CN116322938A - 用于从室内空气或机舱空气中去除氮氧化物的吸附剂材料 - Google Patents

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Abstract

在某些实施例中公开了用于从内部空气流中去除污染物诸如氮氧化物的系统，其可以包括吸附剂材料，所述吸附剂材料包括沸石和碱性金属氧化物。

Description

用于从室内空气或机舱空气中去除氮氧化物的吸附剂材料
相关申请的交叉引用
本申请要求于2020年10月22日提交的美国临时专利申请第63/104,347号的优先权的权益，其全部公开内容在本文中以全文引用的方式并入。
技术领域
本公开涉及用于空气净化的组合物、装置和方法。更具体地，本公开涉及吸附剂材料、装置和系统、它们的制备方法，以及它们用于从空气中去除气态污染物(诸如氮氧化物)的方法。
背景技术
传统的污染物处理系统和吸着剂材料面临许多挑战，包括改进长期性能、提高制造操作效率以及降低生产成本。许多吸着剂材料通常适于一种类型的吸附应用，而不能去除其它类型的污染物。诸如在建筑物和运载工具中的内部空气净化是一个实例，其中去除多种类型的污染物诸如氮氧化物是关键。仍然需要可以有效去除和保留污染物，特别是在环境条件下的污染物的装置、方法和组合物。
发明内容
以下呈现了对本公开的各个方面的简化概述，以提供对这些方面的基本理解。本发明内容并不是本公开的详尽综述。发明内容既不旨在标识本公开的关键或重要元素，也不旨在描绘本公开的特定实施方案的任何范围或权利要求的任何范围。发明内容的唯一目的是以简化形式呈现本公开的一些概念来作为稍后呈现的更详细描述的序言。
在本公开的一个方面，一种过滤装置，该过滤装置适用于在低于100℃的温度下从内部空气中去除和保留NO2，该过滤装置包含：基材；和涂覆在该基材上的吸附剂材料，该吸附剂材料包含沸石和碱性金属氧化物。
在某些实施例中，该基材由非金属和非陶瓷材料形成。在某些实施例中，该基材是泡沫基材或非织造聚合物基材。在某些实施例中，该基材是铝基材。
在某些实施例中，沸石包含选自由以下组成的组的沸石：AEI、BEA、BEC、CHA、EMT、FAU、FER、MFI及其组合。在某些实施例中，沸石包含BEA沸石。
在某些实施例中，碱性金属氧化物包含氧化锌、氧化铜或其组合。
在某些实施例中，内部空气是再循环空气。
在某些实施例中，β沸石的二氧化硅与氧化铝之比(SAR)为约200或更大。
在某些实施例中，β沸石的二氧化硅与氧化铝之比(SAR)为约300或更大。
在某些实施例中，按吸附剂材料的总重量计，氧化物以至少约5重量％的负载量存在。在某些实施例中，氧化物以约5重量％至约20重量％的负载量存在。
在某些实施例中，吸附剂材料进一步包含粘合剂。在某些实施例中，粘合剂是聚合物粘合剂，其选自由以下组成的组：聚乙烯、聚丙烯、聚烯烃共聚物、聚异戊二烯、聚丁二烯、聚丁二烯共聚物、氯化橡胶、丁腈橡胶、聚氯丁二烯、乙烯-丙烯-二烯弹性体、聚苯乙烯、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚丙烯腈、聚(乙烯酯)、聚(卤乙烯)、聚酰胺、纤维素聚合物、聚酰亚胺、丙烯酸树脂、乙烯基丙烯酸树脂、苯乙烯丙烯酸树脂、聚乙烯醇、热塑性聚酯、热固性聚酯、聚(苯醚)、聚(苯硫醚)、聚(四氟乙烯)、聚偏二氟乙烯、聚(氟乙烯)、乙烯-三氟氯乙烯共聚物、聚酰胺、酚醛树脂、聚氨酯、丙烯酸/苯乙烯丙烯酸共聚物胶乳、硅氧烷聚合物，及其组合。在某些实施例中，粘合剂包含氧化铝或氧化锆粘合剂。
在某些实施例中，吸附剂材料进一步包含硅胶、活性炭、活性氧化铝、分子筛、树脂或催化材料中的一种或多种。
在某些实施例中，将过滤装置并入到选自建筑物供暖、通风和空调(HVAC)系统、飞机环境控制系统、非飞机运载工具通风系统和室内空气净化器的内部空气控制系统中。
在某些实施例中，该过滤装置适用于在18至23℃下与含水量为1.5％的空气接触时，每克吸附剂材料累积NO2去除量大于120、350、500或750毫克。累积NO2去除量对应于在从吸附剂材料的初始去除效率直到初始去除效率的20％的持续时间内去除的NO2。
在某些实施例中，该过滤装置适用于在18至23℃下与含水量为0.5％的空气接触时，每克吸附剂材料累积NO2去除量大于30、80或120毫克。累积NO2去除量对应于在从吸附剂材料的初始去除效率直到初始去除效率的20％的持续时间内去除的NO2。
在本公开的另一方面，适用于在低于100℃的温度下从内部空气中去除和保留NO2的基材包含涂覆在其至少一个表面上的吸附剂材料，该吸附剂材料包含沸石和碱性金属氧化物。
在某些实施例中，将该基材并入到空气流导管中。
在本公开的另一方面，用于从内部空气流中去除和保留NO2的方法包含：使内部空气流与适于降低再循环空气供应的NO2浓度的吸附剂材料接触，该吸附剂材料包含沸石和碱性金属氧化物。
在某些实施例中，在10℃至30℃的温度下维持空气供应。
在某些实施例中，在低于100℃的温度下，被吸附剂材料吸附的NO2的解吸速率基本上为零。
在某些实施例中，内部空气流由建筑物供暖、通风和空调(HVAC)系统、飞机环境控制系统、非飞机运载工具通风系统或室内空气净化器维持或产生。
在本公开的另一方面，用于从内部空气中去除和保留NO2的空气净化系统包含：基材；和涂覆在该基材上的吸附剂材料，该吸附剂材料包含用碱性金属氧化物浸渍的β沸石。
在本公开的另一方面，形成适用于从内部空气中去除和保留NO2的过滤装置的方法包含：形成沸石与碱性金属前体的复合材料；煅烧该复合材料以形成包含沸石和由所述碱性金属前体形成的碱性金属氧化物的颗粒；形成包含该颗粒和粘合剂的浆料；以及将该浆料涂覆到基材上以形成过滤装置。
在某些实施例中，通过用碱性金属前体初始润湿浸渍沸石形成复合物。
在某些实施例中，碱性金属前体包含乙酸锌或乙酸铜中的一种或多种。
如本文所用，术语“吸附剂”或“吸附剂材料”是指可在其结构内粘附气体分子、离子或其它物质(例如，从空气中去除CO2)的材料。具体材料包含但不限于粘土、金属有机骨架、活性氧化铝、硅胶、活性炭、分子筛碳、沸石(例如，分子筛沸石)、聚合物、树脂以及任何这些组分或其上负载有气体吸附剂材料的其它组分(例如，如本文所述的吸附剂的各个实施方案)。某些吸附剂材料可以优先地或选择性地粘附特定物种。
如本文所使用的，术语“吸附容量”是指对于吸附剂材料在具体操作条件(例如，温度和压力)下可以吸附的化学物种的量的工作容量。当以mg/g为单位给出时，吸附容量的单位对应于每克吸着剂所吸附气体的毫克数。
同样如本文所使用的，术语“颗粒”是指材料的离散部分的集合，每个离散部分的最大尺寸范围为0.1μm到50mm。颗粒的形态可以是结晶的、半结晶的或无定形的。除非另外说明，否则本文公开的大小范围可以是平均(mean/average)或中值大小。还应注意，颗粒不必是球形的，而是可以呈立方体、圆柱体、圆盘或如本领域的普通技术人员将理解的任何其它合适的形状的形式。“粉末”和“颗粒”可以是颗粒的类型。
同样如本文所用，术语“整料”是指特定材料的单个整体块。所述单个整体块可以呈例如砖、盘或杆的形式，并且可以含有用于增加气流/分布的通道。在某些实施方案中，多个整料可布置在一起以形成期望的形状。在某些实施例中，整料可具有蜂窝形状，其具有多个平行通道，每个通道具有正方形、六边形或其它形状。
同样如本文所用，术语“分散剂”是指有助于将固体颗粒以悬浮状态维持在流体介质中，并且抑制或减少颗粒在流体介质中的附聚或沉降的化合物。
同样如本文所用，术语“粘合剂(binder)”是指当包括在涂层、层或膜(例如，基材上的洗涤涂覆的涂层、层或膜)中时，促进从涂层、层或膜的一个外表面到相对的外表面形成连续或基本上连续的结构、均匀或半均匀地分布在涂层、层或膜中，并且促进对形成涂层、层或膜的表面的粘附以及在表面与涂层、层或膜之间的附着的材料。
同样如本文所用，术语“料流”或“流”广义地是指可含有固体(例如，微粒)、液体(例如，蒸气)和/或气态混合物的任何流动气体。
同样如本文所用，术语“挥发性有机化合物”或“VOC”是指在室温下具有升高的蒸气压的有机化学分子。这类化学分子具有低沸点并且大量分子在室温下蒸发和/或升华，从而从液相或固相转变为气相。常见的VOC包括但不限于甲醛、苯、甲苯、二甲苯、乙苯、苯乙烯、丙烷、己烷、环己烷、柠檬烯、蒎烯、乙醛、己醛、乙酸乙酯、丁醇等。
同样如本文所用，术语“未净化空气”或“未净化空气料流”是指以处于或高于被认为讨厌、被视为对人类健康具有不利影响(包括短期和/或长期影响)和/或对设备的操作造成不利影响的水平的浓度或含量含有一种或多种污染物的任何料流。举例来说，在某些实施方案中，以如下浓度含有甲醛的料流为未净化空气料流：依据由职业安全与健康管理局(Occupational Safety&Health Administration)规定的“作用水平”标准，作为八小时时间加权平均浓度计算的每百万份空气料流大于0.5份甲醛。在某些实施方案中，以如下浓度含有甲醛的料流为未净化空气料流：依据中国(China)的国家标准，作为八小时时间加权平均浓度计算的每百万份空气料流大于0.08份甲醛。未净化空气可包括但不限于甲醛、臭氧、一氧化碳(CO)、VOC、甲基溴、水、含胺化合物(例如氨)、硫氧化物、硫化氢和氮氧化物。
同样如本文所用，术语“净化空气”或“净化空气料流”是指以比被视为是未净化空气料流中的一种或多种污染物的浓度或含量低的浓度或含量含有一种或多种污染物的任何料流。
同样如本文所用，术语“基材”是指将催化剂放置到其上或其内的材料(例如，金属、半金属、半金属氧化物、金属氧化物、聚合物、陶瓷、纸、纸浆/半纸浆产品等)。在某些实施方案中，基材可呈具有含有多个催化颗粒和/或吸附剂颗粒的载体涂层的固体表面的形式。载体涂层可通过制备含有指定固体含量(例如，30-50重量％)的催化颗粒和/或吸附剂颗粒的浆料，然后将其涂覆到基材上并且干燥以提供洗涂层来形成。在某些实施方案中，基材可为多孔的，并且可将载体涂层沉积在孔的外部和/或内部。
同样如本文所用，术语“氮氧化物”是指含有氮和氧的化合物，包括但不限于一氧化氮、二氧化氮、一氧化二氮、叠氮化亚硝酰、氧杂四唑(ozatetrazole)、三氧化二氮、四氧化二氮、五氧化二氮、三硝基胺、亚硝酸盐、硝酸盐、硝鎓、亚硝鎓、过氧亚硝酸盐或其组合。
同样如本文所用，如与所测量的量结合使用的术语“约”是指所测量的量中的正常变量，正如期望的，本领域的技术人员以与目标的测量以及测量设备的精确度相称的仔细水平进行测量和操作。例如，当“约”修饰一个值时，其可以解释为意指值可以变化±1％。
如本文所讨论的，表面积是根据DIN ISO 9277:2003-05(其为DIN 66131的修订版本)通过布鲁诺尔-艾米特-泰勒(Brunauer-Emmett-Teller，BET)方法确定的，所述表面积被称为“BET表面积”。比表面积是通过多点BET测量在范围为0.05–0.3p/p0的相对压力内确定的。
附图说明
在附图的图中，通过举例而非限制的方式展示了本公开，在附图中：
图1描绘了根据本公开的实施例的说明性空气处理系统；
图2A描绘了根据本公开的实施例的具有在其上形成的吸附剂材料涂层的示范性基材的横截面；
图2B描绘了根据本公开的实施例的在表面基材上形成的吸附剂材料的涂层的横截面；
图3是绘示根据本公开的实施例的形成适用于从内部空气去除和保留NO2的过滤装置的方法的流程图；
图4是示出根据本公开的实施例的实例的每单位质量吸附剂材料的NO2去除量的图；以及
图5是示出根据本公开的实施例的实例的初始NO2去除速率的图。
具体实施方式
本文所描述的实施例涉及用于从内部空气中去除污染物的吸附剂材料和并入该吸附剂材料的系统。更具体地，可以将吸附剂材料并入室内空气、机舱空气(例如飞机机舱空气)和运载工具通风系统中，该系统可以设计成去除氮氧化物以及其它有毒化学污染物，诸如甲醛、戊酸、乙醛、甲苯、臭氧、一氧化碳、二氧化硫、胺(包括氨)、硫化合物(包括硫醇)、氯化烃和其它碱性或酸性化学品。吸附剂材料可以包含吸附剂，其例如在载体涂层的一层或多层中与催化剂物理共混，或存在于载体涂层的特定层中。吸附剂材料能够在低于100℃(例如，30至50℃)的温度下吸附和保留(即，具有基本上零解吸)污染物，诸如氮氧化物(例如，NO2)。
本公开的实施例可以用于降低例如供应给建筑物、飞机或非飞机运载工具或在建筑物、飞机或非飞机运载工具内处理的内部空气的NO2含量。通过将吸附剂诸如沸石(例如脱铝Y、高二氧化硅与氧化铝之比(SAR)β、ZSM等)与碱性金属氧化物(例如，诸如氧化铜或氧化锌中的一种或多种)共混，可以有利地在环境条件下捕获化合物诸如氮氧化物并且在环境条件下和高达例如100℃的温度下保留氮氧化物。
图1描绘了根据本公开的实施例的说明性空气处理系统100。系统100包括过滤单元104，其可以是内部空气控制系统106的一部分或外部，该内部空气控制系统诸如建筑物供暖、通风和空调(HVAC)系统，以及飞机ECS或非飞机通风系统。如图1所示，过滤单元104和内部空气控制系统106彼此流体连接并且流体连接到内部空间102，使得建立再循环空气流路径108。当各种污染物，诸如氮氧化物和气味，在内部空间102 102内积聚时，内部空气可以再循环通过过滤单元104以使用过滤装置吸附污染物，如本文所描述的。净化的空气然后穿过内部空气控制系统106，其可以被进一步过滤(例如，以去除灰尘和其它微粒)并且可以在被再循环回到内部空间102中之前被加热或冷却。在一些实施例中，内部空气控制系统106可以包括出站空气流110和入站空气流112，其在进入内部空间102之前被过滤。在某些实施例中，过滤单元104和内部空气控制系统106可以位于内部空间102内，例如，以室内(例如，便携式)空气净化器的形式。
空气流系统100的实施例仅仅是说明性的，并且应理解，本文所描述的吸附剂材料和过滤装置的实施例可以并入到用于处理空气的其它系统中，诸如加湿/除湿系统、气味去除系统、VOC洗涤系统、用于汽车的燃料电池系统中的阴极空气的处理系统、工业系统和其它系统。
图2A和2B描绘了根据本公开的实施例形成的经涂覆的基材200的横截面。经涂覆的基材200包括基材210(例如，过滤器主体)，其被绘示为具有通过其形成的空气通道215的蜂窝过滤器的形式。应当理解，蜂窝过滤器仅为说明性的，并且可使用其它过滤器形状。经涂覆的基材200进一步包括涂覆在基材210内壁上的吸附剂材料220。在一些实施例中，在吸附剂材料220之上可以包括一个或多个附加吸附剂材料层。在一些实施例中，吸附剂材料220可以是叠层的形式，其中至少一层包含不同的吸附剂材料。
在某些实施例中，基材可以是开孔泡沫、蜂窝或非织造聚合物基材的形式。在某些实施例中，基材的材料可以是陶瓷(例如多孔陶瓷)、金属、聚合物泡沫、塑料、纸、纤维(例如聚合物纤维)或其组合。例如，在某些实施例中，该基材可以由聚氨酯纤维或聚氨酯泡沫形成。在某些实施例中，该基材可以是金属整体基材、陶瓷整体基材、纸基材、聚合物基材或陶瓷纤维整体基材。在某些实施例中，该基材由非金属和非陶瓷材料形成。在其它实施例中，该基材是铝基材。在某些实施例中，该基材可以是HVAC管道、空气过滤器或百叶窗表面。在某些实施例中，该基材可以是便携式空气过滤器，或安置在运载工具中的过滤器，该运载工具诸如机动车、轨道车辆，船只，飞机或航天器。
在一些实施例中，基材选自由以下组成的组：泡沫、整体材料、非织造材料、织造材料、片材、纸、扭转螺旋、缎带、挤出形式的结构化介质、缠绕形式的结构化介质、折叠形式的结构化介质、褶皱形式的结构化介质、波纹形式的结构化介质、浇注形式的结构化介质、粘合形式的结构化介质，及其组合。
在一个实施例中，基材是挤出介质。在一些实施例中，挤出介质是蜂窝。蜂窝可以呈任何几何形状，包含但不限于圆形、圆柱形或正方形。此外，蜂窝状基材的孔可以具有任何几何形状。
在一个实施例中，基材是泡沫。在一些实施例中，泡沫每英寸具有大于约10个孔。在一些实施例中，泡沫每英寸具有大于约20个孔。在一些实施例中，泡沫每英寸具有约15到约40个孔。在一些实施例中，泡沫是聚氨酯。在一些实施例中，泡沫是网状聚氨酯。在一些实施例中，聚氨酯是聚醚或聚酯。在一些实施例中，基材是非织造物。
在一些实施例中，基材是塑料。在一些实施例中，基材是热塑性聚烯烃。在一些实施例中，基材是含有玻璃或矿物填料的热塑性聚烯烃。在一些实施例中，基材是选自由以下组成的组的塑料：聚丙烯、尼龙-6、尼龙-6,6、芳香族尼龙、聚砜、聚醚砜、聚对苯二甲酸丁二酯、聚邻苯二甲酰胺、聚甲醛、聚碳酸酯、聚氯乙烯、聚酯和聚氨酯。
在某些实施例中，吸附剂材料包含沸石和碱性金属氧化物。在某些实施例中，沸石可以是铝硅酸盐材料或二氧化硅-铝磷酸盐材料。沸石可以由国际沸石协会(International Zeolite Association)指定的3字母代码来标识。在一些实施例中，沸石可以包含例如AEI、AFT、AFX、BEA、BEC、CHA、DDR、EMT、ERI、EUO、FAU、FER、GME、HEU、KFI、LEV、LTA、LTL、MAZ、MEL、MFI、MFS、MOR、MTN、MTT、MTW、MWW、NES、OFF、PAU、RHO、SFW、TON、UFI或其组合。在一些实施例中，沸石可以包含例如沸石X、沸石Y、超稳定沸石Y、ZSM-5沸石、钾沸石、β沸石、镁碱沸石、八面沸石、菱沸石、丝光沸石、斜发沸石、硅沸石或其组合。在一些实施例中，沸石是具有高二氧化硅与氧化铝之比的β沸石。
在某些实施例中，沸石包含选自由以下组成的组的沸石：AEI、BEA、BEC、CHA、EMT、FAU、FER、MFI及其组合。在某些实施例中，沸石包含BEA沸石。
在某些实施例中，沸石包括微孔和中孔。微孔对应于宽度小于
Figure BDA0004168725240000081
的孔。在一些实施例中，孔的宽度为/>
Figure BDA0004168725240000082
到/>
Figure BDA0004168725240000083
或/>
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到/>
Figure BDA0004168725240000085
在一些实施例中，微孔占沸石的总孔体积的70％、80％、90％或更大。
在一些实施例中，沸石的二氧化硅与氧化铝之比大于约100、大于约150、大于约200或大于约250。
在一些实施例中，沸石呈沸石颗粒的形式。沸石颗粒的特征可以在于平均d90粒度为约5微米到约50微米、约10微米到约25微米或约15微米到约20微米。
在某些实施例中，按吸附剂材料的总重量计，沸石的总量可以以约1重量％、约5重量％、约10重量％、约15重量％、约20重量％、约25重量％、约30重量％、约35重量％、约40重量％、约45重量％、约50重量％、约55重量％、约60重量％、约65重量％、约70重量％、约75重量％存在，或在任何这些点之间限定的任何范围内(包括端点)。
在某些实施例中，碱性金属氧化物可以包含例如氧化锌或氧化铜中的一种或多种。按吸附剂材料的总重量计，碱性金属氧化物的总量可以以约1重量％、约5重量％、约10重量％、约15重量％、约20重量％、约25重量％、约30重量％、约35重量％、约40重量％、约45重量％、约50重量％、约55重量％、约60重量％、约65重量％、约70重量％、约75重量％存在，或在任何这些点之间限定的任何范围内(包括端点)。
在某些实施例中，吸附剂材料包含吸附剂材料的组合，诸如，例如与硅胶、活性炭、活性氧化铝、分子筛、树脂或催化材料中的一种或多种混合的沸石颗粒。在某些实施例中，活性炭可以是合成活性炭或基于或衍生自木材、泥炭、椰子壳、褐煤、石油沥青、石油焦炭、煤焦油沥青、水果核、坚果、贝壳、锯屑、木粉、合成聚合物、天然聚合物及其组合。这些附加组分中的每一种，诸如活性炭或催化材料，可以以约1重量％、约2重量％、约3重量％、约4重量％、约5重量％、约6重量％、约7重量％、约8重量％、约9重量％、约10重量％、约11重量％、约12重量％、约13重量％、约14重量％、约15重量％、约16重量％、约17重量％、约18重量％、约19重量％、约20重量％存在，或在任何这些点之间限定的任何范围内(包括端点)。
在某些实施例中，催化材料可以包含锰、铂、钯或铈中的一种或多种。在某些实施例中，催化材料包含具有直径大于2纳米的铂颗粒。在某些实施例中，催化材料包含铂改性的氧化铝。在某些实施例中，催化材料包含钾改性的氧化锰。在某些实施例中，催化材料可以包含催化金属氧化物。催化金属氧化物可包括氧化锰、氧化钴、氧化钼、氧化铬、氧化铜或氧化铈中的一种或多种。在某些实施方案中，金属氧化物可为稀土金属氧化物。
在某些实施方案中，催化金属氧化物为氧化锰。在某些实施方案中，氧化锰为无定形的或至少部分无定形的。在某些实施例中，氧化锰为半结晶的。在某些实施例中，氧化锰可包含隐钾锰矿、水钠锰矿、复水锰矿、氧化锰多晶型I、不良结晶的隐钾锰矿、无定形氧化锰、其多晶型物、无定形氧化锰或其混合物。
在某些实施例中，吸附剂材料可以被配制成浆料并且洗涂到基材上。在某些实施例中，相对于基材的体积，基材上催化剂-吸附剂材料的负载量可以为约0.5g/in3至约4g/in3。在某些实施例中，可以将催化剂-吸附剂材料涂覆到基材上并且可以在固体基材上形成单个吸附剂层或多个吸附剂层。如果在固体基材上涂覆多个吸附剂层，则这些层的组成可以不同，或替代地所有吸附剂层可以具有相同的组成。
在某些实施例中，吸附剂材料由粉末形式的多孔颗粒形成。在某些实施方案中，颗粒/粉末的平均尺寸在约1.0μm至约100μm的范围内。在某些实施方案中，平均尺寸在约5.0μm至约50μm的范围内。
在某些实施例中，吸附剂材料的BET表面积为约20m2/g至约5,000m2/g或更大。在某些实施例中，吸附剂的BET表面积为约20m2/g到约4,000m2/g、约20m2/g到约3,000m2/g、约20m2/g到约2,500m2/g、约20m2/g到约2,000m2/g、约20m2/g到约1,000m2/g、约20m2/g到约500m2/g、约20m2/g到约300m2/g、约100m2/g到约5,000m2/g、约100m2/g到约4,000m2/g、约100m2/g到约3,000m2/g、约100m2/g到约2,500m2/g、约100m2/g到约2,000m2/g、约100m2/g到约1,000m2/g、约100m2/g到约500m2/g、约100m2/g到约300m2/g、约300m2/g到约5,000m2/g、约300m2/g到约4,000m2/g、约300m2/g到约3,000m2/g、约300m2/g到约2,500m2/g、约300m2/g到约2,000m2/g、约300m2/g到约1,000m2/g、约300m2/g到约500m2/g、约750m2/g到约5,000m2/g、约750m2/g到约4,000m2/g、约750m2/g到约3,000m2/g、约750m2/g到约2,500m2/g、约750m2/g到约2,000m2/g、约750m2/g到约1,000m2/g、约1,200m2/g到约5,000m2/g、约1,200m2/g到约4,000m2/g、约1,200m2/g到约3,000m2/g、约1,200m2/g到约2,500m2/g、约1,500m2/g到约5,000m2/g、约1,750m2/g到约5,000m2/g、约2,000m2/g到约5,000m2/g、约2,500m2/g到约5,000m2/g、约3,000m2/g到约5,000m2/g、约3,500m2/g到约5,000m2/g或约4,000m2/g到约5,000m2/g。
为了增加在本公开的实施方案中利用的多孔载体的容量，可活化吸附剂。活化可包括使吸附剂(例如，颗粒)经受各种条件，包括但不限于环境温度、真空、惰性气体流或其任何组合，持续足够的时间以活化吸附剂。在某些实施方案中，可通过煅烧活化吸附剂。
在一些实施例中，浆料可以进一步包含粘合剂，其可以有助于促进吸附剂材料与基材的粘附。在一些实施例中，粘合剂可以与自身交联以提供改进的粘附性。粘合剂的存在可以增强烃吸附剂的完整性，改进其对基材的粘附性，并且在机动车遇到的振动条件下提供结构稳定性。
粘合剂可以包括添加剂以改进耐水性且改进粘附性。通常用于调配浆料的粘合剂包含但不限于以下：有机聚合物；氧化铝、二氧化硅或氧化锆的溶胶；铝、二氧化硅或锆的无机盐、有机盐和/或水解产物；铝、二氧化硅或锆的氢氧化物；可水解为二氧化硅的有机硅酸盐；和其混合物。在一些实施例中，粘合剂包括锆盐(例如，乙酸锆)。在一些实施例中，粘合剂是有机聚合物。有机聚合物可以是热固性或热塑性聚合物，并且可以是塑料或弹性体。粘合剂可以是例如丙烯酸/苯乙烯共聚物胶乳、苯乙烯-丁二烯共聚物胶乳、聚氨酯或其任何混合物。在一些实施例中，聚合物粘合剂包括丙烯酸/苯乙烯丙烯酸共聚物胶乳，如疏水性苯乙烯-丙烯酸乳液。在一些实施例中，粘合剂选自丙烯酸/苯乙烯共聚物胶乳、苯乙烯-丁二烯共聚物胶乳、聚氨酯和其混合物。在一些实施例中，粘合剂包括丙烯酸/苯乙烯共聚物胶乳和聚氨酯分散体。聚合物粘合剂可以含有本领域已知的合适的稳定剂和抗老化剂。在一些实施例中，粘合剂是在将浆料涂覆到基材上之前作为胶乳引入浆料(例如水性浆料)中的热固性弹性体聚合物。
合适的聚合物粘合剂的实例可以包括但不限于：聚乙烯、聚丙烯、聚烯烃共聚物、聚异戊二烯、聚丁二烯、聚丁二烯共聚物、氯化橡胶、丁腈橡胶、聚氯丁二烯、乙烯-丙烯-二烯弹性体、聚苯乙烯、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚丙烯腈、聚(乙烯酯)、聚(卤乙烯)、聚酰胺、纤维素聚合物、聚酰亚胺、丙烯酸树脂、乙烯基丙烯酸树脂、苯乙烯丙烯酸树脂、聚乙烯醇、热塑性聚酯、热固性聚酯、聚(苯醚)、聚(苯硫醚)、氟化聚合物诸如聚(四氟乙烯)、聚偏二氟乙烯、聚(氟乙烯)和氯/氟共聚物诸如乙烯-三氟氯乙烯共聚物、聚酰胺、酚醛树脂、聚氨酯、丙烯酸/苯乙烯丙烯酸共聚物胶乳和硅氧烷聚合物。
在某些实施例中，按烃吸附剂干燥并沉积到基材上时的总重量计，粘合剂或粘合剂的混合物以约5wt.％到约50wt.％存在。在某些实施例中，聚合物粘合剂以约5wt.％到约30wt.％、约10wt.％到约30wt.％、约15wt.％到约30wt.％、约5wt.％到约25wt.％、约5wt.％到约20wt.％、约5wt.％到约15wt.％、约10wt.％到约20wt.％或约15wt.％到约20wt.％存在。
图3是绘示根据本公开的实施例的形成适用于从内部空气去除和保留NO2的过滤装置的方法300的流程图。方法300开始于框302，例如通过将材料溶解于水性溶液中形成沸石和碱性金属前体的复合材料。在某些实施例中，框302是用碱性金属前体浸渍沸石的初始润湿浸渍工艺。在某些实施例中，碱性金属前体包含乙酸锌或乙酸铜中的一种或多种。
在框304，煅烧复合材料以形成包含沸石和由碱性金属前体形成的碱性金属氧化物的颗粒。
在框306，通过在例如水性载体中混合煅烧的颗粒和粘合剂形成浆料。
在一些实施例中，浆料可以含有附加添加剂，诸如增稠剂、分散剂、表面活性剂、杀生物剂、抗氧化剂等，其可以在基材上形成吸附剂材料之前添加到浆料中。增稠剂例如使得可以在相对小表面积的基材上实现足够量的涂层增稠剂还可以通过借助分散颗粒的空间位阻提高浆料稳定性而起到次要作用。其还可以有助于涂层表面的粘合。示例性增稠剂包含黄原胶增稠剂或羧甲基纤维素增稠剂。
Figure BDA0004168725240000111
CC(可从斯比凯可公司(CP Kelco)购得)是一种此类示例性黄原胶增稠剂。
在一些实施例中，浆料含有分散剂。分散剂可以是阴离子的、阳离子的或非离子的，并且按烃吸附剂的重量计，可以以约0.1wt.％到约10wt.％的量利用。合适的分散剂包含但不限于聚丙烯酸酯、烷氧基化物、羧酸盐、磷酸酯、磺酸盐、牛磺酸盐、磺基琥珀酸盐、硬脂酸盐、月桂酸盐、胺、酰胺、咪唑啉、十二烷基苯磺酸钠、二辛基磺基琥珀酸钠和其混合物。在一些实施例中，分散剂是低分子量聚丙烯酸，其中酸上的许多质子被钠置换。在一些实施例中，分散剂是聚羧酸铵盐。在某些实施例中，分散剂包括阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、两性离子表面活性剂或非离子表面活性剂中的一种或多种。在某些实施例中，分散剂是非离子丙烯酸共聚物。在一些实施例中，分散剂是疏水性共聚物颜料分散剂。示例性分散剂是TamolTM 165A(陶氏化学公司的商标)。虽然提高浆料pH或单独添加阴离子分散剂可以为浆料混合物提供足够的稳定，但当使用提高的pH和阴离子分散剂两者时可以获得改进的结果。在一些实施例中，分散剂是非离子表面活性剂，如
Figure BDA0004168725240000112
420(空气产品和化学品公司(Air Products and Chemicals,Inc))。在一些实施例中，分散剂是丙烯酸嵌段共聚物，如/>
Figure BDA0004168725240000113
Ultra PX 4575(巴斯夫公司)。
在某些实施方案中，浆料另外包括氧化剂，其可改进氮氧化物的去除效率。氧化剂可选自硝酸、次氯酸盐、过硫酸盐、过氧化物、高锰酸盐或氯酸盐。
在某些实施方案中，浆料另外包括可改进浆料稳定性的碱性组分，如氢氧化物、氨或碳酸盐。在某些实施方案中，浆料的pH可在2和12之间，或在4和10之间调节。
在框308，将浆料沉积到基材，例如过滤器主体，上，并且干燥以形成过滤装置。在某些实施例中，在约80℃至约250℃的温度下进行干燥。
基材可以包含选自聚合物泡沫、聚合物纤维、非织造织物、陶瓷或纸浆产品(例如纸)的材料。在某些实施方案中，基材包括包含聚氨酯的聚合泡沫。在某些实施方案中，基材呈蜂窝形式。在某些实施例中，该基材是金属的(例如，铝)。
在一些实施例中，将浆料洗涂到基材上，基材上烃吸附剂的负载量小于1g/in3。在一些实施例中，所述负载量为0.5g/in3到1g/in3或0.75g/in3到1g/in3。在一些实施例中，所述负载量大于1g/in3。在一些实施例中，所述负载量为1g/in3到1.25g/in3、1.25g/in3到1.5g/in3、1.5g/in3到1.75g/in3或1.75g/in3到2g/in3。
在一些实施例中，吸附剂材料在干燥之后的涂层厚度大于50微米并且小于约500微米、小于400微米、小于300微米、小于200微米或小于100微米。
应注意，方法300的框不是限制性的，并且在某些实施例中，可执行它们各自方法的框中的一些或全部。在某些实施例中，一个或多个框可基本上同时执行。一些框可被完全省略或重复。
说明性实施例
阐述以下实施例以帮助理解本公开，并且以下实施例当然不应被解释为特定地限制本文描述和要求保护的实施方案。将在本领域的技术人员的范围内的包含替换现在已知或以后开发的所有等效物的实施方案的此类变化和调配物的改变或实验设计的微小改变都被视为落入并入本文的实施方案的范围内。
实例1
将18.2g的乙酸铜溶解于100mL的水中。然后通过初始湿润法用金属盐溶液浸渍63g的β沸石，SAR-300。浸渍后，将材料在550℃下煅烧5小时。然后将49.7g煅烧的材料添加到75mL的水中以形成浆料。研磨该浆料使得d90为6.2μm。添加4.7g的苯乙烯丙烯酸粘合剂，并且然后混合15分钟。然后涂覆0.85”(d)x 1”(h)的铝蜂窝基材以实现负载量为1.01g/in3。然后将涂覆的整料在90℃下干燥2小时。
实例2
将75g的硝酸铜溶解于80mL的水中。然后通过初始湿润法用金属盐溶液浸渍190g的β沸石，SAR-300。浸渍后，将材料在550℃下煅烧5小时。然后将49.0g煅烧的材料添加到75mL的水中以形成浆料。研磨该浆料使得d90为27μm。添加4.9g的苯乙烯丙烯酸粘合剂，并且然后混合15分钟。然后涂覆0.85”(d)x 1”(h)的铝蜂窝基材以实现负载量为1.00g/in3。然后将涂覆的整料在90℃下干燥2小时。
实例3
将50.3g的乙酸锌溶解于120mL的水中。然后通过初始湿润法用金属盐溶液浸渍126g的β沸石，SAR-300。浸渍后，将材料在550℃下煅烧5小时。然后将47.9g煅烧的材料添加到72mL的水中以形成浆料。研磨该浆料使得d90小于20μm。添加4.9g的苯乙烯丙烯酸粘合剂，并且然后混合15分钟。然后涂覆0.85”(d)x 1”(h)的铝蜂窝230cpsi基材以实现负载量为0.99g/in3。然后将涂覆的整料在90℃下干燥2小时。
实例4
将75g的硝酸铜溶解于80ml的水中。然后通过初始湿润法用金属盐溶液浸渍190g的β沸石，SAR-300。浸渍后，将材料在550℃下煅烧5小时。然后将49.0g煅烧的材料添加到75mL的水中以形成浆料。研磨该浆料使得d90为27μm。添加4.9g的苯乙烯丙烯酸粘合剂，并且然后混合15分钟。然后涂覆0.85”(d)x 1”(h)的铝蜂窝基材以实现负载量为1.00g/in3。然后将涂覆的整料在90℃下干燥2小时。
实例5
将45g的三水合硝酸铜盐溶解于25mL的水中。然后通过初始湿润法用金属盐溶液浸渍126g的沸石ZSM-5，SAR-280。浸渍后，将材料在550℃下煅烧5小时。然后将95.32g煅烧的材料添加到95.1mL的水中以形成浆料。研磨该浆料使得d90小于20μm。添加9.6g的苯乙烯丙烯酸粘合剂，并且然后混合15分钟。然后涂覆0.85”(d)x 1”(h)的铝蜂窝230cpsi基材以实现负载量为1.03g/in3。然后将涂覆的整料在90℃下干燥2小时。
实例6
将45g的三水合硝酸铜盐溶解于25mL的水中。然后通过初始湿润法用金属盐溶液浸渍126g的沸石ZSM-5，SAR-17。浸渍后，将材料在550℃下煅烧5小时。然后将95g煅烧的材料添加到95mL的水中以形成浆料。研磨该浆料使得d90小于20μm。添加9.6g的苯乙烯丙烯酸粘合剂，并且然后混合15分钟。然后涂覆0.85”(d)x 1”(h)的铝蜂窝基材230cpsi以实现负载量为1.03g/in3。然后将涂覆的整料在90℃下干燥2小时。
测试
测试条件：将在18至23℃下具有2.5至3.5ppm NO2、0.5或1.5％水于空气中的未净化的空气流动流(16.6L/min)引导通过铝蜂窝催化剂。用以下等式计算去除的初始NO2百分比：
1-([NO2出口浓度]/[NO2入口浓度])x 100。
如下计算去除的累积NO2：
Figure BDA0004168725240000141
x 46.01g/mol x 24.15摩尔/L x流速(以L/min为单位)。
去除的累积NO2报告为去除速率降低至20％时的点，并且标准化为每克材料去除的NO2。
图4是示出各种实例中每单位质量吸附剂材料的累积NO2去除量的图。
图5是示出各种实例的初始NO2去除速率的图。实例1至3示出了0.5％和1.5％水条件下的一致性能，其中初始NO2去除速率高于70％。
在前面的描述中，阐述了许多如具体的材料、尺寸、工艺参数等的具体细节，以提供对本公开的实施方案的透彻理解。在一个或多个实施方案中，特定特征、结构、材料或特性可以任何合适的方式组合。如本文所用的词语“实例”或“例示性”是指用作实例、例子或说明。本文中描述为“实例”或“例示性”的任何方面或设计并不一定被解释为优于或胜于其它方面或设计。实际上，使用词语“示例”或“示例性”旨在以具体方式呈现概念。如本申请中所用，术语“或”旨在表示包容性“或”而不是排他的“或”。也就是说，除非另有说明或从上下文显而易见，“X包括A或B”旨在表示任何自然的包含性排列。也就是说，如果X包括A，X包括B或X包括A和B两者，那么“X包括A或B”在上述任何情况下都满足。另外，除非本文中另外指示或明显与上下文相矛盾，否则在描述本文中所述的材料和方法的上下文中(尤其在以下权利要求书的上下文中)使用术语“一种(a)”、“一个(an)”和“所述(the)”以及类似指示物应被解释为涵盖单数和复数。
除非本文中另外指明，否则对本文中值范围的叙述仅旨在用作单独地提及落入所述范围的每个单独值的速记方法，并且每个单独值结合到本说明书中，如同在本文中单独地叙述一样。除非本文中另外指明或明显与上下文相矛盾，否则本文所述的所有方法均可以以任何合适的顺序执行。
整个说明书中提及的“一个实施方案”、“某些实施方案”、“一个或多个实施方案”、“实施方案”或“一些实施方案”意味着结合实施方案描述的特定特征、结构、材料或特性包含于本公开的至少一个实施方案中。因此，在整个说明书中各处出现的短语，如“在一个或多个实施方案中”、“在某些实施方案中”、“在一个实施方案中”或“在实施方案中”并不一定指代本公开的相同的实施方案。此外，在一个或多个实施例中，特定特征、结构、材料或特性可以以任何适合的方式组合。
应理解，以上描述旨在为说明性的而非限制性的。在阅读和理解以上描述之后，许多其它实施方案对于本领域的技术人员将是显而易见的。因此，应参考所附权利要求书以及此类权利要求书所赋予的等效物的全部范围来确定本公开的范围。本文所提供的任何和所有实例或示例性语言(例如“如”)的使用仅旨在更好地说明材料和方法，并且除非另外要求，否则并不对范围造成限制。本说明书中的语言不应解释为指示任何未要求的元件是本公开的材料和方法的实践所必需的。
尽管已经参考特定实施方案描述本文公开的实施方案，但应理解，这些实施方案仅是说明本公开的原理和应用。对于本领域技术人员将显而易见的是，在不脱离本公开的精神和范围的情况下，可以对本公开的方法和设备进行各种修改和变化。因此，希望本公开包含在所附权利要求书以及其等效物的范围内的修改和变化，并且出于说明而非限制的目的呈现上述实施方案。

Claims (50)

1.一种适用于在低于100℃的温度下从内部空气中去除和保留NO2的过滤装置，所述过滤装置包含：
基材；和
涂覆在所述基材上的吸附剂材料，所述吸附剂材料包含沸石和碱性金属氧化物。
2.根据权利要求1所述的过滤装置，其中所述基材由非金属和非陶瓷材料形成。
3.根据权利要求1所述的过滤装置，其中所述基材是泡沫基材或非织造聚合物基材。
4.根据权利要求1所述的过滤装置，其中所述基材是铝基材。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的过滤装置，其中所述沸石包含选自由以下组成的组的沸石：AEI、BEA、BEC、CHA、EMT、FAU、FER、MFI及其组合。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的过滤装置，其中所述沸石包含BEA沸石。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的过滤装置，其中所述碱性金属氧化物包含氧化锌、氧化铜或其组合。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的过滤装置，其中所述内部空气是再循环空气。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的过滤装置，其中β沸石的二氧化硅与氧化铝之比(SAR)为约200或更大。
10.根据权利要求1至8中任一项所述的过滤装置，其中所述β沸石的二氧化硅与氧化铝之比(SAR)为约300或更大。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的过滤装置，其中按所述吸附剂材料的总重量计，所述碱性金属氧化物以至少约5重量％的负载量存在。
12.根据权利要求1至10中任一项所述的过滤装置，其中所述碱性金属氧化物以约5重量％至约20重量％的负载量存在。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的过滤装置，其中所述吸附剂材料进一步包含粘合剂。
14.根据权利要求13所述的过滤装置，其中所述粘合剂是聚合物粘合剂，其选自由以下组成的组：聚乙烯、聚丙烯、聚烯烃共聚物、聚异戊二烯、聚丁二烯、聚丁二烯共聚物、氯化橡胶、丁腈橡胶、聚氯丁二烯、乙烯-丙烯-二烯弹性体、聚苯乙烯、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚丙烯腈、聚(乙烯酯)、聚(卤乙烯)、聚酰胺、纤维素聚合物、聚酰亚胺、丙烯酸树脂、乙烯基丙烯酸树脂、苯乙烯丙烯酸树脂、聚乙烯醇、热塑性聚酯、热固性聚酯、聚(苯醚)、聚(苯硫醚)、聚(四氟乙烯)、聚偏二氟乙烯、聚(氟乙烯)、乙烯-三氟氯乙烯共聚物、聚酰胺、酚醛树脂、聚氨酯、丙烯酸/苯乙烯丙烯酸共聚物胶乳、硅氧烷聚合物，及其组合。
15.根据权利要求13所述的过滤装置，其中所述粘合剂包含氧化铝或氧化锆粘合剂。
16.根据权利要求1至15中任一项所述的过滤装置，其中所述吸附剂材料进一步包含硅胶、活性炭、活性氧化铝、分子筛、树脂或催化材料中的一种或多种。
17.根据权利要求1至16中任一项所述的过滤装置，其中将所述过滤装置并入到选自建筑物供暖、通风和空调(HVAC)系统、飞机环境控制系统、非飞机运载工具通风系统和室内空气净化器的内部空气控制系统中。
18.根据权利要求1至17中任一项所述的过滤装置，其中所述过滤装置适用于在18至23℃下与含水量为1.5％的空气接触时，每克所述吸附剂材料累积NO2去除量大于120、350、500或750毫克，其中所述累积NO2去除量对应于在从所述吸附剂材料的初始去除效率直到所述初始去除效率的20％的持续时间内去除的NO2。
19.根据权利要求1至17中任一项所述的过滤装置，其中所述过滤装置适用于在18至23℃下与含水量为0.5％的空气接触时，每克所述吸附剂材料累积NO2去除量大于30、80或120毫克，其中所述累积NO2去除量对应于在从所述吸附剂材料的初始去除效率直到所述初始去除效率的20％的持续时间内去除的NO2。
20.一种适用于在低于100℃的温度下从内部空气中去除和保留NO2的基材，所述基材包含涂覆到其至少一个表面上的吸附剂材料，所述吸附剂材料包含沸石和碱性金属氧化物。
21.根据权利要求20所述的基材，其中将所述基材并入到空气流导管中。
22.根据权利要求20或权利要求21所述的基材，其中所述基材由非金属和非陶瓷材料形成。
23.根据权利要求20或权利要求21所述的基材，其中所述基材是泡沫基材或非织造聚合物基材。
24.根据权利要求20或权利要求21所述的基材，其中所述基材是铝基材。
25.根据权利要求20至24中任一项所述的基材，其中所述沸石包含选自由以下组成的组的沸石：AEI、BEA、BEC、CHA、EMT、FAU、FER、MFI及其组合。
26.根据权利要求20至24中任一项所述的基材，其中所述沸石包含BEA沸石。
27.根据权利要求20至26中任一项所述的基材，其中所述碱性金属氧化物包含氧化锌、氧化铜或其组合。
28.根据权利要求20至27中任一项所述的基材，其中所述内部空气是再循环空气。
29.根据权利要求20至28中任一项所述的基材，其中β沸石的二氧化硅与氧化铝之比(SAR)为约200或更大。
30.根据权利要求20至28中任一项所述的基材，其中所述β沸石的二氧化硅与氧化铝之比(SAR)为约300或更大。
31.根据权利要求20至30中任一项所述的基材，其中按所述吸附剂材料的总重量计，所述碱性金属氧化物以至少约5重量％的负载量存在。
32.根据权利要求20至30中任一项所述的基材，其中所述碱性金属氧化物以约5重量％至约20重量％的负载量存在。
33.根据权利要求20至32中任一项所述的基材，其中所述吸附剂材料进一步包含粘合剂。
34.根据权利要求33所述的基材，其中所述粘合剂是聚合物粘合剂，其选自由以下组成的组：聚乙烯、聚丙烯、聚烯烃共聚物、聚异戊二烯、聚丁二烯、聚丁二烯共聚物、氯化橡胶、丁腈橡胶、聚氯丁二烯、乙烯-丙烯-二烯弹性体、聚苯乙烯、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚丙烯腈、聚(乙烯酯)、聚(卤乙烯)、聚酰胺、纤维素聚合物、聚酰亚胺、丙烯酸树脂、乙烯基丙烯酸树脂、苯乙烯丙烯酸树脂、聚乙烯醇、热塑性聚酯、热固性聚酯、聚(苯醚)、聚(苯硫醚)、聚(四氟乙烯)、聚偏二氟乙烯、聚(氟乙烯)、乙烯-三氟氯乙烯共聚物、聚酰胺、酚醛树脂、聚氨酯、丙烯酸/苯乙烯丙烯酸共聚物胶乳、硅氧烷聚合物，及其组合。
35.根据权利要求3所述的基材，其中所述粘合剂包含氧化铝或氧化锆粘合剂。
36.根据权利要求20至35中任一项所述的基材，其中所述吸附剂材料进一步包含硅胶、活性炭、活性氧化铝、分子筛、树脂或催化材料中的一种或多种。
37.根据权利要求20至36中任一项所述的基材，其中将所述基材并入到选自建筑物供暖、通风和空调(HVAC)系统、飞机环境控制系统、非飞机运载工具通风系统和室内空气净化器的内部空气控制系统中。
38.根据权利要求20至37中任一项所述的基材，其中所述基材适用于在18至23℃下与含水量为1.5％的空气接触时，每克所述吸附剂材料累积NO2去除量大于120、350、500或750毫克，其中所述累积NO2去除量对应于在从所述吸附剂材料的初始去除效率直到所述初始去除效率的20％的持续时间内去除的NO2。
39.根据权利要求20至37中任一项所述的基材，其中所述基材适用于在18至23℃下与含水量为0.5％的空气接触时，每克所述吸附剂材料累积NO2去除量大于30、80或120毫克，其中所述累积NO2去除量对应于在从所述吸附剂材料的初始去除效率直到所述初始去除效率的20％的持续时间内去除的NO2。
40.一种用于从内部空气流中去除和保留NO2的方法，所述方法包含：
使所述内部空气流与适于降低再循环空气供应的NO2浓度的吸附剂材料接触，所述吸附剂材料包含沸石和碱性金属氧化物。
41.根据权利要求40所述的方法，其中在10℃至30℃的温度下维持空气供应。
42.根据权利要求40或权利要求41所述的方法，其中在低于100℃的温度下，被所述吸附剂材料吸附的NO2的解吸速率基本上为零。
43.根据权利要求40至42中任一项所述的方法，其中所述内部空气流由建筑物供暖、通风和空调(HVAC)系统、飞机环境控制系统、非飞机运载工具通风系统或室内空气净化器维持或产生。
44.根据权利要求40至43中任一项所述的方法，其中所述吸附剂材料包含根据权利要求1至19中任一项所述的吸附剂材料。
45.一种用于从内部空气中去除和保留NO2的空气净化系统，所述空气净化系统包含：
基材；和
涂覆在所述基材上的吸附剂材料，所述吸附剂材料包含用碱性金属氧化物浸渍的β沸石。
46.根据权利要求45所述的空气净化系统，其中所述基材包含根据权利要求20至39中任一项所述的基材。
47.一种形成适用于从内部空气中去除和保留NO2的过滤装置的方法，所述方法包含：
形成沸石与碱性金属前体的复合材料；
煅烧所述复合材料以形成包含所述沸石和由所述碱性金属前体形成的碱性金属氧化物的颗粒；
形成包含所述颗粒和粘合剂的浆料；以及
将所述浆料涂覆到基材上以形成所述过滤装置。
48.根据权利要求47所述的方法，其中通过用所述碱性金属前体初始润湿浸渍所述沸石形成复合物。
49.根据权利要求47或权利要求48所述的方法，其中所述碱性金属前体包含乙酸锌或乙酸铜中的一种或多种。
50.根据权利要求47至49中任一项所述的方法，其中所述过滤装置包含根据权利要求1至19中任一项所述的过滤装置。
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