[发明专利]减少污染物的矿物聚合物

说明书

本发明涉及减少污染物的矿物聚合物，特别是隔绝污染物的矿物聚合物，所述污染物例如为气体，如氮氧化物(NOx)和硫氧化物(SOx)，微粒和/或挥发性有机化合物，涉及矿物聚合物用于直接在源头、从通风系统或在路边去除污染物的用途，涉及使用矿物聚合物隔绝污染物的方法，以及涉及相关的产品。

空气质量和空气污染水平日益受到关注，特别是人类活动造成的空气污染。

空气污染是由于微粒、气体或其他有害物质进入地球大气而造成的。这些可能来自自然资源(如火山活动)，或来自人为来源，主要是化石燃料和生物燃料的燃烧。化石燃料和生物燃料的燃烧释放出诸如氮氧化物、二氧化碳、一氧化碳和二氧化硫的污染气体排放物。通常还释放微粒，例如碳。

通常，空气污染是有毒化合物，或环境问题如酸雨沉降、光化学烟雾等的前体。暴露于空气污染一直与人类和动物的疾病甚至死亡有关，并可能损害其他生物(如作物)、生态系统以及自然或建筑环境。

事实上，根据英国皇家医师学会(Royal College of Physicians,UK)的统计，每年约有4万人因英国室外空气污染而死亡。此外，空气污染造成的健康问题也对整个社会产生重大的财务影响，每年耗费英国超过200亿英镑(皇家医师学会工作报告，2016年2月)。

需要能降低大气中污染物水平的材料。特别地，需要能够降低大气中的污染气体、挥发性有机化合物(VOC)(如挥发性有机烃)和微粒的水平的材料。

尾气排放是城市大气中氮氧化物、挥发性有机化合物和微粒物质的主要来源。例如，英国的轻型车队拥有高比例(～33％)的柴油发动机，这些柴油发动机已知是空气质量恶化的重要原因，因此对人类健康构成重大挑战。因此，需要在其源头隔绝污染排放物的产品，例如从柴油车或汽油车的排出气流中去除诸如NOx、SOx、VOC和微粒的污染物。

城市车辆的乘客暴露于主要交通路线上的高水平污染。据报导，出租车、公共汽车及其他车辆的乘客往往比路边人行道的行人暴露于更高的污染。这是通过通风系统吸入周围车辆排放物的结果。需要一种有效的过滤材料，其从通过通风系统抽取的空气中去除诸如NOx气体的污染物。

世界上许多大城市的空气污染都非常高。例如，在英国，空气污染往往远远超过环境中NO₂浓度的40μg/m³的年平均欧洲目标阈值。伦敦牛津街是NO₂污染常常超过200μg/m³的最好实例。因此在主要公路上需要减少NOx。

空气污染的主要形式之一是微粒物质。这些细微的可吸入颗粒是非常令人担忧的，并且构成重大的健康风险。目前，柴油微粒过滤器(有限制)被用来捕获微粒。然而，需要供选择的或改善的微粒过滤器，特别是那些能有效去除其它形式的污染物的微粒过滤器，所述污染物如诸如NO₂的NOx气体，诸如SO₂的SOx气体和/或诸如挥发性有机烃的挥发性有机化合物(VOC)。

已知矿物聚合物作为粘合剂、基质、载体或接合剂来固定用于减少污染气体的非矿物聚合物吸收性或催化性材料的用途。然而，仍然需要矿物聚合物材料，其自身能够在不添加任何另外的催化性、吸收性或吸附性材料的情况下去除污染物。

目前，诸如滤芯或吸收涂层中的许多污染物质或微粒去除材料必须用新制造的材料替代和/或将其回收再利用是经济上不可行的。因此需要可以容易地再生以再使用的污染隔离材料。

本发明涉及解决上述问题中的一些的减少污染物的矿物聚合物。

概述

因此，本发明的第一方面提供用于减少污染物的矿物聚合物。矿物聚合物可以用于以下一种或多种：气体吸收；吸收污染性挥发性有机化合物，如挥发性有机烃；和捕获微粒污染物。

有利地，本发明的矿物聚合物能够在不添加任何另外的吸收性、催化性或吸附性材料的情况下去除污染物。因此，本发明的去除污染物的材料避免了对非功能性基质、载体或粘合剂材料形式的单独的物理支撑的需要。非功能性材料不参与污染物吸收，因此代表功能上非生产性的重量、体积和成本。因此，本发明的材料在重量、空间和成本上更为有效。

优选地，矿物聚合物是基于偏高岭土的矿物聚合物。更优选地，矿物聚合物由包含约7重量％至约53重量％，例如20至30重量％的偏高岭土的混合物制备。