CN112384297B - 吸附醛和酮的溶胶-凝胶材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种吸附性多孔溶胶‑凝胶材料，其至少包含‑氧化硅烷；‑具有高于100℃的沸腾温度的无机酸和/或有机酸；‑通式(I)的分子探针或其一种盐，其中R1、R2、R3、R4、R5、R6分别表示氢原子、(C1‑C6)烷基、(C3‑C7)环烷基、烷基‑(C3‑C7)环烷基；其中Z表示选自(C1‑C16)烷基、(C2‑C16)烯基、(C2‑C16)炔基、(C1‑C16)卤代烷基、芳基、芳氧基、碳环基或芳基‑(C1‑C16)烷基的联接基团。
Description
技术领域
本发明涉及一种吸附醛和酮的溶胶-凝胶材料、其制备方法、其用途和使用该材料的空气净化装置。
背景技术
醛是最丰富的家庭化学污染物之一。它的来源众多。特别地，它们可能与外部产生过程有关，例如甲烷的光氧化。然而，醛释放的主要来源在家庭内部，并且种类繁多：用于制造刨花板、碎料板和胶合板的树脂和胶、纺织品涂料、墙纸、油漆、皮革、用作注入墙壁和隔板的隔热材料的尿素甲醛绝缘泡沫。
甲醛也是防腐剂、消毒剂和脱水剂。这就是为什么它在医院中广泛用作外科器械消毒的溶剂，而且在实施尸体处理(thanatopraxy)的殡葬服务行业中也是如此。
考虑到这些化学污染物对公共健康的有害影响，似乎有必要通过降低醛含量(特别是甲醛)，并通过提供新的去污染装置来确保住宅建筑物中的环境空气净化。
通过使用吸附材料的吸附来处理和净化空气是众所周知的。这是一种表面现象，借此，空气污染物(例如原子、离子或分子(吸附物))会将其自身附着到吸附材料的固体表面上。这种附着可以是：
-物理的，涉及所吸附的化学物质和吸附剂之间的范德华力型的弱键，
-或化学的，涉及高结合能，例如吸附的化学物质和吸附剂之间的共价键、离子键或金属键。
相反的现象，借此，例如由于温度升高或压力降低而使吸附在表面上的分子脱离表面，被称为解吸。
通过将能够捕集污染物的探针分子附着到该材料上并保留它而不使其降解，可以制造材料吸附剂。该材料通常是多孔的，优选是多微孔的，甚至更优选是纳米多孔的，具有大的比表面积。探针分子通常通过浸渍沉积在材料上，以促进材料多孔结构中的表面现象。
根据文献FR 2890745，已知用于除去醛，更准确地说，除去甲醛的多孔材料是包含至少一种醛反应性官能团的金属氧化物的纳米多孔基质。该探针分子是烯氨酮类和相应的成对3-二酮/胺、亚胺和肼，或衍生自这些化合物的盐。
然而，已经观察到这些材料在潮湿或甚至炎热环境中显示出其机械强度的降低和探针分子的迁移。因此，在潮湿环境中(相对湿度(RH)约为60-80％或更高)，这些材料会变脆并碎裂。此外，探针分子倾向于从多孔材料中逸出并释放到其环境中，材料由此失去了捕集污染物的能力。
发明内容
因此，本发明试图解决上述全部或部分缺点，特别是提出了一种制备多孔吸附材料的方法，该材料具有提高的机械强度，并且探针分子在炎热环境(例如在约80％相对湿度)中没有迁移，同时有利地减少了材料中探针分子的数量。
出乎意料地，发明人已经证明可以使用某些有机酸和探针分子来制备纳米多孔溶胶-凝胶材料，该材料吸附醛和酮以克服上述缺点。
本发明提供了至少一种如下所述的确定的优点：
-通过吸附污染物，确定地且不可逆地从环境空气中捕集污染物；而使用常规的吸附材料，例如特别是沸石或活性炭，污染物可能被释放；
-将探针分子附着在溶胶-凝胶材料中，并防止该探针分子迁移到环境空气中，尤其是在炎热或高湿度环境中(例如，相对湿度约为60-80％)；
-在炎热或高湿度条件下提高材料的机械强度；和
-提供一种具有相似捕集性能的材料，其中附着在该材料中的探针分子的量减少。
通过阅读下面的描述和实例，本发明的其他优点和特征将清楚地显现出来，其仅出于说明目的而给出，而不是穷举性的。
为此，本发明利用了一种制备多孔溶胶-凝胶吸附材料的方法，该方法包含以下连续步骤：
i)制备一种含水组合物，其至少包含
-烷氧基硅烷型的溶胶-凝胶前体；
-沸点高于100℃的无机酸和/或有机酸；
-具有通式(I)或其盐之一的探针分子
其中R1、R2、R3、R4、R5、R6独立地表示氢原子、(C1-C6)烷基、(C3-C7)环烷基或烷基-(C3-C7)环烷基；
其中Z表示选自(C1-C16)烷基、(C2-C16)烯基、(C2-C16)炔基、(C1-C16)卤代烷基、芳基、芳氧基、碳环基和芳基-(C1-C16)烷基的联接基团；
ii)浇铸步骤i)中获得的组合物，并在高于20℃的温度下进行热处理，以便发生水解/缩合反应；
iii)干燥所得的溶胶-凝胶吸附材料。
通常，溶胶-凝胶方法使用式M(OR)xR'n-x的金属醇盐作为前体，其中M是金属，特别是硅，R是烷基，R'是带有一个或多个官能团的基团，其中n＝4，x可以在2至4之间变化。在水的存在下，烷氧基(R-O)水解为硅醇基(Si-OH)。这些缩合形成硅氧烷键(Si-O-Si-)。这是水解/缩合反应。
根据本发明的制备多孔吸附剂溶胶-凝胶材料的方法使用烷氧基硅烷型溶胶-凝胶前体。该烷氧基硅烷型溶胶-凝胶前体优选地选自原硅酸四甲酯(TMOS)、甲基三甲氧基硅烷(MTMS)、四乙氧基硅烷(TEOS)、甲基三乙氧基硅烷(MTES)、二甲基二甲氧基硅烷及其混合物，优选原硅酸四甲酯，也称为四甲氧基硅烷。
步骤i)中的凝胶合成有利地使用四甲氧基硅烷，或四甲氧基硅烷与至少一种其他有机硅前体的混合物进行，有机硅前体选自苯基三甲氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、氟烷基三甲氧基硅烷、氟烷基三乙氧基硅烷、氯烷基三甲氧基硅烷、氯烷基三乙氧基硅烷、烷基三甲氧基硅烷、烷基三乙氧基硅烷、氨基丙基三乙氧基硅烷及其混合物。
步骤i)中的凝胶合成优选使用四甲氧基硅烷，或四甲氧基硅烷与至少一种其他有机硅前体的混合物进行，有机硅前体选自氯代烷基三甲氧基硅烷、氯代烷基三乙氧基硅烷、氨基丙基三乙氧基硅烷及其混合物。
步骤i)中的凝胶合成优选使用四甲氧基硅烷，或四甲氧基硅烷与至少一种其他有机硅前体的混合物进行，有机硅前体选自氯丙基三甲氧基硅烷、氯丙基三乙氧基硅烷、(C3-C10)烷基三甲氧基硅烷、(C3-C10)烷基三乙氧基硅烷、氨基丙基三乙氧基硅烷及其混合物。
更优选地，步骤i)中的凝胶合成使用四甲氧基硅烷，或四甲氧基硅烷与至少一种其他有机硅前体的混合物进行，有机硅前体选自丙基三甲氧基硅烷、丙基三乙氧基硅烷、氯丙基三甲氧基硅烷、氯丙基三乙氧基硅烷、丙基三甲氧基硅烷、氨基丙基三乙氧基硅烷及其混合物。
更优选地，步骤i)中的凝胶合成使用四甲氧基硅烷，或四甲氧基硅烷与至少一种其他有机硅前体的混合物进行，有机硅前体选自氯丙基三甲氧基硅烷和氨基丙基三乙氧基硅烷，甚至更优选地，选自(3-氯丙基)三甲氧基硅烷(CITMOS)和(3-氨基丙基)三乙氧基硅烷(APTES)。
还更优选地，步骤i)使用四甲氧基硅烷，或四甲氧基硅烷与(3-氯丙基)三甲氧基硅烷(CITMOS)的混合物，或四甲氧基硅烷与(3-氨基丙基)三乙氧基硅烷(APTES)的混合物进行。
根据本发明的制备多孔溶胶-凝胶吸附材料的方法使用通式(I)的探针分子或其一种盐。
为了本发明的目的，“(C1-C6)烷基”基团应理解为直链或支链的饱和单价烃链，含有1至6个，优选1至4个碳原子。实例包括甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、戊基和己基。
为了本发明的目的，“(C3-C7)环烷基”基团应理解为含有3至7个环碳原子的环状饱和烃链。实例有环丙基、环戊基、环己基和环庚基。
为了本发明的目的，“烷基-(C3-C7)环烷基”应理解为如上定义的(C3-C7)环烷基，通过如上定义的(C1-C6)烷基链连接至分子的其余部分。
为了本发明的目的，“(C1-C16)烷基”基团应理解为直链或支链的饱和单价烃链，包含1至16个，优选1至10个，更优选1至8个碳原子。
为了本发明的目的，“(C2-C16)烯基”基团应理解为直链或支链的单价烃链，含有至少一个双键并包含2至16个碳原子。实例包括乙炔基或烯丙基。
为了本发明的目的，“(C2-C16)炔基”基团应理解为直链或支链的单价烃链，含有至少一个三键并包含2至16个碳原子。实例包括乙炔基或丙炔基。
为了本发明的目的，“(C1-C16)卤代烷基”应理解为如上定义的(C1-C16)烷基，其中一个或多个氢原子被如下定义的卤素原子代替。特别地，它可以是CF3基团。
为了本发明的目的，“卤素原子”是指氟、氯、溴或碘原子。
为了本发明的目的，“芳基”应理解为芳族烃基，优选含有6至10个碳原子，并包含一个或多个相邻的环，诸如，例如苯基或萘基。有利地，它是苯基。
为了本发明的目的，术语“芳氧基”是指通过至少一个氧原子与分子的其余部分键合的如上定义的任何芳基。特别地，它可以是苯氧基。
为了本发明的目的，“碳环”应理解为包含3至12个碳原子的饱和、不饱和或芳族单环或多环烃体系。该多环体系包含至少2个，特别是2或3个连接或桥接的环。单环或多环体系的每个环有利地包含3至8个，特别是4至7个，尤其是5或6个碳原子。实例是金刚烷基、环己基、环戊基、环丙基、环己烯基、苯基、萘基。
为了本发明的目的，“芳基-(C1-C6)烷基”应理解为通过如上定义的(C1-C6)烷基链与分子其余部分连接的如上定义的芳基。一个例子是苄基。
优选地，根据本发明的用于制备多孔溶胶-凝胶吸附材料的方法使用通式(I)的探针分子，其中R1、R2、R3、R4、R5、R6表示氢原子或(C1-C6)烷基。
优选地，根据本发明的用于制备多孔溶胶-凝胶吸附材料的方法使用通式(I)的探针分子，其中Z表示(C1-C16)烷基，优选为(C1-C10)烷基，或C4、C6或C8烷基。
优选地，根据本发明的用于制备多孔溶胶-凝胶吸附材料的方法使用通式(I)的探针分子，其中Z表示芳基或芳基-(C1-C6)烷基。
优选地，根据本发明的用于制备多孔溶胶-凝胶吸附材料的方法使用通式(I)的探针分子，其中R1、R2、R3、R4、R5、R6表示氢原子或(C1-C6)烷基，而Z表示(C1-C16)烷基，优选为(C1-C10)烷基，或C4、C6或C8烷基。
优选地，根据本发明的用于制备多孔溶胶-凝胶吸附材料的方法使用通式(I)的探针分子，其中R1、R2、R3、R4、R5、R6表示氢原子或(C1-C6)烷基，而Z表示芳基或芳基-(C1-C6)烷基。
根据本发明，可以将通式(I)的探针分子的不同基团进行结合。
优选地，根据本发明的用于制备多孔溶胶-凝胶吸附材料的方法使用探针分子或其盐，其为
-己二酸二酰肼(C6H14N4O2)，
-癸二酸二酰肼(C10H22N4O2)，
-对苯二甲酸二酰肼(C8H10N4O2)。
由于探针分子的胺官能团是碱性官能团，它可以呈盐的形式。该盐特别包括探针分子的酸加成盐。
根据本发明的吸附性多孔溶胶-凝胶材料的制造方法允许在探针分子的制备过程中(即原位或一锅法)引入探针分子，而不是通过浸渍引入，即不是通过使液体与固体或半固体接触。有利地，这是单位合成(monotope synthesis)型的步骤i)中的凝胶合成。单位合成或一锅法合成通常是化学合成，其中试剂在单一反应混合(例如单一反应器)中经历多个反应。换句话说，在无机酸和/或有机酸和水以及可能的极性有机溶剂的存在下，用烷氧基硅烷型溶胶-凝胶前体(例如四甲氧基硅烷，或四甲氧基硅烷和其他有机硅前体的混合物)和探针分子在单一步骤中进行合成。这意味着在完成溶胶-凝胶材料的制造之后，探针分子不会浸渍在溶胶-凝胶材料上，而是在溶胶-凝胶的制备过程中与材料的紧密结合。有利地，探针分子与烷氧基硅烷型溶胶-凝胶前体的结合在液态或半液态下进行。
有利地，使用单位合成的根据本发明方法节省时间并增加总化学产率。
与通过浸渍的方法相比，根据本发明的吸附性多孔溶胶-凝胶材料的制造方法有利地减少了探针分子的量。因此避免了通过浸渍方法使比表面饱和。
应当指出的是，根据本发明的制备多孔溶胶-凝胶吸附材料的方法不是使用探针分子的浸渍或浸入的方法。
在一个实施例中，根据本发明的多孔溶胶-凝胶吸附材料既不含沸石也不含活性炭。
当使用四甲氧基硅烷和其他有机硅前体的混合物时，四甲氧基硅烷/其他有机硅前体的摩尔比可以在1/0.01至1/0.2之间变化，优选在1/0.01至1/0.04之间变化。
根据本发明的方法的步骤i)中使用的含水组合物包含的烷氧基硅烷前体/探针分子摩尔比范围在1/0.1至1/0.001，优选1/0.08至1/0.002，更优选1/0.075至1/0.010，特别是比率等于1/0.05或1/0.015。
根据本发明的方法的步骤i)中使用的含水组合物包含的TMOS/探针分子摩尔比范围在1/0.1至1/0,001，优选1/0.08至1/0.002，更优选1/0.075至1/0.010，特别是比率等于1/0.05或1/0.015。
步骤i)中的凝胶合成有利地在含水介质中，在无机酸和/或有机酸的存在下进行，酸的沸点大于或等于100℃，优选大于或等于150℃，更优选大于或等于180℃，特别地，根据本发明的方法使用的酸是具有高非挥发性的酸。
步骤i)中的凝胶合成有利地在含水介质中，在酸，优选pKA至多3.5，优选至多2.8的酸的存在下进行。
酸优选是选自氨基磺酸、磷酸、对甲苯磺酸、对羟基苯甲酸及其混合物的无机酸和/或有机酸。
特别地，本发明方法中使用的酸是弱吸湿性酸。
当合成在酸性介质中进行时，当探针分子，特别是其胺基与醛和/或酮反应时，有可能获得溶胶-凝胶基质的更好的颜色性能。当含水介质的pH小于3，优选小于2，更优选小于2.5，更优选小于2.2，甚至更优选小于1.8时，获得良好的性能。
步骤i)中的凝胶合成在含水介质中进行。有利地，含水介质是水，或水与可能的极性有机溶剂的混合物。极性有机溶剂可以是质子有机溶剂，优选C1-C6脂族醇，更优选甲醇或乙醇。取决于所使用的有机硅前体，本领域技术人员将能够容易地确定水和可能的极性有机溶剂的必要量。
该方法包括步骤ii)，其浇铸步骤i)中获得的含水组合物。例如，它涉及将该组合物，优选液体或半液体，沉积或倾倒到赋予其形状的容器中。
该方法包括步骤iii)，其包括干燥在步骤ii)之后获得的溶胶-凝胶材料。该步骤涉及蒸发材料中所含的水。这可以在室温下，在加热或不加热下，在几天的延长时间内完成。
根据本发明方法的一个实施例，除了包括干燥的步骤iii)之外，它还包括步骤iv)，该步骤iv)涉及烧制溶胶-凝胶材料。在制备溶胶-凝胶吸附材料之后，处理(cook)溶胶-凝胶吸附材料的这个另外的步骤可以在50至150℃，优选60至80℃，特别是70℃的温度下进行。
本发明的另一个目的是通过本发明的方法可能获得的材料。
本发明的另一个目的是获得一种多孔溶胶-凝胶吸附材料，其至少包含
-氧化硅烷；
-沸腾温度大于100℃的无机酸和/或有机酸；
-具有以下通式(I)的探针分子
其中R1、R2、R3、R4、R5、R6独立地表示氢原子、(C1-C6)烷基、(C3-C7)环烷基或烷基-(C3-C7)环烷基；
并且其中Z表示选自(C1-C16)烷基、(C2-C16)烯基、(C2-C16)炔基、(C1-C16)卤代烷基、芳基、芳氧基、碳环基和芳基-(C1-C16)烷基的联接基团。
上面关于本发明的方法以及涉及酸和探针分子的描述同样适用于本发明的材料。类似地，以上关于烷氧基硅烷型溶胶-凝胶前体的描述同样适用于根据本发明的材料的氧化硅烷。
在本文的其余部分中，根据本发明的术语“材料”无差别地用于指根据本发明的多孔溶胶-凝胶吸附材料，或可通过根据本发明的方法获得的材料。根据本发明的材料也称为硅酸盐溶胶-凝胶基质，即由式M(OR)xR'n-x(其中M为Si)的金属醇盐获得的溶胶-凝胶基质。
根据本发明的材料的氧化硅烷是在根据本发明的方法和上述方法中进行的烷氧基硅烷型溶胶-凝胶前体的水解/缩合反应之后获得的那些。根据本发明材料的氧化硅烷通常是聚硅氧烷，其是在烷氧基硅烷型溶胶-凝胶前体的水解/缩合反应之后获得的。
根据本发明的吸附性多孔溶胶-凝胶材料可以是圆柱形颗粒的形式，其比率为L/D＞1，其中L是颗粒的长度，D是颗粒的直径。
本发明还涉及本发明的材料或可通过本发明的方法获得的材料用于捕获醛和/或酮的用途，特别地，该醛选自甲醛、乙醛、丙醛、丁醛、丙烯醛、戊醛、己醛、苯甲醛及其混合物。
醛是指具有末端羰基官能团的任何有机分子，优选地选自甲醛、乙醛、丙醛、丁醛、丙烯醛、戊醛、己醛和苯甲醛。
本发明还涉及使用根据本发明的材料，或通过根据本发明的方法可获得的材料的空气净化装置。
当受污染的空气穿过根据本发明的多孔吸附剂溶胶-凝胶材料时，污染物与探针分子反应形成分子量更高的第三化学实体，其将保持被捕集在包括特定吸附材料的过滤介质的纳米多孔网络中。与其他吸附剂不同，这种特定的吸附材料通过污染物的不可逆化学转化进行确定的捕集。不受任何理论的束缚，例如当醛或酮与探针分子的氨基接触时，羰基与胺基反应以产生亚胺基。一般而言，该第一反应不会产生任何着色。在孔中存在高浓度的氨基化合物和污染物时，这会引起进一步的反应，从而导致有色产物。作为一个实例，当根据本发明的基质暴露于甲醛或丙酮时，在饱和时获得黄-橙色，而有苯甲醛时获得红棕色。
当污染物较大时(例如苯甲醛)，溶胶-凝胶材料的多孔性允许醛/酮在基质中快速扩散，以便捕集它们，并使它们与探针分子的氨基反应，并获得饱和时的颜色变化。
根据本发明的材料通常是多孔的，优选多微孔的，更优选纳米多孔的或介孔的，具有大的比表面积。
根据本发明的纳米多孔溶胶-凝胶材料的特征特别在于它们具有15±2至900±100m2.g-1，优选150±20m2.g-1至900±100m2.g-1的比吸附表面积，有利地，根据本发明的微孔溶胶-凝胶材料还具有500±50m2.g-1至900±100m2.g-1，优选650±70m2.g-1至900±100m2.g-1，甚至更优选750±70m2.g-1至900±100m2.g-1的比吸附表面积。根据本发明的介孔溶胶-凝胶材料有利地具有15±2至400±40m2.g-1，甚至更优选150±20m2.g-1至300±50m2.g-1的比吸附表面积。通过使用DFT(密度泛函理论)模型对液氮吸附-解吸等温线进行分析来确定比表面积和孔径分布。
因此，根据本发明的材料使得可以消除有害污染物，例如甲醛，这是常规吸附材料无法或难以消除的分子。
在一个实施例中，根据本发明的特定吸附材料可包含金属氧化物的纳米多孔溶胶-凝胶基质，该基质含有至少一种探针分子，该探针分子携带至少一种能够与醛官能团反应的反应性官能团。
根据本发明，柱材(cartridge)的去污/过滤性能特别地由以下参数确定：-吸附剂或常规吸附材料与特定吸附材料之间的质量比例，
-特定吸附材料的比表面积，
-特定吸附材料的形状，
-吸附剂或常规吸附材料的物理和化学特征。
下列实例说明本发明，但不限制其范围。
具体实施方式
实例
实例1：掺杂有己二酸二酰肼和氨基磺酸的TMOS基质(TMOS MATRIX)(配方E1)。
试剂：己二酸二酰肼(CAS号1071-93-8，摩尔质量＝174.2g.mol-1，纯度98％)，TMOS(CAS号：681-84-5，摩尔质量＝152.2g.mol-1，密度d＝1.023mg.cm-3)，磺酸(CAS号5329-14-6，摩尔质量＝97.1g g.mol-1，工业级纯度)。一种具有直径为6mm、深度为10mm的圆柱轴的塑料蜂窝模具。
V(TMOS)＝1,463mL
V(H2O)＝2,927mL
己二酸二酰肼＝90.5g(0.12M)
氨基磺酸＝51.2g(0.12M)
V(总计)＝4,390mL
操作步骤：将90.5g己二酸二酰肼和51.2g氨基磺酸置于5,000mL瓶中，并加入2,927mL水。搅拌混合物直到己二酸二酰肼和氨基磺酸完全溶解。将水溶液置于恒温保持在25℃的5L双壳反应器中。加入1,463mL TMOS。将混合物放置在机械搅拌下。可以观察到两相的形成。将混合物搅拌直至其变得均匀(10分钟)。将混合物倒入装有蜂窝模具的PTFE盘(tray)中。将该盘置于恒温控制在40℃的干燥箱中。用流速为10L/min的氮气流(N2)刷过盘。一天或几天后停止干燥。
获得的干燥颗粒是半透明的。这些颗粒在70℃再焙烧4小时。
在该实例中，试剂TMOS/H2O/己二酸二酰肼/氨基磺酸的摩尔比等于1/16.5/0.052/0.054。
实例2：掺杂有己二酸二酰肼和氨基磺酸的TMOS基质(配方E2)。
试剂：己二酸二酰肼(CAS号1071-93-8，摩尔质量＝174.2g.mol-1，纯度98％)，TMOS(CAS号：681-84-5，摩尔质量＝152.2g.mol-1，密度d＝1.023mg.cm-3)，氨基磺酸(CAS号5329-14-6，摩尔质量＝97.1g g.mol-1，工业级纯度)。一种具有直径为6mm、深度为10mm的圆柱轴的塑料蜂窝模具。
V(TMOS)＝1,463mL
V(H2O)＝2,927mL
己二酸二酰肼＝30.2g(0.04M)
氨基磺酸＝17.1g(0.04M)
V(总计)＝4,390mL
操作步骤：将30.2g己二酸二酰肼和17.1g氨基磺酸置于5,000mL瓶中，并加入2,927mL水。搅拌混合物直到己二酸二酰肼和氨基磺酸完全溶解。将水溶液置于恒温保持在25℃的5L双壳反应器中。加入1,463mL TMOS。将混合物放置在机械搅拌下。可以观察到两相的形成。将混合物搅拌直至其变得均匀(10分钟)。将混合物倒入装有蜂窝模具的PTFE盘中。将该盘置于恒温控制在40℃的干燥箱中。用流速为10L/min的氮气流(N2)刷过盘。一天或几天后停止干燥。
获得的干燥颗粒是半透明的。这些颗粒在70℃下再焙烧24小时。
在该实例中，试剂TMOS/H2O/己二酸二酰肼/氨基磺酸的摩尔比等于1/16.5/0.017/0.018。
实例3：掺杂有己二酸二酰肼和磷酸的TMOS基质(配方E3)。
试剂：己二酸二酰肼(CAS号1071-93-8，摩尔质量＝174.2g.mol-1，纯度98％)，TMOS(CAS号：681-84-5，摩尔质量＝152.2g·mol-1，密度d＝1.023mg.cm-3)，磷酸(CAS号7664-38-2，摩尔质量＝98g.mol-1，纯度85％)。一种具有直径为6mm、深度为10mm的圆柱轴的塑料蜂窝模具。
V(TMOS)＝1,446mL
V(H2O)＝2,909mL
己二酸二酰肼＝90.5g(0.12M)
磷酸＝35.52mL(0.12M)
V(总计)＝4,390mL
操作步骤：将90.5g己二酸二酰肼和35.52mL磷酸置于5,000mL小瓶(vial)中，并加入2,909mL水。搅拌混合物直到己二酸二酰肼和氨基磺酸完全溶解。将水溶液置于恒温保持在25℃的5L双壳反应器中，加入1,446mL TMOS。将混合物放置在机械搅拌下。观察到形成两相。将混合物搅拌直至其变得均匀(10分钟)。将混合物倒入装有蜂窝模具的PTFE盘中。将该盘置于恒温控制在40℃的干燥箱中。用流速为10L/min的氮气流(N2)刷过盘。一天或几天后停止干燥。
获得的干燥颗粒是半透明的。这些颗粒在70℃下再焙烧24小时。
在该实例中，试剂TMOS/H2O/己二酸二酰肼/磷酸的摩尔比等于1/16.5/0.052/0.054。
实例4：掺杂有己二酸二酰肼和氨基磺酸的TMOS基质(配方E4)。
试剂：己二酸二酰肼(CAS号1071-93-8，摩尔质量＝174.2g.mol-1，纯度98％)，TMOS(CAS号：681-84-5，摩尔质量＝152.2g.mol-1，密度d＝1.023mg.cm-3)，MTMS(CAS号：1185-55-3，摩尔质量＝136.22g.mol-1，密度d＝0.955mg.cm-3)，氨基磺酸(CAS号5329-14-6，摩尔质量＝97.1g g.mol-1，工业级纯度)。一种具有直径为6mm、深度为10mm的圆柱轴的塑料蜂窝模具。
V(TMOS)＝1,028mL
V(MTMS)＝423mL
V(H2O)＝2,939mL
己二酸二酰肼＝90.5g(0.12M)
氨基磺酸＝51.2g(0.12M)
V(总计)＝4,390mL
操作步骤：将90.5g己二酸二酰肼和51.2g氨基磺酸置于5,000mL瓶中，并加入2,927mL水。搅拌混合物直到己二酸二酰肼和氨基磺酸完全溶解。将水溶液置于恒温保持在25℃的5L双壳反应器中。加入1,028mL TMOS和423mL MTMS。将混合物放置在机械搅拌下。观察到形成两相。将混合物搅拌直至其变得均匀(10分钟)。将混合物倒入装有蜂窝模具的PTFE盘中。将该盘置于恒温控制在40℃的干燥箱中。用流速为10L/min的氮气流(N2)刷过盘。一天或几天后停止干燥。
获得的干燥颗粒是半透明的。这些颗粒在70℃下再焙烧24小时。
在该实例中，试剂TMOS/H2O/己二酸二酰肼/氨基磺酸的摩尔比等于1/16.5/0.3/0.052/0.054。
实例5：掺杂有己二酸二酰肼和对甲苯磺酸的TMOS基质(配方E5)。
试剂：己二酸二酰肼(CAS号1071-93-8，摩尔质量＝174.2g.mol-1，纯度98％)，TMOS(CAS号：681-84-5，摩尔质量＝152.2g.mol-1，密度d＝1.023mg.cm-3)，对甲苯磺酸一水合物(CAS号6192-52-5，摩尔质量＝190.2g g.mol-1，纯度≥98％)。一种具有直径为6mm、深度为10mm的圆柱轴的塑料蜂窝模具。
V(TMOS)＝1,463mL
V(H2O)＝2,927mL
己二酸二酰肼＝45.25g(0.06M)
对甲苯磺酸一水合物＝52.9g(0.06M)
V(总计)＝4,390mL
操作步骤：将90.5g己二酸二酰肼和52.9g对甲苯磺酸一水合物置于5,000mL瓶中并加入2,927mL水。搅拌混合物直到己二酸二酰肼和对甲苯磺酸一水合物完全溶解。将水溶液置于恒温保持在25℃的5L双壳反应器中。加入1,463mL TMOS。将混合物放置在机械搅拌下。观察到形成两相。将混合物搅拌直至其变得均匀(10分钟)。将混合物倒入装有蜂窝模具的PTFE盘中。将该盘置于恒温控制在40℃的干燥箱中。用流速为10L/min的氮气流(N2)刷过盘。一天或几天后停止干燥。
获得的干燥颗粒是半透明的。这些颗粒在70℃下再焙烧24小时。
在该实例中，试剂TMOS/H2O/己二酸二酰肼/对甲苯磺酸一水合物的摩尔比等于1/16.5/0.026/0.027。
实例6：掺杂对苯二甲酸二酰肼和氨基磺酸的TMOS基质(配方E6)。
试剂：对苯二甲酸二酰肼(CAS号136-64-1，摩尔质量＝194.194g.mol-1)，TMOS(CAS号：681-84-5，摩尔质量＝152.2g.mol-1，密度d＝1.023mg.cm-3)，磺酸(CAS号5329-14-6，摩尔质量＝97.1g·mol-1，工业级纯度)。一种具有直径为6mm、深度为10mm的圆柱轴的塑料蜂窝模具。
V(TMOS)＝1,463mL
V(H2O)＝2,927mL
对苯二甲酸二酰肼＝25.58g(0.03M)
氨基磺酸＝25.58g(0.06M)
V(总计)＝4,390mL
操作步骤：将25.58g对苯二甲酸二酰肼和25.58g氨基磺酸置于5,000mL瓶中，并加入2,927mL水。搅拌混合物直到对苯二甲酸二酰肼和氨基磺酸完全溶解。将水溶液置于恒温保持在25℃的5L双壳反应器中。加入1,463mL TMOS。将混合物放置在机械搅拌下。观察到形成两相。将混合物搅拌直至其变得均匀(10分钟)。将混合物倒入装有蜂窝模具的PTFE盘中。将该盘置于恒温控制在40℃的干燥箱中。用流速为10L/min的氮气流(N2)刷过盘。一天或几天后停止干燥。
获得的干燥颗粒是半透明的。这些颗粒在70℃下再焙烧24小时。
在该实例中，试剂TMOS/H2O/对苯二甲酸二酰肼/氨基磺酸的摩尔比等于1/16.5/0.013/0.027。
实例7：掺杂有癸二酸二酰肼和氨基磺酸的TMOS基质(配方E7)。
试剂：癸二酸二酰肼(CAS号925-83-7，摩尔质量＝230.31g.mol-1)，TMOS(CAS号：681-84-5，摩尔质量＝152.2g.mol-1，密度d＝1.023mg.cm-3)，氨基磺酸(CAS号5329-14-6，摩尔质量＝97.1g g.mol-1，工业级纯度)。一种具有直径为6mm、深度为10mm的圆柱轴的塑料蜂窝模具。
V(TMOS)＝1,463mL
V(H2O)＝2,927mL
癸二酸二酰肼＝30.33g(0.03M)
氨基磺酸＝25.58g(0.06M)
V(总计)＝4,390mL
操作步骤：将30.33g癸二酸二酰肼和25.58g氨基磺酸置于5,000mL瓶中，并加入2,927mL水。搅拌混合物直到癸二酸二酰肼和氨基磺酸完全溶解。将水溶液置于恒温保持在25℃的5L双壳反应器中。加入1,463mL TMOS。将混合物放置在机械搅拌下。观察到形成两相。将混合物搅拌直至其变得均匀(10分钟)。将混合物倒入装有蜂窝模具的PTFE盘中。将该盘置于恒温控制在40℃的干燥箱中。用流速为10L/min的氮气流(N2)刷过盘。一天或几天后停止干燥。
获得的干燥颗粒是半透明的。这些颗粒在70℃下再焙烧24小时。
在该实例中，试剂TMOS/H2O/癸二酸二酰肼/氨基磺酸的摩尔比等于1/16.5/0.013/0.027。
测量配方E1至E7的捕集能力。
将待测试的材料暴露于浓度为约400ppbv的甲醛中(流速为4L/min)。这些条件是使用图1所示的ETHERA发生实验台(ETHERA generation bench)获得的。
在调节的温度和氮气流下，甲醛在渗透炉中产生。用干压缩空气和另一湿压缩空气(HR≈100％)流稀释含量为几ppmv量级的甲醛，以获得校准为400ppbv甲醛和50％湿度的空气流。然后将该气流分成三股气流，并送至采样罐B1、B2和B3。在通向B2和B3的线路上装有待研究材料的测试柱材。因此，有甲醛污染的气体在到达B2和B3罐之前，先通过柱材。
每天一次或两次从每个罐中采集气体样品，以测定通过每个罐的甲醛浓度。B1得到的值给出了测试柱材上游的甲醛浓度，而B2和B3得到的值给出了测试柱材下游的甲醛浓度。甲醛浓度使用Profil空气动力器(Profil'air Dynamic kit)方法测定。
对于每个测量点，测定柱材上游和下游的平均浓度，并将这些浓度转化为每分钟到达柱材上游，并从下游排出的甲醛质量。这两个值之间的差值测定了暴露每分钟后，所捕集的甲醛质量。
为了计算捕集的甲醛的量，假设每个测量点之间的捕获量随时间呈线性变化。绘制两点之间的对应线，并确定其方程。然后在两个测量点之间对该方程进行积分，以确定线下面积，从而确定在两个测量点之间捕集的甲醛的量。由此测定的面积总和表示在测试期间捕集的甲醛总量。
测定所得的每种多孔溶胶-凝胶材料(配方E1至E7)的捕集能力：
| 配方 | 捕集能力(mg/g) |
| E1 | 11.1 |
| E2 | 3.2 |
| E3 | 7.0 |
| E4 | 6.5 |
| E5 | 5.3 |
| E6 | 3.1 |
| E7 | 7.2 |
Claims (15)
1.一种制备多孔溶胶-凝胶吸附材料的方法，包含以下连续步骤：
i)制备一种含水组合物，其至少包含
-烷氧基硅烷型溶胶-凝胶前体；
-选自氨基磺酸、磷酸、对甲苯磺酸、对羟基苯甲酸及其混合物的酸；
-有通式(I)的探针分子或其一种盐
其中R1、R2、R3、R4、R5、R6独立地表示氢原子、C1-C6烷基、C3-C7环烷基或烷基-C3-C7环烷基；
其中Z表示选自C1-C16烷基、C2-C16烯基、C2-C16炔基、C1-C16卤代烷基、芳基、芳氧基、碳环基和芳基-C1-C16烷基的联接基团，
步骤i)中的合成在pH小于3的含水介质中进行；
ii)浇铸步骤i)中获得的组合物，并在高于20℃的温度下进行热处理，以便发生水解/缩合反应；
iii)干燥所得的溶胶-凝胶吸附材料。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述烷氧基硅烷前体选自原硅酸四甲酯(TMOS)、甲基三甲氧基硅烷(MTMS)、四乙氧基硅烷(TEOS)、甲基三乙氧基硅烷(MTES)、二甲基二甲氧基硅烷及其混合物。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述烷氧基硅烷前体为原硅酸四甲酯。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述探针分子或其盐是己二酸二酰肼(C6H14N4O2)、癸二酸二酰肼(C10H22N4O2)或对苯二甲酸二酰肼(C8H10N4O2)。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤i)中使用的含水组合物包含的烷氧基硅烷前体/探针分子的摩尔比为1/0.1至1/0.001的比率。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤i)中使用的含水组合物包含的烷氧基硅烷前体/探针分子的摩尔比为1/0.08至1/0.002的比率。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤i)中使用的含水组合物包含的烷氧基硅烷前体/探针分子的摩尔比为1/0.075至1/0.010的比率。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤i)中使用的含水组合物包含的烷氧基硅烷前体/探针分子的摩尔比等于1/0.05或1/0.015。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括烤制所述溶胶-凝胶材料的步骤iv)。
10.一种通过根据权利要求1所述的方法可获得的材料的用途，其用于捕获醛和/或酮。
11.根据权利要求10所述的用途，用于捕获醛，所述醛选自甲醛、乙醛、丙醛、丁醛、丙烯醛、戊醛、己醛、苯甲醛及其混合物。
12.一种空气净化装置，其使用通过根据权利要求1所述的方法可获得的材料。
13.一种酸的用途，所述酸选自氨基磺酸、磷酸、对甲苯磺酸、对羟基苯甲酸及其混合物，用于通过根据权利要求1所述的方法制备在约80％相对湿度的炎热环境下吸附醛和酮的多孔溶胶-凝胶材料。
14.一种多孔溶胶-凝胶吸附材料，其通过根据权利要求1所述的方法制备。
15.根据权利要求14所述的多孔溶胶-凝胶吸附材料，其特征在于，其为圆柱形颗粒的形式，比率为L/D＞1，其中L是所述颗粒的长度，D是所述颗粒的直径。
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Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101048445A (zh) * | 2004-10-08 | 2007-10-03 | 德古萨有限责任公司 | 聚醚官能的硅氧烷、含有聚醚硅氧烷的组合物以及它们的制备方法和用途 |
| CN101502748A (zh) * | 2009-02-12 | 2009-08-12 | 张文磊 | 甲醛清除除味剂 |
| CN101851335A (zh) * | 2010-05-26 | 2010-10-06 | 鲁东大学 | 双功能基修饰的硅胶吸附材料的制备方法及其在金属离子吸附中的应用 |
| JP2010235363A (ja) * | 2009-03-31 | 2010-10-21 | Clion Co Ltd | 多孔体、ガス浄化材およびこれらの製造方法 |
| JP2010253409A (ja) * | 2009-04-27 | 2010-11-11 | Toray Ind Inc | ガス吸着剤、それを用いた濾材及びエアフィルター |
| CN102405260A (zh) * | 2008-07-11 | 2012-04-04 | 法国原子能和替代能源委员会 | 单环芳香族化合物及其它污染物的纳米多孔检测器 |
| EP3045224A1 (en) * | 2013-09-13 | 2016-07-20 | Toray Industries, Inc. | Gas adsorbent, gas adsorbing sheet, and air filter |
| WO2016167258A1 (ja) * | 2015-04-14 | 2016-10-20 | 大阪ガスケミカル株式会社 | 臭気物質の吸着剤 |
| JP2020075123A (ja) * | 2018-11-06 | 2020-05-21 | 大阪ガスケミカル株式会社 | 臭気物質吸着剤 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100714328B1 (ko) * | 2003-01-27 | 2007-05-04 | 다이킨 고교 가부시키가이샤 | 도료 조성물 |
| FR2890745B1 (fr) | 2005-09-15 | 2007-11-30 | Commissariat Energie Atomique | Materiau nanoporeux d'aldehydes a transduction optique directe |
| CN105829486B (zh) * | 2013-12-24 | 2018-02-13 | 东亚合成株式会社 | 醛类气体吸附液及使用其的气体吸附性加工品 |
| FR3026020B1 (fr) * | 2014-09-24 | 2016-12-02 | Seb Sa | Dispositif de filtration pour appareil de purification d’air |
| US20180177906A1 (en) * | 2015-06-12 | 2018-06-28 | Toagosei Co., Ltd. | Ketone-based gas adsorbent, gas adsorbent composition, and deodorant processed goods |
| JP6747830B2 (ja) * | 2016-03-10 | 2020-08-26 | サカタインクス株式会社 | ラミネート用バリア性コーティング組成物及びラミネート用バリア性複合フィルム |
-
2018
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Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101048445A (zh) * | 2004-10-08 | 2007-10-03 | 德古萨有限责任公司 | 聚醚官能的硅氧烷、含有聚醚硅氧烷的组合物以及它们的制备方法和用途 |
| CN102405260A (zh) * | 2008-07-11 | 2012-04-04 | 法国原子能和替代能源委员会 | 单环芳香族化合物及其它污染物的纳米多孔检测器 |
| CN101502748A (zh) * | 2009-02-12 | 2009-08-12 | 张文磊 | 甲醛清除除味剂 |
| JP2010235363A (ja) * | 2009-03-31 | 2010-10-21 | Clion Co Ltd | 多孔体、ガス浄化材およびこれらの製造方法 |
| JP2010253409A (ja) * | 2009-04-27 | 2010-11-11 | Toray Ind Inc | ガス吸着剤、それを用いた濾材及びエアフィルター |
| CN101851335A (zh) * | 2010-05-26 | 2010-10-06 | 鲁东大学 | 双功能基修饰的硅胶吸附材料的制备方法及其在金属离子吸附中的应用 |
| EP3045224A1 (en) * | 2013-09-13 | 2016-07-20 | Toray Industries, Inc. | Gas adsorbent, gas adsorbing sheet, and air filter |
| WO2016167258A1 (ja) * | 2015-04-14 | 2016-10-20 | 大阪ガスケミカル株式会社 | 臭気物質の吸着剤 |
| JP2020075123A (ja) * | 2018-11-06 | 2020-05-21 | 大阪ガスケミカル株式会社 | 臭気物質吸着剤 |
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