氧化碳吸附材料中，使二氧化碳吸附量增大，并且防止在通过加热使二氧化碳吸附材料再生时二氧化碳吸附材料发生变质。

4、用于解决技术问题的技术方案

5、根据本发明的发明人的研究结果，确认了在由如下的高分子化合物构成多孔状的二氧化碳吸附材料的情况下，能够大量地吸附气体所含的二氧化碳，并且能够在比较低的温度释放该高分子化合物所吸附的二氧化碳，该高分子化合物具有结合有包含胺基的官能团的化学结构，上述胺基为选自伯胺基、仲胺基、叔胺基和季铵基中的1种以上。本发明是基于这样的发现而完成的发明。

6、即，为了解决上述技术问题，本发明的一个方式涉及的空气调节用二氧化碳吸附材料包含如下的高分子化合物，该高分子化合物具有结合有包含胺基的官能团的化学结构，上述胺基为选自伯胺基、仲胺基、叔胺基和季铵基中的1种以上，该高分子化合物反复吸附二氧化碳且通过加热来释放二氧化碳，该二氧化碳吸附材料形成为多孔状，二氧化碳释放量的峰值温度为100℃以下的范围的值。

7、根据具有上述构成的二氧化碳吸附材料，通过如下的高分子化合物，能够大量地吸附二氧化碳，该高分子化合物具有结合有包含胺基的官能团的化学结构，上述胺基为选自伯胺基、仲胺基、叔胺基和季铵基中的1种以上。另外，由于二氧化碳吸附材料形成为多孔状，所以能够增大二氧化碳吸附材料对于二氧化碳的接触面积。由此，二氧化碳吸附材料能够吸附大量的二氧化碳。另外，该高分子化合物的二氧化碳释放量的峰值温度为100℃以下的范围的值，因此能够在比较低的温度释放二氧化碳。因此，在再生二氧化碳吸附材料时，能够防止二氧化碳吸附材料由于加热而变质且吸附性能降低。

8、上述官能团中，上述胺基可以位于上述化学结构的支链的末端。由此，能够抑制由于高分子化合物的化学结构所引起的空间位阻而导致胺基难以吸附二氧化碳分子。因此，能够使二氧化碳更高效地吸附于二氧化碳吸附材料。

9、上述化学结构可以包含直接或间接地结合于上述胺基的芳香环。由此，由于芳香环的疏水性，即使亲水性的胺基吸附空气所含的水分子，也能够抑制妨碍二氧化碳吸附材料的二氧化碳吸附能力。另外，由于能够抑制胺基与水分子的过度的反应，所以在二氧化碳吸附材料的再生时能够使加热二氧化碳吸附材料的加热温度为低温。

10、在上述化学结构包含上述芳香环的情况下，上述官能团的分子量可以为70以上200以下的范围的值。由此，能够对胺基容易发挥芳香环带来的疏水性。另外，能够适度保持二氧化碳吸附材料中的胺基的密度。

11、上述高分子化合物可以至少包含聚苯乙烯系树脂的骨架。通过上述高分子化合物包含聚苯乙烯系树脂的骨架，能够进一步提高二氧化碳吸附材料的吸附性能。另外，由于聚苯乙烯的熔点比较高，所以通过高分子化合物包含聚苯乙烯系树脂的骨架，在二氧化碳吸附材料在空气调节装置中使用的温度范围中，能够以固体的状态使用二氧化碳吸附材料。由此，与例如二氧化碳吸附材料为液体等的情况相比，能够提高二氧化碳吸附材料的操作性。另外，能够抑制例如二氧化碳吸附材料在使用中挥发。另外，能够使二氧化碳吸附材料的表面形状变化，容易增大二氧化碳吸附材料对二氧化碳的接触面积。

12、胺载持量可以为2.0mmol/g以上的范围的值。由此，能够使二氧化碳吸附材料中存在大量的胺基。因此，能够进一步提高二氧化碳吸附材料的二氧化碳的吸附性能。

13、可以是平均粒径为300μm以上1.3mm以下的范围的值的粉体。由此，能够进一步增大二氧化碳吸附材料的比表面积。因此，能够使二氧化碳吸附材料容易接触二氧化碳。作为结果，能够良好地提高二氧化碳吸附材料的二氧化碳的吸附性能。另外，由于能够将二氧化碳吸附材料的平均粒径设定为比较大的值，所以例如在用支架保持粉体状的二氧化碳吸附材料而构成吸附器件的情况下，能够降低二氧化碳吸附材料通过支架的通气部分而脱落。由此，能够提高二氧化碳吸附材料的操作性。

14、10％变形时应力可以为5×106pa以上14×106pa以下的范围的值。由此，能够对二氧化碳吸附材料赋予适度的强度。因此，例如在使用二氧化碳吸附材料构成吸附器件时，能够防止因二氧化碳吸附材料的破裂或缺损等造成的脱落。另外，通过将该变形时应力设定为上述范围的值，能够以具有适度的密度的方式构成二氧化碳吸附材料。其结果，能够良好地维持二氧化碳吸附材料的多孔性。

15、本发明的一个方式的吸附器件具有上述任一种二氧化碳吸附材料。另外，本发明的一个方式的空气调节装置包括：上述吸附器件；送风机构，其产生通过上述吸附器件的气流；和再生机构，其使上述吸附器件内的上述二氧化碳吸附材料释放二氧化碳而使上述二氧化碳吸附材料再生。

16、另外，在本发明的一个方式的上述二氧化碳吸附材料中，上述高分子化合物还反复吸附和释放水，通过加热释放二氧化碳和水的至少任一种，上述高分子化合物的二氧化碳释放量的峰值温度与上述高分子化合物的水释放量的峰值温度彼此不同。由此，能够利用二氧化碳吸附材料的特性，将二氧化碳吸附材料控制为任意的温度，由此能够个别地调整室内的空气中的二氧化碳浓度和室内的空气的湿度。

17、上述高分子化合物的二氧化碳释放量的峰值温度可以为40℃以上80℃以下的范围的温度，上述高分子化合物的水释放量的峰值温度可以为20℃以上且低于40℃的范围的温度。由此，在比较低温的温度区域中，能够容易地在任意的温度分开进行从高分子化合物主要释放二氧化碳的二氧化碳吸附材料的控制和从高分子化合物主要释放水的二氧化碳吸附材料的控制。

18、本发明的一个方式的吸附器件具有空气调节用二氧化碳吸附材料。另外，本发明的一个方式的空气调节装置包括：上述吸附器件；送风机构，其产生通过上述吸附器件的气流；和再生机构，其使上述吸附器件内的上述二氧化碳吸附材料释放二氧化碳和水而使上述二氧化碳吸附材料再生，上述再生机构将上述二氧化碳吸附材料在第一温度区域的温度加热而使上述二氧化碳吸附材料释放二氧化碳，将上述二氧化碳吸附材料在第二温度区域加热而使上述二氧化碳吸附材料释放水。这种情况下，上述第一温度区域中的最低温度可以是比上述第二温度区域中的最高温度高的温度。

19、发明的效果

20、根据本发明的各方式，在反复吸附和释放二氧化碳的空气调节用二氧化碳吸附材料中，能够使二氧化碳吸附量增大，并且能够防止在通过加热使二氧化碳吸附材料再生时二氧化碳吸附材料变质。