[发明专利]包含用于醛的聚合物吸附剂的复合颗粒

说明书

本发明提供了含有粘结剂和用于捕获醛诸如甲醛的聚合物吸附剂材料的复合颗粒。另外，提供了制备所述复合颗粒的方法、使用所述复合颗粒捕获醛的方法、以及通过使所述复合颗粒与醛反应形成的组合物。包含在所述复合颗粒中的所述聚合物吸附剂材料是二乙烯基苯/马来酸酐前体聚合物材料与含氮化合物的反应产物。此反应导致形成共价附接到所述聚合物吸附剂的含氮基团。醛可以与所述含氮基团反应。

相关申请的交叉引用

本申请要求以下专利申请的权益：2016年3月14日提交的美国临时专利申请62/307831；2017年3月1日提交的美国临时专利申请62/465214；2017年3月1日提交的美国临时专利申请62/465209；以及2017年3月1日提交的美国临时专利申请62/465221，这些临时专利申请的公开内容全文以引用方式并入本文中。

技术领域

提供含有用于醛的聚合物吸附剂材料的复合颗粒。

背景技术

甲醛是一种已知的致癌物质和过敏原。出于这个原因，美国职业安全和健康管理局(OSHA)规定甲醛蒸气的八小时暴露极限值为0.75ppm，并且甲醛蒸气的十五分钟暴露极限为2ppm。甲醛虽然具有毒性，但却是一种高产量的工业化合物。例如，它用于制备广泛用于包括泡沫绝缘材料、刨花板、地毯、油漆和清漆的各种建筑材料中的许多聚合物材料。从这些建筑材料中排出的残留甲醛会使甲醛成为最常见的室内空气污染物之一。甲醛也是有机材料燃烧的副产物。因此，甲醛也是一种来自汽车尾气、甲烷燃烧、森林火灾和香烟烟雾的常见室外污染物。

虽然在北美地区严格的甲醛排放限制被置于建筑材料上，但世界各地并非如此。例如，在一些亚洲国家，对建筑材料的限制很少。与增加使用生物燃料来加热家庭和运行汽车相组合，室内空气和室外空气中都可能出现危险水平的甲醛蒸气。出于这个原因，迫切需要一种解决方案来减轻人体暴露于作为室内和室外空气污染物的甲醛蒸气。

甲醛(它在室温下为气体)的高挥发性使得仅通过物理吸附机制捕获极其困难。然而，由于甲醛是反应性的，因此可以通过化学吸附更容易地捕获甲醛。通过化学吸附，甲醛蒸气通过与吸附剂本身或与浸渍在吸附剂中的化学物质发生化学反应而被捕获。因此，制备用于甲醛的高容量吸附剂的关键在于提供具有许多甲醛反应性位点的吸附剂。

已经用于捕获甲醛的一种典型的吸附剂材料是基于活性炭支架。然而，活性炭的支架相对不活泼，并且这种不活泼性使得难以将高密度的反应性基团结合到活性炭支架本身中。出于这个原因，制造用于甲醛的吸附剂的大部分努力都集中在寻找可以与甲醛反应的浸渍化学物质。因此，活性炭支架通常用各种化学物质浸渍以与甲醛反应。用于甲醛捕获的两种最常见的浸渍化学物质是用磷酸共浸渍的氨基磺酸的钠盐和亚乙基脲。还使用了各种其它金属盐。

通常，浸渍对于制备吸附剂具有一些缺点。首先，浸渍化学物质可以迁移，这是有问题的，特别是如果在同一产品中使用其它吸附剂。浸渍的另一缺点在于其可以去除活性炭吸附挥发性有机化合物(VOC)的能力。浸渍化学物质占据活性炭的孔隙，因此减小了可用于捕获仅通过物理吸附捕获的非反应性蒸气的表面积。

仍然需要用于醛的吸附剂材料。

发明内容

提供了含有用于捕获醛诸如甲醛的聚合物吸附剂材料的复合颗粒。另外，提供了制备该复合颗粒的方法、使用该复合颗粒捕获醛的方法、以及通过使该复合颗粒与醛反应形成的组合物。包含在复合颗粒中的聚合物吸附剂具有与醛化合物反应的共价附接的含氮基团。