CN110719805A

CN110719805A - 包含用于醛的聚合物吸附剂的空气过滤器

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Publication number: CN110719805A
Application number: CN201880037880.6A
Authority: CN
Inventors: H·贾苏加; M·W·科贝; M·S·文德兰德
Original assignee: 3M Innovative Properties Co
Current assignee: 3M Innovative Properties Co
Priority date: 2017-06-16
Filing date: 2018-06-06
Publication date: 2020-01-21
Anticipated expiration: 2038-06-06
Also published as: WO2018229604A3; CN110719805B; TWI774788B; WO2018229604A2; US20200122071A1; TW201904645A; US11278832B2

Abstract

本发明公开了一种空气过滤器，其包括支撑聚合物吸附剂粒子的过滤器支撑体。所述聚合物吸附剂粒子为水解的二乙烯基苯/马来酸酐前体聚合物材料与含氮化合物的反应产物，其中所述含氮化合物离子附接到所述水解的二乙烯基苯/马来酸酐。

Description

包含用于醛的聚合物吸附剂的空气过滤器

背景技术

通常期望从空气中除去气态物质(诸如例如甲醛)。

发明内容

概括地说，本文公开了包括过滤器支撑体的空气过滤器，所述过滤器支撑体包含聚合物吸附剂粒子。聚合物吸附剂粒子为水解的二乙烯基苯/马来酸酐前体聚合物材料与含氮化合物的反应产物，其中含氮化合物通过离子键附接到水解的二乙烯基苯/马来酸酐。在以下具体实施方式中，这些方面和其它方面将显而易见。然而，在任何情况下，都不应当将此广泛的发明内容理解为是对可受权利要求书保护的主题的限制，不论此类主题是在最初提交申请的权利要求书中呈现还是在修订申请的权利要求书中呈现，或者另外是在申请过程中呈现。

附图说明

图1示出了包括过滤器支撑体的示例性空气过滤器的一部分，所述过滤器支撑体包含如本文所公开的吸附剂粒子。

图2示出了另一个示例性空气过滤器的一部分。

图3示出了另一个示例性空气过滤器的一部分。

图4示出了另一个示例性空气过滤器的一部分。

图5示出了另一个示例性空气过滤器的一部分。

图6示出了包括过滤器支撑体的示例性呼吸器，所述过滤器支撑体包含如本文所公开的吸附剂粒子。

图7公开了另一个示例性呼吸器。

图8公开了包括过滤器支撑体的框架式、折叠型空气过滤器，所述过滤器支撑体包含如本文所公开的吸附剂粒子。

图9呈现了两个工作实施例的甲醛测试用数据。

具体实施方式

术语表

术语“空气过滤器”表示其中由过滤器支撑体支撑的本文所述的聚合物吸附剂被提供给空气例如移动空气流使得可从空气中除去气态物质的任何设备或装置。术语“过滤器支撑体”表示可保留吸附剂粒子并将它们呈现给例如移动空气流但是不一定从移动空气中进行任何微观粒子的过滤的任何结构。术语“过滤介质”表示本身能够过滤微观粒子的过滤器支撑体。“微观”粒子是具有小于100微米的平均直径(或等同直径，在非球形粒子的情况下)的粒子。“细小”粒子为具有小于10微米的平均直径或等同直径的粒子。

术语“聚合物吸附剂”和“多孔聚合物吸附剂”可互换使用，是指多孔并且可吸附气态物质(诸如例如醛)的聚合物材料。多孔材料诸如聚合物吸附剂可用例如其孔的尺寸来表征。术语“微孔”是指直径小于2纳米的孔。术语“中孔”是指直径在2至50纳米范围内的孔。术语“大孔”是指直径大于50纳米的孔。

术语“上游”适用于其中过滤器暴露于移动空气的环境，并且是指移动空气遇到过滤器的方向；“下游”是指过滤空气离开过滤器的方向。

术语“结网”是指由相对较少的层(五个或更少，通常一个)固体材料(例如长丝)构成的过滤器支撑体。

术语“纤维幅材”是指由多个层(例如，多于五个)的纤维构成的过滤器支撑体。

术语“熔喷”是指通过将熔融聚合物流挤出成通过位于挤出孔附近的吹气孔引入的会聚高速空气流而形成的纤维(和所得的纤维幅材)。本领域技术人员将理解，熔喷纤维和幅材将特征性地表现出通过其这种纤维和幅材可被识别并区别于其它类型的幅材的特征和标记(例如，构成纤维的材料的分子的取向的差异，例如通过诸如双折射、熔化行为等的光学特性所反映的)。

本文公开了一种如图1中的一般表示所示的空气过滤器1。空气过滤器1可为将本文公开的聚合物吸附剂粒子100暴露于空气例如移动空气流(在示例性实施方案中通过图1和其它附图中的方框箭头所示的气流的大致方向)使得可从空气中除去气态物质例如醛(诸如甲醛)的任何设备或装置。

空气过滤器1包括至少一个过滤器支撑体10。过滤器支撑体10可为以这样的方式支撑吸附剂粒子100的任何结构：使它们暴露于空气中，同时保留吸附剂粒子，使得如果空气移动，则吸附剂粒子不会被移动空气分离。如果空气在移动，则在层流中或在湍流中可能遇到单独的吸附剂粒子，或者可在例如通过一系列吸附剂粒子的流动状态之间转变。在一种一般类型的实施方案中，如图1中的一般表示所示，过滤器支撑体10可采用其上设置有吸附剂粒子100(例如，附着于其主表面)并且例如移动空气流可穿过其的基底的形式。在该类型的一些实施方案中，过滤器支撑体10可例如通过将吸附剂粒子附接(例如，以粘合方式粘结)到过滤器支撑体上而保持吸附剂粒子100。在另一一般类型的实施方案中，如图2中的一般表示中所示，过滤器支撑体10可例如通过机械地将吸附剂粒子机械的保持在过滤器支撑体内而保持吸附剂粒子100。(换句话讲，在此类实施方案中，吸附剂粒子可能不一定附接到过滤器支撑体上，但过滤器支撑体可物理地阻挡吸附剂粒子从过滤器支撑体分离和移除)。在一些实施方案中，可采用机械保持和附接(例如粘结)的吸附剂粒子与过滤器支撑体的组合。

在一些实施方案中，空气过滤器1可为(例如，可基本上由其组成)包括吸附剂粒子100的过滤器支撑体10(例如，可将此类过滤器支撑体的独立件安装到例如室内空气净化器中)。在其它实施方案中，空气过滤器1可包括(除了至少一个过滤器支撑体10之外)用于任何目的的其它层，并且/或者可另外包括任何其它辅助部件，诸如例如，周边框架，一个或多个加强或稳定构件，一个或多个外壳件等。稍后在本文中详细讨论各种具体的示例性实施方案和布置。

如参照图1所述，在一些实施方案中，过滤器支撑体可采用在其主表面上设置例如附着有吸附剂粒子100的基底(该基底可为不透气的，或透气的)的形式。这种类型的空气过滤器可包括，例如，带有附着在其主表面上的吸附剂粒子的平面基底；中空管，其具有附接到其内部表面的吸附剂粒子；或者，由堆叠或嵌套的微结构化基底(例如，授予Insley的美国专利7955570中描述的一般类型)提供的流通通道阵列，其中吸附剂粒子附着在流通通道的内表面上；等。在一些实施方案中，吸附剂粒子100可至少基本上作为单层在基底表面上提供(例如，如图1所示)，除了可能在统计上例如在任何工业规模沉积过程中发生的此类偶尔的堆叠。

参照图2，术语过滤器支撑体广泛地包括设计成将吸附剂粒子100保持在其中并且包括至少一个用于允许空气进入容器内部13的空气入口11和允许处理过的空气离开容器的至少一个空气出口12的任何容器。这种一般类型的此类支撑体可包括众所周知的过滤器滤筒，其中吸附剂粒子100保持在由例如一个或多个注塑外壳部件制成的滤筒外壳内。在此类过滤器滤筒中，可提供单个空气入口和/或出口；或者，可在过滤器滤筒外壳中设置多个通孔，以共同提供空气入口或出口。此类通孔可具有合适的尺寸以防止吸附剂粒子穿过其中；并且/或者在一些实施方案中，可提供透气保护层(例如，筛网或网格)以确保吸附剂粒子保持在滤筒外壳内。在一些实施方案中，如图1的设计中那样，过滤器支撑体可在支撑体的靠近(例如，支撑和保持)吸附剂粒子的位置中对空气不可渗透(例如，可不包含通孔)。在其它实施方案中，如图2的设计中，过滤器支撑体可在支撑体的靠近吸附剂粒子的位置中对空气可渗透(例如，可包括一个或多个通孔)。在一些实施方案中，容器形式的过滤器支撑体(例如，过滤器滤筒)可由组装在一起并且除了空气入口和出口之外可为不透气的一个或多个注塑成型的外壳部件组成。此类外壳部件可方便地由例如选自聚酰胺、聚苯乙烯、ABS聚合物、聚烯烃等的热塑性或热固性聚合物或共聚物制成。此类容器还可包括辅助部件，诸如例如，一个或多个弹性垫圈、闩锁、防溅板、连接器(例如，根据需要将滤筒连接到例如个人呼吸保护装置)等。

应当强调的是，呈容器形式的过滤器支撑体10(如图2所示)不必采取由例如注塑部件制成的刚性滤筒的形式。相反，在一些实施方案中，此类容器可采用例如两个透空“壁”的形式，其中至少一个由相对柔性的材料制成(例如多孔基底，诸如纤维幅材、打孔或微穿孔柔性聚合物膜等)，其中吸附剂粒子夹在两个壁之间。此类容器(其通常仍可称为过滤器“滤筒”)可采用例如小袋或袋的形式。

另外，术语过滤器支撑体还广泛地涵盖在其上或其内设置有吸附剂粒子100的任何多孔的透气材料。(所谓的多孔的透气材料是指包含内部孔隙度的材料，其互连以便允许气流通过材料，如与例如闭孔泡沫所区分)。此类材料可能是例如任何合适类型的开孔泡沫材料；或者，此类材料可为微孔膜；例如，相反演膜，径迹蚀刻膜(例如，可以商品名NUCLEPORE购自Whatman的各种产品例示的类型)；或者，拉伸膨胀的膜(例如，可以商品名GORE-TEX购自W.LGore and Associates以及可以商品名CELGARD购自Celgard公司的各种产品例示的类型)。应当理解，该一般类型的过滤器支撑体10不限于例如成对使用以便如上所述在它们之间限定空间。无论使用何种具体模式，在一些实施方案中此类过滤器支撑体10可采取片状材料的形式，该片状材料表现出主平面并且表现出小于约8mm、5mm、3mm、或1mm的厚度并且被构造成允许气流至少在至少大致垂直于片状材料的主平面的方向上穿过其中。

根据上述讨论，应当理解，如本文所公开的过滤器支撑体广泛地涵盖任何形式或几何形状(以及由单个实体诸如无孔基底、透气结网或多孔泡沫组成或由共同形成过滤器滤筒的部件的组装组合制成)的任何材料或布置，其可将吸附剂粒子呈现给空气，例如移动空气流。在一些实施方案中，过滤器支撑体可被构造成使得移动空气可例如至少大致平行于承载吸附剂粒子的支撑体的主表面(例如，如在图1的布置中)流动。在一些实施方案中，移动空气可至少大致垂直于支撑体的主表面(例如，如在图2的布置中)流动。在一些实施方案中，移动空气可在这两个极端之间的方向中间流动。在一些实施方案中，两个方向和/或两个极端之间的方向中间的气流可例如在空气过滤器的不同部分中发生。

在图3的示例性方式所示的一般类型的实施方案中，空气过滤器1可包括呈“蜂窝结构”15形式的过滤器支撑体10。本领域技术人员将认为蜂窝结构是流通支撑结构，其包括允许气流通过的许多宏观通孔，孔通过蜂窝结构的隔板(壁)彼此分开。(虽然此处使用术语蜂窝结构是为了方便，但技术人员将理解，该结构可为任何几何形状(例如，具有正方形、三角形、圆形等的孔)并且可表现出稍微不规则的外观而不是严格限制于图3的示例性设计中所示的正六边形几何形状)。通常，这种蜂窝结构可包括与上述层叠微结构化基底相比具有相当大的直径或等同直径(例如10mm-15mm)的通孔，上述层叠微结构化基底可通常包括直径或等同直径为仅例如几毫米或更小的流通通道。蜂窝结构的壁可由任何合适的材料制成，例如模制或挤出的塑料、纸板或硬纸板、金属等。

在一些实施方案中，吸附剂粒子可附着到限定蜂窝结构孔的内壁。然而，在一些实施方案中，可方便地部分地或至少基本上用吸附剂粒子填充蜂窝结构的孔(在封装行为允许的程度内，取决于例如平均尺寸、尺寸分布和吸附剂粒子的形状)如图3所示。在这种情况下，蜂窝结构可设置有允许气流进入并离开蜂窝结构的通孔并且仍然将吸附剂粒子保持在蜂窝结构的通孔中的上游和下游透气基底(例如，合适的网格或筛网)。(图3的示例性蜂窝中的气流的方向是平面外的，如圆圈/点箭头所示。)在一些实施方案中，吸附剂粒子可松散地填充在孔内，例如使得粒子能够轻微移动或偏移。在其它实施方案中，吸附剂粒子可彼此粘结(例如，通过使用粘合剂、热活化粘结剂等，其量足以在接触点处将粒子彼此粘结但不会以不可接受的量吸留粒子以影响它们捕获气态物质的能力)例如以便使孔内粒子的偏移或沉降最小化。换句话说，在一些实施方案中(不一定限于用于蜂窝结构)，吸附剂粒子100可以整体的透气块(具有任何所需尺寸和形状)的形式提供，其由粘结在一起的粒子的聚集物共同提供，而不是作为单个粒子提供。例如在授予Braun的美国专利5033465中讨论了制备此类整体结构的示例性方法(其再次，可具有任何合适的尺寸和形状以将其结合到任何所需的空气过滤器中，例如用于拟合到容器中，诸如例如滤筒或罐，或用于形成例如呼吸器的层)。例如在授予Senkus的美国专利6391429中讨论了将吸附剂粒子粘结在一起以制备具体地为至少半柔性的结构的方法(因此可能尤其适用于例如柔性呼吸器面罩)。

技术人员将理解，在上述实施方案中的一些之间可能不一定存在明确的分界线(例如，在中空管内设置的吸附剂粒子之间，相对于在由堆叠的微结构化基底限定的通道内设置，相对于在蜂窝结构的孔内设置)。所有此类设计和布置以及它们的组合均涵盖在包括如本文所公开的一种或多种过滤器支撑体的空气过滤器的一般概念内。尤其值得注意的是，在一些实施方案中，如本文所公开的空气过滤器1可包括被部分填充或至少基本上填充到任何合适容器(任何几何形式和由任何材料无论是例如刚性的还是至少半柔性制成)的吸附剂粒子，以便形成例如填充床。在一些实施方案中，此类容器可采用中空管的形式，例如类似于通常称为

管的气体检测管的管。

在一些实施方案中，过滤器支撑体10可包括薄的片状材料，其具有允许气流通过的多个通孔22，如图4中的示例性一般表示所示。在各种实施方案中，过滤器支撑体10可采用任何合适的结网、网格、筛网、稀松布、机织或针织材料、熔纺材料、微穿孔膜等的形式。本文将使用术语结网以方便描述由相对较少的层(五个或更少；通常，如图4所示的单层)长丝(或一般来讲，在贯穿开口之间的固体材料层)构成的任何此类材料。通常，这种长丝(或片状过滤器支撑材料的固体部分，例如微穿孔膜)的直径或其等同直径相对较大(例如，0.1mm、0.2mm或0.5mm或更大)。此类结网可由任何合适的材料构成，例如有机聚合物、无机材料(例如，玻璃或陶瓷)，或金属或金属合金。

在此类实施方案中，气流可主要通过结网的实心部分21(例如长丝)之间的通孔22发生，使得气流至少大致垂直于支撑体取向；然而，如果需要，气流可至少大致平行于结网而发生。在穿过结网的大致垂直的气流的情况下，可方便地将吸附剂粒子定位在结网的上游侧23上(如图4所示)。然而，如果需要，吸附剂粒子可定位在结网的下游侧24上。在特定实施方案中，吸附剂粒子可定位在结网两侧。在一些实施方案中，如在图1和图4的示例性实施方案中，包括吸附剂粒子的结网(或一般来讲，任何充分透气基底)可用作“开面”。在其它实施方案中，可将足够透气的第二保持层(例如，第二层结网或纤维幅材层、微孔膜等)定位在吸附剂粒子的顶部上，以帮助将吸附剂粒子保持在适当位置。(换句话讲，吸附剂粒子可夹置在结网和第二保持层之间)。

在许多实施方案中，吸附剂粒子100可例如通过设置在结网的一侧的至少一个主表面上的粘合剂例如压敏粘合剂、热熔粘合剂、环氧树脂粘合剂等28粘结到例如以粘合方式粘结到结网的固体材料(例如，长丝)上。吸附剂粒子可各自粘结到例如单个长丝，或可粘结至多个长丝。长丝的平均直径以及长丝之间的通孔的平均尺寸，如果需要，可根据吸附剂粒子的平均尺寸来选择。在各种实施方案中，此类结网可表现出在例如0.2mm至约2.0mm的范围内的平均长丝直径。在各种实施方案中，结网的开口可在从最短的维度上例如约0.5mm至最长的维度上约5mm的范围内，并且可根据吸附剂的粒度来选择。作为具体示例，具有约1mm-2mm范围的开口的结网可很好地适用于具有表现出8×20目范围内的粒度的吸附剂。可适用于本文所公开的示例性结网包括可从Delstar Technologies购得的各种产品；例如，可以商品名为KX215P、R0412-10PR、RB0404-10P、N02014-90PP、RB0404-28P、N03011-90PP和TK16-SBSH购得的产品。

在具体实施方案中，可在结网的主表面上设置有合适的压敏粘合剂28(换句话讲，压敏粘合剂可设置在通常设置在结网的主表面的长丝的表面上)。这可例如通过将压敏粘合剂前体涂覆到结网上，然后将前体转化成压敏粘合剂来完成。前体可为例如有机溶剂中的溶液、乳液、热熔组合物等。此类前体可例如通过干燥以除去溶剂和/或水、通过冷却以固化热熔组合物等来转化。沉积和转化应以这样的方式进行，以避免不可接受地填充或堵塞结网的通孔(除非气流不能通过在普通使用过滤器中的结网)。

应当理解，在一些实施方案中，设置在结网上的粒子可主要由于例如粘合剂粘结(而不是通过例如机械缠结)附接到结网。在一些实施方案中，吸附剂粒子可至少基本上呈单层形式存在于过滤器支撑体上。在其它实施方案中，吸附剂粒子可存在于多个层中(例如通过将吸附剂粒子的第一层以粘合方式粘结到结网的主表面上，在吸附剂粒子的第一层顶部上施加附加粘合剂，沉积更多的吸附剂粒子，以及重复该方法以生成任何所需深度的吸附剂粒子的收集)。

在一些实施方案中，过滤器支撑体10可包括由许多纤维组成的片状材料，通常彼此缠结并且通常以多个“层”(例如，多于五层)存在，如图5中的示例性实施方案所示。本文将使用术语纤维幅材以方便描述任何此类材料。当然，应当理解，由于许多此类纤维幅材的无规性质，纤维可能不一定是，并且通常不会存在于离散层中(例如，可彼此剥离的层)；然而，将容易理解的是，如果例如，在从这样的幅材的第一主表面43到其第二主表面44横穿该幅材的厚度(深度)时遇到五个或更多个单独的纤维或纤维部分(如图5所示)。任何表现出这种纤维布置的材料均属于如本文所用的纤维幅材的定义。

通常，此类纤维的直径或等同直径可相对较小(例如，小于100μm、80μm、60μm、40μm、20μm、10μm、5μm或2μm)。当然可使用各种直径的纤维的混合物。这种纤维幅材可为任何合适类型的幅材，例如其中纤维相对无规布置的非织造幅材(例如，除了如可与例如梳理幅材和某些类型的纤维沉积方法一起发生这种部分量的纤维对齐之外)。另选地，此类纤维幅材可由针织或织造幅材构成，其中纤维以足够数量的层提供。通常，空气通过穿过幅材的多个纤维之间的间隙空间来流过幅材；通常，此类气流被取向成如图5所示的至少大致垂直于纤维幅材的主平面。然而，如果需要，气流可至少大致平行于纤维幅材的主平面发生。此类纤维幅材的纤维可以任何合适的方式彼此粘结(使得幅材具有足够的机械完整性加工和处理)。此类粘结方法可选自例如水刺法、针刺法、压延等。在一些实施方案中，纤维可彼此自生粘结，这意味着纤维如在烘箱或所谓的通风粘结器中，在未施加例如点粘结或压延的固体接触压力的条件下而获得的高温下的粘结。在特定实施方案中，可使用授予Fox的美国专利7947142中所述的一般类型的自生粘结方法(其中加热的空气流通过纤维集合然后进行有力的淬火)将纤维粘结。或者，可加入一种或多种粘结剂(无论是纤维形式、固体粒子、水生乳液等)，然后活化(例如通过加热)将纤维粘结在一起以形成最终幅材。任何此类粘结操作(无论是主要通过缠结纤维机械地实现，或者通过使用纤维的熔融粘结和/或通过使用添加的粘结剂来实现)可另外用于将吸附剂粒子粘结到幅材中或幅材上，如下所述。

在一些实施方案中，吸附剂粒子可主要或完全沉积在纤维幅材的主表面上(例如，主上游表面)，其方式与图4的结网上的粒子的布置略微类似。在一些实施方案中，吸附剂粒子中的至少一些可至少部分地渗入纤维幅材的内部。(这与图4中的长丝单层所提供的结网的情况相反，在这种情况下，支撑体表现出很少或没有其中吸附剂粒子可渗透的“内部”)。在一些此类实施方案中，吸附剂粒子可主要存在于纤维幅材的靠近吸附剂粒子沉积在其上或其中的主表面的区域中。然而，在许多实施方案中，可能希望提供吸附剂粒子100在纤维幅材的整个厚度上广泛分布(如图5中的示例性实施方案所示)，与粒子例如沉积在一个表面上使得它们保留在表面上或仅渗透进入纤维幅材内部的短距离相反。本文稍后讨论了形成具有在整个幅材的内部分布广泛地(例如，随机地)分布的吸附剂粒子的纤维幅材的合适方法。

在特定实施方案中，纤维幅材过滤器支撑体可为非织造幅材。根据定义，非织造纤维幅材不涵盖例如织造或针织幅材或微穿孔膜。此类幅材可通过任何合适的方法制备，并且可为任何合适类型。例如，此类非织造幅材可为：梳理幅材；湿法成网幅材(例如通过造纸工艺制备)；干法成网幅材，例如，通过常规的气流成网工艺如众所周知的Rando-Webber工艺，或通过专门的工艺如授予Lalouch的美国专利8834759中描述的重力铺设工艺制备；或熔纺幅材(例如纺粘幅材、射流喷网幅材等)。(应当理解，某些例如纺粘或纺粘幅材可限定为结网而不是纤维幅材，取决于铺设的纤维的深度)。在特定实施方案中，非织造幅材可为熔喷幅材，其工艺和所得幅材将是技术人员所熟知的。可使用这些多种材料的层的任何组合(包括与不是非织造幅材的层的组合)。纤维可由任何合适的材料制成，例如热塑性有机纤维(诸如例如聚烯烃纤维、纤维素纤维、聚酯纤维、尼龙纤维等)、无机纤维(诸如例如玻璃纤维或陶瓷纤维)、金属纤维等等。

吸附剂粒子可设置在多孔材料例如纤维幅材诸如非织造幅材上和/或内以通过任何合适的方法形成本文所公开的空气过滤器的过滤器支撑体。在一些实施方案中，吸附剂粒子可沉积在现有的纤维幅材上或沉积到现有的纤维幅材内。例如，在一些实施方案中，非织造幅材可包括一种或多种粘结组分，诸如可粘结纤维和/或非纤维粘结剂(非纤维粘结剂可采用例如粒子、乳液或胶乳等形式)。可将幅材加热至软化和活化此类结合组分的温度，并且然后可将吸附剂粒子沉积到待粘结到其上的非织造幅材的主表面上。应当理解，许多此类方法可优先导致吸附剂粒子存在于其上沉积吸附剂粒子的非织造幅材的主表面上或邻近于其上沉积吸附剂粒子的非织造幅材的主表面。如果需要，此类方法可多次重复，其中连续的层粘结在一起以形成在其中包含吸附剂粒子的多层产品。

在其它实施方案中，在制备幅材的过程中，可将吸附剂粒子引入非织造幅材中。例如，如果非织造幅材通过熔喷法制备，则将吸附剂粒子引入到初始纤维的流动流中可能是方便的(术语“初始纤维”是指可能已开始或可能还没开始固化成纤维或最终固化成纤维的熔融流)。执行此类操作的一般方法公开于授予Fox的美国专利申请公开20120272829中，其以引用方式并入本文。初始纤维可在初始纤维为至少略微粘性的(可粘结的)的条件下沉积(例如，在临时收集表面上或沉积到保留作为过滤器支撑体的一部分的辅助幅材上)。此类布置可提供熔喷非织造幅材的纤维中的至少一些被粘结(例如，熔融粘结)至吸附剂粒子。这样，可在单个操作中制成其中包含吸附剂粒子的熔喷幅材。

当然，还可使用其它方法在纤维被收集为幅材之前将吸附剂粒子引入纤维的混合物中。例如，吸附剂粒子可与纤维混合，纤维输入到幅材形成过程(例如，上述重力铺网成网过程)，以形成其中包含吸附剂粒子的收集的纤维团。这种方法可包括将粘结剂(无论是纤维形式，或作为非纤维粘结剂诸如粒子、乳液等)加入到输入材料中，使得可加热所收集的纤维质量以将纤维粘结在一起以形成幅材和/或将吸附剂粒子粘结到幅材中。无论使用何种方法，将吸附剂粒子结合到纤维幅材或到纤维幅材上的主要机构可与用于将纤维粘结在一起以形成幅材的粘结机构相同或不同。

特别是关于熔喷纤维幅材，可使用各种形成纤维的聚合物材料来形成这种纤维。至少一些纤维可由在制备非织造幅材的条件(例如，熔喷条件)下表现出足够粘结(粘合剂)特性的材料制成。示例包括热塑性塑料，如聚氨酯弹性体材料、聚丁烯弹性体材料、聚酯弹性体材料、聚醚嵌段共聚酰胺弹性体材料、基于聚烯烃的弹性体材料(例如可以商品名VERSIFY购自Dow的那些)和弹性体苯乙烯嵌段共聚物(例如，可以商品名KRATON购自科德克萨斯州休斯顿腾聚合物公司(Kraton Polymers,Houston,TX))的那些。也可使用多组分纤维(例如，芯鞘纤维、可分裂或并列双组分纤维和所谓的“海中岛”纤维)，其中纤维的至少一个暴露表面(例如，芯鞘纤维的鞘部分)表现出足够的粘合性能。

在一些实施方案中，能够粘结到吸附剂粒子100的纤维可为存在于熔喷幅材中的唯一纤维。在其它实施方案中，可存在其它纤维(例如，不参与粘结吸附剂粒子的任何显著程度)，例如只要存在足够的可粘结纤维即可。在各种实施方案中，可粘结纤维可包含至少约2重量％、至少约4重量％、和至少约6重量％的熔喷非织造幅材。在另外的实施方案中，可粘结纤维可包含不大于约20重量％、不大于约17重量％、并且不大于约15重量％的熔喷非织造幅材。幅材中存在的任何不可粘结纤维均可具有任何合适的类型和组合物；例如，可使用任何熟知的聚烯烃纤维(例如聚丙烯、聚乙烯等)，如任何熟知的聚酯纤维。在至少一些实施方案中，非织造幅材基本上不含任何种类的任何添加的粘结剂。即，在此类情况下，吸附剂粒子的基本上所有粘结(以将它们保持在熔喷非织造幅材中)由可粘结纤维执行。因此，此类实施方案排除粘结剂以如粒子或粉末、液体如胶乳、乳液、悬浮液或溶液等形式存在等。

应当理解，上述讨论涉及将纤维粘结到吸附剂粒子的方法至少部分地用于将粒子保持在非织造幅材内。在纤维内的吸附剂粒子的物理缠结也可有助于将吸附剂粒子保持在非织造幅材内。在一些实施方案中，可将次级透气层(例如，稀松布或面层)施加(例如，粘结)到非织造幅材的一个或多个主表面，以使吸附剂粒子中的任一个从中分离的可能性最小化。事实上，在一些实施方案中，可方便地沉积将形成熔喷非织造幅材的初始纤维(连同被合并到初始纤维流中的吸附剂粒子)沉积到辅助幅材的主表面上(例如，稀松布或面层)，使得熔喷幅材在制备熔喷幅材的行为中粘结到辅助幅材。

在一些实施方案中，空气过滤器1可包括至少一个过滤介质40。过滤器介质为过滤器支撑体10，其可保留吸附剂粒子100并将其暴露于空气中；除此之外，过滤器介质是一种特定类型的过滤器支撑体，其能够从移动空气中过滤大量的微观粒子(即，100微米或更小的平均直径的粒子)。过滤器介质40可包括可提供其中或其上可掺入吸附剂粒子的透气网络结构的任何材料，以便将吸附剂粒子呈现至通过透气网络结构移动的气流，并且此外其自身也能够过滤微观粒子。此类过滤介质可例如为熔喷和/或带电幅材的非织造幅材。

如所指出的，过滤介质能够捕获显著量的微观粒子(直径为100μm或更小)。在具体的实施方案中，过滤介质可能够捕获在例如10μm或更小的范围内、或甚至在2.5μm或更小的范围内的大量细小粒子。在特定实施方案中，过滤介质可能够执行HEPA过滤。应当理解，使用如下所述的驻极体(带电)材料可显著提高执行例如细小粒子过滤或HEPA过滤的能力。在各种实施方案中，过滤介质40可表现出小于约80、70、60、50、40、30、20、10或5的渗透百分比(本文具体说明为使用邻苯二甲酸二辛酯作为测试用材料，并使用授予Fox的美国专利7947142中描述的方法)。一般来讲，本文所述的相对于过滤器支撑体的所有工艺(例如，纤维粘结、充电、折叠等)、参数和表征可具体地应用于过滤介质。

在一些实施方案中，用作过滤器支撑体(或具体地讲作为过滤器介质)的非织造幅材(例如，熔喷非织造幅材)可包括静电荷的纤维。这种纤维的充电可通过任何合适的方法进行，例如，通过如授予Angadjivand的美国专利5496507中所教导的，或者如授予Sebastian的美国专利公开2009/0293279中所教导的使用水赋予非织造幅材电荷。非织造驻极体料片也可通过如授予克拉斯(Klaase)的美国专利4588537中所述的电晕充电(corona charging)来制备，或如授予布朗(Brown)的美国专利4798850中所述使用机械方法在纤维中形成电荷来制备。可使用这类方法的任何组合。可在形成非织造幅材之前或在非织造幅材形成之后加入纤维。(在任何情况下，如果要对空气过滤器介质进行折叠，则在对空气过滤器介质进行折叠之前可方便地执行任何此类充电。)在空气过滤器包括与过滤器支撑体10不同的粒子过滤层(如下所述)的情况下，如果需要，例如，可通过任何上述方法对这种粒子过滤层进行充电。

如果要对过滤器支撑体(无论是独立式的，还是多层组件的一部分)折叠，则可使用任何合适的技术进行折叠形成和折叠间隔，包括在授予Siversson的美国专利4798575、授予Siversson的美国专利4976677、和授予Wenz的美国专利5389175中公开的那些技术。可用的折叠程序也描述于例如授予Duffy的美国专利7235115中。(然而，应当理解，在至少一些实施方案中，可避免使用刻痕折叠，因为刻痕过程可用于压碎吸附剂粒子中的至少一些。)在各种实施方案中，折叠空气过滤器支撑体可包括每2.5厘米约0.5至约5个折叠。更具体地，折叠间隔可为例如约6mm、8mm、10mm或12mm至约50mm、40mm、30mm、20mm或15mm。在各种实施方案中，折叠高度可为例如约15mm、20mm、25mm或30mm至约100mm、80mm、60mm或40mm。

空气过滤器1可包括由单层组成的过滤器支撑体10(其通过定义支撑至少一些聚合物吸附剂粒子100)；或者，在空气过滤器1中可存在过滤器支撑体10的多个层(例如，包括至少一些聚合物吸附剂粒子100的每个层)。尤其如果过滤器支撑体10本身不是如本文所定义的空气过滤器介质，则空气过滤器1可包括(除了至少一个过滤支撑层10之外)不包括聚合物吸附剂粒子100的一个或多个粒子过滤层(例如，能够过滤微观粒子、细小粒子和/或HEPA过滤)。如果需要，此类粒子过滤层可被静电充电，并且在各种实施方案中，可表现出小于约80、70、60、50、40、30、20、10或5的渗透率百分比。(术语粒子广义地涵盖例如气溶胶、粉尘、雾、烟气、烟雾、霉菌、细菌、孢子、花粉等等)。在特定的实施方案中，这种粒子过滤层可为例如在授予Fox的美国专利8240484中描述的类型的并且包括小于8％至约4％的密实度且由基本上不含卷曲纤维、间隙形成纤维和双组分纤维的熔纺纤维组成的高蓬松度的纺粘非织造幅材。

无论是否存在任何粒子过滤层，空气过滤器1可包括(除了至少一个过滤支撑层10和任何任选的粒子过滤层之外)例如用作覆盖层、粗预过滤器、载体层、皮肤接触层的一个或多个次级层以提供机械支撑或刚度等。也就是说，通常并且不考虑过滤器支撑层10的特定类型、配置或构造，这样的过滤器支撑层可作为可共同提供空气过滤器1的多层透气组件(堆叠)的一层提供。当然，如本文所述，任何此类多层堆叠当然可为折叠式、框架式等。

本文所公开的吸附剂粒子(无论是例如分散在非织造纤维幅材内、设置在基底的表面、填充到收集容器例如以形成填充床等)可与任何次级吸附剂粒子组合使用、构造成能够捕获存在于空气中的任何所需组分(例如，有毒气体/蒸气)。在一些实施方案中，此类次级吸附剂粒子可存在于例如聚合物吸附剂粒子100的上游或下游的单独层中。在其它实施方案中，吸附剂粒子100和任何期望的次级吸附剂粒子可混合在一起。次级吸附剂粒子(无论是在单独的层中使用还是与聚合物吸附剂粒子100混合使用)可选自，例如，活性碳、氧化铝和其它金属氧化物、粘土、霍加拉特、离子交换树脂、分子筛和沸石、二氧化硅、碳酸氢钠等，包括任何这些材料的组合。在特定实施方案中，次级吸附剂粒子(例如活性碳)可为经适当浸渍有例如任何期望的金属盐或化合物的吸附剂粒子。可适用作次级吸附剂粒子的各种粒子(包括浸渍粒子)详细描述于授予Billingsley的美国专利申请公开2015/0306536中，其全部内容以引用方式并入本文用于所有目的。可使用这些粒子的任意的任意组合。

在一些实施方案中，包括本文所公开的吸附剂粒子100的空气过滤器1可与与空气过滤器1分开提供的次级空气过滤器组合使用。在一些实施方案中，空气过滤器1和次级空气过滤器可单独安装到空气处理设备的不同区域中。(例如，空气过滤器1和次级空气过滤器可各自为框架式空气过滤器，并且可各自独立地插入例如室内空气净化器中)。另选地，空气过滤器1和次级空气过滤器可在安装到例如空气处理设备中之前组装在一起(例如，彼此附接)。空气过滤器1可被放置在例如次级空气过滤器的上游或下游(如果空气过滤器1是上游的，则其可例如用作用于次级过滤器的预过滤器)。在一些示例性实施方案中，次级空气过滤器可被构造为例如捕获细小粒子，并且可表现出例如小于约80、70、60、50、40、30、20、10或5的渗透百分比。

如本文所公开的包含吸附剂粒子100的过滤器支撑体10可用于任何类型的空气过滤器1中，其被构造用于任何合适的最终用途。通过具体示例的方式，过滤器支撑体10可用于例如空气过滤器，其为个人呼吸保护装置或是其一部分。已经注意到，过滤器支撑体10可采取过滤器滤筒的形式，该过滤器滤筒可流体连接到面罩主体以提供个人呼吸保护装置(例如，过滤器滤筒为一次性的，并且面罩主体为被成形为适合使用者的面部并且被保持的部件以及在适当时候附接到其上的置换过滤器滤筒)。在其它实施方案中，过滤器支撑体10可结合到“过滤式面罩”呼吸器面罩60中。在这种一般类型的产品中，面罩主体本身提供过滤功能。也就是说，与结合可附接过滤器滤筒等使用面罩主体的呼吸器不同，过滤式面罩呼吸器被设计成在整个面罩主体的大部分或基本上全部上方存在过滤层，从而没有需要安装或更换过滤器滤筒。(即，在过滤式面罩呼吸器中，面罩主体自身执行过滤功能，而不是依赖附接到其上的一个或多个滤筒)。过滤式面罩呼吸器60通常具有两种构型中的一种：模制的(例如成型为大致杯形状，以便适配使用者的面部)，如图6中示例性表示中所示，以及平折的，其可在平坦或几乎平坦的条件下提供并且然后可展开并扩展以适配使用者的面部，如图7中的示例性表示中所示。

此类呼吸器面罩(无论是例如平折或模制的呼吸器)60可包括任何期望的辅助层(例如，一个或多个覆盖层、加强层、预过滤层等)和组件(例如，一个或多个排气阀、连接带或线、鼻梁等)。如果用于平折呼吸器面罩，过滤器支撑体10通常可采用相对柔性层的形式(例如，提供一个或多个优先折叠线63，以使材料更易于折叠)。如果将过滤器支撑体10用于模制的呼吸器面罩(即不被设计成可折叠的)，则过滤器支撑体10可为例如稍微半刚性的材料(但要注意，因为在许多模制的杯形呼吸器面罩中，大部分刚度可由与过滤层分开的加强层提供，所以过滤器支撑体10可为刚性的、甚至是半刚性的用于这种产品可能不是严格必需的)。

可理解，上述用途主要属于所谓的“负压”呼吸器类别；也就是说，用于移动空气的动力是使用者的呼吸而不是单独提供的电动风扇的产品。此类负压呼吸器通常被构造为例如全面罩呼吸器、半面罩呼吸器和罩子(例如逃生罩、烟罩等)。所有这些产品都包括在本文所用的术语负压呼吸器中，并且过滤器支撑体10可与任何这样的产品一起使用。

在其它实施方案中，过滤器支撑体10可用于呼吸器中，其中用于移动空气的动力为电动风扇或鼓风机。此类产品可包括例如PAPR(电动空气净化呼吸器)。在此类产品中，过滤器支撑体10(并且一般来讲，空气过滤器1)可靠近使用者的面部或头部定位；或者，其可远程定位(例如，定位在带磨损外壳的接收器中)。

在图8的示例性实施方案中所示的一些实施方案中，过滤器支撑体10(例如，无论是否折叠或是否包括任何其它层如粒子过滤层等)可结合到包括周边框架70(例如，刚性或支撑框架)的空气过滤器1中，周边框架可例如布置在过滤器支撑体的周边边缘区域周围。用于框架的合适的材料包括木屑压合板、或纸板、合成塑料材料和金属。合适的框架构造可选自例如授予Pitzen的美国专利6126707的图1至图4所示的“夹式”框架构造、‘707专利的图5和图6所示的“箱式”框架构造、‘707专利的图7至图11所示的混合式框架构造、授予Sundet的美国专利7503953中公开的框架构造中的任一个、以及授予Duffy的美国专利7235115中公开的框架构造中的任一个。任何此类框架均可通过任何合适的方法例如热熔融粘结、室温回火胶等附接到过滤器支撑体。

包括过滤器支撑体10的空气过滤器1(无论是否为框架式)可有利地用于在任何合适的动力空气处理系统中过滤移动空气例如，在HVAC系统中(例如，在通常用于住宅、办公楼、零售机构等的强制空气加热、冷却和/或加热/冷却系统中)。此类过滤器也可用于室内空气净化器、机动车辆(如在例如汽车的机舱室空气过滤)、洁净室、操作室等。在一些实施方案中，如上所述，空气过滤器1(例如，作为过滤器滤筒的一部分)可插入动力空气净化呼吸器的空气通路中。虽然在任何或所有这些用途中，空气过滤器1可能不一定是框架式空气过滤器，但在许多这样的用途中，空气过滤器1对于将是框架式空气过滤器的空气过滤器1是有利的。

上述讨论涉及在合适的过滤器支撑体10上提供聚合物吸附剂粒子100以提供空气过滤器1并定位空气过滤器的方法，使得支撑的吸附剂粒子暴露于空气(术语空气广泛使用并包含任何气体或气体混合物，例如氮气、除湿的氮气或空气、富氧空气、包括麻醉气体或气体混合物的空气等)。在许多实施方案中，吸附剂粒子所暴露的空气为移动气流形式。在一些情况下(其可称为“主动”过滤)，此类移动空气可由电动风机、风扇等驱动。在其它情况下(其可称为“被动”过滤)，此类移动空气可例如通过人的呼吸而不是通过任何机动化机构来激发。术语“被动”过滤还涵盖空气过滤器1暴露于电流、涡流等的情况，例如在环境气氛中。此类电流和涡流可采取例如风向的形式(例如可能撞击过滤器支撑体10的外表面，该过滤器支撑体10以例如窗纱的形式提供)。或者，在室内环境中，此类电流和涡流可能采取对流电流、随机气流等形式，例如在建筑物的房间(例如，由于门打开和关闭、人员移动等)经常发生的电流和涡流等。因此应当理解，如本文所公开的空气过滤器1包括如下装置诸如滤筒、袋、小袋、罐、或一般来讲，任何类型的容器，该容器在其中容纳吸附粒子100并且具有至少一个透气壁，以允许空气进入容器并接触吸附剂粒子，并且然后离开容器，而不管此类装置是否与任何类型的机械鼓风机一起使用或用于任何类型的呼吸器。

概括地讲，本文所述的空气过滤器1可用于其中期望从空气中除去至少一些醛分子的任何合适的应用中。此类用途可涉及设计供单个使用者使用的个人装置(例如，个人防护呼吸装置)，或设计用于例如建筑物、车辆和人居住、工作或聚集的其它场所的集体装置(例如，室内空气净化器、HVAC系统等)。如上所述，这种用途可能涉及“主动”或“被动”过滤，并且可使用空气过滤器1，该空气过滤器1以多种几何形式中的任何一种配置并且由各种材料中任意构成。另外，如所指出的，除了本文所述的聚合物吸附剂粒子100之外，还可使用一种或多种次级吸附剂，无论是与粒子100混合和/或在单独的层中提供。如进一步指出的，空气过滤器1可包括提供细小粒子过滤和/或捕获除醛以外的一些气体/蒸气的至少一层(除了支撑聚合物吸附剂粒子100的至少一个支撑层10之外)。除了这个之外，或者作为其辅助，除了空气过滤器1之外，还可提供次级空气过滤器，例如以执行细小粒子的过滤和/或捕获一些其它气体/蒸气。此外，可使用过滤器支撑体的任何上述实施方案的组合。例如，聚合物吸附剂粒子100可设置在纤维幅材内或结网的表面上，幅材或结网可例如放置在外壳内以提供过滤器滤筒。

聚合物吸附剂粒子100为具有羧酸基团(-COOH基团)的水解的二乙烯基苯/马来酸酐聚合物材料与具有两个伯氨基和/或仲氨基基团的含氮化合物的反应产物。含氮化合物具有通过离子键附接到聚合物吸附剂中的水解的二乙烯基苯/马来酸酐聚合物材料的第一伯氨基和/或仲氨基基团。此外，含氮化合物具有可与醛反应的至少一个第二伯氨基和/或仲氨基基团。

聚合物吸附剂可用于吸附在室温或使用条件下挥发的醛。合适的醛通常由式(I)表示

R₂-(CO)-H

(I)

其中R₂为氢、烷基、乙烯基或芳基。式(I)的醛的分子量通常不大于200克/摩尔。在一些实施方案中，醛为甲醛(R₂为氢)或乙醛(R₂为甲基)。

当提及聚合物材料时，术语“多孔的”是指聚合物材料具有孔并且可吸附气态物质，诸如例如醛。在大多数实施方案中，聚合物吸附剂是多孔的。多孔材料诸如聚合物吸附剂可用其孔的尺寸来表征。术语“微孔”是指直径小于2纳米的孔。术语“中孔”是指直径在2至50纳米范围内的孔。术语“大孔”是指直径大于50纳米的孔。聚合物材料的孔隙率可以由低温条件(例如，77K下的液氮)下聚合物材料吸附惰性气体诸如氮气或氩气的吸附等温线来表征。吸附等温线通常通过在约10^-6至约0.98±0.01范围内的多个相对压力(p/p°)下测量聚合物材料吸附的惰性气体诸如氮气或氩气的量来获得。然后使用各种方法分析等温线，诸如使用BET(Brunauer-Emmett-Teller)法计算比表面积，又如使用密度泛函理论(DFT)表征孔隙率和孔径分布。

如所指出的，聚合物吸附剂通过使具有羧酸基团的水解的二乙烯基苯/马来酸酐聚合物材料与具有至少两个式-NHR(其中R为氢或烷基)的氨基基团的含氮化合物反应来形成。所述至少两个氨基基团中的一者与水解的二乙烯基苯/马来酸酐聚合物材料中的羧酸基团形成离子键。也就是说，含氮化合物变成聚合物吸附剂的一部分。

水解的二乙烯基苯/马来酸酐聚合物材料由二乙烯基苯/马来酸酐前体聚合物材料形成。通常选择用于合成前体聚合物材料的条件，使得该材料具有等于至少100m²/g的BET比表面积。

前体聚合物材料(即，二乙烯基苯/马来酸酐前体聚合物材料)通常由包含含有马来酸酐、二乙烯基苯和任选的苯乙烯类单体的单体混合物的可聚合组合物合成。前体聚合物材料通常由单体混合物形成，该单体混合物含有1)8重量％至65重量％的马来酸酐、2)30重量％至85重量％的二乙烯基苯和3)0重量％至40重量％的苯乙烯类单体，其中苯乙烯类单体为苯乙烯、烷基取代的苯乙烯或它们的组合。该量基于单体混合物中单体的总重量，其等于可聚合组合物中单体的总重量。当前体聚合物材料用于形成对吸附醛特别有效的聚合物吸附剂时，单体混合物通常含有1)15重量％至65重量％的马来酸酐，2)30重量％至85重量％的二乙烯基苯，以及3)0重量％至40重量％的苯乙烯类单体，其中苯乙烯类单体为苯乙烯、烷基取代的苯乙烯或它们的组合。

包含在单体混合物中的马来酸酐导致在前体聚合物材料内形成式(II)的马来酸酐单体单元。

该式和本文所含的其它式中的星号表示单体单元与另一单体单元或末端基团的连接位置。

用于形成前体聚合物材料的马来酸酐的量影响可与前体聚合物材料反应以形成聚合物吸附剂的含氮化合物的量。含氮化合物与酸酐基团反应，通过离子键附接到作为聚合物吸附剂的聚合物材料上。

在一些实施方案中，包含在单体混合物中的马来酸酐的量为至少8重量％、至少10重量％、至少12重量％、至少15重量％或至少20重量％。马来酸酐的量可为至多65重量％、至多60重量％、至多55重量％、至多50重量％、至多45重量％、至多40重量％、至多35重量％、至多30重量％或至多25重量％。例如，马来酸酐可在下列范围内存在：8重量％至65重量％、15重量％至65重量％、15重量％至60重量％、15重量％至50重量％、15重量％至40重量％、20重量％至65重量％、20重量％至60重量％、20重量％至50重量％、20重量％至40重量％、30重量％至65重量％、30重量％至60重量％、30重量％至50重量％、40重量％至65重量％、或40重量％至60重量％。该量基于用于形成前体聚合物材料的可聚合组合物中所含的单体混合物中单体的总重量。

换句话说，前体聚合物材料含有式(II)的单体单元，其范围为8重量％至65重量％、15重量％至65重量％、15重量％至60重量％、15重量％至50重量％、15重量％至40重量％、20重量％至65重量％、20重量％至60重量％、20重量％至50重量％、20重量％至40重量％、30重量％至65重量％、30重量％至60重量％、30重量％至50重量％、40重量％至65重量％或者40重量％至60重量％。这些量基于前体聚合物材料中单体单元的总重量。

包含在单体混合物中的二乙烯基苯导致在前体聚合物材料内形成式(III)的二乙烯基苯单体单元。

连接到苯环的两个基团可以处于彼此的邻位、间位或对位。式(III)的单体单元有助于高交联密度和形成具有微孔和/或中孔的刚性聚合物材料。

用以形成前体聚合物材料的二乙烯基苯的量对前体聚合物材料和聚合物吸附剂两者的BET比表面积均可有很强的影响。随着用于形成前体聚合物材料的单体混合物中二乙烯基苯的量的增加以及聚合物吸附剂中所得的式(III)单体单元的量的增加，BET比表面积趋于增加。如果二乙烯基苯的量小于30重量％，则聚合物吸附剂可能具有不够高的BET比表面积。另一方面，如果二乙烯基苯的量大于85重量％，则吸附的醛的量可能会受损，因为聚合物吸附剂中的含氮基团更少。在一些实施方案中，包含在单体混合物中的二乙烯基苯的量为至少30重量％、至少35重量％、至少40重量％或至少45重量％。二乙烯基苯的量可为至多85重量％、至多80重量％、至多75重量％、至多70重量％、至多65重量％、至多60重量％、或至多50重量％。例如，该量可在下列范围内：30重量％至85重量％、30重量％至80重量％、30重量％至75重量％、30重量％至70重量％、30重量％至65重量％、30重量％至60重量％、30重量％至55重量％、30重量％至50重量％、35重量％至80重量％、35重量％至70重量％、35重量％至60重量％、40重量％至85重量％、40重量％至80重量％、40重量％至70重量％、或40重量％至60重量％。该量基于用于形成前体聚合物材料的可聚合组合物中所含的单体混合物中单体的总重量。

换句话说，前体聚合物材料含有式(III)的单体单元，其范围为30重量％至85重量％、30重量％至80重量％、30重量％至75重量％、30重量％至70重量％、30重量％至65重量％、30重量％至60重量％、30重量％至55重量％、30重量％至50重量％、35重量％至80重量％、35重量％至70重量％、35重量％至60重量％、40重量％至85重量％、40重量％至80重量％、40重量％至70重量％或者40重量％至60重量％。这些量基于前体聚合物材料中单体单元的总重量。

纯的二乙烯基苯可能难以获得。例如，可商购获得的二乙烯基苯的纯度通常低至55重量％。获得纯度高于约80重量％的二乙烯基苯可能难度很大并且/或者为昂贵的。二乙烯基苯夹杂的杂质通常为苯乙烯类单体，诸如苯乙烯、烷基取代的苯乙烯(例如，乙基苯乙烯)或它们的混合物。因此，苯乙烯类单体通常与二乙烯基苯和马来酸酐一起存在于用于形成前体聚合物材料的可聚合组合物中所含的单体混合物中。单体混合物通常含有基于单体混合物中单体的总重量计0重量％至40重量％的苯乙烯类单体。如果苯乙烯类单体的含量大于40重量％，则交联密度可能太低和/或交联之间的距离可能太低而不能提供具有等于至少100m²/g的BET比表面积的二乙烯基苯/马来酸酐前体聚合物材料。随着交联密度减小，聚合物吸附剂的刚性往往降低，孔隙率往往减小。通常，纯度为55重量％的二乙烯基苯由于苯乙烯类单体杂质的含量过高而不适合用于用以形成前体聚合物材料的单体混合物中。如果单体混合物含有过多的苯乙烯类单体，则二乙烯基苯的量可能不期望地低。使用纯度低于约80重量％的二乙烯基苯可导致形成具有不期望地低的BET比表面积的前体聚合物材料和/或聚合物吸附剂。

包含在单体混合物中的苯乙烯类单体导致在前体聚合物材料中存在苯乙烯类式(IV)的单体单元。

基团R₃为氢或烷基(例如，具有1至10个碳原子、1至6个碳原子或1至4个碳原子的烷基)。

在一些实施方案中，用于形成前体聚合物材料的苯乙烯类单体的量为至少1重量％、至少2重量％或至少5重量％。苯乙烯类单体的量可为至多40重量％、至多30重量％、至多20重量％、或至多10重量％。例如，该量可在下列范围内：0重量％至40重量％、1重量％至40重量％、5重量％至40重量％、10重量％至40重量％、0重量％至30重量％、1重量％至30重量％、5重量％至30重量％、10重量％至30重量％、0重量％至20重量％、1重量％至20重量％、5重量％至20重量％、或10重量％至20重量％。该量基于用于形成前体聚合物材料的可聚合组合物中所含的单体混合物中单体的总重量。

换句话说，前体聚合物材料含有式(IV)的单体单元，其范围为0重量％至40重量％、1重量％至40重量％、5重量％至40重量％、10重量％至40重量％、0重量％至30重量％、1重量％至30重量％、5重量％至30重量％、10重量％至30重量％、0重量％至20重量％、1重量％至20重量％、5重量％至20重量％或者10重量％至20重量％。这些量基于前体聚合物材料中单体单元的总重量。

总之，前体聚合物材料由含有单体混合物的可聚合组合物形成，该单体混合物包含8重量％至65重量％的马来酸酐、30重量％至85重量％的二乙烯基苯和0重量％至40重量％的苯乙烯类单体。在一些实施方案中，单体混合物含有15重量％至65重量％的马来酸酐、30重量％至85重量％的二乙烯基苯和0重量％至40重量％(或5重量％至40重量％)的苯乙烯类单体。一些实施方案含有25重量％至65重量％的马来酸酐、30重量％至75重量％的二乙烯基苯和1重量％至20重量％(或5重量％至20重量％)的苯乙烯类单体。一些实施方案含有25重量％至60重量％的马来酸酐、30重量％至75重量％的二乙烯基苯和1重量％至30重量％(或5重量％至30重量％或10重量％至30重量％)的苯乙烯类单体。在其它实施方案中，单体混合物含有30重量％至65重量％的马来酸酐、30重量％至70重量％的二乙烯基苯和1重量％至20重量％(或5重量％至20重量％或10重量％至20重量％)的苯乙烯类单体。在其它实施方案中，单体混合物含有30重量％至60重量％的马来酸酐、30重量％至65重量％的二乙烯基苯和1重量％至20重量％(或5重量％至20重量％或10重量％至20重量％)的苯乙烯类单体。在另外的实施方案中，单体混合物含有40重量％至60重量％的马来酸酐、30重量％至55重量％的二乙烯基苯和1重量％至20重量％(或5重量％至20重量％，或10重量％至20重量％)的苯乙烯类单体。在其它实施方案中，单体混合物含有20重量％至40重量％的马来酸酐、50重量％至70重量％的二乙烯基苯和1重量％至20重量％(或5重量％至20重量％或10重量％至20重量％)的苯乙烯类单体。重量百分比值基于用于形成前体聚合物材料的单体组合物中单体的总重量。

包含在用于形成前体聚合物材料的可聚合组合物中的单体混合物通常含有至少95重量％的选自马来酸酐、二乙烯基苯和苯乙烯类单体的单体。例如，单体混合物中至少97重量％、至少98重量％、至少99重量％、至少99.5重量％、至少99.9重量％或100重量％的单体选自马来酸酐、二乙烯基苯和苯乙烯类单体。在使用高纯度二乙烯基苯的一些实施方案中，单体混合物仅含有二乙烯基苯和马来酸酐。也就是说，二乙烯基苯和马来酸酐的量的总和为100重量％。

除了单体混合物之外，用于形成前体聚合物材料的可聚合组合物包含有机溶剂。可聚合组合物在聚合前为单相。换句话说，可聚合组合物在聚合之前不是悬浮液。有机溶剂经过选择，以溶解单体混合物中包含的单体，并在前体聚合物材料开始形成时将其溶解。有机溶剂通常包括酮、酯、乙腈或它们的混合物。

在形成前体聚合物材料期间，有机溶剂可用作致孔剂。对有机溶剂的选择可强烈地影响BET比表面积以及前体聚合物材料中形成的孔的尺寸。使用与单体和成形聚合物混溶的有机溶剂倾向于导致在前体聚合物材料内形成微孔和介孔。对于单体和正在形成的聚合物，良好的溶剂往往导致前体聚合物材料的更大百分比的孔隙为微孔和中孔的形式。

特别适于制备具有微孔和中孔的前体聚合物材料的有机溶剂包括酮、酯、乙腈以及它们的混合物。有机溶剂可影响前体聚合物材料的BET比表面积。通常，期望前体聚合物材料具有等于至少100m²/g的BET表面积。如果所得前体聚合物材料的BET比表面积等于至少100m²/g，则可连同以上列出的有机溶剂中的一种或多种一起添加其它有机溶剂。合适的酮的示例包括但不限于烷基酮，诸如甲基乙基酮和甲基异丁基酮。合适的酯的示例包括但不限于乙酸酯，诸如乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸丁酯、乙酸戊酯和乙酸叔丁酯。

有机溶剂可以任意所需的量使用。可聚合组合物通常具有在1重量％至75重量％范围内的固体百分比(即，可聚合组合物含有25重量％至99重量％的有机溶剂)。如果固体百分比太低，则聚合时间可能变得不期望地长。固体百分比通常为至少1重量％、至少2重量％、至少5重量％、至少10重量％或至少15重量％。然而，如果固体重量百分比太大，则单体不与有机溶剂形成单相。另外，增加固体百分比往往导致形成BET比表面积较低的前体聚合物材料。固体百分比通常可为至多75重量％、至多70重量％、至多60重量％、至多50重量％、至多40重量％、至多30重量％或至多25重量％。例如，固体百分比可在5重量％至75重量％、5重量％至70重量％、5重量％至60重量％、5重量％至50重量％、5重量％至40重量％、5重量％至30重量％、或5重量％至25重量％的范围内。

除了单体混合物和有机溶剂外，用于形成前体聚合物材料的可聚合组合物通常还包含用于自由基聚合反应的引发剂。可使用任何合适的自由基引发剂。合适的自由基引发剂通常选择为可与可聚合组合物中包含的单体混溶。在一些实施方案中，自由基引发剂为可在高于室温的温度下活化的热引发剂。在其它实施方案中，自由基引发剂为氧化还原引发剂。由于聚合反应是一种自由基反应，所以将可聚合组合物中的氧量降至最低是有利的。

引发剂的类型和量均可影响聚合速率。通常，增加引发剂的量往往会降低BET比表面积；然而，如果引发剂的量太低，则可能难以实现单体向聚合物材料的高转化率。自由基引发剂通常以下列范围内的量存在：0.05重量％至10重量％、0.05重量％至8重量％、0.05重量％至5重量％、0.1重量％至10重量％、0.1重量％至8重量％、0.1重量％至5重量％、0.5重量％至10重量％、0.5重量％至8重量％、0.5重量％至5重量％、1重量％至10重量％、1重量％至8重量％、或1重量％至5重量％。重量百分比基于可聚合组合物中单体的总重量计。

合适的热引发剂包括有机过氧化物和偶氮化合物。示例性偶氮化合物包括但不限于可以商品名VAZO商购自特拉华州威尔明顿的杜邦公司(E.I.du Pont de Nemours&Co.,Wilmington,DE)的那些，例如VAZO 64(2,2'-偶氮双(异丁腈)，其常被称为AIBN)和VAZO 52(2,2'-偶氮双(2,4-二甲基戊腈))。其它偶氮化合物可商购自美国弗吉尼亚州里士满的和光化工美国公司(Wako Chemicals USA,Inc.,Richmond,VA)，诸如V-601(二甲基2,2'-偶氮双(2-甲基丙酸酯))、V-65(2,2'-偶氮双(2,4-二甲基戊腈))和V-59(2,2'-偶氮双(2-甲基丁腈))。有机过氧化物包括但不限于双(1-氧代芳基)过氧化物诸如过氧化苯甲酰(BPO)、双(1-氧代烷基)过氧化物诸如过氧化月桂酰、和二烷基过氧化物诸如过氧化二异丙苯或二叔丁基过氧化物，以及它们的混合物。活化热引发剂所需的温度通常在25℃至160℃范围内、30℃至150℃范围内、40℃至150℃范围内、50℃至150℃范围内、50℃至120℃范围内或50℃至110℃范围内。

合适的氧化还原引发剂包括芳基亚磺酸盐、三芳基硫鎓盐，或N,N-二烷基苯胺(例如N,N-二甲基苯胺)与呈氧化态的金属、过氧化物或过硫酸盐的组合。具体的芳基亚磺酸盐包括四烷基铵芳基亚磺酸盐如四丁基铵4-乙氧基羰基苯亚磺酸盐、四丁基铵4-三氟甲基苯亚磺酸盐和四丁基铵3-三氟甲基苯亚磺酸盐。具体的三芳基硫鎓盐包括带有三苯基锍阳离子和带有选自PF₆-、AsF₆-和SbF₆-的阴离子的那些。合适的金属离子包括例如第III族金属、过渡金属和镧系金属的离子。具体的金属离子包括但不限于Fe(III)、Co(III)、Ag(I)、Ag(II)、Cu(II)、Ce(III)、Al(III)、Mo(VI)和Zn(II)。合适的过氧化物包括过氧化苯甲酰、过氧化月桂酰等。合适的过硫酸盐包括例如过硫酸铵、四烷基过硫酸铵(例如，四丁基过硫酸铵)等。

可聚合组合物通常不含或基本上不含表面活性剂。如本文所用，有关表面活性剂的术语“基本上不含”意指示没有故意向该可聚合组合物中加入表面活性剂，可能存在的任一种表面活性剂均是可聚合组合物的组分之一中的杂质(例如，有机溶剂或某一种单体中的杂质)。可聚合组合物通常含有基于该可聚合组合物的总重量计小于0.5重量％、小于0.3重量％、小于0.2重量％、小于0.1重量％、小于0.05重量％或小于0.01重量％的表面活性剂。不存在表面活性剂是有利的，因为这些材料往往会限制触及前体聚合物材料中的微孔和介孔，并且在一些情况下甚至会填充前体聚合物材料中的微孔和介孔。

在存在自由基引发剂的情况下加热可聚合组合物时，单体混合物中的单体发生聚合。通过均衡单体混合物中每种单体的量并且通过选择可使所有单体溶解且使聚合物材料在其早期形成阶段期间生长的有机溶剂，可制备具有等于至少100m²/g的BET比表面积的前体聚合物材料。前体聚合物材料的BET比表面积可为至少150m²/g、至少200m²/g或至少300m²/g。该BET比表面积可为(例如)至多1000m²/g或更高、至多900m²/g、至多800m²/g、至多750m²/g，或至多700m²/g。

二乙烯基苯/马来酸酐聚合物材料的结构特别适合用作多孔聚合物吸附剂的前体聚合物材料。假定来自苯乙烯类单体的式(IV)的单体单元的含量低，则二乙烯基苯/马来酸酐前体聚合物材料具有来自二乙烯基苯和马来酸酐的交替单体单元。这种结构导致高交联并且有助于形成多孔聚合物材料，特别是具有高含量微孔和/或介孔的多孔聚合物材料。

前体聚合物材料为可聚合组合物的反应产物。前体聚合物材料通常由可聚合组合物形成，其含有(a)8重量％至65重量％的式(II)的第一单体单元，

(b)30重量％至85重量％的式(III)的第二单体单元，以及

(c)0重量％至40重量％的式(IV)的第三单体单元，其中R₃为氢或烷基(例如，具有1至10个碳原子、1至6个碳原子或1至4个碳原子的烷基)。

在许多实施方案中，为了特别有效地作为用于醛的聚合物吸附剂，前体聚合物材料含有(a)15重量％至65重量％的式(II)的第一单体单元，(b)30重量％至85重量％的式(III)的第二单体单元，以及(c)0重量％至40重量％(或5重量％至40重量％)的式(IV)的第三单体单元。每个重量％值均是基于前体聚合物材料的总重量。

前体聚合物材料的一些实施方案含有25重量％至65重量％的式(II)的第一单体单元、30重量％至75重量％的式(III)的第二单体单元，以及1重量％至20重量％(或5重量％至20重量％)的式(IV)的第三单体单元。一些实施方案含有25重量％至60重量％的式(II)的第一单体单元、30重量％至75重量％的式(III)的第二单体单元，以及1重量％至30重量％(或5重量％至30重量％或者10重量％至30重量％)的式(IV)的第三单体单元。在其它实施方案中，单体混合物含有30重量％至65重量％的式(II)的第一单体单元、30重量％至70重量％的式(III)的第二单体单元，以及1重量％至20重量％(或5重量％至20重量％或者10重量％至20重量％)的式(IV)的第三单体单元。在其它实施方案中，单体混合物含有30重量％至60重量％的式(II)的第一单体单元、30重量％至65重量％的式(III)的第二单体单元，以及1重量％至20重量％(或5重量％至20重量％或者10重量％至20重量％)的式(IV)的第三单体单元。在另外的实施方案中，单体混合物含有40重量％至60重量％的式(II)的第一单体单元、30重量％至55重量％的式(III)的第二单体单元，以及1重量％至20重量％(或5重量％至20重量％或者10重量％至20重量％)的式(IV)的第三单体单元。在另外的实施方案中，单体混合物含有20重量％至40重量％的式(II)的第一单体单元、50重量％至70重量％的式(III)的第二单体单元，以及1重量％至20重量％(或5重量％至20重量％或者10重量％至20重量％)的式(IV)的第三单体单元。重量％值基于前体聚合物材料使用的单体单元的总重量。

前体聚合物材料可水解形成水解的二乙烯基苯/马来酸酐聚合物材料。水解导致前体聚合物材料中式(II)的基团的开环。也就是说，取决于所选择的pH条件和具体的水解剂，水解的二乙烯基苯/马来酸酐聚合物材料包含下列类型的基团(VII-A、VII-B和VII-C)中的一种或多种。

式(VII-A)的基团具有两个羧酸基团。式(VII-B)的基团具有羧酸基团和羧酸根阴离子两者。式(VII-C)的基团具有两个羧酸根阴离子。在式(VII-B)和(VII-C)的基团中，M⁺可为任何合适的阳离子，但通常为碱金属阳离子诸如钠或钾。水解反应通常将至少70摩尔％、至少75摩尔％、至少80摩尔％、至少85摩尔％、至少90摩尔％、至少95摩尔％、至少97摩尔％、至少98摩尔％、至少99摩尔％或100摩尔％的酸酐基团转化成羧酸和/或羧酸根基团。

水解反应通常在室温或接近室温下通过将前体聚合物材料与碱金属氢氧化物、碱土金属碳酸盐、碱土金属碳酸氢盐或它们的组合的溶液混合来进行。具体示例包括但不限于氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾、碳酸钠、碳酸氢钠或它们的混合物。溶液通常为基于水的、基于醇的或这两者。

另选地，水解反应可通过简单地在高温(例如，25至120℃)下在水中加热前体聚合物而发生。

水解后，通常用稀酸处理水解产物以将任何羧酸根基团转化成羧酸基团。也就是说，式(VII-B)和/或(VII-C)的基团通常在用含氮化合物处理之前已转化成式(VII-A)的基团。也就是说，与含氮化合物反应的水解的二乙烯基苯/马来酸酐聚合物材料具有羧酸基团。

水解的(例如，完全水解的)二乙烯基苯/马来酸酐聚合物材料通常具有等于至少50m²/g或至少100m²/g的BET比表面积。在一些实施方案中，BET比表面积为至少150m²/g、至少175m²/g、至少200m²/g、至少225m²/g、至少250m²/g、或至少300m²/g。BET比表面积可为至多600m²/g或更高、至多500m²/g、或至多400m²/g。在一些实施方案中，BET比表面积在50至600m²/g的范围内、在75至600m²/g的范围内、在100至600m²/g的范围内或在200至600m²/g的范围内。

聚合物吸附剂通过使具有羧酸基团的水解的聚合物材料与含氮化合物反应形成离子键来形成。含氮化合物(通常为碱性的)含有与水解的二乙烯基苯/马来酸酐聚合物材料中的羧酸基团反应的第一伯氨基和/或仲氨基基团。也就是说，含氮化合物内的第一伯氨基和/或仲氨基基团与水解的二乙烯基苯/马来酸酐聚合物材料内的式(VII-A)的单体单元中的羧酸基团反应。该反应导致形成将含氮化合物连接至聚合物吸附剂中的聚合物材料的离子键。离子键合的含氮化合物具有可与醛反应的至少一个第二伯氨基和/或仲氨基基团。

含氮化合物具有两个或更多个式-NHR基团，其中R为氢或烷基。该化合物可具有两个或更多个伯氨基基团(其中R等于氢)，可具有两个或更多个仲氨基基团(其中R等于烷基)，或者可具有至少一个伯氨基基团和至少一个仲氨基基团。合适的烷基R基团通常具有1至20个碳原子。例如，该烷基可具有至少1个碳原子、至少2个碳原子或至少4个碳原子，并且可具有至多20个碳原子、至多18个碳原子、至多16个碳原子、至多10个碳原子、至多6个碳原子或至多4个碳原子。在一些实施方案中，该烷基具有1至10个碳原子、1至6个碳原子或1至4个碳原子。

许多合适的含氮化合物具有式(V)。

R₄NHR₁

(V)

在式(V)中，基团R₁为氢或烷基。基团R₄为下式的基团：-R₅-NHR₆或-

(C＝NH)-NH₂。基团R₅为亚烷基、(杂)亚芳基、(杂)亚芳烷基、具有一个或多个氧基(-O-)基团的杂亚烷基，或者具有一个或多个-NH-基团的杂亚烷基。(杂)亚芳基和(杂)亚芳烷基R₅基团可任选地被伯氨基基团和/或仲氨基基团取代。基团R₆为氢、烷基、或-(C＝NH)-NH₂。

式(V)中的R₁的合适的烷基基团可具有至少1个碳原子、至少2个碳原子或至少4个碳原子，并且可具有至多20个碳原子、至多18个碳原子、至多12个碳原子、至多10个碳原子或至多6个碳原子。在一些实施方案中，该烷基具有1至10个碳原子、1至6个碳原子或1至4个碳原子。

在一些实施方案中，式(V)中的R₄为式-R₅-NHR₆的基团，并且含氮化合物具有式(V-1)。

R₆HN-R₅-NHR₁

(V-1)

此类化合物具有至少两个式-NHR的氨基基团。式(V-1)中的R₆的合适的烷基基团可具有至少1个碳原子、至少2个碳原子或至少4个碳原子，并且可具有至多20个碳原子、至多18个碳原子、至多12个碳原子、至多10个碳原子或至多6个碳原子。在一些实施方案中，该烷基具有1至10个碳原子、1至6个碳原子或1至4个碳原子。基团R₅可为亚烷基、(杂)亚芳基、(杂)亚芳烷基、具有一个或多个氧基(-O-)基团的杂亚烷基，或者具有一个或多个-NH-基团的杂亚烷基。(杂)亚芳基和(杂)亚芳烷基R₅基团可任选地被伯氨基基团和/或仲氨基基团取代。

式(V-1)中的合适的亚烷基R₅基团通常具有至少1个碳原子、至少2个碳原子、至少3个碳原子或至少4个碳原子，并且可具有至多20个碳原子、至多16个碳原子、至多12个碳原子、至多10个碳原子或至多6个碳原子。一些含氮化合物具有式(V-1)，其中R₁为氢，R₅为亚烷基，并且R₆为氢。这种含氮化合物的示例是烷二胺，例如亚甲基二胺、乙二胺、丙二胺和丁二胺。R₁和R₆均等于烷基的式(V-1)的含氮化合物包括N,N′-二甲基乙二胺。

在式(V-1)的化合物的其它实施方案中，基团R₅为具有至少一个链-O-或-NH-基团的杂亚烷基(即，杂亚烷基为杂烷烃的二价基团，杂烷烃为具有链中杂原子的烷烃)。换句话说，杂亚烷基R₃基团具有一个或多个式-R_a-[O-R_b]_n-或-R_a-[NH-R_b]_n-的基团，其中每个R_a和每个R_b独立地为亚烷基并且n为在1至50、1至40、1至30、1至20、1至10、1至6或1至4范围内的整数。合适的R_a和R_b亚烷基基团通常具有1至10个碳原子、1至6个碳原子、1至4个碳原子或1至3个碳原子。亚杂烷基通常具有至多30个碳原子和至多16个杂原子，至多20个碳原子和至多11个杂原子，或至多10个碳原子和至多6个杂原子。此类含氮化合物可由式(V-2)和(V-3)表示。

R₆HN-R_a-[O-R_b]_n-NHR₁

(V-2)

R₆HN-R_a-[NH-R_b]_n-NHR₁

(V-3)

一些含氮化合物具有式(V-2)，其中R₁为氢，R₅为具有-O-基团的杂亚烷基，并且R₆为氢。这种含氮化合物的示例是聚(环氧烷)二胺，例如聚乙二醇二胺和聚丙二醇二胺。另外的含氮化合物具有式(V-3)，其中R₁为氢，R₅为具有-NH-基团的杂亚烷基，并且R₆为氢。这种含氮化合物可以是，例如，式H₂N-[(CH₂)_xNH]_y-(CH₂)_xNH₂的化合物，其中x是在1至4范围内的整数，并且y在1至10范围。示例包括二乙烯三胺、三乙烯四胺和四乙烯五胺。

式(V-1)中的R₅基团也可为(杂)亚芳基或(杂)亚芳烷基基团。(杂)亚芳基或(杂)亚芳烷基可任选地被伯氨基基团和/或仲氨基基团取代。合适的亚芳基R₅基团通常具有6至12个碳原子并且通常为亚苯基或二亚苯基。合适的杂亚芳基R₅基团通常具有2至10个碳原子和1至5个选自氮、氧和硫的杂原子。合适的(杂)亚芳基R₅基团通常包含具有1至10个碳原子、1至6个碳原子或1至4个碳原子的亚烷基或烷基部分。亚芳烷基的芳基或亚芳基部分通常具有6至12个碳原子，并且经常是苯基或亚苯基。杂芳基或杂亚芳烷基的杂亚芳基部分通常具有2至10个碳原子和1至5个选自氮、氧和硫的杂原子。在许多实施方案中，杂原子为氮。

R₁和R₆两者均为氢且R₅为亚芳基的式(V-1)的示例性含氮化合物包括但不限于苯二胺。R¹和R⁶两者均为氢且R₅为杂亚芳基的式(V-1)的示例性含氮化合物为三聚氰胺(即，三聚氰胺为具有三个氮杂原子的杂亚芳基，其中杂亚芳基被伯氨基基团取代)。

其它含氮化合物具有式(V-1)，其中R₆为

如式(V-4)中所示的-(C＝NH)-NH₂。

NH₂-(C＝NH)-HN-R₅-NHR₁

(V-4)

此类化合物具有至少两个式-NHR的氨基基团。在式

(V-4)的一些化合物中，R₁为氢并且R₅为亚烷基。一种此类化合物为胍丁胺。胍丁胺也可由其它共振结构表示，但被认为是在式(V-1)和

(V-4)两者的范围内。

在式(V)的其它实施方案中，R₄为基团-(C＝NH)-NH₂。所得化合物具有式(V-5)。

H₂N-(C＝NH)-NHR₁

(V-5)

此类化合物具有至少两个式-NHR的氨基基团。当R₁为氢时，式(V-5)的化合物为胍。

其它合适的含氮化合物为具有至少三个式-NHR₁基团的多胺，其中R₁为氢或烷基。此类化合物可具有式(VI)。

R₇-(NHR₁)_z

(VI)

在式(VI)中，R₁如上定义，变量z等于至少3并且可高达10、高达8、高达6或高达4。R₇基团通常是烷烃的z价基团或杂烷烃的z价基团。烷烃的合适z价基团通常具有支化碳原子，四个相邻基团中的至少三个为-CH₂-。杂芳烃的合适z价基团通常具有带有三个相邻碳原子(例如，三个相邻基团为亚烷基或烷基基团)的支化氮原子，或支化碳原子，其中四个相邻原子中的至少三个是碳(例如，三个相邻基团为亚烷基或烷基基团)。这些z价的杂烷基基团通常包括一个或多个式-R_c-[NH-R_d]_p-的基团，其中每个R_c和每个R_d独立地为亚烷基，并且p为在1至50、1至40、1至30、1至20、1至10、1至6或1至4范围内的整数。合适的R_c和R_d亚烷基基团通常具有1至10个碳原子、1至6个碳原子、1至4个碳原子或1至3个碳原子。烷烃的z价基团通常具有至少2个碳原子、至少3个碳原子、至少4个碳原子或至少5个碳原子，并且可具有至多20个碳原子、至多16个碳原子、至多12个碳原子或至多8个碳原子。杂芳烃的z价基团通常具有至多30个碳原子和至多16个杂原子，至多20个碳原子和至多11个杂原子，或至多10个碳原子和至多6个杂原子。

式R₇-(NHR₁)_z的具体多胺包括各种聚亚胺。一些聚亚胺包含一个或多个支化氮原子，其中每个氮支化原子与三个式-R_c-[NH-R_d]_p-连接。每个支化链段的末端基团通常为下式的基团：-NHR₁诸如-NH₂。示例包括各种支化聚乙烯亚胺。另一种特定的多胺为2-(氨基甲基)-2-甲基-1,3-丙二胺，其中R₇为烷烃的三价基团(即，碳支化原子与四个碳原子连接，这四个碳原子为三个相邻的亚烷基基团和一个相邻的甲基基团)，每个R₁为氢，并且z等于3。

在许多实施方案中，含氮化合物诸如式(V)(包括式V-1至V-5)和式(VI)的那些具有不大于2000道尔顿(Da)的分子量(或重均分子量)。例如，分子量(或重均分子量)不大于1500Da，不大于1000Da，不大于750Da，不大于500Da，或不大于250Da。

每摩尔存在于水解的二乙烯基苯/马来酸酐聚合物材料中的羧酸可添加至多一摩尔的含氮化合物。也就是说，基于羧酸的总摩尔数计，至多100摩尔％的含氮化合物可与水解的聚合物材料反应。在一些实施方案中，基于羧酸的总摩尔数计，所添加的含氮化合物的量为至多95摩尔％或更多、至多90摩尔％、至多85摩尔％、至多80摩尔％、至多70摩尔％、至多60摩尔％或至多50摩尔％。基于前体聚合物材料中式(II)的单体单元的总摩尔数计，含氮化合物的量可为至少1摩尔％、至少2摩尔％、至少5摩尔％、至少10摩尔％、至少20摩尔％、至少30摩尔％、至少40摩尔％、至少50摩尔％、至少60摩尔％或至少80摩尔％。在一些实施方案中，基于羧酸的总摩尔数计，含氮化合物的量在1摩尔％至100摩尔％的范围内，在10摩尔％至100摩尔％的范围内，在20摩尔％至100摩尔％的范围内，在30摩尔％至100摩尔％的范围内，在40摩尔％至100摩尔％的范围内，在50摩尔％至100摩尔％的范围内，在60摩尔％至100摩尔％的范围内，或在80摩尔％至100摩尔％的范围内。

为了使含氮化合物与水解的聚合物材料反应，导致形成离子键，含氮化合物通常溶解在水和/或合适的有机溶剂中。合适的有机溶剂是溶解含氮化合物但不与含氮化合物反应的那些。示例性有机溶剂包括但不限于醇类、醚类如四氢呋喃和乙醚、以及各种氯化溶剂如二氯甲烷和氯仿。含氮化合物在水和/或有机溶剂中的浓度可以是任何合适的量，这取决于含氮化合物的溶解度。在一些实施方案中，含氮化合物在水和/或有机溶剂中的浓度在1重量％至40重量％的范围内、在1重量％至30重量％的范围内、在1重量％至20重量％的范围内、或在1重量％至10重量％的范围内。

将含氮化合物的溶液与水解的聚合物材料混合。在室温下可发生反应，或者通过将混合物加热至高于室温的温度可发生反应。例如，可将混合物在30℃至120℃范围内的温度下加热数小时至数天。在一些实施方案中，将悬浮液在30℃至100℃、40℃至90℃、50℃至90℃或60℃至80℃下加热12小时至24小时。

聚合物吸附剂材料通常具有比前体聚合物材料低的BET比表面积。用于形成水解的聚合物材料的酸酐基团的开口可充分提高主链中的构象自由度，导致孔隙率降低。此外，聚合物吸附剂中的含氮基团之间的氢键可能限制或阻止进入孔。由于这种降低，所以通常希望制备具有可能最高的BET比表面积但具有足够的酸酐基团以与含氮化合物反应的前体聚合物材料。聚合物吸附剂的BET比表面积通常为至少25m²/g。

在一些实施方案中，聚合物吸附剂还包含酸碱指示剂。酸碱比色指示剂(即，在经历从酸性形式至碱性形式的转变时改变颜色的染料(通常为有机染料))通常与含氮化合物同时添加，或者可以在添加含氮化合物之后添加。通常选择具有小于含氮化合物的pK_b的pK_b的酸碱比色指示剂。也就是说，当聚合物吸附剂上的所有或大部分可用的含氮基团已与醛反应时，选择酸碱比色指示剂以从第一颜色变为第二颜色。颜色的变化表明已达到或快要达到聚合物吸附剂吸附醛的容量。如本文所用，术语“快要达到”意指已达到容量的至少60％或更多(即，至少60％或更多的可用吸附位点已用于吸附醛)。例如，至少70％、至少80％、至少90％或至少95％的吸附位点已用于吸附醛。

已知含氮化合物的pK_b，本领域技术人员可以容易地选择具有较低pK_b值的酸碱比色指示剂。在一些应用中，含氮化合物的pK_b值与酸碱比色指示剂的pK_b之间的差值为至少1、至少2、至少3或至少4。酸碱比色指示剂的pK_b通常在3至10的范围内。

示例性酸碱比色指示剂包括但不限于甲基红、溴酚蓝、副品红、柯衣定、百里酚蓝、甲基黄、溴苯基蓝、刚果红、甲基橙、溴甲酚绿、石蕊精、溴甲酚紫、溴百里酚蓝、酚红、中性红、萘酚酞、甲酚红、酚酞以及百里酚酞。

可使用任何合适的方法向聚合物吸附剂中加入酸碱比色指示剂。在一些实施方案中，将聚合物吸附剂在酸碱比色指示剂的溶液中浸泡至少10分钟、至少20分钟、至少30分钟、至少1小时、至少2小时、至少4小时、或至少8小时。酸碱比色指示剂的溶液的浓度通常在5毫克/毫升至10毫克/毫升的范围内。通常，将约0.5克的聚合物吸附剂浸泡在约10毫升的溶液中。

在其中存在酸碱指示剂的一些实施方案中，聚合物吸附剂粒子100的作用可为至少部分地或主要为了提供视觉指示，指示气态醛(例如，甲醛)存在于聚合物吸附剂粒子暴露的空气中。即，在合适的过滤器支撑体10上呈现的此类聚合物吸附剂粒子100的集合可提供类似的功能，例如，由

管例示的类型的已知的气体检测装置。

在一些实施方案中，聚合物吸附剂作为复合物(例如，以颗粒的形式)设置在过滤器支撑体100上，该复合物含有粘结剂以及用于捕获醛诸如甲醛的聚合物吸附剂材料。聚合物吸附剂材料与上文所述的相同。包含在复合物颗粒中的此类聚合物吸附剂和/或聚合物吸附剂的前体通常在加压反应器中作为单个聚合物材料块制备。然后将该聚合物材料块破碎并用旋转锤磨机粉碎成细粒子。典型的研磨机包括筛，该筛有助于通过保持所有压碎的粒子小于筛网中孔的尺寸来控制粒度。在聚合物材料的粉碎和研磨期间，产生显著量的细粒子，这些细粒子可能太小而不能用于某些应用，诸如过滤应用。例如，多达三分之一的粉碎并研磨的聚合物材料可能太小而不能用于某些过滤应用。被认为太小的尺寸可以根据具体应用和可允许的压降而变化。

聚合物材料的细粒子可以通过与粘结剂组合形成较大的粒子(即，复合物颗粒)。复合物颗粒通常具有适合用于过滤应用的尺寸。因此，复合物颗粒的形成允许充分利用反应器内形成的所有聚合物材料，从而降低聚合物吸附剂的总生产成本。

另外，制造含有聚合物吸附剂的制品(例如，过滤制品)的一些方法可导致形成另外的细粒子。例如，制造载有聚合物吸附剂的网，装载呼吸器筒以及超声焊接呼吸器和呼吸器筒可导致聚合物吸附剂材料的粉碎，从而形成细粒子。从加工的角度来看，以减少粉碎的形式提供聚合物吸附剂可能是有益的。已经发现，与不存在粘结剂的聚合物吸附剂相比，将聚合物吸附剂与粘结剂组合可以导致形成具有改善的韧性(例如，不太可能碎裂)的复合物颗粒。此外，可制备本公开的复合物颗粒，而不会不利地影响聚合物吸附剂吸附醛化合物的能力至使得复合物颗粒不能用作吸附剂的程度。

包含在复合物颗粒中的粘结剂可以是有机材料(诸如聚合物材料)、无机材料(诸如例如金属硅酸盐)或它们的组合(具有无机部分和有机部分的化合物，诸如例如金属羧酸盐)。在许多实施方案中，粘结剂为盐或聚合物材料，诸如例如纤维素树脂。

在某些实施方案中，粘结剂包括聚电解质材料。可以使用任何合适的聚电解质材料，其包括具有有机或无机抗衡离子的那些。一些合适的聚电解质材料衍生自天然聚合物或改性的天然聚合物。示例性高分子电解质包括但不限于多胺、聚酰胺、多元醇、多糖、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸酯、腐殖酸、蛋白质、聚二烯丙基二甲基铵盐如聚二烯丙基二甲基氯化铵、多胺-聚二烯丙基二甲基氯化铵共混物、聚四胺、无机多胺共混物、无机聚二烯丙基二甲基氯化铵共混物、阳离子淀粉、阳离子聚甲基丙烯酸甲酯、乙烯基咪唑氯甲烷和乙烯基吡咯烷酮的共聚物、季铵化乙烯基吡咯烷酮/甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯共聚物、聚乙烯亚胺、以及它们的混合物。在某些实施方案中，聚电解质材料包括阳离子淀粉。

在某些实施方案中，粘结剂包括金属氢氧化物、金属氧化物、金属盐、有机金属化合物或它们的组合。一些合适的金属氧化物、金属氢氧化物和金属盐粘结剂衍生自铝、钙、镁或铁(包括聚硫酸铝和聚氯化铝)。其它示例性粘结剂是聚有机锆酸盐、聚有机铝酸盐、聚硅氧烷、聚硅烷、聚硅氮烷、聚碳硅烷、聚硼硅烷、二甲基丙烯酸锆、四甲基丙烯酸锆、2-乙基己酸锆、丁醇铝、二异丙醇乙基乙酰乙酸铝、四甲基二硅氧烷、三三甲基甲硅烷基磷酸盐、三三甲基硅氧基硼以及它们的组合。一些示例性金属盐是金属羧酸盐，诸如具有10至20个碳原子的金属羧酸盐(例如，硬脂酸镁)。其它示例性无机粘结剂是硅酸盐(例如，金属硅酸盐)。示例性金属硅酸盐包括硅酸钠(例如，偏硅酸钠)、硅酸钾、硅酸钙、硅酸镁以及它们的组合。在某些实施方案中，硅酸盐是偏硅酸钠。

其它示例性粘结剂包括热塑性聚合物。热塑性聚合物可选自，例如，聚酰胺(诸如，尼龙)、聚烯烃(诸如，聚乙烯，例如LDPE、LLDPE、HDPE、具有其它聚烯烃的聚乙烯共聚物、以及聚丙烯)、聚氯乙烯(增塑和未增塑的)、氟碳树脂(例如，聚四氟乙烯)、聚苯乙烯、丙烯酸树脂(诸如，聚丙烯酸酯和聚甲基丙烯酸酯)、苯乙烯共聚物(诸如，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯和丙烯腈-苯乙烯)、聚碳酸酯、聚乙酸乙烯酯、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、聚乙烯醇、聚甲醛(polyoxymethylene)、聚甲醛(polyformaldehyde)、聚缩醛、聚酯(诸如，聚对苯二甲酸乙二醇酯)、聚醚醚酮和酚醛树脂(诸如，甲阶酚醛树脂和酚醛清漆树脂)、以及它们的组合。

其它示例性粘结剂包括热固性聚合物。例如，热固性聚合物选自聚氨酯、硅氧烷、氟硅氧烷、酚醛树脂、三聚氰胺树脂、三聚氰胺甲醛树脂和脲甲醛树脂。

其它示例性粘结剂包括弹性体。在某些实施方案中，弹性体选自天然橡胶、合成橡胶(诸如，苯乙烯-丁二烯橡胶、聚氯丁二烯(氯丁橡胶)、丁腈橡胶和丁基橡胶)、硅氧烷、聚氨酯、烷基化氯磺化聚乙烯、聚烯烃、氯磺化聚乙烯、全氟弹性体、乙烯-丙烯-二烯三元共聚物、氯化聚乙烯、含氟弹性体、以及它们的混合物。

在某些实施方案中，粘结剂包括天然存在的聚合物。示例性天然存在的聚合物可选自纤维素、胶原、有机酸以及它们的组合。例如，天然存在的聚合物可以是生物可降解的聚合物。合适的生物可降解的聚合物可选自聚乙二醇、聚乳酸、聚乙烯醇、纤维素树脂(诸如，乙酸丁酸纤维素、羧甲基纤维素和纤维素醚如羟丙基甲基纤维素)、海藻酸、从海藻中分离的角叉菜胶、多糖、果胶、黄原胶、淀粉、聚交酯乙交酯的共聚物、以及它们的组合。在一些实施方案中，生物可降解的聚合物选自聚乙二醇、聚乳酸、聚乙烯醇、聚交酯乙交酯的共聚物、以及它们的混合物。

在某些实施方案中，粘结剂包括导电聚合物。示例性导电聚合物可选自掺杂的聚苯胺和聚噻吩。

在某些实施方案中，粘结剂包括胶凝材料、吸收材料或者它们的组合。示例性吸收性粘结剂材料可以是超吸收性材料，诸如聚丙烯酸、聚丙烯酰胺、多元醇、多胺、聚环氧乙烷、纤维素如羧甲基纤维素、甲壳素、明胶、淀粉、聚乙烯醇、聚丙烯酸、聚丙烯腈、海藻酸、从海藻中分离的角叉菜胶、多糖、果胶、黄原胶、聚二烯丙基二甲基氯化铵、聚乙烯基吡啶、聚乙烯基苄基三甲基铵盐、聚乙酸乙烯酯、聚乳酸以及它们的组合。

复合物颗粒通常含有以基于复合物颗粒的总重量计至少1重量％、至少2重量％、至少5重量％或至少10重量％的量的粘结剂。在某些实施方案中，基于复合物颗粒的总重量计，粘结剂以至多30重量％、至多25重量％、或至多20重量％的量存在于复合物颗粒中。

复合物颗粒通常含有以基于复合物颗粒的总重量计至少70重量％、至少75重量％或至少80重量％的量的聚合物吸附剂。在某些实施方案中，基于复合物颗粒的总重量计，聚合物吸附剂以至多90重量％、至多95重量％、至多98重量％、或至多99重量％的量存在于复合物颗粒中。

在一些实施方案中，基于复合物颗粒的总重量计，复合物颗粒含有1重量％至30重量％的粘结剂和70重量％至99重量％的聚合物吸附剂。例如，复合物颗粒可含有5重量％至30重量％的粘结剂和70重量％至95重量％的聚合物吸附剂，10重量％至30重量％的粘结剂和70重量％至90重量％的聚合物吸附剂，1重量％至25重量％的粘结剂和75重量％至99重量％的聚合物吸附剂，5重量％至25重量％的粘结剂和75重量％至95重量％的聚合物吸附剂，10重量％至25重量％的粘结剂和75重量％至90重量％的聚合物吸附剂，1重量％至20重量％的粘结剂和80重量％至99重量％的聚合物吸附剂，5重量％至20重量％的粘结剂和80重量％至95重量％的聚合物吸附剂，或10重量％至20重量％的粘结剂和80重量％至90重量％的聚合物吸附剂。

聚合物吸附剂和粘结剂通常在不使用任何液体如水或有机溶剂的情况下共混在一起。然后可以将共混的材料压成粒料或圆盘，随后碾磨或研磨，然后筛分，以获得所需尺寸的复合物颗粒(例如，所需尺寸的复合物颗粒保留在筛上)。穿过筛的任何材料都可以通过压成另外的粒料或圆盘来收集和再循环。

可使用任何合适的压力以形成粒料或圆盘。在形成粒料或圆盘的过程期间，可任选地加热共混的材料。在一些实施方案中，可以将共混的材料加热至接近(但通常低于)粘结剂熔点的温度。选择压力和温度以提供在破碎时不会碎裂(或经历最小碎裂)的粒料或圆盘。粒料或圆盘可具有任何合适的尺寸，诸如例如0.5厘米至3厘米、1厘米至3厘米、或2厘米至3厘米。

选择用于形成粒料或圆盘的压力通常在6,000磅/平方英寸(psi)至60,000psi或甚至更高的范围内。例如，压力通常为至少6,000psi、至少6,400psi、至少6,500psi、至少10,000psi、至少20,000psi、或至少25,000psi，并且可以为至多60,000psi、至多50,000psi、至多40,000psi、或至多30,000psi。停留时间(施加力的时间)可以从几秒至数分钟变化。例如，停留时间可在1秒至10分钟的范围内。

如本文所公开的聚合物吸附剂(无论是否存在粘结剂)提供优于基于捕获剂的浸渍的吸附剂的显著优点。捕获剂通常简单地吸附在例如活性碳的基质材料上。也就是说，捕获剂通常不离子附接到基质材料并且可以迁移。相比之下，本文所述的聚合物吸附剂具有离子附接的含氮基团，该含氮基团与醛相互作用并且不迁移。

可根据需要改变与(任何类型的)过滤器支撑体配套使用的吸附剂粒子(无论是单独使用，还是例如作为还包含粘结剂的复合物颗粒使用)的粒度。在不同的实施方案中，吸附剂粒子的标准美国目尺寸(等级)可为至少约4目(即，标称地小于4.8mm的粒度)、6目(标称地小于3.4mm的粒度)、8目(小于约2.4mm的粒度)、12目(小于1680微米)、至少约16目(<1190微米)、至少约20目(<840微米)、至少约40目(<425微米)或至少约60目(<250微米)。在另外的实施方案中，吸附剂粒子的标准美国目等级可不大于约325目(即，标称地大于44微米的粒度)；230目(>63微米)、140目(>105微米)、100目(>150微米)、80目(>180微米)、60目(>250微米)、50目(>300微米)或45目(>355微米)。

技术人员将理解，所有这些目尺寸均对应于标称等级而不是绝对标准；例如，如果材料被描述为12目材料，则大约95％或更多的粒子将通过12目筛(并且因此尺寸将标称地小于约1680微米)。如果材料被描述为12×20目，则95％或更多的材料将通过12目筛(即，小于约1680微米的粒子将通过12目筛)并且被20目筛保留(即，大于约841微米的粒子将不能通过20目筛)。如果需要，可采用具有不同尺寸范围的吸附剂粒子的混合物(例如，双峰式混合物)。可将吸附剂粒子100加工以便具有任何期望的粒度分布。此类加工可包括例如根据需要筛分粒子和/或机械研磨粒子。

如所指出的，聚合物吸附剂的孔隙率可以由低温条件(例如，77K下的液氮)下多孔材料吸附惰性气体诸如氮气或氩气的吸附等温线来表征。吸附等温线通常通过在约10^-6至约0.98+0.01范围内的多个相对压力下测量多孔聚合物吸附剂吸附的惰性气体诸如氩气的量来获得。然后使用各种方法分析等温线，诸如使用BET(布鲁诺尔-艾米特-泰勒(Brunauer-Emmett-Teller))法计算比表面积，又如使用密度泛函理论(DFT)表征孔隙率和孔径分布。

术语“表面积”是指材料表面(包括可触及的孔的内表面在内)的总面积。表面积通常由通过测量在一系列相对压力内在低温条件(即，77K下的液氮)下吸附在材料表面上的惰性气体如氮气或氩气的量所获得的吸附等温线来计算。术语“BET比表面积”是每克材料的表面积(通常，m²/g)，通常采用BET法在0.05至0.30的相对压力范围内由惰性气体的吸附等温线数据计算得出。

在另一方面，提供了一种由支撑于空气过滤器1的过滤器支撑体10上的聚合物吸附剂粒子100吸附醛的方法。聚合物吸附剂为粒子的形式，并且包括以下物质的反应产物：(a)具有羧酸基团的水解的二乙烯基苯/马来酸酐聚合物材料与(b)具有至少两个式-NHR(其中R为氢或烷基)的氨基基团的含氮化合物。可以使用上述聚合物吸附剂中的任一种。如果需要，聚合物吸附剂可为复合物颗粒的一部分。

聚合物吸附剂吸附醛。合适的醛由式(I)表示

R₂-(CO)-H

(I)

其中R₂为氢、烷基、乙烯基、芳基或被烷基取代的芳基。合适的烷基基团通常具有1至10个碳原子、1至6个碳原子、1至4个碳原子、1至3个碳原子或1个碳原子。芳基基团可具有至多12个碳原子或至多6个碳原子。芳基基团通常为苯基。芳基基团可以被烷基基团诸如具有1至4个碳原子或1至3个碳原子的烷基基团取代。

当醛为蒸气的形式时，醛被聚合物吸附剂吸附。因此，醛的分子量通常不大于200克/摩尔、不大于150克/摩尔、不大于100克/摩尔、不大于75克/摩尔或不大于50克/摩尔。合适的醛包括但不限于甲醛、乙醛、丙醛、丁醛、戊醛、异戊醛、己醛、苯甲醛、2,5-二甲基苯甲醛、2,4-二甲基苯甲醛、2,3-二甲基苯甲醛、甲基苯甲醛(邻-甲基苯甲醛、间-甲基苯甲醛、对-甲基苯甲醛以及它们的混合物)、丙烯醛和巴豆醛。醛可在室温下或在任何需要的温度诸如在-30℃至150℃、-30℃至100℃的范围内，或在-20℃至50℃的范围内吸附。

在另一方面，提供了一种组合物，该组合物包含支撑于过滤器支撑体上的多孔聚合物吸附剂粒子和吸附在多孔聚合物吸附剂上的醛。聚合物吸附剂和醛与上文所述的相同。醛可与存在于聚合物吸附剂上的任何伯氨基基团或仲氨基基团反应。在一些实施方案中，使用式(V)的化合物作为含氮化合物来形成聚合物吸附剂。

R₄NHR₁

(V)

所得的聚合物吸附剂具有式-COO-(NH₂R₁R₄)⁺的离子基团。阴离子(-COO-)来自水解的二乙烯基苯/马来酸酐聚合物材料，并且阳离子((NH₂R₁R₄)⁺)来自含氮化合物。基团R₁和R₄与上文所定义的相同。

在一些实施方案中，使用式(V-1)的化合物作为含氮化合物来形成聚合物吸附剂。

R₆HN-R₅-NHR₁

(V-1)

所得的聚合物吸附剂可具有下式的离子基团：-COO-(NH₂R₆-R₅-NHR₁)⁺、

-COO-(NH₂R₁-R₅-NHR₆)⁺或这两者。如果式-COO-(NH₂R₆-R₅-NHR₁)⁺的基团的末端R₁为氢，则聚合物吸附剂在暴露于醛R₂-(CO)-H之后可具有下式的基团：

-COO-(NH₂R₆-R₅-NH-CHR₂-OH)⁺、-COO-(NH₂R₆-R₅-N(CHR₂-OH)₂)⁺、-COO-(NH₂R₆-R₅-N＝CR₂H)⁺或它们的组合。同样，如果式-COO-(NH₂R₁-R₅-NHR₆)⁺的基团的末端R₆为氢，则聚合物吸附剂在暴露于醛R₂-(CO)-H之后可具有下式的基团：

-COO-(NH₂R₁-R₅-NH-CHR₂-OH)⁺、-COO-(NH₂R₁-R₅-N(CHR₂-OH)₂)⁺、-COO-(NH₂R₁-R₅-N＝CR₂H)⁺或它们的混合物。如果式-COO-(NH₂R₆-R₅-NHR₁)⁺的基团的末端R₁为烷基，则聚合物吸附剂在暴露于醛R₂-(CO)-H之后可具有式

-COO-(NH₂R₆-R₅-NR₁-CHR₂-OH)⁺的基团。同样，如果式

-COO-(NH₂R₁-R₅-NHR₆)⁺的基团的末端R₆为烷基，则聚合物吸附剂在暴露于醛R₂-(CO)-H之后可具有式-COO-(NH₂R₁-R₅-NR₆-CHR₂-OH)⁺的基团。附加量的醛可与任何剩余的伯氨基基团或仲氨基基团反应。

在其它实施方案中，使用式(V-4)的化合物作为含氮化合物来形成聚合物吸附剂。

NH₂-(C＝NH)-HN-R₅-NHR₁

(V-4)

所得的聚合物吸附剂可具有下式的含氮基团：

-COO-(NH₃-(C＝NH)-NH-R₅-NHR₁)⁺、-COO-(NH₂R₁-R₅-NH-(C＝NH)-NH₂)⁺或这两者。如果式-COO-(NH₃-(C＝NH)-NH-R₅-NHR₁)⁺的基团的末端R₁为氢，则聚合物吸附剂在暴露于醛R₂-(CO)-H之后可具有下式的基团：

-COO-(NH₃-(C＝NH)-NH-R₅-NH-CHR₂-OH)⁺、-COO-(NH₃-(C＝NH)-NH-R₅-N(CHR₂-OH)₂)⁺、

-COO-(NH₃-(C＝NH)-NH-R₅-N＝CR₂H)⁺或它们的混合物。如果式-COO-(NH₃-(C＝NH)-NH-R₅-NHR₁)⁺的基团的末端R₁为烷基，则聚合物吸附剂在暴露于醛R₂-(CO)-H之后可具有式-COO-(NH₃-(C＝NH)-NH-R₅-NR₁-CHR₂-OH)⁺的基团。如果聚合物吸附剂具有式-COO-(NH₂R₁-R₅-NH-(C＝NH)-NH₂)⁺的基团，则聚合物吸附剂在暴露于醛R₂-(CO)-H之后可具有下式的基团：-COO-(NH₂R₁-R₅-NH-(C＝NH)-NH-CHR₂-OH)⁺、-COO-(NH₂R₁-R₅-NH-(C＝NH)-N(CHR₂-OH)₂)⁺、

-COO-(NH₂R₁-R₅-NH-(C＝NH)-N＝CR₂H)⁺或它们的混合物。附加量的醛可与任何剩余的伯氨基基团或仲氨基基团反应。

在另外的实施方案中，使用式

(V-5)的化合物作为含氮化合物来形成聚合物吸附剂

H₂N-(C＝NH)-NHR₁

(V-5)

。所得的聚合物吸附剂可具有下式的含氮基团：-COO-(NH₃-(C＝NH)-NHR₁)⁺、-COO-(NH₂R₁-(C＝NH)-NH₂)⁺或这两者。如果式-COO-(NH₃-(C＝NH)-NHR₁)⁺的基团的末端R₁为氢，则聚合物吸附剂在暴露于醛R₂-(CO)-H之后可具有下式的基团：-COO-(NH₃-(C＝NH)-NH-CHR₂-OH)⁺、-COO-(NH₃-(C＝NH)-N(CHR₂-OH)₂)⁺、-COO-(NH₃-(C＝NH)-N＝CR₂H)⁺或它们的混合物。如果式-COO-(NH₃-(C＝NH)-NHR₁)⁺的基团的末端R₁为烷基，则聚合物吸附剂在暴露于醛R₂-(CO)-H之后可具有式

-COO-(NH₃-(C＝NH)-NR₁-CHR₂-OH)⁺的基团。如果聚合物吸附剂具有式

-COO-(NH₂R₁-(C＝NH)-NH₂)⁺的基团，则聚合物吸附剂在暴露于醛R₂-(CO)-H之后可具有下式的基团：-COO-(NH₂R₁-(C＝NH)-NH-CHR₂-OH)⁺、

-COO-(NH₂R₁-(C＝NH)-N(CHR₂-OH)₂)⁺、-COO-(NH₂R₁-(C＝NH)-N＝CR₂H)⁺或它们的混合物。附加量的醛可与任何剩余的伯氨基基团或仲氨基基团反应。

在另外的实施方案中，使用式(VI)的化合物作为含氮化合物来形成聚合物吸附剂。

R₇-(NHR₁)_z

(VI)

所得的聚合物吸附剂可具有式

-COO-(NH₂R₁-R₇-(NHR₁)_z-1)⁺的含氮基团。如果式

-COO-(NH₂R₁-R₇-(NHR₁)_z-1)⁺的基团末端R₁中的一者为氢，则聚合物吸附剂在暴露于醛

R₂-(CO)-H之后可具有下式的基团：-COO-(NH₂R₁-R₇-(NHR₁)_z-2(NH-CHR₂OH))⁺、

-COO-(NH₂R₁-R₇-(NHR₁)_z-2(N(CHR₂OH)₂))⁺、-COO-(NH₂R₁-R₇-(NHR₁)_z-2(N＝CR₂H))⁺或它们的混合物。如果式-COO-(NH₂R₁-R₇-(NHR₁)_z-1)⁺的基团的末端R₁中的一者为烷基，则聚合物吸附剂在暴露于醛R₂-(CO)-H之后可具有式

-COO-(NH₂R₁-R₇-(NHR₁)_z-2(NR₁-CHR₂OH))⁺的基团。在这些实施方案中的一些中，多于一个末端-NHR₁基团可与醛反应。除了末端基团之外，醛还可与聚合物吸附剂上的任何其它伯氨基和/或仲氨基基团反应。

在室温(例如25℃)和标准压力下由聚合物吸附剂吸附的醛的量通常为至少0.5毫摩尔/克(即，每克聚合物吸附剂至少0.5毫摩尔醛)。例如，吸附的醛的量可为至少1毫摩尔/克、至少1.5毫摩尔/克、至少2毫摩尔/克、至少2.5毫摩尔/克、至少3毫摩尔/克、至少3.5毫摩尔/克、至少4毫摩尔/克、至少4.5毫摩尔/克或至少5毫摩尔/克。吸附量可为至多15毫摩尔/克、至多12毫摩尔/克或甚至更高、至多10毫摩尔/克、至多9毫摩尔/克、至多8毫摩尔/克或至多7毫摩尔/克。吸附量通常在0.5毫摩尔/克至12毫摩尔/克范围内，在1毫摩尔/克至12毫摩尔/克范围内，在2毫摩尔/克至12毫摩尔/克范围内，在1毫摩尔/克至10毫摩尔/克范围内，在2毫摩尔/克至10毫摩尔/克范围内，在3毫摩尔/克至12毫摩尔/克范围内，在3毫摩尔/克至10毫摩尔/克范围内，或者在3毫摩尔/克至8毫摩尔/克范围内。

如本文所公开的聚合物吸附剂的组成和性质以及制备和使用方法的其它方面呈现于与本申请同一日期提交的标题为“用于醛的聚合物吸附剂”的案卷号为79540US002的美国临时专利申请xx/xxxxxx中，该专利申请全文以引用方式并入本文。

示例性实施方案列表

实施方案1为一种空气过滤器，其包括支撑聚合物吸附剂粒子的过滤器支撑体，其中聚合物吸附剂包含以下物质的反应产物：a)具有羧酸基团的水解的二乙烯基苯/马来酸酐聚合物材料；和b)具有至少两个式-NHR的氨基基团的含氮化合物；其中R为氢或烷基，并且其中含氮化合物以离子键附接到水解的二乙烯基苯/马来酸酐聚合物材料，并且其中聚合物吸附剂以多孔粒子的形式存在。

实施方案2为根据实施方案1所述的空气过滤器，其中过滤器支撑体包括在其上设置有至少一些聚合物吸附剂粒子的至少一个主表面的基底。

实施方案3为根据实施方案2所述的空气过滤器，其中聚合物吸附剂粒子在基底的主表面上基本上作为单层存在。

实施方案4为根据实施方案1-3中任一项所述的空气过滤器，其中过滤器支撑体包括多孔的透气材料，该透气材料具有设置在其主表面上的聚合物吸附剂粒子并且/或者具有设置在材料内部的至少在邻近材料的主表面的位置中的聚合物吸附剂粒子。实施方案5为实施方案4所述的空气过滤器，其中聚合物吸附剂粒子设置在多孔的透气材料的整个内部。

实施方案6为根据实施方案1-5中任一项所述的空气过滤器，其中空气过滤器基本上由过滤器支撑体组成。

实施方案7为根据实施方案1-6中任一项所述的空气过滤器，其中过滤器支撑体包括片状材料，该片状材料表现出主平面并且表现出小于约3mm的厚度并且被构造成允许气流至少在大致垂直于片状材料的主平面的方向上流过过滤器支撑体。实施方案8为根据实施方案1-4和6-7中任一项所述的空气过滤器，其中过滤器支撑体包括结网，该结网的主表面具有至少一些以粘合方式附接到其上的聚合物吸附剂粒子。

实施方案9为根据实施方案1和4-7中任一项所述的空气过滤器，其中过滤器支撑体包括表现出内部的纤维幅材，并且其中聚合物吸附剂粒子设置在幅材内部的至少一部分内。实施方案10为根据实施方案9所述的空气过滤器，其中聚合物吸附剂粒子设置在纤维幅材的整个内部。实施方案11为根据实施方案9-10中任一项所述的空气过滤器，其中幅材为非织造纤维幅材。实施方案12为根据实施方案11所述的空气过滤器，其中非织造纤维幅材为熔喷幅材或纺粘幅材。实施方案13为根据实施方案9-12中任一项所述的空气过滤器，其中纤维幅材的至少一些纤维各自粘结到至少一种聚合物吸附剂粒子。

实施方案14为根据实施方案1-5和7-13中任一项所述的空气过滤器，其中过滤器支撑体为多层的透气组件的一层。实施方案15为根据实施方案14所述的空气过滤器，其中该多层透气组件包括至少一层，该至少一层与该过滤器支撑体不是同一层且其为表现出小于50的渗透百分比的粒子过滤层。

实施方案16为根据实施方案15所述的空气过滤器，其中该粒子过滤层包含驻极体部分。实施方案17为根据实施方案1-14中任一项所述的空气过滤器，其中过滤器支撑体为表现出小于50的渗透百分比的过滤介质。实施方案18为根据实施方案1-17中任一项所述的空气过滤器，其中过滤器支撑体为折叠的。实施方案19为根据实施方案1-18中任一项所述的空气过滤器，其中空气过滤器为被构造成被插入空气处理设备的空气过滤器接收器中的框架式空气过滤器，该空气处理设备选自强制空气加热单元、强制空气冷却单元、强制空气加热/冷却单元、室内空气净化器和用于机动车辆的舱室空气过滤单元。实施方案20为根据实施方案1、6和14-16中任一项所述的空气过滤器，其中过滤器支撑体包括具有通孔的蜂窝结构，该通孔其内设置有吸附剂粒子。

实施方案21为根据实施方案1-5和7-17中任一项所述的空气过滤器，其中过滤器支撑体设置有过滤式面罩呼吸器的层。实施方案22为根据实施方案21所述的空气过滤器，其中该过滤式面罩呼吸器选自平折呼吸器和模制呼吸器。实施方案23为根据实施方案1和6中任一项所述的空气过滤器，其中过滤器支撑体包括容器，该容器具有其内设置有聚合物吸附剂粒子的内部且具有至少一个空气入口和至少一个空气出口。实施方案24为根据实施方案23所述的空气过滤器，其中该过滤器支撑体包括过滤器滤筒。实施方案25为根据实施方案24所述的空气过滤器，其中过滤器滤筒被构造成与个人保护装置一起使用，该个人保护装置选自半面负压呼吸器、全面负压呼吸器、逃生罩和动力空气净化呼吸器。实施方案26为根据实施方案1-25中任一项所述的空气过滤器，其中聚合物吸附剂粒子存在于颗粒中，该颗粒还包含至少一种粘结剂。

实施方案27为一种从空气中捕获醛中的至少一些的方法，该方法包括：定位空气过滤器，所述空气过滤器包括包含根据实施方案1-26中任一项所述的聚合物吸附剂粒子的过滤器支撑体，使得聚合物吸附剂粒子暴露于空气中并且将存在于空气中的醛中的至少一些吸附到聚合物吸附剂粒子上；其中醛具有式(I)：R₂-(CO)-H(I)；其中R₂为氢、烷基、乙烯基或芳基，并且其中式(I)的所述醛的分子量不大于200克/摩尔。

实施方案28为根据实施方案27所述的方法，其中过滤器支撑体表现出主表面，并且其中空气以气流的形式存在，该气流在与过滤器支撑体的主表面的平面至少大致成直线的方向上移动。

实施方案29为根据实施方案27所述的方法，其中过滤器支撑体允许气流穿过其中，并且其中空气以气流的形式存在，该气流在至少大致垂直于过滤器支撑体的主表面的方向上穿过过滤器支撑体的至少一部分。

实施方案30为一种制备空气过滤器的方法，所述空气过滤器包括包含聚合物吸附剂粒子的过滤器支撑体，该方法包括：(a)提供二乙烯基苯/马来酸酐前体聚合物材料；(b)使二乙烯基苯/马来酸酐前体聚合物材料水解以形成具有羧酸基团的水解的二乙烯基苯/马来酸酐聚合物材料；以及c)使水解的二乙烯基苯/马来酸酐聚合物材料与具有至少两个式-NHR(其中R为氢或烷基)的氨基基团的含氮化合物反应以形成多孔的聚合物吸附剂粒子，其中聚合物吸附剂具有离子附接的含氮基团，并且其中聚合物吸附剂粒子是多孔的；以及(d)在过滤器支撑体上支撑聚合物吸附剂粒子。

实施例

材料

分析和表征工序

孔隙率和气体吸附实验以类似于与本申请同一日期提交的标题为“用于醛的聚合物吸附剂”的案卷号为79540US002的美国临时专利申请xx/xxxxxx中所述的方法进行，该专利申请全文以引用方式并入本文。

工作实施例1和2

二乙烯基苯/马来酸酐前体聚合物材料的制备

在2L帕尔(Parr)不锈钢压力容器中，将177.11克(1.09摩尔)DVB(80重量％，工业级)、240.05克(2.45摩尔)MA和4.17克(16.8mmol)的VAZO52溶于625.92克EtOAc中。计算用来制备前体聚合物材料的DVB的摩尔数考虑了材料的纯度。可聚合组合物在EtOAc中的固体百分比为40.0重量％，并含有单体混合物(34.0重量％DVB、57.5重量％MA和8.5重量％苯乙烯类单体)和1重量％VAZO 52(基于单体的总重量计)。向可聚合组合物中鼓入氮气，持续15分钟。然后将压力容器密封并置于60℃的水浴中。在此高温下将可聚合组合物加热18小时。真空过滤分离形成的白色沉淀，然后用EtOAc洗涤。将固体置于4L锥形烧瓶中，并向烧瓶中加入2.0L EtOAc。使该固体在室温下在EtOAc中静置1小时。再次通过真空过滤来分离固体，并用EtOAc洗涤。将该固体置于4L锥形烧瓶中并添加2.0L EtOAc。使该固体在EtOAc中静置过夜。再次通过真空过滤来分离固体，并用EtOAc洗涤。然后将固体在间歇烘箱中在100℃下干燥18小时。由氮吸附测得该前体聚合物材料的BET比表面积(SA_BET)为343.3m²/g，总孔内容积为0.593cm³/g(在分压p/p°等于0.979下测量)。

水解的前体聚合物材料的制备

通过用水解剂(NaOH)处理使上面制备的前体聚合物材料水解。更具体地，取58.8g(1.47摩尔)NaOH溶于1L广口瓶内的490mL去离子水中。向该溶液中加入50.0g前体聚合物材料，该前体聚合物材料已被研磨并筛分至40×80目的粒度范围。然后给广口瓶盖上盖子并放在广口瓶滚动机上。允许该悬浮液在室温下滚动18小时。真空过滤分离固体，并用去离子水洗涤。将该固体放回1L广口瓶中，并且向广口瓶中加入515mL的2.1M HCl水溶液(将80mL浓HCl加入435mL去离子水中)。将广口瓶加盖，并且放回到广口瓶滚动机上，允许其在室温下滚动过夜。再次真空过滤分离固体，并用去离子水洗涤。然后在高真空下95℃干燥固体8小时。

胺官能化

然后使上面制备的水解的前体聚合物材料与含有多于一个氨基基团的胺化合物反应。胺的种类、与水解的前体聚合物材料反应的胺的量、与水解的前体聚合物材料反应的每MA胺化合物的当量，以及用于反应的胺/乙醇(EtOH)溶液的浓度汇总于表1中。更具体地，将胺化合物(EDA、DETA)溶解到足够的EtOH中以制备具有列于表1中的浓度的每种胺溶液。向这些溶液中的每一者中添加3克水解的前体聚合物材料(40×80目粒度)。允许水解的前体聚合物材料在室温下于每种胺溶液中浸泡18小时。通过真空过滤分离每种固体，并且用EtOAc洗涤。然后将每种固体放回含有200mL EtOH的8盎司广口瓶中。允许固体在EtOH中浸泡18小时。通过真空过滤分离固体，用EtOH洗涤，并且使其在室温下干燥，以提供用于制备用于如下所述甲醛捕获效率测试的过滤器样品的吸附剂粒子。

表1

吸附剂	胺的类型	胺量	胺当量/MA	EtOH中的胺浓度(mol/L)
					工作实施例1	EDA	2.0mL	2	1.5
工作实施例2	DETA	3.8mL	2	1.2

工作实施例的制备和测试

结网以商品名DELNET R0412-10PR从德星科技公司(Delstar Technologies)购得。据报告，结网具有60g/m²的基重。结网包括基本上垂直于彼此取向的两组长丝，以形成大致矩形的通孔(开口)阵列，每个通孔具有1.7mm×0.7mm的大致尺寸。将压敏粘合剂前体(涂覆溶液)施涂到结网的两侧上，并且将溶剂干燥以在结网的每一侧上留下(基于丙烯酸的)PSA，在每一侧上大约30g/m²的基重。将(EDA官能化的)工作实施例1吸附剂粒子手动喷洒到结网的两侧上，使得吸附剂粒子粘附到存在于结网的主表面上的PSA。以大约116g/m²的基重提供吸附剂(包括两侧上的吸附剂粒子)。类似地，将(DETA官能化的)工作实施例2吸附剂粒子手动喷洒到结网的两侧上，使得吸附剂粒子粘附到存在于结网的主表面上的PSA。以大约138g/m²的基重提供吸附剂(包括两侧上的吸附剂粒子)。

在50％的相对湿度和24LPM气流(50ft/min的面速度)下针对百万分之十(按照体积计)的测试用甲醛对每个工作实施例1和工作实施例2空气过滤器样品进行甲醛捕获效率测试。通过在50％湿气流中加热多聚甲醛溶液来生成甲醛。使用来自加利福尼亚州分析仪器公司(California Analytical Instruments)的光声检测器来测量甲醛浓度。甲醛捕获效率通过效率％＝100*(1-C_下游(过滤器在使用中)/C_下游(过滤器不在使用中))计算，其中C为流动气流中甲醛的浓度。图9呈现了(对于每个空气过滤器/吸附剂样品)甲醛捕获效率随时间变化的曲线图。

从甲醛捕获效率曲线图中，获得95％甲醛穿透(breakthrough)下的总甲醛装载容量。这通过使用标准拟合方法将一条线拟合到曲线图，并且当甲醛捕获效率下降至5％时将线外推至x轴点来实现。然后计算线下面的面积，乘以甲醛的质量流速并除以过滤器面积，以获得甲醛容量(以每平方米过滤器面积吸附的甲醛克数报告)。数据汇总在表2中。

在表2中，测试面积为圆形过滤器样品(直径为1.75英寸(0.0445m))的二维横截面面积。甲醛效率为吸附剂暴露于甲醛5分钟后吸附剂捕获甲醛的效率。甲醛容量为从上述过程获得的95％甲醛穿透下的甲醛装载容量。吸附剂重量为每单位面积的过滤器样品中吸附剂的装载量。吸附剂容量为甲醛容量除以吸附剂重量，使得吸附剂容量报告为单位质量所用的吸附剂捕获的甲醛质量(以百分比为单位)。

表2

本申请通过引用并入标题为“用于醛的聚合物吸附剂”的案卷号为79540US002的美国临时专利申请xx/xxxxxx中。与各种比较例(包括活性碳)相比，该申请含有许多其中制备并测试了多种聚合物吸附剂的工作实施例。虽然为简明起见在本文件中未复制那些工作实施例，但是79540US002专利申请中的那些工作实施例聚合物吸附剂的表征将导致技术人员期望：如果以本文公开的方式将这些材料设置在任何合适的过滤器支撑体上，则这些工作实施例吸附剂所显示的特性(尤其是增强的吸附甲醛的能力)将会类似地表现出来。

提供上述实施例只是为了清楚地理解本发明，而不应被理解为不必要的限制。在实施例中所描述的测试和测试结果旨在为例示性而非预测性的，且测试过程的变化可预计得到不同的结果。实施例中所有定量值均应理解为根据所使用过程中所涉及的通常所知公差的近似值。

对于本领域的技术人员将显而易见的是，本文所公开的具体示例性元件、结构、特征、细节、配置等在许多实施方案中可修改和/或组合。本发明人预期所有此类变型和组合均在所构思发明的范围内，而不仅仅是被选择充当示例性图示的那些代表性设计。因此，本发明的范围不应限于本文所述的特定说明性结构，而应至少扩展至由权利要求书的语言所描述的结构以及这些结构的等同形式。本说明书中正面引用的作为替代方案的任何元件可根据需要以任何组合明确地包括于权利要求书中或从权利要求书排除。以开放式语言(例如，包括和由其衍生)引用到本说明书中的任何元件或元件的组合被认为是以封闭式语言(例如，由……组成和由其衍生)并且以部分封闭式语言(例如，基本上由……组成和由其衍生)另外地引用。虽然本文可能已经讨论了各种理论和可能的机理，但在任何情况下都不应将此类讨论用于限制可受权利要求书保护的主题。如果在所写的本说明书和以引用方式并入本文的任何文献中的公开内容之间存在任何冲突或矛盾，则将以所写的本说明书为准。

Claims

1.一种空气过滤器，包括支撑聚合物吸附剂粒子的过滤器支撑体，其中所述聚合物吸附剂包括以下物质的反应产物：

a)具有羧酸基团的水解的二乙烯基苯/马来酸酐聚合物材料；以及

b)具有至少两个式-NHR的氨基基团的含氮化合物

其中R为氢或烷基，并且其中所述含氮化合物以离子键附接到所述水解的二乙烯基苯/马来酸酐聚合物材料；

并且其中所述聚合物吸附剂以多孔粒子的形式存在。

2.根据权利要求1所述的空气过滤器，其中所述过滤器支撑体包括在其上设置有至少一些聚合物吸附剂粒子的至少一个主表面的基底。

3.根据权利要求2所述的空气过滤器，其中所述聚合物吸附剂粒子在所述基底的主表面上基本上作为单层存在。

4.根据权利要求1所述的空气过滤器，其中所述过滤器支撑体包括具有设置在其主表面上的聚合物吸附剂粒子和/或具有设置在所述材料内部的至少在邻近所述材料的主表面的位置中的聚合物吸附剂粒子的多孔的透气材料。

5.根据权利要求4所述的空气过滤器，其中所述聚合物吸附剂粒子设置在所述多孔的透气材料的整个内部。

6.根据权利要求1所述的空气过滤器，其中所述空气过滤器基本上由所述过滤器支撑体组成。

7.根据权利要求1所述的空气过滤器，其中所述过滤器支撑体包括片状材料，所述片状材料表现出主平面并且表现出小于约3mm的厚度并且被构造成允许气流至少在大致垂直于所述片状材料的主平面的方向上流过所述过滤器支撑体。

8.根据权利要求1所述的空气过滤器，其中所述过滤器支撑体包括具有以粘合方式附接到其上的至少一些聚合物吸附剂粒子的主表面的结网。

9.根据权利要求1所述的空气过滤器，其中所述过滤器支撑体包括表现出内部的纤维幅材，并且其中所述聚合物吸附剂粒子设置在所述幅材的内部的至少部分内。

10.根据权利要求9所述的空气过滤器，其中所述聚合物吸附剂粒子设置在所述纤维幅材的整个内部。

11.根据权利要求9所述的空气过滤器，其中所述幅材为非织造纤维幅材。

12.根据权利要求11所述的空气过滤器，其中所述非织造纤维幅材为熔喷幅材或纺粘幅材。

13.根据权利要求9所述的空气过滤器，其中所述纤维幅材的至少一些纤维各自粘结到至少一种聚合物吸附剂粒子。

14.根据权利要求1所述的空气过滤器，其中所述过滤器支撑体为多层的透气组件的一层。

15.根据权利要求14所述的空气过滤器，其中所述多层透气组件包括至少一层，所述至少一层与所述过滤器支撑体不是同一层且其为表现出小于50的渗透百分比的粒子过滤层。

16.根据权利要求15所述的空气过滤器，其中所述粒子过滤层包含驻极体部分。

17.根据权利要求1所述的空气过滤器，其中所述过滤器支撑体为表现出小于50的渗透百分比的过滤介质。

18.根据权利要求1所述的空气过滤器，其中所述过滤器支撑体为折叠的。

19.根据权利要求1所述的空气过滤器，其中所述空气过滤器为被构造成被插入空气处理设备的空气过滤器接收器中的框架式空气过滤器，所述空气处理设备选自强制空气加热单元、强制空气冷却单元、强制空气加热/冷却单元、室内空气净化器和用于机动车辆的舱室空气过滤单元。

20.根据权利要求1所述的空气过滤器，其中所述过滤器支撑体包括具有其内设置有吸附剂粒子的通孔的蜂窝结构。

21.根据权利要求1所述的空气过滤器，其中所述过滤器支撑体提供过滤式面罩呼吸器的层。

22.根据权利要求21所述的空气过滤器，其中所述过滤式面罩呼吸器选自平折呼吸器和模制呼吸器。

23.根据权利要求1所述的空气过滤器，其中所述过滤器支撑体包括具有其内设置有聚合物吸附剂粒子的内部且具有至少一个空气入口和至少一个空气出口的容器。

24.根据权利要求23所述的空气过滤器，其中所述过滤器支撑体包括过滤器滤筒。

25.根据权利要求24所述的空气过滤器，其中所述过滤器滤筒被构造成与个人保护装置一起使用，所述个人保护装置选自半面负压呼吸器、全面负压呼吸器、逃生罩和动力空气净化呼吸器。

26.根据权利要求1所述的空气过滤器，其中所述聚合物吸附剂粒子存在于颗粒中，所述颗粒还包含至少一种粘结剂。

27.一种从空气中捕获醛中的至少一些的方法，所述方法包括：

定位空气过滤器，所述空气过滤器包括包含根据权利要求1所述的聚合物吸附剂粒子的过滤器支撑体，使得所述聚合物吸附剂粒子暴露于所述空气，以及，

将存在于所述空气中的所述醛中的至少一些吸附到所述聚合物吸附剂粒子上

其中所述醛具有式(I)

R₂-(CO)-H

(I)

其中R₂为氢、烷基、乙烯基或芳基，并且其中式(I)的所述醛的分子量不大于200克/摩尔。

28.根据权利要求27所述的方法，其中所述过滤器支撑体表现出主表面，并且其中所述空气以气流的形式存在，所述气流在与所述过滤器支撑体的所述主表面的平面至少大致成直线的方向上移动。

29.根据权利要求27所述的方法，其中所述过滤器支撑体允许气流穿过其中，并且其中所述空气以气流的形式存在，所述气流在至少大致垂直于所述过滤器支撑体的主表面的方向上穿过所述过滤器支撑体的至少一部分。

30.一种制备空气过滤器的方法，所述空气过滤器包括包含聚合物吸附剂粒子的过滤器支撑体，所述方法包括：

(a)提供二乙烯基苯/马来酸酐前体聚合物材料；

(b)使所述二乙烯基苯/马来酸酐前体聚合物材料水解以形成具有羧酸基团的水解的二乙烯基苯/马来酸酐聚合物材料；以及

c)使所述水解的二乙烯基苯/马来酸酐聚合物材料与具有至少两个式-NHR(其中R为氢或烷基)的氨基基团的含氮化合物反应以形成所述多孔的聚合物吸附剂粒子，其中所述聚合物吸附剂具有离子附接的含氮基团，并且其中所述聚合物吸附剂粒子是多孔的；以及，

(d)在过滤器支撑体上支撑所述聚合物吸附剂粒子。