r)，或是半导体传感器，特别是金属氧 化物-半导体气体传感器。通常将过滤材料特别引入在多孔或纤维状载体如玻璃纤维无纺 布上或以装料形式引入在颗粒状载体上或者引入到传感器的气体入口中。优选的是，钛化 合物的量以钛计算并基于气体传感器的气体入口面积计为约〇. 1至约100.〇 mg/cm2，特别 是约1.0至约25.0 mg/cm2,优选约4.0至约16.0 mg/cm2,优选约8.0至约12.0 mg/cm2和特别 优选约10.0 mg/cm2。本发明气体传感器的其它优选实施方案如上文对本发明过滤材料所 定义的那样。
[0040] 由于本发明的过滤材料对硅氧烷的高亲合性和选择性，在传感器的气体入口处相 对少量的过滤材料就已足以保护传感器免受由于硅氧烷的中毒。在此，与基于已知吸收材 料的玻璃过滤器相反，不显著阻止气体如氢气或甲烷和特别是丙烷和丁烷进入传感器室， 从而对于该气体观察到最多略微延长的响应时间。通过使用本发明的过滤材料，因此可将 例如根据热效应原理的气体传感器用于测定含硅氧烷的气氛中的烷烃系列气体包括丁烷 或戊烷，并因此用于监测含硅氧烷的有爆炸危险的环境。
[0041] 以下借助实施例以及图1更详细地阐述本发明。
[0042] 在此，图1显示在进料25 ppm六甲基二硅氧烷(HMDS)的情况下两种传感器的甲烷-灵敏度的降低。传感器1(Λ)在此为常规传感器，而传感器2(口）为具有本发明过滤器的传 感器。
[0043] 实施例 实施例1 将钛酸四异丙酯(3 g)在回流下溶于异丙醇（10 ml)。随后将溶液冷却至约60°C并用其 浸渍玻璃纤维无纺布(25 mg，表面积约2 cm2)，由此将约0.5 ml的溶液施涂于所述玻璃纤 维无纺布上。新鲜浸渍的无纺布在60° C下干燥一天。通过在饱和的水蒸气气氛中在60° C下 储存3天来进行所述调理。随后再次干燥所述无纺布并将其设置在热效应传感器的气体入 口处。
[0044] 实施例2 使不具有气体过滤器的热效应传感器(传感器1，参照)和在气体入口处具有如实施例1 中获得的过滤材料的热效应传感器(传感器2)暴露于空气流，所述过滤材料包含以钛计算 所得的约100至150 mg的钛化合物，所述空气流分别包含50%UEG(爆炸下限）的氢气、甲烷、 丙烷和正己烷。根据EN 60079分别测定以mV/%UEG为单位的气体灵敏度以及以秒为单位的 响应时间t5Q(即在此期间达到最终值的50%的时间，也称为调节时间）。所得值示于下表中。
[0045] 传感器1:不具有气体过滤器的热效应传感器(参照） 传感器2:具有本发明的过滤材料的热效应传感器
[0046]这些值表明，对于所有试验的气体，本发明的过滤材料没有导致显著的灵敏度降 低，另外甚至对于丙烷的响应时间也仅略微延长。因此，具有实施例1中制备的过滤材料的 气体传感器可用于测定烷烃，特别是包括丙烷和甚至正己烷。
[0047] 实施例3 使不具有气体过滤器的热效应传感器(传感器1，参照)和在气体入口处具有如实施例1 中获得的过滤材料的热效应传感器(传感器2)暴露于空气流，所述过滤材料包含以钛计算 所得的约100至150 mg的钛化合物，所述气体流包含25 ppm六甲基二硅氧烷(HMDS)。每隔1 小时分别通过进料具有50% UEG甲烷的空气流，根据EN 60079测定以mV/%UEG为单位的对于 甲烷的气体灵敏度。在图1中示出结果。
[0048]从中看出，在不具有本发明的过滤材料的情况下，传感器对于甲烷的灵敏度在最 短的时间内急剧下降，并且该灵敏度在2小时后就已下降到初始灵敏度的10%以下。相反 地，在使用本发明的过滤材料时，尽管所用HDMS的高浓度，对于甲烷的灵敏度经多个小时几 乎没有变化。具有实施例1中制备的过滤材料的气体传感器因此甚至对于高浓度的硅氧烷 也基本上不敏感。
【主权项】
1. 用于从气体中选择性去除硅氧烷的过滤材料，其中所述过滤材料包含钛化合物，所 述钛化合物为有机钛酸酯和/或可通过有机钛酸酯的水解获得的化合物。2. 根据权利要求1的过滤材料，其中所述钛化合物为可通过有机钛酸酯的部分或完全 水解获得的化合物。3. 根据权利要求1或2的过滤材料，其中所述有机钛酸酯具有式Ti (0R)4，其中R各自独立 地表示氢或具有1至10个碳原子的烃基，其中这些烃基的每一个任选地被一个或多个 NH-、-N=和/或-C(0)_间断和/或被一个或多个-OH和/或NH2取代且其中任选地这些烃基的 两个或三个相互键合并形成单环或双环，并且其中所述有机钛酸酯优选为钛酸四烷基酯 和/或钛酸四芳基酯。4. 根据权利要求1至3中任一项的过滤材料，其中所述有机钛酸酯选自钛酸四甲酯、钛 酸四乙酯、钛酸四正丙酯、钛酸四异丙酯、钛酸四正丁酯、钛酸四叔丁酯、钛酸四正己酯、钛 酸二异丙酯二正丁酯、钛酸四苯基酯、双(三乙醇胺)_二异丙氧基钛、双(三乙醇胺)_二正丁 氧基钛、（三乙醇胺合)-异丙氧基钛、双（乙酰丙酮)-二异丙氧基钛、双（乙酰丙酮)-二正丁 氧基钛和它们的混合物，并且优选选自钛酸四异丙酯、钛酸四正丁酯和它们的混合物。5. 根据权利要求1至4中任一项的过滤材料，其包含10至55重量％，特别是15至50重量％， 优选20至45重量％，优选30至40重量%和特别优选约35重量%的钛化合物，这以钛计算并基于 所述过滤材料的总重量计。6. 根据权利要求1至5中任一项的过滤材料，其进一步包含载体。7. 根据权利要求6的过滤材料，其中所述载体为多孔或优选纤维状载体，特别优选玻璃 纤维无纺布。8. 根据权利要求6的过滤材料，其中所述载体为颗粒状载体，特别是多孔颗粒状载体和 特别优选为呈粉末、粒料、丸粒或多孔球形式的载体。9. 制备权利要求6至8中任一项的过滤材料的方法，其中 a) 将所述有机钛酸酯在溶剂中的溶液施涂于载体上， b) 干燥所述载体，和 c) 任选地使所述过滤材料经受调理。10. 根据权利要求9的方法，其中在30至90° C，特别是40至80° C，优选50至70° C，特别优 选在约60° C下通过水蒸气进行所述调理。11. 过滤材料，其可通过根据权利要求9或10的方法获得。12. 根据权利要求1至8或11中任一项的过滤材料用于从气体中选择性去除硅氧烷的用 途。13. 如在权利要求1至4中任一项所定义的钛化合物用于从气体中选择性去除硅氧烷的 用途。14. 气体传感器，其包含根据权利要求1至8或11中任一项的过滤材料。15. 根据权利要求14的气体传感器，其中钛化合物的量为0.1至100.0 mg/cm2，特别是 1.0至25.0 mg/cm2,优选4.0至 16.0 mg/cm2,优选8.0至 12.0 mg/cm2和特别优选约 10.0 mg/ cm2，这以钛计算并基于所述气体传感器的气体入口面积计。
【专利摘要】本发明涉及用于从气体中选择性去除硅氧烷的过滤材料，其中所述过滤材料包含钛化合物，所述钛化合物为有机钛酸酯和/或可通过有机钛酸酯的水解获得的化合物。本发明还涉及制备所述过滤材料的方法、所述过滤材料用于从气体中选择性去除硅氧烷的用途以及包含所述过滤材料的气体传感器。
【IPC分类】B01J20/02, B01D53/04, B01J20/32, B01J20/28
【公开号】CN105682789
【申请号】
【发明人】J.奥斯瓦尔德
【申请人】德尔格安全股份两合公司
【公开日】2016年6月15日
【申请日】2014年10月29日