[发明专利]含金属聚合物材料

说明书

本发明提供了含金属聚合物材料和含金属络合物的聚合物材料。所述聚合物材料为二乙烯基苯/马来酸酐聚合物、部分水解的二乙烯基苯/马来酸酐聚合物、或完全水解的二乙烯基苯/马来酸酐聚合物。另外，提供了制备所述含金属聚合物材料的方法、使用所述含金属聚合物材料捕获挥发性的碱性含氮化合物的方法，以及使用含锌聚合物材料检测水蒸汽的存在的方法。

相关申请的交叉引用

本专利申请要求于2015年5月20日提交的美国临时专利申请62/164295和2016年2月22日提交的美国临时专利申请62/298089的优先权，所述专利申请的公开内容以引用方式全文并入。

技术领域

描述了含金属聚合物材料以及将碱性含氮化合物吸附在含金属聚合物材料上的方法。

背景技术

氨是常用的化学物质并且存在于许多不同的环境中。例如，在其中无水氨用作肥料或其中存在动物排泄物但可能通风不足的农场里，或在使用含氨清洁剂的办公室和房屋中，氨在多种制造位点处存在以用于广泛范围的化学反应。

氨蒸气可造成显著的健康风险。例如，在美国，对于氨蒸气，OSHA已设定25ppm的8小时暴露极限，并且NIOSH最近将IDLH(即刻威胁生命和健康浓度)水平从500ppm降低至300ppm。即，暴露于浓度大于300ppm的氨蒸气30分钟可导致死亡或对健康不可逆的损害。

因为患病率和氨的潜在健康风险这两者，已经开发出各种呼吸产品以降低对这种化合物的暴露以及对其他挥发性含氮化合物诸如胺类的暴露。这些呼吸产品通常包含吸附剂，所述吸附剂可捕获氨或挥发性胺类，从而将它们从空气中去除。活性炭是最常用的吸附剂。活性炭是微孔的并且是通过物理吸附机制用于多种化合物诸如挥发性有机化合物(VOC)的良好吸附剂。物理吸附的化合物被吸附但不与活性炭的表面发生化学反应。

不像许多挥发性有机化合物那样，氨和挥发性胺类通常没有通过物理吸附被有效地捕获。相反，氨和挥发性胺类通常通过化学吸附被更有效地捕获，其中化合物与吸附剂本身或者与浸渍到吸附剂中的化合物发生化学反应。已作出很多努力来用各种可与氨和挥发性胺类发生反应的材料浸渍活性炭。例如，已用各种无机酸诸如硫酸和磷酸浸渍活性炭。这些浸渍的无机酸的高腐蚀性使得难以制造这些吸附剂。常用金属盐诸如金属氯化物或金属乙酸盐替代这些酸性浸渍物。金属盐浸渍活性炭的能力可相当于无机酸浸渍活性炭的能力。

由苯乙烯或其衍生物、二乙烯基苯、或其混合物以及马来酸酐制备的聚合物材料已为人所知多年。这些聚合物材料中的许多种通过被称作“巨网法(macroreticulation)”的工艺制备，这是指一种采用悬浮聚合法制作聚合物珠的工艺。这类工艺涉及形成悬浮在水相中的有机相小滴。悬浮的有机相包括单体和任选的致孔剂。但最终聚合物中的马来酸酐含量很低，因为这种单体易发生水解而离开有机相。本领域一直以来都在尝试减轻这种水解反应，采取的措施包括用甘油或其他极性溶剂置换水相。已制备出大孔聚合物。

发明内容

提供了含金属聚合物材料和含金属络合物的聚合物材料。聚合物材料为二乙烯基苯/马来酸酐聚合物、部分水解的二乙烯基苯/马来酸酐聚合物、或完全水解的二乙烯基苯/马来酸酐聚合物。另外，提供了制备含金属聚合物材料的方法、使用含金属聚合物材料捕获挥发性的碱性含氮化合物的方法，以及使用含锌聚合物材料检测水蒸汽的存在的方法。

在第一方面，提供了一种含金属聚合物材料，其包括：a)聚合物材料，以及b)结合到聚合物材料中的二价金属，其中二价金属以等于基于聚合物材料的总重量计至少10重量％(或每克聚合物材料至少1.5mmol的二价金属)的量存在。聚合物材料包含i)15重量％至65重量％的第一单体单元，其具有式(I)、

式(II)、