DE3043022A1

DE3043022A1 - Faserfoermige aktivkohle mit einer darauf abgeschiedenen metallchelatverbindung, verfahren zu deren herstellung und verwendung derselben

Info

Publication number: DE3043022A1
Application number: DE19803043022
Authority: DE
Inventors: Shigeru Mishima Ikegami; Kazuo Shizuoka Izumi; Yoshikumi Kawakatsu; Minoru Kirai
Original assignee: Toho Beslon Co Ltd
Current assignee: Teijin Ltd
Priority date: 1980-10-30
Filing date: 1980-11-14
Publication date: 1982-05-13
Also published as: DE3043022C2; JPS5777019A; GB2086868B; JPH0115606B2; IT1147025B; US4366085A; CA1155826A; FR2493351B1; GB2086868A; SE8007983L; FR2493351A1; IT8050148A0; SE449484B

Description

Die Erfindung betrifft faserförmige Aktivkohle mit einem darauf abgeschiedenen Metallchelat, ein Verfahren zu deren Herstellung und deren Verwendung. Die Erfindung betrifft insbesondere faserförmige Aktivkohle, die zur Entfernung von giftigen Substanzen aus Gasen, insbesondere von Ozon, geeignet ist, sowie ein Verfahren zur Herstellung der faserförmiejon Aktivkohle und ein Vorfahren '.aim Entfernen von solchen giftigen SubsLanzen.

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Ozon in der Luft ist für die Luftverschmutzung verantwortlich, weil es in Kombination mit NO Oxidationsmittel bildet. Ozon wird auch durch in der Stratosphäre fliegende Flugzeuge erzeugt oder durch Vorrichtungen, bei denen eine Koronaentladung stattfindet, z.B; bei der Elektrofotografie, bei Ozonsterilisatoren und dergleichen, sowie auch durch Vorrichtungen, bei denen man starke ultraviolette Strahlen anwendet, sowie Vorrichtungen mit Quecksilberlampen. Das dabei gebildete Ozon ist ein Umweltproblem.

Ozon hat folgende Nachteile:

ORIGfNAL INSPECTED

Schaden an Pflanzen

Risse in gestrecktem Kautschuk Geruchsentwicklung

Empfindlichkeit von Versuchstieren gegen Bakterien

Irritation der Atmungsorgane, Brustbeklemmung

Verminderung der Lungenfunktion

Verminderung der Lungenatmungskapasität

Erhöhung des Atmungswiderstandes

Starkes Husten
Akuter Lungentumor

Aussetzungskonzentration

(ppm)

Aussetzungszeit

h

0,02	1 h
0,02	nur 5 min oder niger
0,08 bis 1,30	3 h
0,3	beim kontinuier liehen 8-stündi gen Arbeiten '
0,5	3 h/Tag, 6 Tage/Woche, 12 Wochen
0,6 bis 0,8	2 h
0,1 bis 1,0	1 h
2,0	2 h
9,0	nicht klar

Bemerkungen

Spinat, japanischer Rettich, Tomaten

der Bevölkerung wahrgenommen

Mäuse

Erholung nach 6 Wochen, keine Veränderung bei 0,2 ppm

GO CZ)

JU4JUZZ

Die vorstehenden Versuchsergebnisse werden in Kasseitan Kogyo (Active Carbon Industry), Jukugaku kogyo tsushin sha (1974) beschrieben.

Zahlreiche Verfahren sind bereits bekannt zur Adsorption, Entfernung oder Zersetzung von Ozon in Auspuffgasen oder in der Luft, jedoch sind bisher keine Stoffe vorhanden, die für die Entfernung von Ozon sehr wirksam sind. Beispielsweise hat man als Mittel zur Entfernung oder Zersetzung von Ozon schon Oxide von Mangan, Vanadium, Eisen, Kupfer, Nickel, Chrom, Kobalt, Zink und dergleichen oder Katalysatoren, die durch Abscheiden von Salzen solcher Metalle auf granulärer oder pulverförmiger Aktivkohle erhalten wurden, oder Zersetzungskatalysatoren, die solche metallischen. Elemente enthalten, verwendet. Diese Mittel haben jedoch nur eine geringe Wirksamkeit für die Entfernung von Ozon und sind nicht ausreichend geeignet, um als Zersetzungs- oder Entfernungsmittel in Frage zu kommen. Auch Aktivkohle,auf der Palladium, Platin oder Silber abgeschieden war, ist bereits vorgeschlagen worden. Solche Aktivkohlen haben jedoch den Nachteil, dass die Metalle ausserordentlich teuer sind und dass sie nur in geringem Masse Ozon entfernen und ausserdem nur eine begrenzte Haltbarkeit haben.

Aufgabe der Erfindung ist es, neue faserförmige Aktivkohle und ein Vorfahren zu deren Herstellung zu zeigen. Verbunden mit dieser Aufgabe ist es, eine faserförmige Aktivkohle zu zeigen,die ausserordentlich wirkungsvoll bei der Entfernung giftiger Substanzen aus Gasen geeignet sind, die eine lange Haltbarkeit haben und die billig sind. Eingeschlossen in die Aufgabe ist auch ein

Herstellungsverfahren und ein Verfahren zur Anwendung der faserförmigen Aktivkohle.

Die Erfindung betrifft faserförmige Aktivkohle mit einer darauf abgeschiedenen Metallchelatvorbindung, ein Verfahren zu deren Herstellung und deren Verwendung.

Die erfindungsgemässe Aktivkohle kann hergestellt werden, indem man eine Lösung oder eine Dispersion einer Metalichelatverbindung auf die faserförmige Aktivkohle aufbringt und dann trocknet.

Bei Berührung mit einem giftige Stoffe enthaltenden Gas entfernt die erfindungsgemässe Aktivkohle die giftigen Substanzen aus dem Gas.

Metalle in den Metallchelatverbindungen, wie sie erfindungsgemäss angewendet werden, werden vorzugsweise ausgewählt aus den Gruppen Ib, Ha, Hb, Via, VIIa und VIII des periodischen Systems. Besonders bevorzugt werden Cu, Ag, Zn, Ca, Zr, Mn, Co, Ni, Pd und Fe.

Metallchelatverbindungen, die durch Koordinationsbindung von Metallen mit einem Chelatierungsmittel erhalten werden, z.B. mit Ethylendiamintetraessigsäure (nachfolgend als EDTA abgekürzt), NiLri.lotriessJ-ijuuuri! (Ν'ΓΛ) , trans-1,2-Cyclohexadiamintetraessigsäure (cy-DTA) ,Diethylentriaminpentaessigsäure (DTPA), Triethylentetraminhexaessigsäure ( TTHA), Glykoletherdiamintetraessigsäura (GETA), Iminodiessigsäure (IDA), N,N-Ethylenbis- (ψ~^ο~ hydroxyphenyl)-glyzin (EHPG) und dergleichen.

Faserförmige Aktivkohle, wie sie erfindungsgemäss verwendet wird, kann man nach, bekannten Verfahren herstellen. Beispielsweise wird eine Polyacrylnitrilfaser flammbeständig gemacht oder eine Zellulosefaser, eine Teerfaser oder eine Phenolharzfaser wird zunächst karbonisiert und dann bei etwa 700 bis etwa 1300 C unter Verwendung eines Aktivierungsgases, wie Dampf, Kohlendioxid, Ammoniak und dergleichen oder Mischungen daraus unter Ausbildung der entsprechenden Aktivkohle aktiviert.

Die Konzentration des Aktivierungsgases liegt vorzugsweise bei 5O Vol.% oder mehr und insbesondere bei 80 Vol.% oder mehr. Die Verarbeitungszeit liegt im allgemeinen bei 1 Minute bis 3 Stunden.

Für die vorliegende Erfindung ist eine faserförmige Aktivkohle aus Polyacrylnitril besonders geeignet. Diese kann in folgender Weise hergestellt werden:

Polymere auf Basis von Acrylnitril, die als Ausgangsmaterial für die faserförmige Aktivkohle auf Basis von Acrylnitril verwendet werden können, schliessen Acrylnitril-Homopolymere und Acrylnitril-Copolymere ein. Beispiele für solche Copolymere sind solche, die nicht weniger als etwa 60 Gew.% und vorzugsweise nicht weniger als 85 Gew.% Acrylnitril enthalten. Mischungen von Komopolyxnoreii und Copolymeron oder Gemische aus Copolymeren untereinander können zur Herstellung der Faser verwendet werden. Weiterhin kann man Copolymere mit einem Gehalt von weniger als etwa 60 Gew.% Acrylnitril in Mischung mit Acrylnitrilpolymeren für die Herstellung der Fasern verwenden, sofern die Menge an Acrylnitril in der Endfaser etwa 60 Gew.% übersteigt.

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Coitionomere, die man in die erwähnten Copolymeren einbauen kann, sind additionspolymerisierbare Vinylverbindungen, wie Vinylchlorid, Vinylidenchlorid, Vinylbromid, Acrylsäure, Metacrylsäure, Itakonsäure; die Salze (z.B. die Natriumsalze) dieser Säuren; Derivate dieser Säuren, Z.B. Acrylsäureester (z.B. Alkylester mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen im Alkylrest, wie Methylacrylat, Butylacrylat lind dergleichen); Methacrylsäureester (z.B. Alkylester itiit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen in dem Alkylrest, wie Methylmethacrylat und dergleichen); Acrylamid, N-Methylol acrylamid; Allylsulfonsäurc, Methallylsulfonsäuro, Vinylsulfonsäure und deren Salze (z.B. Natriumsalze); Vinylacetat; 2-Hydroxymethyl-ethylacrylat, 2-Hydroxymethyl-methylacrylat, 2-Hydroxyethylacrylat, 2-Hydroxyethylmethacrylat; 2-Hydroxymethylacrylnitril, 2-Hydroxyethylacrylnitril;2-Chloroethylacrylat; 2-Hydroxy-3-Chloropropylacrylat; Vinylidenzyanid, cv-Chloroacrylnitril und dergleichen. Weiterhin kann man die in US-PS 3 202 640 beschriebenen Verbindungen verwenden.

Der Polymerisationsgrad dieser Polymeren oder Polymerengemische reicht aus, wenn man daraus in üblicher Weise eine Faser herstellen kann. Er liegt im allgemeinen bei etwa 500 bis 3000 und vorzugsweise bei 1000 bis 2000,

Diese Acrylnitrilpolymere können unter Anwendung bekannter Verfahren, z.B. durch Suspensionspolymerisation oder Emulsionspolymerisation in einem wässrigen System oder durch Lösungspolymerisation in einem Lösungsmittel hergestellt werden. Solche Verfahren werden beispielsweise in den US-PSen 3 208 962, 3 287 307 und 3 479 312 beschrieben.

BAD ORIGINAL -14-

Das Erspinnen der Polymeren auf Basis von Acrylnitril kann in bekannter Weise erfolgen. Beispiele für Spinnlösungsmittel sind anorganische Lösungsmittel, wie eine konzentrierte Lösung von Zinkchlorid in-Wasser, konzentrierte Salpetersäure und dergleichen, organische Lösungsmittel, wie Dimethylformamid, Dimethylacetamid und pimethylsulfoxid.

Wird eine konzentrierte Lösung von Zinkchlorid in Wasser verwendet, so wird durch das restliche Zinkchlorid in der Faser die Aktivierungszeit abgekürzt und man kann eine Faser mit einer höheren Festigkeit erhalten.

Der Durchmesser der Faser kann variieren, liegt jedoch aus Gründen der Verarbcitungstechnik zweckmässigerweise etwa bei 5 bis 30 um und insbesondere bei 10 bis 20 um .

Obwohl man die Oxidation in einer oxidierenden Atmosphäre im allgemeinen an der Luft vornimmt, kann jedes Gemisch aus Sauerstoff und einem Inertgas (z.B. Stickstoff) verwendet werden, unter der Voraussetzung, dass ein gewisser Sauerstoffgehalt in einer Menge von nicht weniger als etwa 15 Vol.% vorhanden ist. Weiterhin kann man die Verarbeitung auch in einer Atmosphäre aus Chlorwasserstoff gas, Schwefeldioxid, NO oder NEU vornehmen. In diesen Fällen werden jedoch im allgemeinen Gemisch dieser Gase mit Luft (mit einem Sauerstoffgehalt von etwa 5 bis 2O Vol.% in der Gasmischung) verwendet.

Eine geeignete Oxidationstemperatur liegt bei etwa 200 bis 300 C und insbesondere bei 200 bis 28O°C. Bei einer Temperatur unterhalb etwa 200°C wird eine lange Zeit für

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die Oxidation benötigt, während bei einer Temperatur oberhalb etwa 30O⁰C die Fasern verbrennen oder die Oxidation so schnell verläuft, dass es schwierig ist, eine gleichförmige Oxidation zu bewirken. Die Temperatur kann während der Oxidationsbehandlung verändert werden. Im allgemeinen ist es wünschenswert, die Temperatur allmählich im Bereich von etwa 200 bis etwa 300°C zu erhöhen, weil der Oxidationsgrad allmählich im Verlauf der Reaktion abnimmt.

Vorzugsweise wird auf die Faser eine Spannung derart ausgeübt, dass der Schrumpf bei den jeweiligen Oxidations temperatur en etwa 50 % bis 90 % und insbesondere etwa 70 bis etwa 85 % des freien Schrumpfes bei dieser Temperatur beträgt. Wenn der Schrumpf unterhalb etwa 50 % liegt, dann ist die Adsorptionseigenschaft der Faser für praktische Zwecke nicht ausreichend, wogegen bei einem Schrumpf von oberhalb 90 % die mecheini sehen Eigenschaften der Faser nach der Aktivierungsverarbeitung vermindert sind.

Der Ausdruck "Grad des freien Schrumpfes" bedeutet das Verhältnis des Schrumpfes zur Originallänge, d.h., wenn die Faser unter einer Spannung von 1 mg/d in einer oxidierenden Atmosphäre bei einer bestimmten Temperatur unter Oxidationsbedingungen geschrumpft wird, wobei das Verhältnis des Schrumpfes zur Originallänge als der Grad des freien Schrumpfes bei dieser Temperatur bezeichnet wird.

Um eine Aktivkohlefaser mit hoher AdsorptionskapaüitäL zu erhalten, d.h. mit einer grossen Adsorptionsmenge und

- 1G

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O UH O U/. Z.

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einer sehr guten Adsorptionsgeschwindigkeit, wird vorzugsweise Sauerstoff in ausreichendem Masse bei dem Oxidationsverfahren gebunden. Die Oxidationsbehandlung wird durchgeführt, bis die Menge an gebundenem Sauerstoff etwa 50 bis etwa 95 % der Sättigungsmenge an gebundenem Sauerstoff der Faser erreicht. Die bevorzugte Menge an gebundenem Sauerstoff liegt zwischen etwa 70 und etwa 90 %.

ί
Der Begriff "Sättigungsmenge an gebundenem Sauerstoff" bedeutet folgendes: Die Faser wird oxidiert in einer oxidierenden Atmosphäre, wobei man von Zeit zu Zeit eine Probe nimmt, und wenn die Veränderung in der Menge an gebundenem Sauerstoff in der Faser nicht mehr weitergeht, wird die Menge an gebundenem Sauerstoff bestimmt und als die Sättigungsmenge an gebundenem Sauerstoff bezeichnet. Die Sättigungsmenge an gebundenem Sauerstoff wird vollständig von der Polymerzusammensetzung der Faser bestimmt.

Die Dauer der Wärmebehandlung bei dem Oxidationsverfahren hängt von der Verfahrenstemperatur ab, sie beträgt im allgemeinen etwa 0,5 bis 24 Stunden.

Im Anschluss an die Oxidationsbehandlung erfolgt dann die Aktivierungsbehandlung. Diese Aktivierung kann in Form einer physikalischen Aktivierung erfolgen oder nach einem Verfahren, bei dem man die Faser mit einem Aktivierungsmittel für eine chemische Aktivierung tränkt und dann eine physikalische Aktivierung vornimmt. Solche Verfahren werden beispielsweise in den US-PSen 2 790 781 und 2 648 637 beschrieben.

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Beispielsweise kann die Aktivierung in einem Aktivierungsgas, wie CO₂, NH-, Wasserdampf oder einem Mischgas davon (z.B. CO₀ + H₀O) durchgeführt werden (wobei die in diesem Fall zulässige Menge an Sauerstoff nur so hoch sein darf, dass die Faser nicht brennt und im allgemeinen nicht mehr als 3 Vol.% beträgt). Ein oder mehrere inerte Gase, wie N₀, Ar oder He, können in dem Aktivierungsgas in einer Menge bis zu 50 Vol.% vorhanden sein (z.B. CO₀ + N₀ und dergleichen). Im allgemeinen wird die Aktivierung bei einer Temperatur von etwa 700 bis etwa 1000⁰C während etwa 1 Minute bis zu 3 Stunden durchgeführt.

Wird eine physikalische Aktivierung nach einer Imprägnierung mit Chemikalien durchgeführt, so kann man als Aktivierungschemikalien solche nehmen, wie man sie bisher schon zur Herstellung von Aktivkohle verwendet hat. Beispielsweise kann man die oxidierte Faser in eine wässrige Lösung von Binkchloriß, Phosphorsüuro, Schwefelsäure, Natriumhydroxid, ChlorwassersLoL'Lüäure und dergleichen, eintauchen (wobei im Falle der Chlorwasserstoffsäure diese im allgemeinen etwa 10 bis 37 Gew.% enthält und im Falle der anderen Chemikalien die Konzentration etwa 10 bis 60 Gew.% beträgt). Alternativ kann man Lösungen dieser Materialien auf die Faser aufsprühen und dort abscheiden. Anschliessend wird die Faser dann in einem Aktivierungsgas, im allgemeinen bei etwa 700 bis etwa 1000 C etwa 1 Minute bis etwa 3 Stunden aktiviert. Dabei beträgt die Menge an den gelüsten abgeschiedenen Chemikalien etwa 0,1 bis etwa 20 Gew.%, bezogen auf das Gewicht der Faser. Natürlich kann man auch grössere Mengen als 20 Gew.% abscheiden, aber durch derartig grosse Mengen wird keine besondere Wirkung erzielt.

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OUAJUZZ

Bei dieser Aktivierungsbehandlung lässt man die Faser frei schrumpfen. Der Schrumpf beträgt im allgemeinen zwischen etwa 10 bis etwa 30 %, je nach der jeweiligen oxidierten Faser.

Durch diese Aktivierung werden die flüchtigen Bestandteile aus der Faser entfernt und die Faser wird karbonisiert und gleichzeitig wird die spezifische Oberfläche der Faser erhöht.

Man kann zunächst Produkte in Form von Geweben, Vliesen, Filzen und dergleichen von der oxidationsbehandelten Faser herstellen und dann die. Aktivierung in gleicher Weise wie bei der Faser vornehmen.

Faserförmige Aktivkohle kann auch unter Verwendung von Zellulose als Ausgangsmaterial hergestellt werden. In diesem Fall kann man natürliche Zellulosefasern, wie Baumwolle, Hanf oder Chinagras oder Pulpefasern aus Holz, Bambus oder Linters, sowie regenerierte Zellulose, wie Viskoserayon oder Kupferammoniumrayon verwenden.

Diü Zelluloscfaser wird in einer Inertgasatmosphäre, wie Stickstoff oder Argon, oder in einer oxidierten Atmosphäre mit einem Gehalt an Sauerstoff, Stickstoffdioxid oder Schwefeldioxid bei 200 bis 400⁰C behandelt, wobei man eine nichtschmelzbare Faser erhält. Vor dieser Behandlung kann man eine Phosphorverbindung oder Zinkchlorid als Dehydrierungsmittel auf die Faser aufbringen. Auch ein

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ORIGIiMAL INSPECTED

Ammoniumsalz kann zusammen mit einem solchen Dehydrierungsmittel verwendet werden.

Die so erhaltene Faser wird dann einer üblichen Aktivierungsbehandlung, wie sie vorher beschrieben wurde, unterworfen.

Easerförmige Aktivkohle kann man auch aus einem Phenolh,arz, d.h. einem Kondensationsprodukt eines Aldehyds, wie Formaldehyd oder Furfural mit einem Phenol, wie Phenol oder Xylol, herstellen, wobei man vorzugsweise ein Phenol-Formaldehydharz oder ein Phenol-Furfuralharz verwendet. Besonders geeignet ist für die Herstellung von faserförmiger Aktivkohle ein Phenol-Formuldehyd-Novolakharz.

Das Phenol-Formaldehyd-Novolakharz wird schruelzversponnen oder man lässt einen dünnen Strom des geschmolzenen Harzes in einem Gasstrom, wie Luft, tropfen, wobei sich der dünne Harzstrom in eine ungehärtete Novolakharzfaser umwandelt. Die so erhaltene Faser wird dann einer Vernetzungsbehandlung unteorworfen unter Aushärtung des Harzes, bis dieses unschmelzbar wird.

Die so erhaltene Faser wird dann einer Karbonisierungs-Aktivierungsbehandlung in Luft, Wasserdampf, Kohlendioxid oder Sauerstoff bei 200 bis 1200°C unterworfen.

Pech, das als Ausgangsmaterial für faserförmige Aktivkohle verwendet wird, kann aus Kohle oder Petroleum stammen oder als Nebenprodukt in der petrochemischon Industrie oder bei organischen Synthesen anfallen oder

O U H O U Δ.

man kann es durch Trockendestillation eines synthetischen Kolophoniums oder eines natürlichen Kolophoniums erhalten.

Das Pech wird unter Ausbildung einer Faser Schmelzversponnen. Die so erhaltene Faser wird dann in einer oxidierenden Atmosphäre unter Ausbildung einer nichtschmelzenden Faser behandelt. Dann wird diese Faser unter Ausbildung von faserförmiger Aktivkohle aktiviert.

Die faserförmige Aktivkohle, auf welcher eine Metall— chelatverbindung abgeschieden wird, hat vorzugsweise eine spezifische Oberfläche, gemessen nach der BET-Methode,

2
von etwa 600 bis 2000 m /g und insbesondere von etwa

2
700 bis 1500 m /g. Auf faserförmiger Aktivkohle mit

einer spezifischen Oberfläche von weniger als etwa

2
600 m /g kann man die Metallchelatverbindung nur mit Schwierigkeiten abscheiden und selbst dann, wenn man sie abgeschieden hat, hat die faserförmige Aktivkohle mit der darauf abgeschiedenen Metallchelatverbindung nur eine nichtausreichende Wirkung, toxische Substanzen zu entfernen oder zu zersetzen. Wenn andererseits die faserförmige Aktivkohle eine spezifische Oberfläche von mehr als 2000 m /g hat, verliert sie an Festigkeit unc kann dann nur noch begrenzt eingesetzt werden.

Vorzugsweise hat die Faser unter dem Gesichtspunkt der

2 Handhabung eine Feistigkeit von mehr als etwa 15 kg/mm und der Durchmesser der Faser beträgt zwischen 3 und

2 25 urn. Wenn die Festigkeit der Faser weniger als 15 kg/mm beträgt, treten eine Reihe von Schwierigkeiten während der Verarbeitung ein. Ist der Faserdurchmesser kleiner

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als 3 um , so bricht die Faser während der Herstellung von Aktivkohle und wenn man sie in Vliesform formen möchte ist es schwierig, ein Vlies zu erhalten. Wenn der Faserdurchmesser andererseits mehr als 25 um beträgt, kann die Aktivierung nur mit Schwierigkeiten durchgeführt werden und selbst wenn es möglich ist, eine /aktivkohle mit bestimmter spezifischer Oberfläche zu erhalten, ist es problematisch, diese Aktivkohle mit einer ausreichenden Festigkeit zu erhalten, weil die Aktivierungsausbeute vermindert ist.

In der feinporigen Struktur einer solchen faserförmigen Aktivkohle machen die Poren mit einem Radius von 100 λ oder weniger 70 % oder mehr der Gesamtheit an feinen Poren aus und sie haben eine Porenverteilung, bei der eine deutliche Spitze der Einzeldispersion in der Radiusnähe von 10 A liegt. Bei der erfindungpgemässen faserförmigen Aktivkohle mit darauf abgeschiedenen Metallchelatverbindungen werden solche faserförmigen Aktivkohlen mit einer Benzoladsorptionsgeschwindigkeitskonstante von wenigstens 0,2/min besonders als Mittel zur Entfernung von toxischen Gasen bevorzugt.

Die Benzoladsorptionsgradkonstante wird in kCo in der Bohart und Adam¹sehen Gleichung ausgedrückt:

log(Co/C -1)= Con - (kCot/2,303)

die in Journal of Chemical Physics, Band 15, Seite (1947) beschrieben wird. In der Gleichung bedeuten

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OUHOU^Z.

Co die Konzentration an Benzol in dem Gas vor der Verarbeitung,

C die Konzentration an Benzol in dem verarbeiteten Gas nach t Sekunden,

k die Adsorptionsgeschwindigkeit, Con eine Konstante, t die Zeit (sek), und kCo die Adsorptionsgradkonstante.

Bei der vorliegenden Erfindung wird die Benzoladsorptionsgradkonstante in folgender Weise gemessen: Stickstoffgas mit einem Gehalt von 100 ppm (Co) :Benzol wird durch eine 20 mm dicke Aktivkohleschicht in einer Geschwindigkeit von 10 cm/sek bei Raumtemperatur (25 C) geleitet und nach dor vorbeschriebenen Gleichung wird dann die Benzoladsorptionsgradkonstante aus der Durchbruchkurve (Kurve, welche die Beziehung zwischen C und der Zeit angibt) bestimmt.

Im allgemeinen hat typische granuläre Aktivkohle, Kieselgel, aktives Aluminiumoxid oder dergleichen eine Adsorptionsgradkonstante von etwa 0,002/min und die Adsorptionsgradkonstante von faserförmiger Aktivkohle beträgt 0,05/min oder mehr. Dieser Wert erhöht sich im allgemeinen, wenn zuvor eine Karbonisierung durchgeführt wird.

Wenn die faserförmige Aktivkohle eine Benzoladsorptionsgraukoustaute von weniger als 0,2/min hat, dann ist die Wirkung, die durch die Abscheidung der Metallchelatverbindung darauf erzielt wird, nur gering. Der Grund dafür liegt vermutlich darin, dass bei einer Benzoladsorptionsgradkonstanten von weniger als 0,2/min gewisse Veränderungen

ORIGINAL (NSPECTED

O ι _

£.0

in den feinen Poren eintreten, weil die Benzoladsorptionsgradkonstante von der Grosse, der Verteilung und der Form der feinen Poren abhängt und die Mctallchclat-· verbindung sich nicht gleichmässig in den feinen Poren abscheidet.

Eine faserförmige Aktivkohle, die den vorerwähnten Anforderungen entspricht, kann erfindungsgemäss verwendet werden. Ganz besonders wird faserförmige Aktivkohle aus einer Polyacrylnitrilfaser bevorzugt, weil der darin enthaltene Stickstoff, der 3 bis 15 Gew.% der Gesamtelemente darin ausmacht, in Kombination mit den abgeschiedenen Metallchelatverbindungen auf der fasorförmigen Aktivkohle an der Entfernung von unerwünschten Gasen und dergleichen stärker wirksam ist, als bei faserföx'inigen Aktivkohlen, die von anderen Ausgangsmatorialien erhalten wurden.

Die erfindungsgemäss verwendete faserförmige Aktivkohle kann in verschiedenen Formen vorliegen, z.B. als Werg, als Vlies, als Gewebe, als Filz und dergleichen.

Die Metallchelatverbindung kann auf die faserförmige Aktivkohle nach verschiedenen Verfahren, von denen einige nachfolgend beispielhaft beschrieben werden, abgeschieden werden:

(1) Man dispergiert eine Metallchelatverbindung, vorzugsweise in Wasser oder einem organischen Medium, das bei Raumtemperatur flüssig ist und einen Siedepunkt

von nicht mehr als 1OO C hat, z.B. Ketone, wie Aceton,, Alkohole, wie Methanol und Ethanol, oder Benzol und dergleichen, die leicht zu trocknen sind. Die faserförmige Aktivkohle wird mit der Dispersion oder der Lösung getränkt oder man bringt die Dispersion oder Lösung auf die faserförmige -Aktivkohle durch Sprühen oder durch Eintauchen auf und trocknet dann. Die Konzentration der Dispersion oder Lösung liegt im allgemeinen bei etwa 0,01 bis etwa 10 Gew.%, vorzugsweise bei 0,1 bis etwa 5 Gew.%, und der pH der Lösung wird vorzugsweise auf 4 bis 8 eingestellt. Die Tränkzeit beträgt etwa 10 Minuten bis etwa 5 Stunden. Die Trocknung wird bei einer Temperatur unterhalb der Zersetzungstemperatur der Metallchelatverbxndung, im allgemeinen bei etwa 200°C oder darunter, durchgeführt.

(2) Eine Lösung des Chelatisxerungsmittels wird auf die faserförmige Aktivkohle aufgebracht und anschliessend bringt man eine Lösung eines Metallsalzes auf die Aktivkohle und trocknet, wobei sich eine Metallchelatverbxndung auf der Aktivkohle bildet. Die Konzentration des Chelatisxerungsmittels in der Lösung (es können die Lösungsmittel, die unter (1) beschrieben wurden, verwendet worden) beträgt im allgemeinen etwa O,01 bis etwa 10 und vorzugsweise etwa 0,1 bis 1 Gew.% und die Konzentration des Metallsalzes in der Lösung im allgemeinen etwa 0,01 bis 10 Gew.?; und vorzugsweise 0,1 bis 1 Gew.%. Die Menge des aufgebrachten Chelatbildners beträgt etwa 1 bis 2 Äquivalente pro 1 Äquivalent des Metallsalzes. Alle Verfahren, wie Eintauchen, Aufsprühen und dergleichen können für dieses Aufbringen verwendet werden.

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Bei jedem der vorerwähnten Verfahren wird die Menge der abgeschiedenen Metallchelatverbindung durch die Konzentration der Lösung, mit welcher die faserförmige Aktivkohle getränkt wird oder mit welcher sie besprüht wird, durch die Eintauchzeit und durch die Menge der aufgesprühten Lösung überwacht. Wird die Aktivkohle mit der Lösung oder Dispersion bei einem der vorerv/ähnten Ver-

fahren getränkt, so beträgt das Volumenverhältnis von Aktivkohle zu der Dispersion oder Lösung im allgemeinen etwa 1:10 bis etwa 1:200.

Man kann die Metallchelatverbindung auf der faserförmigen Aktivkohle in Mengen von bis zu etwa 50 Gew.%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Endproduktes, abscheiden; v;enn man das Endprodukt, jedoch als Mittel zur Entfernung der vorher erwähnten Gase verwendet, so wird es vorzugsweise in einer Menge von etwa 0,01 bis 30 Gew.% und vorzugsweise etwa 0,1 bis 20 Gew.% abgeschieden. Werden geringere Mengen als 0,01 Gew.% abgeschieden, dann ist die Wirkung als Entfernungsmittel unzureichend, und werden grössere Mengen als 30 Gew.% abgeschieden, dann wird die scheinbare spezifische Oberfläche erniedrigt und die Wirkung nimmt plötzlich ab.

Die Metallchelatverbindung wird auf der Aktivkohle so abgeschieden, dass die spzifische Oberfläche vorzugs-

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weise 500 m /g oder mehr und vorzugsweise 800 in /g oder mehr beträgt. Die Benzoladsorptionsgradkonstante der faserförmigen Aktivkohle verändert sich durch die Abscheidung der Metallchelatverbindung darauf im wesentlichen nicht.

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Erfindungsgemäss können auch zwei oder mehr Metallchelatverbindungen in Kombination miteinander verwendet werden.

Die so erhaltene faserförmige Aktivkohle hat im wesentlichen die gleiche Faserfestigkeit, den gleichen Durchmesser und den gleichen Benzoladsorptionsgrad, wie eine faserförmige Aktivkohle, die als Ausgangsmaterial· verwendet wurde, d.h. wie eine faserförmige Aktivkohle mit einer darauf abgeschiedenen Metallchelatverbindung mit

2 einer Faserfestigkeit von 15 kg/mm oder mehr, einem Faserdurchmesser von etwa 3 bis etwa 25 um und einer Benzoladsorptionsgradkonstante von wenigstens 0,2/min.

Im Vergleich mit typischen Adsorptionsmitteln, wie granulärer oder pulverförmiger Aktivkohle, Kieselgel, saurem Ton, Aluminiumoxid und dergleichen, auf denen Metalle in Form von metallischen Elementen oder Metallverbindungen abgeschieden waren, zeigt die erfindungsgemässe fasorförmige Aktivkohle mit den darauf abgeschiedenen Metallchelatverbindungen eine merkliche Erhöhung in der Ozonzersetzungswirkung und eine längere Aktivität hinsichtlich der Entfernung von giftigen Substanzen.

Die faserförmige Aktivkohle mit der darauf abgeschiedenen Metallchelatverbindung kann nicht nur zur Zersetzung und Entfernung von Ozon, sondern auch zur Zersetzung und Entfernung von Gasen mit unangenehmem Geruch, wie Schwefelwasserstoff, Schwefligsäuregas, Mercaptanverbindungen und dergleichen, verwendet werden. Die erfindungsgemässe faserförmige Aktivkohle mit darauf abgeschiedener

BAD ORIGINAL

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Metallchelatverbindung adsorbiert diese Substanzen und zersetzt sie gleichzeitig oder wandelt, sie in andere Substanzen um. Infolgedessen wird Ozon aus den Gasen, z.B in normalen molekularen Sauerstoff umgewandelt und Schwefelwasserstoff und Schwefligsäuregase werden in Schwefelsäure in Gegenwart von Wasser umgesetzt (im allgemeinen reicht hierzu das Wasser in der Luft aus). Und wenn eine Mcrcaptanvcrbindung, die mit der orfindumj:;-gemässen faserförmigen Aktivkohle entfernt werden soll, z.B. RSH, in eine Verbindung der Formel RSSR umgelagert wird in Gegenwart von Sauerstoff, dann reicht hierzu im allgemeinen der Luftsauerstoff aus. In der obigen Formel ist R dabei eine typische geradkettige oder verzweigte Alkylgruppe mit 'J bis 4 Kohlenstoffatomen und kann gegebenenfalls substituiert sein.

Zur Entfernung von toxischen Gasen wird die faserförmige Aktivkohle mit darauf abgeschiedener Metallchelatverbindung in Berührung mit einem solchen Gas gebracht. Im allgemeinen wird beim Durchleiten des Gases durch eine Schicht aus der faserförmigen Aktivkohle die Entfernungseffizienz erhöht. Zum Beispiel kann man die Aktivkohle .in eine Glaskolonne packen oder sie in Vliesform anwenden. Man kann die Aktivkohle auch zur:· amme η mit Pulpe:· zu einer Honigwabenform formen oder man kann sie auf eine Länge von 0,1 mm oder weniger schneiden und sie mittels eines Bindesmittels auf einem Träger aufbringen.

Die Temperatur bei der die erfindungsgemässe faserförmige Aktivkohle mit der darauf abgeschiedenen Metallchelatverbindung zur Entfernung von toxischen Gasen gehalten wird, liegt unterhalb der Zersetzungstemperatur der

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Metallchelatverbxndung. Diese Temperatur beträgt im allgemeinen etwa 20 bis 100 C und vorzugsweise 25 bis 50°C.

Falls Ozon adsorbiert wird, kann man die gebrauchte Aktivkohle nach der Desorption von Ozon wiederverwenden, man kann sie jedoch auch, da sie nicht giftig ist, wegwerfen. Wird Schwefelsäure auf der Aktivkohle durch 4dsorption von Schwofelwasserstoff oder Schwefligsäuregas gebildet, so kann man sie durch Waschen mit Wasser regenerieren. Wird RSSR durch Adsorption von RSH gebildet, so kann man die Aktivkohle durch Desorption wiederverwenden.

In den nachfolgenden Beispielen und Vergleichsbeispielen wird die Erfindung näher erläutert.

Beispiel 1

Eine Acrylnitrilfaser, die im wesentlichen aus 90 Gew.% Acrylnitril und 10 Gew.% Methylacrylat besteht, wurde durch Erhitzen in Luft bei 230 bis 25O°C während 6 Stunden unter einer Spannung, dass der Schrumpf 67 % des freien Schrumpfes betrug, flammbeständig gemacht und anschliessend in Wasserdampf bei 900°C während 10 Minuten behandelt, wobei man eine faserförmige Aktivkohle

mit einer spezifischen Oberfläche von 1200 m /g erhielt. Diese Aktivkohle hatte einen Stickstoffgehalt von 4 Gew.%, eine Faserfestigkeit von 251 g/mm , einen Durchmesser

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von 5-um und eine Benzoladsorptionsgradkonstante von 0,6/min.

Die faserförmige Aktivkohle wurde mit einer 0,8 Gew.%-igen wässrigen Lösung von EDTA-Cu (II)-Chelatverbindung bei 25°C während 20 Minuten (Volumen der faserförmigen Aktivkohle zum Volumen der Lösung = 1:100) getränkt und dann 1 Stunde bei 100⁰C getrocknet, wobei man eine faserförmige Aktivkohle erhielt, auf der 12 Gew.% der Metallchelatverbindung abgeschieden waren. Diese faserförmige Aktivkohle wurde in einer Menge von 0,05 g in eine Glaskolonne mit einem Durchmesser von 3 5 mm und einer Packungsdichte von O,O3 g/cm³ gefüllt.

Dann wurde Luft mit einem Gehalt von 2 ppm Ozon (RH 65 %, Temperatur 25°C) durch die Aktivkohleschicht mit einer Fliessgeschwindigkeit von 0,023 m /min geleitet. 50 Minuten nach Beginn der Adsoptionszersetzung betrug der Ozonzersetzungsgrad 100 % und erniedrigte sich nach 60 Minuten auf 95 %.

Wenn man annimmt, dass das Ozon nicht zersetzt wurde, sondern so wie es ist adsorbiert wurde, dann betrug die gemessene wirksame Adsorptionsmenge 11,7 %. Die wirksame Adsorptionsmenge ist die Adsorptionsmenge, bei der das Gas mit einer Konzentration von 5 Gew.% der ursprünglichen Konzentration herauskommt, ohne adsorbiert zu werden.

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O U*4 O UZZ

Vergleichsbeispiel 1

Unter Verwendung der gleichen faserförmigen Aktivkohle wie in Beispiel 1, mit der Ausnahme, dass keine Metallchelatverbindung darauf abgeschieden worden war, wurde die Adsorptionszersetzung 'von Ozon nach dem gleichen Verfahren und im tor den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1 durchgeführt. Während 5 Minuten nach Beginn der Adsorption wurden 100 % Ozon adsorbiert. Nach 8 Minuten betrug die gemessene Adsorptionsmenge nur noch j,5 %.

Vergleichsbeispiel 2

Auf eine aus Kohle erhaltene granuläre Aktivkohle mit einer Korngrösse von 8 bis TO mesh und einer spezifi-

2
sehen Oberfläche von 1050 m G wurde eine EDTA-Cu (II)-Chelatverbindung in einer Menge von 12 Gew.% abgeschieden.

Die so erhaltene Aktivkohle wurde in eine Glassäule mit einem Durchmesser von 3 5 mm in einer Packungshöhe von 40 nun eingebracht. Dann wurde Luft mit einem Gehalt von 2 ppm Ozon CRH 65 %, Temperatur 25°C) durch die Aktivkohleschicht mit einer Fliessgeschwindigkeit von 0,023 m /min geleitet.

Nach 30 Minuten ab Beginn der Adsorptionszersetzung betrug der Ozonzersetzungsgrad 95".%, worauf der Zersetzungsgrad dann anschliessend schnell abnahm. Nimmt man an, dass dar; Ozon nicht. zerrioi.zL sondern adsorbiert wurde, dann belriigL die effektive gemessene Adsorptionsmenge 4,7 %.

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Beispiel 2

Rayon wurde mit einer 2 %-igen wässrigen Lösung von Arnmoniumhydrogenphosphat (Karbonisierungsbeschleuni ger) bei 2O°C während 1 Stunde getränkt, dann 1 Stunde bei 1OO°C getrocknet, 2 Stunden bei 260 C an der Luft wärmebehandelt, worauf dann die Temperatur auf 85O°C erhöht wurde und eine Aktivierung durch Einleiten von Wasserdampf während 30 Minuten stattfand. Die so erhaltene faserförmige Aktivkohle hatte eine spezifische Ober-

2 2

fläche von 1300 m /g, eine Festigkeit von 18 kg/mm , einen Durchmesser von 20 um und eine Benzoladsorptionsgradkonstante von 0,5/min,

Diese faserförmige Aktivkohle wurde mit einer 1 %-igen wässrigen Lösung von EDTA~Zn-Chelatverbindung (Badver-hältnis: 1:100) bei 2O°C während 20 Minuten getränkt und dann 1 Stunde bei 100⁰C getrocknet, wobei man eine fa-serförmige Aktivkohle erhielt, auf welcher die Metallchelatverbindung in einer Menge von 5 Gew.% abgeschieden war. Die faserförmige Aktivkohle wurde in einer Menge von 0,1 g in eine Glassäule mit einem Durchmesser von 35 mm und mit einer Packungsdichte von 0,05 g/cm gefüllt. Durch die Aktivkohleschicht wurde Luft (RH 60 %, Temperatur 22 C) mit einem Gehalt von 1 ppm Ozon mit einer Fliessgeschwindigkeit von 0,029 m /min hindurchgeleitet.

Während der 160 Minuten nach Beginn der Adsorptionszer-Setzung betrug das Zersetzungsvorhältnis 100 %, und nahm dann 10 Minuten später auf 95 % ab. Nimmt man an, dass das

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Ozon nicht zersetzt, sondern adsorbiert wurde, dann betrug die gemessene effektive Adsorptionsmenge 9,8 %.

Vergleichsbeispiel 3

Das Verfahren von Beispiel 2 wurde wiederholt, jedoch mit der Ausnahme, dass eine EDTA-Zn~Chelatverbindung in einer Menge von 37 Gew.% abgeschieden wurde.

Während 3 Minuten nach Beginn der Adsorption wurden 100 % Ozon adsorbiert und 5 Minuten später kam Ozon in einer Konzentration von 5 % der ursprünglichen Konzentration heraus, ohne Adsorbiert zu sein. Die gemessene wirksame adsorbierte Menge betrug 0,29 %.

Aus diesem Versuch wird ersichtlich, dass in dem Fall, dass die abgeschiedene Metallchelatverbindung in einer Menge von mehr als 30 Gew.% abgeschieden wurde, die Zersetzungs-Entfernungs-Wirksamkeit gegenüber Ozon plötzlich nachlässt.

Beispiel 3

Es wurde die gleiche faserförmige Aktivkohle wie in Beispiel 1 verwendet und darauf wurden die in Tabelle 1 angegebenen Metallchelatverbindungen in einer Menge von G Gew. 1 abcjeschieden, so dass man faserförmige

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Aktivkohle mit den darauf abgeschiedenen Metallchelatverbindungen erhielt.

Unter Verwendung der so erhaltenen Aktivkohle wurde die Adsorptionszersetzung von Ozon wie in Beispiel 1 durchgeführt. Unter der Annahme, dass das Ozon adsorbiert wurde, wurde die effektive Adsorptionsmenge gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt.

Tabelle 1

Ansatz-	Metallchelatverbindung	Wirksame Adsorptions
Nr.		menge (%)
1	EDTA-Ni (II)	12,7
2	EDTA-Zn (II)	14,6
3	DTPA-Cu (II)	15,0
4	.IDA-Ni (II)	12,5
5	NTA-Cu (II)	13,2
6	EDTA-Fe (III)	7,7
7	GETA-Mn (II)	15,1
8	EHPG-Mn (II)	14,1
9	CyDTA-Cr (III)	9,4
10	EDTA-Co (II)	9,G
11	TTlIA-Co (II)	1 Ά , 2
12	FJDTA-Fe (II)	15,2

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Beispiel 4

Die in Beispiel 1 erhaltene faserförmige Aktivkohle wurde bei 25°C während 15 Minuten mit einer 1,5 Gew.%-igen wässrigen Lösung von EDTA-Co (Badverhältnis: 1:100) getränkt und dann 1 Stunde bei 100 C getrocknet, wobei man eine, faserförmige Aktivkohle erhielt, auf der 6,5 % EDTA-Co abgeschieden waren- Diese faserförmige Aktivkohle wurde in einer Menge von 0,5 g in eine Glassäule mit einem Durchmesser von 20 mm und mit einer Packungsdichte von 0,03 g/cm gefüllt. Durch die Aktivkohleschicht wurde ein Mischgas mit einem Gehalt von 1000 ppm SO₂, 7 % O₂ und 5,5 % H₂O, Rest Stickstoff, mit einer Fliessgeschwindigkeit von 0,011 m /min bei einer Adsorptionstemperatur von 80°C während 5 Stunden geleitet.

Gleichzeitig wurde auch eine faserförmige Aktivkohle, auf der keine Metallchelatverbindung' abgeschieden worden war, hergestellt und mit der vorher hergestellten Aktivkohle verglichen. Nimmt man an, dass das SO₀ adsorbiert wurde, so wurden folgende Ergebnisse erzielt:

Adsorbierte Menge von Aktivkohle

Erfindungsgemäss 0,45 g

Vercfleichsbeispiel 0,05 g

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Beispiel 5

Die in Beispiel 1 erhaltene faserförmige Aktivkohle wurde bei 2O°C während 10 Minuten mit einer 5 Gew.%-igen wässrigen Lösung von EDTA-Mn (Badverhältnis: 1:100) getränkt und dann 1 Stunde bei 100 C getrocknet, wobei man eine faserförmige Aktivkohle, auf welcher EDTA-Mn in einer Menge von 7 % abgeschieden worden war, erhielt. Diese Aktivkohle wurde in einer Menge von 0,15 g in eine Glassäule mit einem Innendurchmesser von 3 5 mm und mit einer Packungsdichte von O,O3 g/cni^ gefüllt. Dann wurde durch die Aktdvkohleschioht Stickstoffgas mit einem Gehalt von 2 ppm Methylmercaptan bei 2 5°C mit einer Fliessgeschwindigkeit von 0,023 m /min geleitet.

Es dauerte 580 Minuten, bis die Auslasskonzentration an Methylmercaptan 5 % der Einlasskonzentration erreichte. Wenn man jedoch eine faserförmige Aktivkohle verwendete, auf welcher keine Metallchelatverbindung abgeschieden wurde, dann erreichte die Auslasskonzentration 5 % der Einlasskonzentration in 14 Minuten.

Beispiel 6

Ein Gemisch aus 60 Gew.% faserförmiger Aktivkohle, auf der EDTA-Cu (ΙΪ) abgeschieden werden war, gemäss Beispiel 1, und eine 40 Gew.%-ige Pulpe wurden in Wasser dispergiert, so dass die Konzentration des Gemisches in Wasser 0,5 Gew.%

betrug und die erhaltene Dispersion wurde auf einer Fourdrinier-Papiermaschine unter Ausbildung eines faserförmigen Akt
verarbeitet.

förmigen Aktivkohlepapiers mit 50 g/m " Basisgewicht

Das Papier aus faserförmiger Aktivkohle wurde gewellt und mit einem flachen Blatt verbunden unter Bildung von Pappe (Höhe 2 mm, Wellung 3 mm). Die so erhaltene Wellpappe wurde in einer Breite von 15 mm und in einer Länge von 150 cm zu einer Honigwabenform aufgewickelt. Diese honigwabenformähnliche Kassette wurde dann auf den Auslassfächer einer elektrofotografischen Kopiermaschine aufgesetzt und zwar derart, dass das Auspuffgas; durch die honigwabenähnlichen Löcher im parallelen Fluss hindurchströmte und dadurch Ozon aus der Kopiermaschine entfernt wurde.

Wenn das Auslassgas mit einem Gehalt von 1,1 ppm Ozon durch die honigwabenähnliche Kassette in einer Menge von 0,99 m /min bei 40°C hindurchgeleitet wurde, dann betrug die Auslasskonzentration von Ozon nach Ablauf von 100 Stunden 0,1 ppm und dies zeigte, dass eine ausgezeichnete Ozonentfernung stattgefunden hatte.

Beispiel 7

EDTA wurde in einer 1 Gew.%-igen Lösung in Kupferchlorid in einer äquimolaren Menge zu dem Kupferchlorid dispergiert und der pH der Mischung wurde durch Zugabe von 1/1O N Natriumhydroxid auf 4,5 eingestellt.

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Faserförmige Aktivkohle (spezifische Oberfläche 1000 m'/g,

2
Festigkeit 20 kg/nun , Benzoladsorptionsgradkonstante 0,3/min) wurde bei 25 C mit der oben hergestellten 0,9 Gew.%-igen wässrigen Lösung der Metallchelatverbindung (Badverhältnis: 1:100) während 30 Minuten getränkt, aus der Lösung genommen, dehydratisiert und bei 100 C während 1 Stunde getrocknet, wobei man eine faserförmige Aktivkohle mit einer in einer Menge von 5 Gew.% darauf abgeschiedenen Metallchelatverbindung erhielt.

Unter Verwendung der so erhaltenen faserförmigen Aktivkohle wurde der Adsorptionstest in gleicher Weise wie in Beispiel 1 durchgeführt, wobei im wesentlichen d.i.ο gleichen Ergebnisse wie in Beispiel 1 erzielt wurden.

Beispiel 8 ·

Eine 1 Gew.%-ige wässrige Lösung von EDTA wurde durch Zugabe von 1 % NaOH auf pH 6 eingestellt. Eine faserförmige Aktivkohle, die wie in Beispiel 1 hergestellt worden war, wurde mit einem Badverhältnis von 1:100 und bei einer Temperatur von 25 C während GO Minui.on unter Abscheidung dor KD'J'A duraul <fcl ..rank f.., D .it-» Akt J vkoli I .<· mit der darauf abgeschiedenen EDTA wurde dann dehydratisiert und mit einer 2 Gew.%~igen v/äs sr igen Lösung von Manganchlorid mit einem Badverhältnis von 1:100 und bei einer Temperatur von 25°C während 30 Minuten getränkt und anschliessend bei 100⁰C während 60 Minuten getrocknet, wobei man eine faserförmige Aktivkohle mit der darauf abgeschiedenen Metallchelatverbindung erhielt.

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JU40UZ.il

Unter "Verwendung der so hergestellten Aktivkohle wurde der in Beispiel 1 beschriebene Adsorptionstest wiederholt, wobei man im wesentlichen die gleichen Ergebnisse wie in Beispiel 1 erhielt.

Beispiel 9

Eine faserförmige Aktivkohle, die gemäss Beispiel 1 erhalten worden war, wurde in einer Acetonlösung mit einem Gehalt von 1 Gew.% EDTA getränkt. Nach Verdampfen des Acetons von der faserförmigen Aktivkohle wurde diese mit einer 2 Gew.%-igen wössrigen CuCI^-Lösung während 30 Minuten getränkt, aus der Lösung genommen, dehydratisiert und dann 1 Stunde bei 100 C getrocknet, wobei man eine faserförmige Aktivkohle mit der in einer Menge von 11 Gew.% abgeschiedenen Metallchelatverbindung (EDTA-Cu (II)) erhielt.

Unter Verwendung der so erhaltenen faserförmigen Aktivkohle wurde der in Beispiel 1 beschriebene Adsorptionstest wiederholt.

Nimmt man an, dass das Ozon nicht zersetzt, sondern adsorbiert wurde, dann betrug die effektive gemessene Adsorptionsmenge 11,5 %.

ORIGINAL INSPECTED

Claims

PATENTANSPRÜCHE

. Faserförxnige Aktivkohle mit einer darauf abgeschiedenen MotallcheiatvcrbJ ndung.
2. Faserförmige Aktivkohle geniäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass die Metallchelat.· verbindung wenigstens ein Metall aus den Gruppen Ib, Ha, lib, Via, VIIa und VIII des periodischen Systems der Elemente enthält.
3. Faserförmige Aktivkohle gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass die Metallchelat· verbindung v/enigstens ein Metall aus der Gruppe Cu, Ag, Zn, Ca, Cr, Mn, Co, Ni. Pd und Fe enthält.

OUHOUAZ.
4. Faserförmige Aktivkohle gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass der Chelat sich von wenigstens einem Chelatbildner aus der Gruppe Ethylendiamintetraessigsäure, Nitrilotriessigsäure, trans-1,2-Cyclohexadiamintetraessigsäure, Diethylentriaminpentaessigsäure, Triethylentetraminhexaessigsäure, Glykoletherdiamintetraessigsäure, Iminodiessigsäure und N/N-Ethylenbis-CJ'-o-hydroxyphenyl)-glyzin ableitet.
5. Faserförmige Aktivkohle gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass die Benzoladsorption sgradkonstante der faserförmigen Aktivkohle wenigstens 0,2/min beträgt.
6. Paserförmige Aktivkohle gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet / dass die Faserfestigkeit der faserförmigen Aktivkohle wenigstens 15 kg/rnm beträgt.
7. Faserförmige Aktivkohle gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass der Durchmesser der faserförmigen Aktivkohle etwa 3 bis etwa 25 um beträgt.
8. Faserförmige Aktivkohle gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass die Menge der abgeschiedenen Metalichelatverbindung 0,01 bis 30 Gew.%, bezogen auf das Gesamtgewicht der faserförmigen Aktivkohle und der darauf abgeschiedenen Metallchelatverbindung, beträgt.

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ORiGiNAL iMSPECTED
9. Faserförmige Aktivkohle gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass die spezifische Oberfläche der faserförmigen Aktivkohle mit der darauf abgeschiedenen Metallchelatverbindung wenicrstens etwa 500 in /g beträgt.
10. Faserförmige Aktivkohle geiaäsB Anspruch 1 , dadurch

j gekennzeichnet, dass die faserförmige , Aktivkohle eine Aktivkohle, die von Polyacrylnitril··- faser erhalten wurde, ist.
11. Verfahren zur Herstellung von faserförmiger Aktivkohle mit einer darauf abgeschiedenen Metallchelatverbindung, dadurch gekennzeichnet , dass mann eine Lösung oder Dispersion der Metallchelatverbindung auf die faserförmige Aktivkohle aufbringt und dann trocknet.
12. Verfahren gemäss Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet , dans dieMetallchclatverbindung wenigstens ein Metall aus der Gruppe Ib, IJa, lib, IVa, Vila und VIII des periodischen Systems der Elemente enthält.
13. Verfahren gemäss Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet , dass die Metallchelatverbindung wenigstens ein Metall aus der Gruppe Cu, Ag₇ Zn, Ca, Cr, Mn, Co, Ni, Pd und Fe enthält.
14. Verfahren gemäss Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet , dass die Metallchelatverbindung wenigstens eine chelatbildende Verbindung aus der

«J U H- O U

Gruppe Ethylendiamintetraessigsäure, Nitrilotriessigsäure, trans-1 ,^-Cyclohexadiamintetraessigsäure, Diethylentriaminpentaessigsäure, Triethylentetrarainhexaessigsäure, Glykoletherdiamintetraessigsäure, Iminodiessigsäure und N,N-Ethylenbis- (^f -o~hydroxypheny1) -gly ζ in enthält.
15. Verfahren gemäss Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet , dass man die Lösung der Metallchelatverbindung unter Verwendung einer wässrigen Alkalilösung auf einen pH von 4 bis 8 einstellt.
16. Verfahren zur Herstellung einer faserförmigen Aktivkohle mit einer darauf abgeschiedenen Metallchelatverbindung, dadurch gekennzeichnet , dass man eine Lösung einer chelatbildenden Verbindung auf faserförmige Aktivkohle aufbringt und dcinn eine Lösung eines Metalls auf die faserförmige Aktivkohle aufbringt und anschliessend trocknet.
17. Verfahren gemäss Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet , dass die Konzentration des chelatbildenden Mittels in der Lösung etwa 0,01 bis 10 Gew.% und die Lösung des Metallsalzes in der wässrigen Lösung etwa 0,01 bis 10 Gew.% beträgt.
18. Verfahren zur Entfernung von giftigen Substanzen aus Gasen, dadurch gekennzeichnet , dass man eine faserförmige Aktivkohle mit einer darauf abgeschiedenen Metallchelatverbindung in Berührung mit dom giftige Substanzen enthaltenden Gas bringt.

ORIGINAL iMSPECTED
19. Verfahren gemäss Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet , dass die faserförmige Aktivkohle mit der darauf abgeschiedenen Metallchelatverbindung in Schichtform vorliegt.
20. Verfahren gemüse Anspruch 18, dadurch g e k e η η zeichnet , dass die faserförmige Aktivkohle in Honigwabenform vorliegt.
21. Verfahren gemäss Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet , dass die giftige Substanz wenigstens eine Verbindung aus der Gruppe Ozon, Schwefelwasserstoff, Schwefligsäuregas und einer Mercaptanverbindung ist.
22. Verfahren gemäss Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet , dass die faserförmige Aktivkohle aus Polyacrylnitrilfaaor erhalten wurde.
23. Mittel zur Entfernung von giftigen Substanzen aus Gasen, dadurch gekennzeichnet , dass es aus faserförmiger Aktivkohle mit einer darauf abgeschiedenen Metallchelatverbindung besteht.
24. Verfahren gemäss Ansprüchen 11 oder 15, dadurch gekennzeichnet , dass das Volumenverhältnis von Aktivkohle zu Dispersion oder Lösung der Metallchelatverbindung 1:10 bis 1:200 beträgt.
25. Faserförmige Aktivkohle geraäss Anspruch T, dadurch gekennzeichnet , dass die Menge der abgeschiedenen Metallchelatverbindung 0,1 bis 20 Gew.%, bezogen auf das Gesamtgevzicht der faserförmigen Aktivkohle und der darauf abgeschiedenen Metall— cheleitverbindung beträgt.
26. Fascrförraigc Aktivkohle gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass die spezifische Oberfläche der faserförmigen Aktivkohle mit der darauf

abgeschi« beträgt.

abgeschiedenen Metallchelatverbindung mehr als 800 m /g

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