CN108472567A - 催化过滤材料 - Google Patents

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Abstract

提供了一种用于去除流体流中所发现的目标物质的改进的催化过滤材料。该过滤材料包括多孔基材形式的水可润湿高温短纤维，所述短纤维附着于高温含氟聚合物织造粗布。多孔基材具有通过聚合物粘合剂附着(例如，束缚)至其表面的催化剂微粒。任选地，至少一个微孔层位于与过滤材料相邻之处或位于过滤材料中。

Description

催化过滤材料
相关申请的交叉引用
本专利申请要求2015年12月17日提交的美国临时申请系列号62/268,832、名称为“催化过滤材料”的优先权，其公开通过引用全文纳入本文。
技术领域
本公开涉及改进的催化过滤材料，其可以去除流体流中不期望有的物质。
背景
采用催化过滤器用于各种流体过滤应用。典型地，这些过滤器结合了催化材料(例如，TiO2、V2O5、WO3、Al2O3、MnO2、沸石、和/或过渡金属化合物及其氧化物)与基质。随着流体通过或穿过基质，流体内的目标物质与催化剂微粒反应以将目标物质转化成更期望的副产物或最终产物，并因此从流体流中除去目标物质。该催化剂的例子包括：
表1：示例性催化剂
制造催化过滤器装置的先前尝试的例子包括Pirsh的美国专利第4,220,633号和美国专利第4,309,386号中提出的那些，其中，过滤袋涂覆有合适的催化剂以促进NOx的催化还原过程。Tomisawa等人的美国专利第5,051,391号中，公开了催化剂过滤器，其特征在于，由直径0.01μm至1μm的金属氧化物制成的催化剂微粒通过由过滤器和/或催化剂纤维负载。Kalinowski等人的美国专利第4,732,879号中，描述了一种方法，其中，多孔(优选催化活性的)金属氧化物涂层以纤维形式施加到相对无孔的基材上。在Ranly的专利DE 3,633,214A1中，催化剂粉末通过将催化剂插入过滤材料层而结合入多层过滤袋。生产催化过滤装置的其它示例包括：Fujita等人的JP 8-196830中所述的那些，其中，吸附剂、反应物等的微粉末负载在过滤层内部。Sasaki等人的JP 9-155123，在滤布上形成脱氮层。Kaihara等人的JP 9-220466中，催化剂过滤器通过如下制备：用二氧化钛溶胶浸渍玻璃纤维布料，然后其进行热处理并进一步用偏钒酸铵浸渍。Sakanaya等人的JP 4-219124中，为了防止催化剂分离，将用于袋式过滤材料的催化剂填充密实、厚且高度透气的滤布。Plinke等人的美国专利第5,620,669号，过滤器包括具有节点和原纤维结构的膨胀型聚四氟乙烯(ePTFE)的复合纤维，其中，催化剂被束缚(tether)在结构中。Waters等人的美国专利第6331351号教导了化学活性微粒通过聚合物粘合剂附着至多孔基材。微多孔层附着至多孔基材的至少一侧、或附着至多孔基材中。所得到的过滤材料在粉尘可能堵塞活性催化位点之前从过滤流中去除污染物(如粉尘)，并且通过催化或反应去除不期望有的物质。
在过滤操作期间，常规结构通常会出现两个主要问题，即化学劣化和机械劣化。关于化学劣化，过滤器的化学功能可能由于污染而变得毫无用处，这对于几乎所有常规活性过滤装置、特别是催化过滤装置来说都是严重的问题。根据定义，尽管催化剂在催化反应过程中不被消耗，但由于来自流体流的微粒、液体和气体污染物(即，细尘微粒、金属、二氧化硅、盐、金属氧化物、烃、水、酸性气体、磷、碱金属、砷、碱金属氧化物等)，催化过滤器的操作寿命可能有限。因为过滤器内活性微粒上的活性位点被物理掩蔽或化学改变，所以发生失活。除非这些污染物可以从过滤器上脱落，否则过滤器的效率将迅速降低，直至必须更换。此外，在一些情况下，制造中使用的加工助剂可能导致催化剂劣化。存在各种清洁装置以去除过滤器(例如，振动筛滤袋、反向脉冲冲过滤袋和滤芯、反向空气过滤袋等)的粉尘，但是这些装置在去除包埋在过滤材料内的粉尘方面不是特别有效。
另一种形式的化学劣化是由于运行过程中插入的催化剂的损失。在许多情况下，催化剂微粒与主纤维的粘合力不足以承受正常运行的苛刻条件。结果，催化剂微粒从过滤器中掉出来，由此不仅降低了过滤效率，而且污染了干净的流体流。
关于机械劣化，过滤器的机械功能可能会因运行过程中过滤纤维的磨损或过滤器中粉尘污染物的渗透和收集而劣化。另一个机械故障是由于粉尘微粒穿过。另外，典型的过滤系统和袋式外壳中的高温(例如，至少160℃)运行和反应性化学物质可能导致过滤介质在几年内劣化，或者在某些情况下在几个月内劣化。
ABB有限公司的日本专利申请第10-230119号涉及过滤材料，其通过以下方式形成：将待形成为滤布的纤维浸没在液体催化剂中，使得催化剂干燥，将纤维模塑为滤布，并将四氟乙烯树脂连续多孔薄膜施加至滤布。之前所述的美国专利第5,620,669号将通过微孔膜保护催化剂微粒的概念和催化剂微粒通过直接附着在节点和原纤维上掺入结合在一起，以实现强大的粘附力和低压降。前述的美国专利6,331,351解决了所描述的许多化学和机械难题。然而，仍然需要改进性能。
发明内容
一个实施方式涉及一种制品，所述制品包括：(1)第一多孔基材，(2)第二多孔基材，和(3)位于第一基材和第二基材之间且附着至该第一基材和第二基材的粗布，其中，所述第一和第二基材包括可润湿高温短纤维，其中，第一多孔基材和第二多孔基材中的至少一种具有通过聚合物粘合剂粘附到基材表面的催化剂微粒。所述催化剂微粒通过聚合物绳由粘合剂束缚。在至少一个实施方式中，第一和第二基材是与所述粗布缠结的纤维絮。所述粗布可以是织造材料或非织造材料。保护微孔层可以固定到第一基材的上游侧。
第二实施方式涉及一种包括多孔基材的制品，所述多孔基材包含毡合到高温含氟聚合物粗布上的水可润湿高温短纤维。多孔基材具有通过聚合物粘合剂附着于其表面的催化剂微粒。在示例性实施方式中，所述微粒通过聚合物粘合剂绳束缚至基材。保护微孔层可以固定到所述基材的上游侧。
第三实施方式涉及一种在流体流中使用的过滤器，其包括至少一种多孔基材，所述多孔基材包含毡合到高温含氟聚合物粗布上的至少一层水可润湿高温短纤维多孔层。所述基材具有通过聚合物粘合剂附着于其表面的催化剂微粒。在示例性实施方式中，所述催化剂微粒通过聚合物粘合剂绳束缚至基材。
第四实施方式涉及一种在流体流中使用的过滤器，其包括至少一种多孔基材，所述多孔基材包含针刺到聚四氟乙烯(PTFE)粗布上的至少一层非织造聚酰亚胺纤维的多空层。过滤器具有在锐钛矿形式的二氧化钛微粒上通过聚合物粘合剂附着到多孔层上的V2O5。所述微粒通过聚合物粘合剂绳束缚至基材。
附图说明
采用附图以帮助进一步理解本公开内容，其纳入说明书中并构成说明书的一部分，附图显示了本公开内容的实施方式，与说明书一起用来解释本公开内容的原理。
图1是根据一实施方式的过滤材料的示意图，其包括附着至织造粗布载体的多孔基材；
图2是根据至少一个实施方式的聚合物粘合剂将活性催化剂微粒束缚和粘附至基材的示意图；
图3是根据一实施方式在35倍放大下获得的含有水可润湿高温纤维的多孔基材的截面扫描电子显微照片(SEM)；
图4是根据至少一个实施方式的在250倍放大下获得的多孔基材的一个表面的扫描电子显微照片(SEM)，显示出催化剂微粒附着至所述表面；
图5是根据一个或多个实施方式在1000倍放大下获得的多孔基材的截面扫描电子显微照片(SEM)，描绘了具有催化剂微粒附着于其上的三叶形水可润湿高温纤维；
图6是根据另一个实施方式的多孔基材的长度方向视图的扫描电子显微照片(SEM)，显示了具有催化剂微粒附着于其上的三叶形水可润湿高温纤维；
图7是根据至少一个示例性实施方式的过滤材料的截面示意图，其中，微孔层设置在第一多孔基材的上游侧；
图8是根据另一实施方式在1500倍放大下获得的活性催化剂微粒的扫描电子显微照片(SEM)，所述活性催化剂通过PTFE多孔基材中的聚合物粘合剂附着至聚四氟乙烯(PTFE)纤维；
图9是实施例中所描述的经涂覆的基材的固体摄入的图解说明；和
图10是实施例中所述样品的以最大值百分比计的经涂覆基材的固体摄入的图示。
具体实施方式
本领域的技术人员应理解，可通过用于发挥所需作用的任何数量的方法和设备来实现本公开内容的各个方面。还应注意，本文参考的附图不一定是按比例绘制，而是有可能放大以说明本公开的各个方面，就此而言，附图不应视为限制性的。
本文所用术语“水可润湿”旨在表示表面上固着水滴形成小于90°的接触角，表明表面的润湿是有利的，并且流体将在表面的大面积上散布；而大于90°的接触角通常意味着表面的润湿是不利的，因此流体使其与表面的接触最小化并形成致密的液滴。还应理解，本文所使用的术语“过滤器”旨在涵盖阻挡、捕集和/或改变穿过装置的微粒或分子的任何装置。在本申请中使用术语“流体”旨在涵盖任何形式的容易流动的材料，包括液体和气体。术语“催化”旨在表示过滤器能够通过催化而作用于流体流的一种或多种组分或“目标物质”上，从而形成改性物质。本文所用的术语“高温纤维”旨在涵盖能够承受连续暴露于至少160℃的温度而没有显著热降解的任何纤维。
本公开提供了一种用于去除流体流中所发现的目标物质的改进的催化过滤材料。所述过滤材料包括多孔基材形式的水可润湿的高温短纤维，所述短纤维附着于高温含氟聚合物粗布。在示例性实施方式中，粗布是织造粗布。在其它实施方式中，粗布是非织造粗布。多孔基材具有通过聚合物粘合剂附着(例如，束缚)至其表面的催化剂微粒。任选地，至少一个微孔层位于与过滤材料相邻的位置或位于过滤材料中。通过使用该过滤材料，可以有效地从流体流中去除(即，催化)污染气体组分或“目标物质”(例如二恶英，呋喃，NOx，CO等等)。
参见图1，描述了示例性过滤材料5。过滤材料5包含附着至第一多孔基材10和第二多孔基材20的粗布12(例如，织造粗布)。在至少一个实施方式中，多孔基材10和20是缠结到粗布12中的水可润湿高温纤维的絮。在形成多孔基材10、20中可以使用水可润湿纤维高温纤维，例如包括但不限于聚酰胺、聚酰亚胺、聚苯硫醚、纤维玻璃或由三叶形聚酰亚胺短纤维制成的短纤维。另外，含氟聚合物短纤维(例如，聚四氟乙烯(PTFE)或膨胀型聚四氟乙烯(ePTFE))可以与水可润湿耐高温短纤维混合，以改进附着至粗布12的高温纤维基材10、20的机械耐久性。在一些实施方式中，粗布12可以包括织造或非织造聚四氟乙烯(PTFE)织物。
催化剂微粒14通过聚合物粘合剂附着至第一和第二基材10、20。在至少一个实施方式中，催化剂微粒14附着至第一多孔基材10(例如，上游基材)而不附着至第二多孔基材20(例如，下游基材)。本文所用术语“聚合物粘合剂”意思是包括悬浮在液体中的固体微粒形式的至少一种热塑性弹性体或氟化聚合物，其能够形成将活性微粒束缚在基材上的聚合物绳和分散体初级微粒，以及所得固定形式的聚合物粘合剂。合适的聚合物粘合剂的包括但不限于：聚四氟乙烯(PTFE)，氟化乙烯丙烯(FEP)，高分子量聚乙烯(HMWPT)，高分子量聚丙烯(HMWPP)，全氟烷氧基聚合物树脂(PFA)，聚偏二氟乙烯(PVDF)，四氟乙烯、六氟丙烯和偏二氟乙烯的聚合物(THV)和氯氟乙烯(CFE)。聚合物粘合剂和多孔基材的组成可以相同或不同。
聚合物粘合剂可以在渗入第一和/或第二基材10、20之前与催化剂微粒成浆，或者粘合剂可以在添加催化剂微粒之前或之后添加到所需基材上。然后使得聚合物粘合剂固定，从而使得微粒附着到多孔基材。本文所用，术语“固定的”或“固定”旨在指干燥以去除挥发物，加热，固化或熔体流动。最终过滤材料复合物中聚合物粘合剂固体的含量可以是1重量％至90重量％，优选5重量％至10重量％。
可以存在超过一种类型的活性微粒，或者存在于相同层、或者存在于相邻层。这些相邻层可以具有相同或不同的基材材料。取决于所需功能和给定系统的空间考虑，可以将两种或更多种类型的活性微粒添加到相同的基材或者相邻基材层，所述相邻基材层具有相同或不同的组成。例如，催化剂微粒和反应性微粒可以结合入相同基材中以实施两种不同功能。在另一示例中，活性微粒可以在不同层中。这些示例可以通过使用不同聚合物粘合剂进行进一步变化，所述聚合物粘合剂取决于过滤器的所需性能(温度、活性等)进行选择。
图2是过滤材料200的示意图，其显示出聚合物粘合剂如何可以将活性催化剂微粒14保持至第一基材10。如本文所述，催化剂微粒14可以通过小的聚合物粘合剂绳16b附着至基材10。“绳”意图限定小的聚合物股线(例如，直径约为几微米或更小)。催化剂微粒基本均匀分布在基材10、20的整个厚度中。“基本均匀分散”意图表示催化剂微粒均匀或近似均匀地分布在基材10、20的整个厚度中。
本发明的活性过滤材料5的一个重要特征是它提供了高强度以及活性微粒通过聚合物粘合剂紧密粘附至过滤材料的组合。这些特性使过滤材料对于在所需环境中使用是理想的，如使具有振动袋、反向空气或脉冲式喷气过滤器清洁组件的所需环境。在多孔基材包括织造或非织造膨胀型聚四氟乙烯(PTFE)纤维的实施方式中，由于膨胀型PTFE纤维材料非常坚固并且耐磨，所以它可以易于耐受过滤器清洁系统的弯曲和严格操作。
此外，过滤材料具有与流体中目标物质的出色反应性。流体通过过滤器的路径是曲折的，因为基材中存在最小的孔或不存在直的孔，因此使得当流体通过过滤材料时流体与活性位点接触良好。
在至少一个示例性实施方式中，至少一层微孔保护层可以安装在多孔基材上或多孔基材中。在示例性实施方式中，微孔层位于活性过滤器的至少上游侧(即，与过滤后的流体流离开过滤器的过滤器的下游侧相比，接触待过滤流体流的过滤器一侧)。本文中所使用的术语“微孔层”旨在表示厚度为至少1微米且具有0.05至10微米量级的微孔的层。在一个示例的实施方式中，微孔层102包含膨胀型微孔PTFE膜。
图7显示了包含具有包含保护微孔层22的层状组件5的过滤材料200的横截面透视图。微孔层22设置在第一多孔基材10的上游侧，与第二多孔基材20相邻。这些活性层可以包含不同基材、聚合物粘合剂和活性微粒，其组合适合具体应用。粗布层12位于第一多孔基材10和第二多孔基材20之间。包括待过滤元件(例如，粉尘微粒和污染物)的流体流(通过箭头15所示的流动方向)首先接触微孔膜22。为了保护第一基材10内的活性微粒免受污染(例如，避免粉尘或其它材料阻挡活性位点)，在所示的构造中，微孔层22层压到浸渍有催化剂微粒的第一基材10。粉尘微粒和可能存在于这些粉尘微粒上的所吸附的污染物由微孔层阻挡，由此防止与附着到多孔基材的活性微粒接触。与不具有微孔层的过滤器相比，保护层22提供了显著改进的活性过滤材料的保护，以及更长的有效寿命。
令人惊讶地发现，微孔层22可以层压或以其他方式附着到第一多孔基材10和/或第二多孔基材20而不影响活性微粒的活性。基材、聚合物粘合剂、微粒和微孔层的适当选择和组合对维持功能性是非常关键的。合适的微孔层的示例包括但不限于：微孔ePTFE膜、其他聚合物(有机或无机)膜，多层膜、不对称膜和其他织造材料或非织造材料。
尽管可以使用各种微孔层，但是由于其特殊的过滤性质，特别优选使用膨胀型PTFE膜，例如Gore的美国专利第3,953,566号、Bacino的美国专利第5,476,589号、和美国专利第5,814,405号，这些专利的主题特别引入本文作为参考。膜形式的膨胀型PTFE(ePTFE)具有许多理想的特性，这使其成为特别理想的过滤材料。例如，ePTFE具有许多微观的孔或“微孔”，例如约0.05至10μm量级的微观的孔或“微孔”，其允许流体分子通过但限制颗粒如细尘等的通过。另外，膨胀型PTFE膜的表面可以很容易地清除积聚的污染物，极大地延长了过滤器的使用寿命。
对于某些应用，包括超过一层的微孔层或甚至另外的多孔基材过滤层(含或不含填料或其他材料)以提供额外的过滤水平也可能是有用的。在该实施方式中，可以获得整个活性过滤材料结构中的更多的设计参数。通过改变层的数量、层的位置(例如，多孔基材的上游、下游或多孔基材之中)和层的组成，可以取决于活性过滤材料所需应用的要求来制造具有不同性质的过滤材料。
本公开的示例性材料按以下方式进行制造。
提供具有合适孔径的多孔基材以允许活性微粒和聚合物粘合剂浸渍到多孔结构中。“微粒”是指具有任何纵横比的材料，因此包括薄片、纤维和球形和非球形粉末。活性微粒和聚合物粘合剂的浆料在没有辅助的情况下或通过机械方法辅助流入基材的孔(porosity)。选择聚合物粘合剂的量以使得具有足够的粘合剂将微粒保持在基材，但是仅最少量的粘合剂覆盖活性催化剂微粒表面，由此使得活性微粒的反应性最大化。或者，活性微粒和聚合物粘合剂可以在多孔基材结构形成期间结合入基材中，例如，通过混合基材成分、活性微粒和聚合物粘合剂以形成连贯的多孔基材。作为另一个替代，活性微粒可以在聚合物粘合剂结合入多孔基材之前或之后加入基材。
经浸渍的基材随后具有至少一层微孔层，例如，微孔膜，所述微孔层在多孔基材中、在基材下游侧上、或最优选在上游侧上。该保护层可以连续或不连续地附着，例如，通过层压、焊接、缝制、粘着、夹持或其它合适的连接方式。保护微孔层可以任选地进行构造以使得其还可以被去除或替代(如需要)而不会干扰过滤器的其它部分。
合适的微粒是催化、或以其它方式与流体流中的目标物质反应的那些微粒。合适的催化微粒可以包括贵金属，非贵金属，金属氧化物(包括过渡金属和过渡金属化合物)以及碱金属和碱土金属，它们的氧化物和碳酸盐。优选的催化剂微粒可以包括微粒如二氧化钛、氧化铝、二氧化硅和沸石，其上具有选自下组的活性表面：贵金属(例如Pt、Pd、Au和Rh，包括其化合物)、氧化钒、过渡金属(例如Fe、Cu和Al，包括其化合物)。特别优选的催化剂包含锐钛矿形式的二氧化钛上的V2O5。以其它方式反应的微粒的示例包括但不限于：氢氧化钠和用盐(例如碳酸钠、碘化钾等)处理的活性炭。上文的叙述并不意味着详尽无遗；相反，也可以使用其他合适的催化剂和反应性微粒。此外，重要的是认识到，给定类型的反应性微粒可以在不同的环境中起不同的作用，即，有时用作催化剂，其他时间用作反应性材料。除了活性微粒之外，取决于所需的结果，在本公开的装置中包括其他任选的微粒(例如吸附剂等)可能是理想的。
活性微粒以提供宽范围的量包含于过滤器中，例如，相对于最终复合材料中的基材中，至多70重量％或更高，或10重量％至30重量％。
适用于本公开的催化剂微粒趋向于是小的，即，通常在尺寸上小于40微米。优选尺寸取决于所用基材的孔径、和所用活性微粒的活性与尺寸的关系。
应该认识到，可以根据本公开制造千变万化的过滤材料。通过本公开所设想的材料的组合是：(1)在上游侧上、在下游侧之内或之上设置至少一层微孔层，例如一层或多层ePTFE膜；(2)在给定的多孔基材内提供不同组成的活性微粒；(3)构造具有相同或不同组成(即，多孔层组成、活性微粒组成、聚合物粘合剂组成)的多层多孔基材的过滤器；等。
在本公开的一个特别优选的实施方式中，可以提供特别适用于处理流体流中的污染气体、其他目标物质和微粒的过滤器。例如，通过使用TiO2、V2O3和WO3的催化剂，NO、NO2和NH3的污染物将在氧存在下容易地变成H2O和N2。下面描述的图3-6显示出多孔基材的各种实施方式的扫描电子显微照片(SEM)。
图3是根据一实施方式在35倍放大下获得的含有水可润湿高温纤维的多孔基材300的截面扫描电子显微照片(SEM)。多孔基材300包含缠结在粗布312中的第一多孔基材310和第二多孔基材320，类似于图1所示的过滤材料5。图4是根据至少一个实施方式在250倍放大下获得的多孔基材400的一个表面的扫描电子显微照片(SEM)，显示出催化剂微粒404粘附至水可润湿的高温纤维402。
图5是根据一个或多个实施方式在1000倍放大下获得的多孔基材500的截面扫描电子显微照片(SEM)，描绘了具有催化剂微粒404附着于其上的三叶形水可润湿高温纤维402。图6是根据另一个实施方式的多孔基材600的长度方向视图的扫描电子显微照片(SEM)，显示了具有催化剂微粒604附着于其上的三叶形水可润湿高温纤维602。
图8是在1500倍放大下获得的扫描电子显微照片(SEM)，显示出多孔基材800具有活性催化剂微粒14，所述活性催化剂微粒14通过聚合物粘合剂16附着至ePTFE毡基材(feltsubstrate)的聚四氟乙烯(PTFE)纤维。
该过滤材料以及独特的制造工艺允许宽范围的过滤器参数，例如，活性微粒加载、过滤器厚度、过滤器渗透率、获得出色的气体/催化剂接触的活性微粒周围的流场(即，过滤器中待过滤的气体流动通过的体积)、过滤器强度、活性微粒保护、过滤器孔径分布和接近度(proximity)、活性微粒尺寸、活性微粒形状和活性微粒表面积。
另一实施方式涉及包含至少一种针毡基材的过滤材料，所述针毡基材包含水可润湿高温短纤维。该结构使得能够在保持高空气渗透性的同时使得高质量载荷的催化剂颗粒(例如，至少250g/m2催化剂微粒的质量载荷)施加至毡。催化剂微粒的高载荷能够实现催化材料的高NOx去除效率，以符合严格的环境法规。高空气渗透性值对于使催化过滤材料能用于具有可接受的运行流量和低压降的过滤袋而言是至关重要。
实施例
实施例1
以下述方式(manor)制造包含41.5重量％催化剂，8.5重量％PTFE和50重量％P84基材的过滤材料。
获得针刺聚酰亚胺纤维P84的毡基材，其具有测定为4.5英寸×4.5英寸，0.105英寸厚，重6.4克的P84粗布(南方毡公司，南卡罗来纳州北奥古斯塔(Southern FeltCo.Inc.,North Augusta,SC))。制备包含如下的浆料：1.9g的60重量％聚合物粘合剂溶液(聚四氟乙烯(PTFE)水分散体)、27.5g去离子水和5.9g催化剂(TiO2上3％V2O5，平均直径1微米，以挤出物形式S096，CRI销售，得克萨斯州休斯敦市的CRI公司(CRI,Houston Tex.))，然后振摇1分钟以混合各组分。
将得到的浆料倒在毡基材的表面上，并使用圆形玻璃皮氏培养皿将其分布在整个毡中，以将浆料压入毡中。将毡基材翻转并再次用皮氏培养皿压制以提高基材中浆料的均匀性。然后将经浸渍的毡基材放置在线框上并在245℃的烘箱中加热1小时。在涂覆后，样品的最终重量为12.8克，获得6.4克的总固体摄入。经浸渍的毡包含来自浆料溶液的98％的固体并且含有总基材重量41.5％的催化剂。
实施例2
获得针刺聚酰亚胺纤维P84的毡基材，其具有测定为4.5英寸×4.5英寸，0.09英寸厚，重6.05克的聚四氟乙烯(PTFE)粗布(南方毡公司，南卡罗来纳州北奥古斯塔(SouthernFelt Co.Inc.,North Augusta,SC))。该材料使用如实施例1中所述的相同过程和涂覆浆料进行涂覆。在涂覆后，样品的最终重量为12.1克，获得6.05克的总固体摄入。经浸渍的毡保留了来自浆料溶液的93％的固体并且含有总基材重量41.5％的催化剂。
比较例
获得针刺膨胀型聚四氟乙烯(ePTFE)纤维的毡基材，其具有测定为4.5英寸×4.5英寸、0.04英寸厚、重9.8克的聚四氟乙烯(PTFE)粗布(W.L.戈尔联合有限公司，马里兰州埃克顿(W.L.Gore&Associates,Inc.,Elkton Md.))。该材料使用如实施例1中所述的相同过程和涂覆浆料进行涂覆。在涂覆后，样品的最终重量为11.5克，获得1.7克的总固体摄入。经浸渍的毡保留了来自浆料溶液的26％的固体并且含有总基材重量12.5％的催化剂。
图9是实施例中所描述的经涂覆的基材的固体摄入的图解说明900，包括P84毡902、PTFE毡904和具有PTFE粗布906的P84毡。
图10是实施例中所述样品的以最大值百分比计的经涂覆基材的固体摄入的图示1000，包括具有P84粗布的P84(1002)、仅PTFE毡(1004)(作为比较例)和具有PTFE粗布的P84毡(1006)。
上文已经中概括性地并且结合具体实施方式描述本申请的发明。对本领域的技术人员来说显而易见的是，可以在不偏离本发明的精神和范围的情况下，对本文所述的实施方式进行各种修改和变动。因此，实施方式旨在覆盖对本发明的这些修改和变动，只要这些修改和变动在所附权利要求及其等同方案的范围之内。

Claims (29)

1.一种制品，其包含：
多孔基材，其包含毡合到高温含氟聚合物粗布上的水可润湿高温短纤维，所述多孔基材具有通过聚合物粘合剂附着到所述基材表面的催化剂微粒，其中，所述微粒通过聚合物的粘合剂绳束缚至所述基材。
2.如权利要求1所述的制品，其特征在于，所述催化剂微粒包含超过一种组合物的微粒。
3.如前述权利要求中任一项所述的制品，其特征在于，所述催化剂微粒包含在氧化钛上的氧化钒。
4.如前述权利要求中任一项所述的制品，其特征在于，所述聚合物粘合剂包含选自下组的至少一种材料：FEP、PTFE、HMWPE和HMWPP、PFA、PVDF、THV和CFE。
5.如前述权利要求中任一项所述的制品，其特征在于，所述短纤维还包括曲折的表面几何形状。
6.如权利要求5所述的制品，其特征在于，所述表面几何形状是三叶形。
7.如前述权利要求中任一项所述的制品，其特征在于，该制品中催化剂微粒的质量载荷为至少250g/m2。
8.如权利要求7所述的制品，其特征在于，该制品中催化剂微粒的质量载荷为至少400g/m2。
9.如前述权利要求中任一项所述的制品，其特征在于，所述水可润湿高温短纤维包含聚酰亚胺、聚酰胺、聚芳酰胺、聚苯硫醚或纤维玻璃。
10.如前述权利要求中任一项所述的制品，其特征在于，所述高温含氟聚合物粗布包含PTFE。
11.如前述权利要求中任一项所述的制品，所述制品还包含至少一层微孔层。
12.如权利要求11所述制品，其特征在于，至少一层微孔层附着至所述多孔基材的至少一部分。
13.如权利要求11所述制品，其特征在于，所述微孔层层压至所述多孔基材。
14.如权利要求11所述制品，其特征在于，所述微孔层通过焊接、缝制、粘着和夹持中的至少一种附着至多孔基材的至少一部分。
15.如权利要求11-14中任一项所述的制品，所述至少一层微孔层包含膨胀型PTFE膜。
16.如权利要求11至15中任一项所述的制品，所述至少一层微孔层中的至少一层在多孔基材的上游侧上。
17.如权利要求11至15中任一项所述的制品，所述至少一层微孔层中的至少一层在多孔基材中。
18.如前述权利要求17所述的制品，所述制品还包含在多孔基材下游侧上的至少一层微孔层。
19.如权利要求11至15中任一项所述的制品，所述至少一层微孔层中的至少一层在多孔基材的下游侧上。
20.如前述权利要求中任一项所述的制品，其特征在于，所述多孔基材和至少一层微孔层以过滤袋的形式设置。
21.如权利要求20所述的制品，其特征在于，所过滤袋是内过滤袋，并且还包含以双袋体系设置在内过滤袋周围的外过滤袋。
22.一种用于在流体流中使用的过滤器，其包含：
至少一种多孔基材，其包含毡合到高温含氟聚合物粗布上的至少一层水可润湿高温短纤维的多孔层，所述基材具有通过聚合物粘合剂附着到其表面的多个催化剂微粒，其中，所述催化剂微粒通过聚合物粘合剂绳束缚至所述基材。
23.如权利要求22所述的过滤器，其特征在于，所述催化剂微粒选自下组：Pt、Pd、Au、Rh、Fe、Cu、Al、及它们的化合物和组合，以及氧化钒，在选自氧化钛、氧化铝、二氧化硅和沸石的微粒上。
24.如前述权利要求中任一项所述的过滤器，其特征在于，所述催化剂微粒包含选自下组的至少一种组合物：金属氧化物微粒上的氧化钒和在金属氧化物微粒上的铂，并且还包含微孔层，所述微孔层通过层压、焊接、缝制、粘着和夹持中的至少一种附着到至少一种多孔基材的至少一部分。
25.一种用于在流体流中使用的过滤器，其包含：
至少一种多孔基材，其包含针刺到PTFE粗布上的至少一层非织造聚酰亚胺纤维的多孔层，所述过滤器具有在锐钛矿形式的二氧化钛微粒上的V2O5，所述二氧化钛微粒通过包含聚合物绳的聚合物粘合剂粘附到所述至少一个多孔层，其中所述微粒通过聚合物绳束缚。
26.一种制品，其包含：
第一多孔基材；
第二多孔基材；和
织造粗布，其位于所述第一和第二多孔基材之间且附着至所述第一和第二多孔基材，
其中，所述第一和第二基材包含可润湿高温短纤维，
其中，所述第一多孔基材和所述第二多孔基材中的至少一个具有催化剂微粒，所述催化剂微粒通过聚合物粘合剂附着至所述第一多孔基材和所述第二多孔基材中的至少一个的表面，并且
其中，所述催化剂微粒通过聚合物绳束缚至所述聚合物粘合剂。
27.如权利要求26所述的制品，其特征在于，所述第一和第二基材是纤维絮，所述纤维絮与所述粗布缠结。
28.如前述任一项所述的制品，所述制品还包含微孔层，所述微孔层固定到所述第一基材的与所述织造粗布相反的一侧。
29.一种制品，其包含：
多孔基材，其包含毡合到高温含氟聚合物粗布上的水可润湿高温短纤维，所述具有催化剂微粒通过聚合物粘合剂附着到所述基材表面，由此，所述微粒通过粘合剂束缚，所述粘合剂包含(a)聚合物的绳和(b)分散体初级聚合物微粒。
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