[发明专利]用于空气质量控制的二氧化碳吸着剂

说明书

在某些实施方案中公开了包含用胺化合物浸渍的多孔载体的二氧化碳和VOC吸着剂。

相关申请交叉引用

本申请要求2016年2月12日提交的美国临时专利申请No.62/294,364和2016年6月24日提交的美国临时专利申请No.62/354,473的优先权权益，通过引用将其全部公开内容结合到本文中。

背景技术

已经开发了CO₂吸着剂材料以改进HVAC系统的能量效率。具体而言，HVAC系统使用CO₂洗涤器，其结合CO₂吸着剂以从再循环的内部空气中吸附CO₂，然后通过清洗方法将CO₂释放到外部空气中。尽管这类系统与常规HVAC系统相比在节能方面改进，但吸着剂材料未能满足工作能力和热老化稳定性的长期目标。

此外，传统吸着剂材料通常适于一类吸附应用。例如，CO₂吸着剂不足以有效除去挥发性有机化合物(VOC)，例如甲醛，且VOC特异性吸着剂不足以有效除去CO₂。

公开内容概述

下文显示本公开内容各个方面的简单概述以提供对这类方面的基本理解。该概述不是公开内容的广泛综述。既不意欲确定公开内容的关键或重要元素，也不意欲描述公开内容的特定实施方案的任何范围或者权利要求书的任何范围。唯一的目的是以简化形式显示公开内容的一些概念作为稍后显示的更详细描述的序言。

在本公开内容的一个方面中，制备吸着剂的方法包括制备包含第一胺化合物和反应物的反应溶液，其中反应物包含碳酸酯化合物或酮化合物，且其中第一胺化合物与反应物反应以制备第二胺化合物；和将第二胺化合物浸渍到多孔载体上以产生吸着剂。

在一个实施方案中，反应溶液不含醛(例如甲醛)，且其中反应产物不含醛(例如甲醛)。

在一个实施方案中，第一胺化合物包含第一数目的胺结构部分且第二胺化合物包含比胺结构部分的第一数目更大的第二数目的胺结构部分。在一个实施方案中，胺结构部分的第一数目为1或更大。在一个实施方案中，胺结构部分的第一数目为大于2。在一个实施方案中，胺结构部分的第一数目为大于3。在一个实施方案中，胺结构部分的第一数目为大于4。在一个实施方案中，胺结构部分的第一数目为大于5。

在一个实施方案中，第一胺化合物包含五亚乙基六胺、二乙醇胺、四亚乙基五胺、三亚乙基四胺、四亚乙基四胺、双(2-羟基丙基)胺、N,N’-双(2-羟基乙基)乙二胺、单乙醇胺、二异丙醇胺、烷基胺、甲胺、线性聚乙烯亚胺、支化聚乙烯亚胺、二甲胺、二乙胺、甲基二乙醇胺、甲基乙醇胺、多亚乙基多胺、二亚乙基三胺、N,N'-双-(3-氨基丙基)乙二胺或聚乙烯。在一个实施方案中，第一胺化合物包含五亚乙基六胺。

在一个实施方案中，碳酸酯化合物具有式：

其中R₁和R₂独立地选自氢、卤素、烷酰基、烷基、任选取代烷基、环烷基、任选取代环烷基、烯基、任选取代烯基、环烯基、任选取代环烯基、炔基、任选取代炔基、羟基、芳基、任选取代芳基、芳烷基、(杂环)烷基、(杂芳基)烷基、(氨基)烷基、(烷基氨基)烷基、(二烷基氨基)烷基、(酰氨基)烷基、(氰基)烷基、烷氧基烷基和羟烷基。在一个实施方案中，碳酸酯化合物具有式：

其中R₁包含C_nH_2n+1，其中R₂包含C_mH_2m+1，其中n为1-18的整数，且其中m为1-18的整数。

在一个实施方案中，碳酸酯化合物包含碳酸烷基酯。根据权利要求11的方法，其中碳酸烷基酯包含碳酸二甲酯或碳酸二乙酯中的一种或多种。