CN103517747B - 空气净化 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及净化和/或消毒技术以及设备。本文中提供了用于使用离子液体和活性氧物质的组合从空气中去除污染物的方法和系统。

Description

空气净化
技术领域
相关领域总体上涉及从空气以及各种气体中去除污染物。
背景技术
用于从空气或其它气体中去除污染物的过滤设备是众所周知的。空气过滤的常用应用包括汽车应用和商业空气过滤。
市场上可买到各种类型的过滤器。例如，HEPA过滤器（高效微粒空气过滤器）通常用于通过迫使空气通过过滤器来净化空气，其中颗粒由过滤器物理捕获。需要HEPA过滤器来去除至少99.97%的0.3微米或更大的污染物。其它类型的商业过滤器也是可用的，例如，布滤器、不锈钢膜过滤器、玻璃纤维过滤器和聚酯过滤器。
发明内容
在一些实施方式中，提供了用于从空气中去除污染物的方法。在一些实施方式中，所述方法包括提供具有离子液体的湿式过滤器，产生活性氧物质并且将所述活性氧物质溶解在所述离子液体中。在一些实施方式中，可以进一步使具有污染物的被污染空气对着所述湿式过滤器流动，以允许所述被污染空气内的空气完全流过所述湿式过滤器，同时允许所述离子液体中的所述活性氧物质与来自所述空气中的污染物反应。这可以允许从空气中去除污染物。
在一些实施方式中，提供了成套设备。在一些实施方式中，所述成套设备可以包括具有孔的湿式过滤器，所述孔从第一表面到第二表面穿过所述湿式过滤器。所述成套设备还可以包括离子液体和活性氧物质发生器。
在一些实施方式中，提供了滤筒。在一些实施方式中，所述滤筒可以包括以下：阳极；阴极；多孔材料，其具有孔，所述孔从所述多孔材料的正面穿过到达所述多孔材料的背面，以便允许空气从所述多孔材料的所述正面流过所述多孔材料并且从所述多孔材料的所述背面流出。在一些实施方式中，所述多孔材料还被构造成用于保持离子液体。在一些实施方式中，所述阳极和所述阴极设置在所述多孔材料的相对两侧上。
在一些实施方式中，提供了设备。所述设备可以包括离子液体和湿式过滤器，所述湿式过滤器具有从所述湿式过滤器的第一表面穿过到达所述湿式过滤器的相对的第二表面的连续孔。在一些实施方式中，所述湿式过滤器包含所述离子液体。在一些实施方式中，还提供了活性氧物质发生器，并且所述活性氧物质发生器被构造成用于在所述离子液体中产生活性氧物质。
上述概要只是例证性的，并不旨在以任何方式进行限制。除了上述的例证性的方面、实施方式和特征外，通过参考附图和下面的详细说明，更多方面、实施方式和特征将变得明显。
附图说明
图1是示出根据一些实施方式的方法的示意性流程图。
图2是根据一些实施方式的包括过滤器的设备的示图。
图3A是根据一些实施方式的包括过滤器的设备的示图。
图3B是根据一些实施方式的包括过滤器的设备的示图。
图4是根据一些实施方式的包括过滤器的设备的示图。
图5是根据一些实施方式的过滤器的示图。
图6是根据一些实施方式的过滤器的侧视图。
具体实施方式
对于一些空气净化技术，可以将活性氧物质或者含有活性氧物质的水用于和/或喷射到空间中以用于净化空气。然而，对于这些技术，活性氧物质的寿命短，例如，在PH值为7的水中大约5秒。因此，由于活性氧物质的短寿命，因此对于活性氧物质来说难以保持活性并继续净化。
在一些实施方式中，本文所公开的方法和设备通过使用离子液体而有利地允许活性氧物质更稳定地存在。在一些实施方式中，至少一个过滤器或多孔构件可以用至少一种离子液体浸渍，并且至少一种活性氧物质可以被溶解在离子液体中。在这种布置中，穿过过滤器的空气与活性氧物质接触，同时由于存在离子液体可以使活性氧物质稳定。在一些实施方式中，活性氧物质可以与空气中的污染物反应，从而从流过过滤器的空气和/或气体中去除污染物。在一些实施方式中，可以通过活性氧物质发生器产生活性氧物质，以在过滤器中产生或保持期望浓度的活性氧物质。
在下面的详细说明中，参考形成其一部分的附图。除非上下文中另外指出，否则在附图中，类似的附图标记通常标识类似的部件。在详细说明、附图和权利要求书中描述的例证性实施方式并非意味着限制。在不脱离本文提出的主题的精神或范围的情况下，可以利用其它实施方式，并且可以进行其它改变。应当容易理解的是，可以在各式各样的不同构造中布置、取代、组合、分离和设计如本文总体上描述的并且在附图中示出的本公开内容的方面，它们都是本文中明确料想到的。
本公开内容布置成首先根据提供的附图给出各种实施方式的概述。在这个部分之后，提供了附加方面或各种方面的变型的选择。最后，提供了示例的选择。所使用的标题只是为了方便起见，并且决不旨在限制或排除附加和/或另选实施方式和/或组合。
图1是示出根据一些实施方式的从空气中去除污染物的方法10的示意性流程图。在一些实施方式中，湿式过滤器设置有离子液体12。产生包括氧14的活性氧物质。活性氧物质可以被溶解在离子液体16中。这种布置允许活性氧物质存在相对长的一段时间，从而允许活性氧物质有更多的机会与空气中的污染物相互作用（并且由此去除污染物和/或对污染物进行消毒）。如图1中所示，被污染空气可以与过滤器18接触和/或流过过滤器18。接着，可以通过活性氧物质从空气19中去除空气中的任何污染物（和/或对空气中的任何污染物进行消毒）。因为活性氧物质存在于离子液体内，所以这种布置允许活性氧物质存活相对长的一段时间，同时仍然可用作过滤器和/或消毒剂。
根据本公开内容，本领域的技术人员将理解的是，对于本文所公开的这个和其它过程和方法，可以用不同的顺序来实现过程和方法中所执行的功能。此外，概要的步骤和操作只被作为示例提供，并且在不减损所公开的实施方式的本质的情况下，一些步骤和操作可以可选地、被组合成较少的步骤或操作，或被扩大为附加步骤和操作。
图2是根据一些实施方式的从空气中去除污染物的过滤器20的示图。过滤器包括含有离子液体的多孔构件21。多孔构件21还具有被溶解在离子液体中的活性氧物质。电极22、23接触多孔构件21的相对两侧。在一些实施方式中，负电极22位于多孔构件的上游侧，而正电极23位于多孔构件的下游侧。在一些实施方式中，负电极22定位在正电极23的上游（使得空气在正电极之前流过负电极或绕负电极流动）。在一些实施方式中，负电极22在正电极23的下游（使得空气流过正电极之后流过负电极）。
在一些实施方式中，也可以通过活性氧物质发生器（在这种情况下，可以是由电源24供电的电极22、23）在多孔构件21内产生活性氧物质。例如，电源24可以向与多孔构件21接触的电极22、23提供电流，从而对负电极22和正电极23充电。穿过多孔构件、在负电极处或其周围与过滤器接触的空气中的氧气可以被转换成激发物质，例如O2-。然而，由于离子液体的性质，活性氧物质在离子液体中可以是稳定的。由于过滤器20的多孔性，空气仍然可以流经过滤器（和多孔构件21），并且因此仍然可以与活性氧物质接触。因此，这种布置允许活性氧物质充分暴露于空气，以与空气中的各种污染物反应，从而从空气中去除污染物，同时由于离子液体的存在而充分保护活性氧物质。
图3A是根据一些实施方式的设备30的示图。设备30具有几个多孔构件32，在多孔构件中含有离子液体。多孔构件32在一端具有正电极33，并且在相对端具有负电极34。电极33、34与设备30的侧面31接触。电源36可以向与多孔构件32接触的电极33、34提供电流。在一些实施方式中，可以在多孔构件32的下游和/或上游使用风扇，以便于空气横穿多孔构件32的流动。在一些实施方式中，风扇可以包括电动机38和叶片39，以产生横跨多孔构件的压差。活性氧物质发生器（在本实施方式中，电极34和33）可以通过向大气中存在的含氧物质施加电力而在离子液体中产生活性氧物质。在一些实施方式中，活性氧物质可以更稳定地存在，并且继续与穿过设备的空气中的污染物反应。
图3B是设备30的示图，在设备30中，可以不同地定位正电极34和负电极33。在所描述的实施方式中，正电极34可以定位在空气流的路径内，而负电极33可以定位在侧面。在一些实施方式中，可以颠倒正电极和负电极的这种布置。在一些实施方式（诸如，图2中的实施方式）中，由于使用设备，氧的增加非常少或者不存在氧的增加。例如，在如图2中示出的实施方式中，空气中的O2在负电极处变成O2-，并接着移进离子液体中，其中它在正电极处释放电子并变回O2。因此，当空气完成其净化过程时，O2的水平变化很小。在图3A中，两个电极均连接到外部空气。外部空气中的O2在负电极处变成O2-，接着它可以移进离子液体中并穿过离子液体，其中它在正电极处释放电子，接着变回O2并且可以被释放到外部。因此，当空气完成其净化过程时，O2的水平变化可以很小。
在期望增加氧量的实施方式中，负电极可以连接到设备的外部（空气入口），并且正电极可以定位在设备内部（并且在一些实施方式中，正电极没有通向外部（如图3B中所示））。
图4是根据一些实施方式的设备的示图。包括多孔构件的过滤器40可以包含离子液体（未示出）。在一些实施方式中，活性氧物质发生器可以位于过滤器的上游侧，并且可以是紫外（UV）光源42。UV光在空气中产生诸如臭氧（O3）和过氧化氢（H2O2）的激发物质（例如，活性氧物质）。臭氧和过氧化氢可以被溶解在存在于过滤器中的离子液体中并且保持稳定。激发物质在离子液体中可以更稳定地存在，并且继续与空气中的污染物反应，从而从空气流中全部或部分地去除至少一种污染物。
图5是根据一些实施方式的滤筒51的示图。图示的滤筒51具有周边53，该周边53包围折叠的和/或波纹状的多孔构件55。滤筒51内的多孔构件55的折叠的外观增加了过滤器的与穿过滤筒51的材料接触的表面积。在一些实施方式中，滤筒51是湿式过滤器，其可以包含存在于过滤器中的离子液体或其它液体。在一些实施方式中，通过使空气流横穿多孔构件55可以去除空气流中的污染物。在一些实施方式中，过滤器包含至少一种离子液体和至少一种活性氧物质。
图6是根据一些实施方式的过滤器60的侧视图。在一些实施方式中，过滤器60具有可以是（例如）实心的或网状的相对两端61、62。在一些实施方式中，端61、62可以由金属制成并且用作电极。在一些实施方式中，多孔构件64被折叠或成波纹状的，以增加与空气流接触的表面积。在一些实施方式中，过滤器60包含离子液体。在一些实施方式中，过滤器60包含至少一种离子液体和至少一种活性氧物质。在一些实施方式中，端61、62被构造成连接至电流源。在一些实施方式中，构成多孔构件64的材料与从一端61横穿多孔构件64流向另一端62的电流相容。在一些实施方式中，当电流被施加在一端61，并且横穿多孔构件64，到达另一端62时，构成多孔构件64的材料将基本不会分解或产生污染物。
本文公开的方法和设备可以用于各种应用。在一些实施方式中，过滤器和设备可以被用作商业空气过滤系统的一部分，例如，HVAC（采暖、通风和空调）导管的一部分，或用于空调单元中。在一些实施方式中，方法和设备可以用于便携式或独立的空气净化器中。方法和设备可以被用于汽车、卡车、飞机、直升飞机、飞船、火车、地铁、轮船、潜艇或其它交通工具。
在一些实施方式中，产生用于包含到过滤器和/或多孔构件中的特定量的活性氧物质。例如，在一些实施方式中，当1A的电流正在整个过滤器上流动时，每秒在横截面上流动的活性氧物质的数量可以是6×10^18。例如，电子具有1.6×10^-19库伦的电荷。一库仑等于1安培/秒。可以通过取电荷的倒数（例如，1/1.6×10^-19）来计算活性氧物质的浓度，其等于6×10^18。因为电阻取决于过滤器和电极的构造以可预测的方式变化，因此可以针对每个过滤器来确定所设计的过滤器的电压和电流之间的关系。接着，可以根据待产生的活性氧物质的量来设定电压。另选地，通过允许使用可变电压，可以在严重污染空气环境的情况下自动或手动地控制活性氧物质的量。在一些情况下，一旦空气中的水分被捕集到离子液体中，就可以产生质子（H+），并且这会妨碍诸如O2 -的活性氧物质的稳定存在。因此，在一些实施方式中，可以供给超过发生水的电解的电压的电压。例如，在25℃，可以具有比电解水所需的电压（例如，1.229V）高的电压。在一些实施方式中，电压为0.5V或更高，例如，0.6V、0.7V、0.8V、0.9V、1V、1.1V、1.2V、1.3V、1.4V、1.5V、1.6V、1.7V、1.8V、1.9V、2V、2.1V、2.2V、2.5V、3V、4V、5V、6V、7V、8V、9V、10V、15V、20V、25V、30V、40V、50V、60V、70V、80V、90V、100V、120V、150V、200V或240V，包括大于任一上述值的任何范围以及被限定在任两个上述值之间的任何范围。
附加实施方式、替代方案和/或变形
下面的部分提供关于上述各种部件的更多细节。这些实施方式中的任一个可以被视为并且被视为与上述和下述实施方式中的任一个结合地公开。标题只是出于方便审阅的目的来提供的，不是以任何方式限制的。
过滤器
在一些实施方式中，在本文所公开的设备和方法中可以使用至少一个过滤器。在一些实施方式中，过滤器包括多孔构件。在一些实施方式中，过滤器是“湿式过滤器”，表示能够包含液体的过滤器。在一些实施方式中，过滤器是能够充当离子液体用支承件的任何结构。在一些实施方式中，过滤器是能够充当离子液体用支承件并且可以允许空气接触离子液体的任何结构。在一些实施方式中，过滤器可以是这样的任何结构：即，该结构能够充当离子液体用支承件，并且可以允许空气穿过该结构，以允许空气接触离子液体，接着允许空气离开该结构。
在一些实施方式中，可以在本文所公开的方法和设备中使用多个过滤器。在一些实施方式中，过滤器可以串联地布置，因此可以被“堆叠”。在一些实施方式中，过滤器可以并联地使用。取决于期望的过滤性质，多个过滤器可以是相同的或者不同的。
在一些实施方式中，被污染空气完全流经过滤器或湿式过滤器。
在一些实施方式中，可以与稍后添加的离子液体一起商购湿式过滤器。在一些实施方式中，在湿式过滤器中基本不存在水。
在一些实施方式中，可以将电极附接至过滤器或湿式过滤器的相对两侧。在一些实施方式中，可以将金属网用于电极。在一些实施方式中，过滤器不具有电极。在一些实施方式中，当将过滤器安装到设备中时，过滤设备具有与过滤器接触或者与过滤器流体连通的电极。
在一些实施方式中，过滤器或湿式过滤器是波纹状的或折叠的（或者更具体地讲，多孔构件）。通过折叠过滤器以形成波纹状的形状（例如，图5和图6）或用其它方式，可以增加过滤器的表面积。在一些实施方式中，过滤器或湿式过滤器具有基本为矩形、基本为方形或基本为圆形的横截面面积。在一些实施方式中，过滤器或湿式过滤器具有液体流动通道，该液体流动通道被构造为允许离子液体横穿多孔材料分布。在一些实施方式中，通道可以沿着过滤器或湿式过滤器的顶侧延伸，使得液体可以横穿多孔材料或膜向下通过毛细作用传送。在一些实施方式中，一个或多个通道可以沿着过滤器的侧面或底部延伸。在一些实施方式中，过滤器不包括用于离子液体的通道，而是过滤器最初被浸没在液体中或者可以将离子液体喷射到过滤器上。在一些实施方式中，过滤设备可以周期性地向过滤器添加附加的离子液体。
在一些实施方式中，离开过滤器的空气具有大致78%的氮。在一些实施方式中，除了已经从空气中去除至少一种杂质之外，进入过滤器的空气与离开过滤器的空气相同。在一些实施方式中，过滤器进入侧的氧气的量与过滤器输出侧的氧气的量大约相同。在一些实施方式中，当空气穿过正在使用的过滤器时，氧气的任何增加最小。在一些实施方式中，当空气穿过正在使用的过滤器时，氧气的任何增加小于200%，例如199%、190%、180%、150%、100%、80%、70%、60%、50%、40%、30%、20%、10%、9%、8%、7%、6%、5%、4%、3%、2%、1.5%、1.4%、1.3%、1.2%、1.1%、1%、0.9%、0.8%、0.7%、0.6%、0.5%、0.4%、0.3%、0.2%、0.1%、0.01%或更少，包括小于任一上述值的任何范围和被限定在任两个上述值之间的任何范围。在一些实施方式中，当空气穿过系统时产生的氧的量小于约10%，例如，在10%至0.1%之间。在一些实施方式中，当空气穿过系统时产生的氧的量小于0.6%。
多孔构件
在一些实施方式中，多孔构造被构造成用于保持贯穿多孔构件的整个可用部分的离子液体的量，同时允许空气接触离子液体。多孔性构件是多孔的。在一些实施方式中，孔、洞、间隙等允许从多孔构件的一侧流向该构件的另一侧。
在一些实施方式中，多孔构件可以由金属网、层状金属、纤维素、碳、陶瓷、树脂、塑料、蛋白质、无纺布、编织布及其任何组合制成。在一些实施方式中，多孔构件由抗UV材料制成。在一些实施方式中，多孔构件由耐活性氧物质材料制成。在一些实施方式中，多孔构件由耐氧材料制成。在一些实施方式中，当电流横穿多孔构件流动时，多孔构件是相对或完全惰性的。在一些实施方式中，多孔材料对于离子液体而言是相对或完全惰性的。在一些实施方式中，多孔材料对于水而言是相对或完全惰性的。在一些实施方式中，多孔构件对于两种或更多种前述物品而言是相对或完全惰性的。
术语“相对惰性”不要求结构对力或物质免疫或不受其影响。相反地，这个术语指出：在材料的可接受的寿命期间，物质或力对材料的影响对于材料发挥作用的能力来说是无关紧要的。因此，例如，如果多孔构件在使用时大致持续1个月（作为过滤器，但没有被施加至其的物质（诸如，液体）或力（诸如，电）），并且多孔构件在存在物质和力的情况下可以作为过滤器发挥其作用1个月，则材料是“相对惰性”的。
在一些实施方式中，空气从多孔构件的第一侧穿过到达相对侧。在一些实施方式中，空气从多孔构件的第一侧穿过到达相邻侧，但仍穿过多孔构件。
在一些实施方式中，多孔构件实质上是相对平面或平坦的，以便在所需材料相对小的情况下，对空气流呈现相对大的横截面。
在一些实施方式中，在空气流穿过多孔构件的方向上向多孔构件提供附加的厚度，允许进行更好的净化（因为空气将在多孔构件中停留更长的时间）。在一些实施方式中，可以通过提供优良的离子液体（使周围的活性氧物质保持更长时间）或更大量的电（以产生更大量的活性氧物质），利用相同或更薄的片或厚度的多孔构件来提供更好的净化。
应当注意，在某些技术中，术语“过滤器”可以指示被构造成用于捕集并约束颗粒的结构。然而，这个含义并不是限制本公开内容和实施方式。如本文所使用的，“过滤器”和/或“过滤”不限于物理过滤（也不始终需要它），并且替代地涉及使用活性氧物质作为过滤/消毒剂的化学过程。因此，在一些实施方式中，多孔构件被构造为使得它允许颗粒流过它。在一些实施方式中，多孔构件被构造为使得它在第一侧上捕集颗粒，防止颗粒流过到达第二侧。在一些实施方式中，过滤器和/或多孔构件被构造成用于允许更大的物体（诸如，细菌）流过它，但活性氧物质的存在将伤害和/或杀死至少一些细菌。这种布置可以是有利的，因为它将在仍提供有效的过滤/消毒处理的同时减少对过滤器的物理堵塞。
在一些实施方式中，多孔构件的厚度是大于260微米，例如，261微米、300微米、400微米、500微米、600微米、700微米、800微米、900微米、1000微米、2mm、5mm、10mm、1.1cm、1.2cm、1.3cm、1.4cm、1.5cm、1.6cm、1.7cm、1.8cm、1.9cm、2cm、5cm、10cm、15cm、50cm或更多，包括超过任一上述值的任何范围和任两个上述值之间的任何范围。在一些实施方式中，多孔构件具有大于1毫米的厚度。在某此实施方式中，多孔构件可以具有大约30μm至300μm的孔径。
在一些实施方式中，含有离子液体的多孔构件对空气流而言是可透的。在一些实施方式中，含有离子液体的多孔构件具有大约350±30的透气性（*p=200paL/m2.S）。
也可以使用格利值（GurleyValue）表达膜的透气性。格利值被定义为在0.897g/m2的压力下100cc的空气穿过膜所用的时间秒数（符合JISP8117）。在一些实施方式中，格利值低于3000秒，例如，2000秒、1000秒、500秒、100秒、50秒、30秒、20秒、10秒、5秒、2秒或1秒，包括低于任一上述值的任何范围和被限定在任两个上述值之间的任何范围。
电极
在一些实施方式中，当需要时，可以采用任何电极，只要它允许产生活性氧物质。在一些实施方式中，不需要电极。
在一些实施方式中，电极被放置在多孔构件的相对两侧（前侧和后侧，或者左侧和右侧等）。在一些实施方式中，电极是多孔的，从而允许空气穿过它们。
在一些实施方式中，电极由导电材料制成或涂覆有导电材料，所述导电材料诸如是钢、铜、铝、钛、Au、Pt、Ag、Ni、Fe、W、Pd、Ru、Rh、Ir、Ti、Mo、Co、Sn、Bi、Pb、Zn或其合金。在一些实施方式中，可以使用诸如玻璃碳、石墨、碳墨、碳膏、碳纤维、活性碳或导电金属氧化物的碳的形式。在一些实施方式中，可以使用碳制成的电极。日本专利公开2009-138254A中包括一些材料的例子，该公开的全部内容以引用方式并入本文。
在一些实施方式中，电极由抗UV材料制成。在一些实施方式中，电极由耐活性氧物质材料制成。在一些实施方式中，电极由耐氧材料制成。在一些实施方式中，当电流横穿电极流动时，电极是相对惰性的。在一些实施方式中，电极对于离子液体而言是相对惰性的。在一些实施方式中，电极对于水而言是相对或完全惰性的。在一些实施方式中，电极对于两个或更多个上述物品而言是相对惰性的。
离子液体
在一些实施方式中，离子液体通常具有几乎为0的蒸气压力、高离子电导率，并且是化学稳定和热稳定的。在一些实施方式中，离子液体通常易于溶解气体和离子。
在一些实施方式中，湿式过滤器包含离子液体。在一些实施方式中，离子液体具有低蒸气压力或低蒸汽压力。在一些实施方式中，离子液体可以是疏质子溶剂。在一些实施方式中，离子液体的蒸汽压力或蒸气压力小于大约20Pa，例如，19Pa、18Pa、17Pa、16Pa、15Pa、14Pa、13Pa、12Pa、11Pa、10Pa、9Pa、8Pa、7Pa、6Pa、5Pa、4Pa、3Pa、2Pa、1Pa或更小，包括小于任一上述值的任何范围和被限定在任两个上述值之间的任何范围。
在一些实施方式中，离子液体可以是乙腈（MeCN）、二甲基甲酰胺（DMF）、二甲亚砜（DMSO）、季铵、具有咪唑鎓基团的化合物或它们的任何组合。在一些实施方式中，离子液体可以是吡咯烷盐、吡啶盐、铵盐、磷盐、锍盐、吡啶鎓化合物、磷化合物和/或季铵化合物。在一些实施方式中，离子液体可以包括1-丁基-2,3-二甲基咪唑鎓氯化物、1-丁基-2,3-二甲基咪唑鎓聚乙二醇十六烷基醚硫酸盐涂覆脂肪酶的、1-丁基-3-甲基咪唑鎓六氟磷酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑鎓、四氟硼酸盐、1,3-二甲基咪唑鎓二甲基磷酸盐、1,2-二甲基-3-丙基咪唑鎓碘化物、1-乙基-3-甲基咪唑鎓三氟甲基磺酸和/或1-己基-3-甲基咪唑鎓氯化物。
在一些实施方式中，活性氧物质在离子液体中至少稳定达8秒、9秒、10秒、15秒、20秒、30秒、40秒、50秒、60秒、70秒、80秒、90秒、100秒、150秒、200秒、300秒、400秒、500秒、1000秒、2000秒、3000秒、4000秒、5000秒、6000秒或更长，包括高于任一上述值的任何范围和被限定在任两个上述值之间的任何范围。在一些实施方式中，离子液体中的离子迁移速度取决于电压。在一些实施方式中，迁移速度可以是10微米/秒至100微米/秒。因此，在一些实施方式中，迁移几cm至10cm可以花费100秒至5000秒。
在一些实施方式中，离子液体的水溶性差。在一些实施方式中，离子液体优选地基本不含有水。在一些实施方式中，水的存在可以抑制诸如O2-的阴离子活性氧物质的形成或存在。
在一些实施方式中，可以使用疏水性离子液体去除水，诸如，N-N-二乙基-N-甲基-N-(2-甲氧基乙基)铵双(三氟甲基磺酸)酰亚胺)。在一些实施方式中，可以通过增大驱动电压以电解水来去除水。例如，在25℃，可以通过施加至少1.229V的电压来去除水。
在一些实施方式中，可以用离子液体和活性氧物质将湿式过滤器浸没。在一些实施方式中，离子液体具几乎为0的蒸汽压力或蒸气压力，并且因此可以在无蒸发的情况下，在大气中长时间地使用。离子液体还可以积极溶解离子和极性分子，并且允许这种分子稳定存在。如本文所概述的，可以将活性氧物质引入离子液体中。在一些实施方式中，可以通过活性氧物质发生器产生羟基。
产生活性氧物质
在一些实施方式中，产生活性氧物质。在一些实施方式中，使用电流产生活性氧物质。在一些实施方式中，通过还原产生活性氧物质。
在一些实施方式中，活性氧物质可以包括臭氧、氧自由基、原子氧、O2-、羟基、过氧化氢或它们的任何组合。
在一些实施方式中，持续地施加电流。在一些实施方式中，周期性地施加电流。
在一些实施方式中，选择电压，以在离子液体中获得期望浓度的活性氧物质。所施加的电压还可以基于电极之间的电阻和期望的电流而变化。例如，电阻可以基于电极的构造、电极之间的距离、离子液体的浓度、过滤材料等而变化。
在一些实施方式中，可以使用紫外光产生活性氧物质。在一些实施方式中，可以使用紫外光产生臭氧和/或过氧化氢（H2O2）。在一些实施方式中，紫外光被构造为采用的是1W至100W之间，例如，5W至20W。
在一些实施方式中，可以与湿式过滤器相邻地或在过滤器的紧上游产生活性氧物质。例如，可以通过在含有离子液体的湿式过滤器的前方立即执行放电或在紫外光照射来产生活性氧物质。接着，将所产生的活性氧物质引入到湿式过滤器中的离子液体，并且活性氧物质可以稳定地存在。在一些实施方式中，发生器和过滤器之间的距离使得活性氧物质从源开始行进以溶于过滤器中的离子液体中花费少于10秒（例如，少于5秒）的时间。
在一些实施方式中，因为离子在离子液体中快速扩散，所以横穿过滤器活性氧物质的浓度可以是相对均匀的。
污染物
本文所公开的方法和设备可以用于从气流中去除多种污染物，例如，挥发性有机化合物（VOC）、气味、细菌、霉、氨、烟、污染物，并且可以从经过处理的气流或空气流中去除的其它有害物质。在一些实施方式中，污染物可以是病毒、碳粒子（例如，来自柴油机）和/或花粉（这会导致“花粉热”）。
滤筒
在一些实施方式中，提供滤筒，该滤筒包括支承多孔构件的框架。在一些实施方式中，多孔构件包含孔，这些孔从多孔构件的正面到达多孔构件的背面，以允许空气从多孔构件的正面流过多孔构件并从多孔构件的背面流出。在一些实施方式中，提供滤筒，该滤筒包括具有离子液体的湿式过滤器（包括多孔构件）。
在一些实施方式中，滤筒在框架的相对两侧上具有电极，例如，一侧上阴极而另一侧上为阳极。在一些实施方式中，电极由金属网制成。在一些实施方式中，电极是实心板。
在一些实施方式中，滤筒不包含电极，但当被安装在过滤设备中时与正电极和负电极接触。在一些实施方式中，第一电极和第二电极与湿式过滤器流体连通。
在一些实施方式中，滤筒包括被构造成用于保持离子液体的多孔材料。
如本文所使用的，“滤筒”指示包括多孔构件和用于多孔构件的支承结构（如有必要）的结构。“过滤器”是更通用的术语并且不必包括用于多孔构件的支承结构。
成套设备
在一些实施方式中，提供包括湿式过滤器或者具有孔的过滤器的成套设备，所述孔从湿式过滤器的第一表面上开始并且穿过湿式过滤器到达第二表面。在一些实施方式中，成套设备还包括离子液体和活性氧物质发生器。在一些实施方式中，湿式过滤器的第一表面位于湿式过滤器的第二表面的相对侧。在一些实施方式中，提供成套设备，该成套设备包括具有孔的多孔构件，其中，所述孔从多孔构件的第一表面上开始并穿过多孔构件到达第二表面。在一些实施方式中，成套设备还包括离子液体和活性氧物质发生器。在一些实施方式中，多孔构件的第一表面位于多孔构件的第二表面的相对侧。
在一些实施方式中，成套设备还包括第一电极和第二电极。在一些实施方式中，活性氧物质发生器包括第一电极和第二电极。在一些实施方式中，湿式过滤器和/或多孔构件被附接至第一电极和第二电极。在一些实施方式中，第一电极和第二电极与湿式过滤器和/或多孔构件流体连通。
空气循环器
在一些实施方式中，空气循环器被用于促进横穿湿式过滤器的空气流动。在一些实施方式中，空气循环器在湿式过滤器的上游。在一些实施方式中，空气循环器在湿式过滤器的下游。
在一些实施方式中，空气循环器被构造成用于对着湿式过滤器的第一表面提供正空气压力。
在一些实施方式中，空气循环器是风扇，其包括电动机38和风扇叶片39。在一些实施方式中，空气循环器是空气泵、鼓风机或其它本领域已知的能够便于空气流过过滤器或产生过滤器的上游侧和过滤器的下游侧之间的压差的设备。
在一些实施方式中，使用具有活性氧物质的过滤器允许控制空气和活性氧物质之间的接触。例如，可以选择过滤器的保持时间和面积，使得期望量的活性氧物质与空气接触。离子液体可以吸收危险的有机物质和VOC，但这些有机物质和VOC被活性氧物质分解。
在一些实施方式中，可以确定过滤器的尺寸使得过滤器可以被用于传统的空气净化器中。另外，具有电极和电源的过滤器可以被安装到传统的空气净化器和空气调节器中。
在一些实施方式中，过滤器可以被离子液体浸渍，但因为该过滤器由多孔构件保持，所以该过滤器并不使用大量的离子液体。
示例1
玻璃纤维制成的湿式过滤器用于过滤空气，该湿式过滤器具有被浸渍有离子液体（N,N-二乙基-N-甲基-N-(2-甲氧基乙基)铵双(三氟甲磺酸基)酰亚胺）的非织物膜。过滤器在相对两侧上具有两个由金属网制成的电极。第一电极位于过滤器的周边的第一侧，并且第二电极位于周边的与第一侧相对的第二侧。将所选的2.0V电压施加至电极，使得在电极之间流动的电流产生活性氧物质。活性氧物质包括由双原子氧产生的O2-。
位于过滤器上游的风扇被用于促进被污染空气流经过滤器。空气流经过滤器。包括O2-的活性氧物质与空气流中的各种污染物（诸如VOC、细菌、气味和其它不期望的物质）反应，从而对空气进行消毒。
示例2
在示例2中使用与示例1类似的方法和设备，但其过滤器的构造不同。过滤器在相对两侧上具有由金属网制成的电极。第一电极位于过滤器的上游侧并且第二电极位于过滤器的相对的下游侧。被污染空气首先与第一侧和电极接触，从而在向电极施加电压时产生附加的活性氧物质。通常，因为电极之间的电阻由于电极更靠近而更低，因此与示例1中的构造相比，在此构造中1.5V的外加电压更低以横穿过滤器产生给定电流。
示例3
碳纤维织物膜制成的湿式过滤器被浸渍有离子液体以过滤空气。活性氧物质被溶解到N-甲基-N-丁基吡咯烷鎓盐双(三氟甲基磺酰)酰亚胺中。使用位于过滤器的上游侧的（通过低压水银灯产生的185nm的）UV光产生活性氧物质。当将UV光施加至被污染空气时，产生臭氧和/或过氧化氢。臭氧和/或过氧化氢溶解在离子液体中。活性氧物质在离子液体中可以稳定地存在。
位于过滤器上游的风扇被用于促进被污染空气流过过滤器。空气一直流过过滤器。活性氧物质与空气流中的各种污染物（诸如VOC、细菌、气味和其它不期望的物质）反应。
本公开不受本申请书中描述的具体实施方式的限制，其仅旨在作为各种方面的示例。如对于本领域的技术人员将显而易见的，在不脱离其精神和范围的情况下可以进行许多修改形式和变形。从在前的描述中，除了本文列举的那些方法和设备外，本公开内容的范围内的功能等效的方法和设备对本领域的技术人员来说将显而易见。这些修改和变形旨在落入所附权利要求书的范围内。本公开内容仅由所附权利要求书的项连同拥有这类权利要求的权利的等同要求的全部范围所限制。应当理解，本公开内容不限于具体方法、试剂、化合物、组合物或生物系统，其当然可以发生变化。还应当理解，本文中使用的术语只是出于描述具体实施方式的目的，并不是旨在进行限制。
对于本文中大体上任何复数和/或单数术语的使用，如对于上下文和/或应用合适的，本领域的技术人员可以将复数转换成单数和/或将单数转换成复数。为了清楚起见，本文中可以明确阐述各种单数/复数的置换。
本领域的技术人员应当理解，通常，本文中使用的术语，尤其是所附权利要求书（例如，所附权利要求书的主体）中的术语通常旨在为“开放性”术语（例如，术语“包括着”应该被解释为“包括着但不限于”，术语“具有”应该被解释为“至少具有”，术语“包括”应该被解释为“包括但不限于”等）。本领域的技术人员应当进一步理解，如果所引入的权利要求叙述的具体数字是有意的，则在权利要求中将明白地描述这种意图，并且在不存在这种描述的情况下，则不存在这种意图。例如，为了辅助理解，下面所附的权利要求书可以包含使用引语“至少一个”和“一个或多个”来引入权利要求描述。然而，即使当相同的权利要求包括引语“一个或多个”或“至少一个”和不定冠词，诸如“一”或“”（一个）（例如“一”和/或“一个”应该被解释为意思是“至少一个”或“一个或多个”），也不应该将这类短语的使用解释为暗示通过不定冠词“一”或“一个”引入权利要求描述将含有这种引入的权利要求描述的任何具体权利要求限于只含有一个这种描述的实施方式；使用定冠词引入权利要求描述时，也同样如此。另外，即使明白地描述了所引入的权利要求描述的具体数字，本领域的技术人员将认识到，这种描述将被理解为意指至少所描述的数字（例如，在没有其它修饰语的情况下，直白地描述“两个描述”意指至少两个描述或两种或更多个描述）。另外，在使用类似于“A、B和C等中的至少一个”的约定的那些情况下，通常这种构造旨在在这个意义下，从本领域的技术人员将理解这种约定（例如，“具有A、B和C中的至少一个的系统”将包括但不限于仅具有A、仅具有B、仅具有C、共同具有A和B、共同具有A和C、共同具有B和C和/或共同具有A、B和C等的系统）。在使用类似于“A、B或C等中的至少一个”的约定的那些情况下，通常这种结构旨在在这个意义上，从本领域的技术人员将理解这种约定（例如，“具有A、B或C中的至少一个的系统”将包括但不限于仅具有A、仅具有B、仅具有C、共同具有A和B、共同具有A和C、共同具有B和C和/或共同具有A、B和C的系统）。本领域的技术人员应当进一步理解，无论在说明书、权利要求书还是在附图中，实际上，呈现两个或更多个可供选择术语的任何转折词和/或短语应该被理解为料想到包括术语之一、术语中的任一个或这两个术语的可能性。例如，短语“A或B”将被理解为包括“A”或“B”或“A和B”。
另外，在马库什组的术语中描述本公开内容的特征和方面的情况下，本领域的技术人员将认识到，从而也根据马库什组的任何单独项或项的子群来描述本公开内容。
如本领域的技术人员将理解的，对于任一和所有目的，诸如根据提供书面描述，本文所公开的所有范围也涵盖任一和所有可能的子范围及其子范围的组合。因为充分描述并且使得相同的范围被分为至少两等分、三等份、四等份、五等份分、十等份等，所以可以很容易地识别任何列出的范围。作为非限制性的例子，可以很容易地将本文中讨论的每个范围分成下三分之一、中三分之一和上三分之一等。如本领域的技术人员也将理解的，诸如“高达”、“至少”等的所有语言包括所描述的数字并且是指如以上讨论地可以被随后分成子范围的范围。最后，如本领域的技术人员将理解的，范围包括每个单独的项。因此，例如，具有1至3个单元的群组是指具有1、2或3个单元的群组。类似地，具有1至5个单元的群组是指具有1、2、3、4或5个单元的群组，依此类推。
根据以上内容，应当理解，为了示例的目的，本文中已描述了本公开的各种实施方式，并且在不脱离本发明的范围和精神的情况下，可以进行各种修改。因此，本文中公开的各种实施方式不是旨在进行限制，由后面的权利要求书指示真实的范围和精神。

Claims (36)

1.一种从空气中去除污染物的方法，所述方法包括：
提供包含离子液体的湿式过滤器；
产生活性氧物质；
将所述活性氧物质溶解在所述离子液体中；
使包含污染物的被污染空气对着所述湿式过滤器流动，以允许所述被污染空气内的空气完全流过所述湿式过滤器，同时允许所述离子液体中的所述活性氧物质与来自所述空气的污染物反应，从而从空气中去除污染物。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，利用UV照射产生所述活性氧物质。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，利用电流产生所述活性氧物质。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，周期性地施加所述电流。
5.根据权利要求1、3或4中的任一项所述的方法，该方法还包括选择电压以在所述离子液体中获得期望浓度的活性氧物质，以从空气中去除污染物。
6.根据权利要求1至4中的任一项所述的方法，其中，所述活性氧物质包括臭氧、氧自由基、原子氧、O2-、羟基、过氧化氢或其任何组合。
7.根据权利要求1至4中的任一项所述的方法，其中，所述活性氧物质在所述离子液体中稳定超过60秒。
8.根据权利要求1至4中的任一项所述的方法，其中，所述离子液体的蒸气压力或蒸汽压力为0。
9.根据权利要求1至4中的任一项所述的方法，其中，所述离子液体的蒸气压力或蒸汽压力小于15Pa。
10.根据权利要求1至4中的任一项所述的方法，其中，所述离子液体包括疏质子溶剂。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述的离子液体包括：乙腈(MeCN)、二甲基甲酰胺(DMF)、二甲亚砜(DMSO)、季铵、含有咪唑鎓基团的化合物或其任何组合。
12.根据权利要求1至4中的任一项所述的方法，该方法还包括从所述离子液体中去除水。
13.根据权利要求1至4中的任一项所述的方法，其中，离开所述湿式过滤器的空气含有78％的氮气。
14.一种从空气中去除污染物的成套设备，所述成套设备包括：
湿式过滤器，该湿式过滤器包括多孔构件，其中，所述多孔构件中的孔在所述湿式过滤器的第一表面上开始并且穿过所述多孔构件到达所述湿式过滤器的第二表面；
离子液体；以及
活性氧物质发生器。
15.根据权利要求14所述的成套设备，其中，所述第一表面与所述第二表面相对。
16.根据权利要求14所述的成套设备，其中，所述湿式过滤器包含所述离子液体。
17.根据权利要求16所述的成套设备，其中，所述离子液体包括：乙腈(MeCN)、二甲基甲酰胺(DMF)、二甲亚砜(DMSO)、季铵、含有咪唑鎓基团的化合物或其任何组合。
18.根据权利要求14至17中的任一项所述的成套设备，其中，所述活性氧物质发生器包括紫外光源。
19.根据权利要求14至17中的任一项所述的成套设备，其中，所述活性氧物质发生器包括第一电极和第二电极。
20.根据权利要求19所述的成套设备，其中，所述第一电极和所述第二电极被附接至所述湿式过滤器。
21.根据权利要求20所述的成套设备，其中，所述的第一电极和所述第二电极与所述湿式过滤器流体连通。
22.根据权利要求14至17中的任一项所述的成套设备，该成套设备还包括空气循环器，所述空气循环器被构造成有助于空气从所述湿式过滤器的第一侧到达所述湿式过滤器的第二侧。
23.一种从空气中去除污染物的滤筒，所述滤筒包括：
阳极；
阴极；
多孔构件，其中所述多孔构件包括孔，所述孔从所述多孔构件的正面穿过到达所述多孔构件的背面，以允许空气从所述多孔构件的所述正面流过所述多孔构件并且从所述多孔构件的所述背面流出，其中所述多孔构件被构造成用于保持离子液体，并且所述阳极和阴极被定位在所述多孔构件的相对两侧上。
24.根据权利要求23所述的滤筒，其中，所述阳极定位在所述多孔构件的第一侧上，所述阴极定位在所述多孔构件的相对侧上。
25.根据权利要求23所述的滤筒，其中，所述阳极抵靠所述多孔构件的所述正面定位，所述阴极抵靠所述多孔构件的所述背面定位。
26.根据权利要求23至25中的任一项所述的滤筒，其中，所述孔的平均孔径为30μm至300μm。
27.根据权利要求23至25中的任一项所述的滤筒，该滤筒还包括流动通道，其中所述流动通道被构造成允许离子液体横穿所述多孔构件分布。
28.根据权利要求23至25中的任一项所述的滤筒，该滤筒还包括离子液体，其中所述离子液体包括：乙腈(MeCN)、二甲基甲酰胺(DMF)、二甲亚砜(DMSO)、季铵、含有咪唑鎓基团的化合物或其任何组合物。
29.根据权利要求28所述的滤筒，其中，所述离子液体溶液中基本不存在水。
30.根据权利要求23至25中的任一项所述的滤筒，其中，所述多孔构件包括纤维素、无纺布或其组合。
31.根据权利要求23至25中的任一项所述的滤筒，其中，所述多孔构件的厚度超过260微米。
32.根据权利要求23至25中的任一项所述的滤筒，其中，所述多孔构件的厚度超过1毫米。
33.一种从空气中去除污染物的设备，所述设备包括：
离子液体；
湿式过滤器，该湿式过滤器包括连续的孔，所述连续的孔从所述湿式过滤器的第一表面通过到达所述湿式过滤器的相对的第二表面，并且所述湿式过滤器包含离子液体；以及
活性氧物质发生器，该活性氧物质发生器被构造成用于在所述离子液体内产生活性氧物质。
34.根据权利要求33所述的设备，其中，所述湿式过滤器包含活性氧物质。
35.根据权利要求33所述的设备，该设备还包括入口，所述入口被构造为用于向所述湿式过滤器输送被污染空气。
36.根据权利要求33至35中的任一项所述的设备，该设备还包括空气循环器，所述空气循环器被构造成用于对着所述湿式过滤器的所述第一表面提供正空气压力。
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