DE3217299A1

DE3217299A1 - Filter, verfahren zu dessen herstellung und dessen verwendung zum entfernen von giftstoffen aus gasen

Info

Publication number: DE3217299A1
Application number: DE19823217299
Authority: DE
Inventors: Kazuo Izumi; Kenzi Shizuoka Shimazaki
Original assignee: Toho Beslon Co Ltd
Current assignee: Teijin Ltd
Priority date: 1981-08-05
Filing date: 1982-05-07
Publication date: 1983-02-24
Also published as: DE3217299C2; JPS5824340A; FR2510904A1; JPH0123174B2; FR2510904B1; GB2106010A; US4772455A; GB2106010B

Description

HOFFMANN - EITLE & PARTNER

PATENTANWÄLTE

DR. ING. E. HOFFMANN (1930-197Ä) . DIPL.-ING.W.EITLE . D R. RER. NAT. K. HOFFMANN · Dl PL. -ING. W. LEHN

DIPL.-ING. K.FDCHSLE · DR. RER. NAT. B. HANSEN ARABELLASTRASSE 4 · D-8000 MO NCH EN'81 · TELEFON (089) 911087 . TELEX 05-29619 (PATHE)

36 829 o/wa

TOHO BESLON CO., LTD., TOKYO / JAPAN

Filter, Verfahren zu dessen Herstellung und dessen Verwendung zum Entfernen von Giftstoffen aus Gasen

Die Erfindung betrifft ein Filter, das zur Entfernung von Giftstoffen aus Gasen geeignet ist. Sie betrifft insbesondere ein Filter aus einem Massenstruktursubstrat, auf dem Aktivkohlefasern einer gegebenen Länge abgeschieden sind und die gegebenenfalls auch noch eine Metallverbindung enthalten.

Eine Reihe von Giftgasen verursacht grössere Umweltschutzprobleme. Ozon und Stickoxide (NO ) sind die beiden hauptsächlichen Oxidationsmittel, die für die Luftverschmutzung verantwortlich sind. Ozon findet sich in der Stratosphäre, wo die Verkehrsflugzeuge fliegen und es wird auch durch elektrofotografische

Ausrüstungen erzeugt und durch Ozonsterilisatoren, bei denen Koronaentladungslampen verwendet werden. Ein Überschuss an Ozon muss entfernt werden. Eine Reihe von Auswirkungen des Ozons auf die Gesundheit der Menschen wird in Kasseitan Kogyo (Activated Carbon Industry), Jukagaku Kogyo Tsushin-sha Publishing Company, 1974, beschrieben.

Es sind eine Reihe von Materialien zur Entfernung von giftigen Gasen schon vorgeschlagen;·worden, insbesondere zur Entfernung von Ozon in der Luft und in den Auspuffgasen, unter Anwendung von Adsorption oder durch Zersetzung, aber alle diese Verfahren sind nicht vollständig befriedigend. So kennt man z.B. Ozonentferner oder -zersetzer in Form von Oxiden oder Salzen von Mn, V, Fe, Cu, Ni, Cr, Co und Zn auf körniger oder pulveriger Aktivkohle oder ein Zersetzungskatalysator wird aus diesen Metallen hergestellt, jedoch ist deren Wirksamkeit zur Entfernung von Ozon nicht ausreichend und sie werden deshalb nicht als gute Ozonentfernungsmaterialien angesehen. Bekannt ist auch ein Material aus mit Palladium oder Silber versehener körniger Aktivkohle, jedoch auch dieses hat eine niedrige Ozonentfernungseffizienz und nur eine kurze Lebensdauer und ausserdem sind Palladium oder Silber sehr teuer. Ein anderer Filtertyp besteht aus einem Behälter, der einfach mit pulveriger oder körniger Aktivkohle gefüllt ist, jedoch wird dann, wenn die Lineargeschwindigkeit des zu behandelnden

.30 Gases hoch ist, die pulverige oder körnige Aktivkohle zerstreut oder weggeblasen oder es bilden sich Kanäle

und dadurch findet ein sehr starker Abrieb der Kohle statt und das ganze Behandlungssystem wird verstopft.

Hauptziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein FiI-ter zur Entfernung von Giftgasen zur Verfügung zu stellen, das eine hohe Entfernungseffizienz und eine lange Lebensdauer aufweist und das nicht zerstreut oder weggeblasen wird oder zur Kanalbildung neigt.

0 Das erfindungsgemässe Filter baut sich aus einem Maschenstruktursubstrat auf, auf dem Aktivkohlefasern einer Länge von 5 bis 1.000 um aufgebracht sind.

Das erfindungsgemässe Filter ist geeignet zur Entfernung von Giftgasen, wie Ozon, Schwefel, Wasserstoff, Mercaptan, Stickoxiden (z.B. NO und NO₂) und Sulfit.

Das erfindungsgemässe Filter ist zur Entfernung von Giftgasen, die in der Atmosphäre in einer Konzentration von 0,01 bis 1.000 ppm (Volumen) vorhanden sind. Die erfindungsgemäss verwendeten Aktivkohlefasern haben vorzugsweise eine spezifische Oberfläche von 500 m² oder mehr, bestimmt nach der BET-Methode, wobei im allgemeinen solche mit spezifischen Oberflächen von bis zu 2.000 m²/g angewendet werden. Besonders bevorzugt sind solche mit einem Wert von 800 bis 1.50.0 m²/g. Ist die spezifische Oberfläche geringer als 500 m²/g, dann können dieAktivkohlefasern nicht befriedigend Giftgase entfernen und auch nicht ausreichend eine Metallverbindung tragen. Wenn die spezifische Oberfläche grosser als 2.000 m²/g ist, dann sind die

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Aktivkohlefasern zu schwach, um praktisch angewendet zu werden.

Aktivkohlefasern, die aus Polyacrylnitril asern hergestellt werden und die eine spezifische Oberfläche im oben erwähnten Bereich aufweisen, haben im allgemeinen eine poröse Struktur, wobei wenigstens 70 % der Poren einen Radius von 100 Ä oder weniger aufwei-

sen (die bevorzugte Minimalgrösse ist 5 A) und die Porenverteilungskurve ist ähnlich wie bei einem monodispersen System mit einem grossen Spitzenwert bei

einem Radius von etwa 10 A (30 % der Poren haben einen

Radius von etwa ID A).

Die Aktivkohlefasern, die erfindungsgemäss verwendet werden, haben vorzugsweise eine Benzoladsorptions-. ratenkonstante von wenigstens 0,2/Minute und noch bevorzugter zwischen 0,4 und 0,6/Minute. Die Benzoladsorptionsrate* wird durch kCo nach folgender Formel bestimmt (Bohart und Adams Formel: siehe Malcolm J.C.P. Bd. 15, Nr. 7, Seite 447 (1947) und G.S. Bohart und E.Q. Adams, J. Am. Chem. Soc, Bd. 42, Seite 523 (1920))

log/Co/C -1.7 = Con - (kCot/2,303) 25

darin bedeuten:

Co: die Konzentration an Benzol in dem unbehan-

delten Gas (konstant);

C: die Konzentration an Benzol im Gas t Sekunden nach Beginn der Behandlung;

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k: Adsorptionsrate;
Con: eine Konstante;
t: Zeit (in Sekunden);
kCo: Adsorptionsratenkonstante. 5

Die Benzoladsorptionsratenkonstante der Aktivkohlefasern wird aus dieser Formel auf Basis der Durchbruchskurve (aus welcher die Beziehung zwischen C und der Zeit hervorgeht) und die man erhält, indem man benzolhaltiges Stickstoffgas (Co = 100 ppm) durch ein Aktivkohlefaserbett (20 mm tief) in einer Rate von 10 cm/sek (25⁰C) leitet, berechnet.

Falls die Benzoladsorptionsratenkonstante der Aktivkohlefasern weniger als 0,2/min beträgt, weisen die Aktivkohlefasern keine ausreichende Fähigkeit auf, giftige Gase zu entfernen, ganz unabhängig davon, ob man sie allein oder in Kombination mit einer darauf abgeschiedenen Metallverbindung verwendet.

Die Benzoladsorptionsratenkonstante steht in enger Beziehung zur Grosse, Verteilung und Form der Poren in den Aktivkohlefasern und wird auch durch die Art der Poren beeinflusst, wobei bei Aktivkohlefasern mit einer Benzoladsorptionsratenkonstante von weniger als 0,2/min vermieden wird, dass feine Teilchen einer Metallverbindung gleichmässig darin abgeschieden werden, so dass die Entfernung von Giftgasen dadurch erniedrigt wird.

Die Aktivkohlefasern gemäss der vorliegenden Erfindung

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können in bekannter Weise hergestellt werden. Beispielsweise kann man zunächst eine Polyacrylnitrilaser, Zellulosefaser, Pechfaser oder eine Phenolharzfaser oxidieren (nachfolgend als Voroxidation bezeichnet) und dann die oxidierte Faser mit einem Aktivierungsgas aktivieren, z.B. mit Wasserdampf, Kohlendioxid, Ammoniak, oder Mischungen daraus bei etwa 700 bis 1.300⁰C. Das Aktivierungsgas kann in Mischung mit einem Inertgas, wie N-, verwendet werden. Die Konzentration des Aktivierungsgases beträgt im allgemeinen wenigstens 50 Vol.% und vorzugsweise 70 bis 100 Vol.% und die Aktivierungszeit beträgt im allgemeinen 1 Minute bis 3 Stunden. Aktivkohlefasern aus Polyacrylnitrilasern werden besonders bevorzugt, wobei nähere Angaben für die Herstellung solcher Fasern in der GB-PS 1 549 75 9 und DE-PS 27 15 486 zu finden sind. Zur besseren Handhabung sollen die Aktivkohlefasern vorzugsweise eine Faserfestigkeit von wenigstens 10 kg/mm² und einen Durchmesser von 3 bis 25 μΐη aufweisen. 20

übliche Aktivkohlefasern haben eine Benzoladsorptionsratenkonstante von etwa 0,05/min bis 0,8/min oder mehr und dieser Wert wird erhöht, durch die Oxidation in.näer Voroxidationsstufe. Die übliche feinteilige Aktivkohle, Kieselgel und aktiviertes Aluminiumoxid haben eine Benzoladsorptionsratenkonstante von etwa 0,002/min.

Gemäss der vorliegenden Erfindung kann man ein Filter mit einer höheren Effizienz zur Entfernung von Giftgasen, insbesondere Ozon, herstellen, indem man auf den Aktivkohlefasern wenigstens eine anorganische

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oder eine organische Che1atverbindung eines Metalls der Gruppen Ib, lib, Via, VIIa und VIII des periodischen Systems abscheidet. Nähere Angaben über Aktivkohlefasern auf denen Organometallchelatverbindungen abgeschieden sind, finden sich in der US-Patentanmeldung 207 039, in der britischen Patentanmeldung 8 03 6 641, in der französischen Patentanmeldung 8 024 126 und in der deutschen Patentanmeldung P 30 43 022.9. Bevorzugte Metalle der Gruppen Ib, Hb, Via, Vila und VIII schliessen Cu, Ag, Zn, Cd, Cr, Mn, Co, Ni, Pd und Fe ein. Wasserlösliche Salze, wie Hydrochloride, Sulfate und Nitrate dieser Metalle oder deren Hydratsalze können als anorganische Metallverbindungen verwendet werden. Beispiele für solche ' Salze sind CuCl₂, CoSO₄, NiSO₄, NiCl₃, NiSO₄-OH₃O,

Ni(NO₃J₂, FeCl₃, Fe (SO₄)₃, ZnCl₂, ZnSO₄, MnSO₄, . MnCl₂-4H₂O, CoCl₂, Co (NO₃)₂·6H₃O, PdCl₃, CrCl₃, Cr₃(SO₄)₃·18H₃O, Cr (NO₃)₃·9H₃O und AgNO₃ oder Mischungen davon.

Die Organometallchelatverbindung kann man herstellen, indem man eines der vorerwähnten Metalle mit einem organischen Chelatisierungsmittel koordiniert. Geeignete Chelatisierungsmittel sind solche, die sich mit einem der vorerwähnten Metalle durch eine Koordinierungsbindung verbinden. Beispiele hierfür sind Ethylendiamintetraessigsäure (EDTA), Nitrilotriessigsäure (NTA), trans-1,2-Cyclohexandiamintetraessigsäure (CyDTA), Diethylentriaminpentaessigsäure (DTPA), Triethylentetraaminhexaessigsäure (TTHA), Glykoletherdiamintetraessigsäure (GETA), Iminodiessigsäure (IDA),

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Ν,Ν-Ethylen-bis-( ψ,o-hydroxyphenyl)-glycin (EHPG) und andere Komplexbildner. Chelatverbindungen, die man herstellen kann, indem man ein Chelatisierungsmittel mit einer der vorerwähnten Metallverbindungen umsetzt, sind beispielsweise EDTA-Ni(II), EDTA-Zn(II), DTPA-Cu(II), IDA-Ni(II), NTA-Cu(II), EDTA-Fe(III), GETA-Mn(II), EHPG-Mn(II), CyDTA-Cr(III), EDTA-Co(II), TTHA-Co(II) und EDTA-Fe(II).

Die anorganische Metallverbindung oder Organometallchelatverbindung wird auf der Aktivkohlefaser in einer Menge von im allgemeinen 0,01 bis 30 Gew.% und vorzugsweise 2 bis 20 Gew.%, bezogen auf das Gewicht der Aktivkohlefasern, bevor die Verbindung aufgebracht wurde, aufgebracht. Beträgt die Menge der Metallverbindung wenider als 0,01 Gew.%, so kann man eine hohe Effizienz in der Entfernung von Giftgasen nicht erzielen, während dann, wenn die Menge 30 Gew.% übersteigt, die scheinbare spezifische Oberfläche der Aktivkohlefasern abnimmt und dadurch die entsprechende Gasentfernungseffizienz erheblich vermindert wird.

Die anorganische Metallverbindung wird im allgemeinen auf die Aktivkohlefaser aufgebracht, indem man diese in einer Lösung des Metallsalzes eintaucht oder indem man die Aktivkohlefaser mit einer Lösung besprüht. Bei beiden Behandlungen wendet man vorzugsweise Temperaturen zwischen 5 und 100⁰C, im allgemeinen Raumtemperatur, an. Die Lösung ist im allgemeinen eine wässrige Lösung des oder der Salze mit einer Konzentration von 0,01 bis 10 Gew.% und vorzugsweise 0,1

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bis 1 Gew.%. Die behandelte Aktivkohlefaser wird dann mit Wasser gewaschen und getrocknet, vorzugsweise bei 50 bis 100⁰C.

Die Organometallchelatverbindung kann auf der faserigen Aktivkohle auf verschiedene Weise aufgebracht werden. Beispiele für solche Methoden sind die folgenden :

(1) Man dispergiert eine Metallchelatverbindung, vorzugsweise gelöst in Wasser oder in einem organischen Medium, das bei gewöhnlicher Temperatur flüssig ist und einen Siedepunkt von nicht mehr als 100⁰C hat, und das man leicht durch trocknen entfernen kann. Solche Lösungsmittel sind beispielsweise Ketone, wie Aceton, Alkohole, wie Methanol und Ethanol, und Benzol. Die Aktivkohlefaser wird dann mit der Dispersion oder Lösung getränkt oder die Dispersion oder Lösung wird auf die Aktivkohlefaser durch Aufsprühen aufgebracht, worauf man dann trocknet. Die Konzentration der Dispersion oder Lösung liegt im allgemeinen bei etwa 0,01 bis 10 Gew.% und vorzugsweise 0,1 bis 5 Gew.% und der pH der Lösung wird vorzugsweise unter Verwendung von HCl, H„SO. oder HNO₃ Lösungen (Wasser) erforderlichenfalls auf 4 bis 8 eingestellt. Die Tränkzeit beträgt etwa 10 Minuten bis etwa 5 Stunden. Das Tränken wird vorzugsweise bei 5 bis 100⁰C und gewöhnlich bei Raumtemperatur durchgeführt. Nach dem Tränken wird die Aktivkohlefaser mit Wasser 0 gewaschen und getrocknet. Das Trocknen erfolgt bei einer Temperatur unterhalb der Zersetzungstemperatur

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der Metallchelatverbindung und im allgemeinen bei etwa 2 00⁰C oder weniger.

(2) Man kann eine Lösung eines Chelatisierungsmittels auf die Aktivkohlefasern aufbringen und danach gibt man dann auf die so behandelte Aktivkohlefaser eine Lösung eines Metallsalzes, z.B. eines wasserlöslichen Halogenidsalzes, Sulfats, Sulfits, Nitrats oder Nitrits. Diese Behandlung wird vorzugsweise bei etwa 5 bis 100⁰C, gewöhnlich bei Raumtemperatur, durchgeführt. Nach dieser Behandlung wird die faserige Aktivkohle mit Wasser gewaschen und dann in gleicher Weise wie bei (1) getrocknet, wobei man dann die Chelatverbindung auf der Aktivkohlefaser erhält.

' Alternativ kann man zunächst eine Lösung eines Metallsalzes auf die Aktivkohle aufbringen und dann führt man die Behandlung mit einem Chelatisierungsmittel durch.

Die Konzentration an Chelatisierungsmittel in der Lösung (wobei man Lösungsmittel wie in (1) beschrieben verwenden kann) beträgt im allgemeinen 0,01 bis 10 Gew.% und vorzugsweise 0,1 bis 1 Gew.% und die Konzentration des Metallsalzes in der Lösung liegt im allgemeinen bei etwa 0,01 bis 10 Gew.% und vorzugsweise 0,1 bis 1 Gew.%. Die Menge des aufgebrachten Gelatisierungsmittels liegt bei etwa 1 bis 2 mag pro 1 mäq des Metallsalzes. Jede Methode, wie das Eintauchen oder Aufsprühen, kann für das Aufbringen verwendet werden.

Bei allen vorerwähnten Verfahren wird die Menge der

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aufgebrachten Metallchelatverbindung überwacht, indem man die Konzentration der Lösung, in welcher die faserige Aktivkohle eingetaucht wird oder mit welcher sie besprüht wird, die Eintauchzeit und die Menge der aufgesprühten Lösung kontrolliert. Wird die Aktivkohlefaser in einer Lösung oder einer Dispersion eingetaucht, dann beträgt das Volumenverhältnis der Aktivkohlefaser zu der Dispersion oder Lösung im allgemeinen 1:10 bis 1:200.

Die gebildete Aktivkohlefaser mit einer darauf abgeschiedenen anorganischen Metallverbindung oder Organometallchelatverbindung wird dann auf Längen von 5 bis 1.000 μια nach geeigneten Methoden zerkleinert, z.B. durch Mahlen oder Stossen. Ist die Faserlänge kleiner als 5μΐη, so werden die Öffnungen auf den Substratmaschen leicht blockiert, während dann, wenn die Länge mehr als 1.000 pm beträgt, die Fasern nicht mehr leicht auf dem Substrat aufgebracht werden können. Besonders bevorzugt sind Faserlängen zwischen 30 und 100 μΐη. Die gewünschte Länge kann man erhalten, indem man einen Strang, einen Filz oder ein Gewebe aus Aktivkohlefasern mit einem Brecher zerkleinert. Die Aktivkohlefaser kann auch auf eine gewünschte Faseriänge zerkleinert werden, bevor man die anorganische Metallverbindung oder Organometallchelatverbindung darauf aufbringt.

Üin Merkmal des erfindungsgemässen Filters ist, dass man ein Substrat mit einer Massenstruktur verwendet. Das Filter wird erhalten, indem man die vorerwähnte

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Aktivkohlefaser auf dem Substrat aufbringt. Ein Maschenstruktursubstrat mit einem niedrigen Druckverlust wird bevorzugt. Die Durchschnittsgrösse der Öffnungen (Zellen) ist grosser als die Faserlänge und beträgt im allgemeinen das 3- bis 100-fache und vorzugsweise 5- bis 70-fache der Faserlänge. Falls die Zellgrösse mehr als das 100-fache der Faserlänge beträgt, ist es schwierig, die gewünschte Menge an Aktivkohlefaser darauf abzuscheiden und infolgedessen kann man ein Hochleistungsfilter dann nicht erhalten. Vorzugsweise hat das Substrat 5 bis 200 Zellen pro 2,5 cm des Substrats (nachfolgend wird die-Anzahl der Zellen pro 2,5 cm des Substrates als die Zellzahl bezeichnet).

Das erfindungsgemäss verwendete Substrat besteht aus einem porösen synthetischen Harz mit kontinuierlichen offenen Zellen, z.B. einem Polyurethanschaum oder einem Polystyrolschaum und wird aus einem Gewebe oder Gewirke oder einem non-woven Fabric oder Filz oder aus Maschen von verschiedenen Fasern hergestellt, z.B. aus Naturfasern, wie Baumwolle, Seide, Wolle, oder Synthesefasern, z.B. Nylon und Polyester, Glasfasern oder Mischungen daraus. Ein flexibler Urethanschaum mit offenen Zellen wird bevorzugt.

Bei der Durchführung der Erfindung kann man die Aktivkohlefasern auf dem Substrat in folgender Weise aufbringen: Ein Binder aus einem natürlichen oder synthe-■30 tischen Polymermaterial, wie Stärkepaste, Carboxymethylzellulose, Hydroxyethylzellulose, Polyvinylalkohol,

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Polyacrylsäure, Polyacrylamid (wasserlösliche Polymere), Polystyrol, Polyethylen, Polyvinylacetat, Polyacrylnitril oder Polyvinylchlorid, wird in Was-. ser oder einem organischen Lösungsmittel, wie Aceton, Ethanol oder Benzol, das gegenüber dem Substrat inert ist, oder in einer Mischung dieser Lösungsmittel gelöst und zwar vorzugsweise in einem wasserlöslichen organischen Lösungsmittel oder in einer Mischung aus einem wasserlöslichen organischen Lösungsmittel mit einem anderen. Die Aktivkohlefasern einer Länge von 15 bis 1.000 μπι werden in der gebildeten . Lösung oder Dispersion dispergiert. Die Menge an Binder in der Lösung oder Dispersion liegt im allgemeinen bei 0,3 bis 30 Gew.% und vorzugsweise 0,5 bis 10 Gew.%, bezogen auf das Wasser oder das organische Lösungsmittel und die Menge an Aktivkohlefasern liegt im allgemeinen bei 5 bis 40 Gew.% und vorzugsweise 20 bis 30 Gew.%, bezogen auf Wasser oder das organische Lösungsmittel. Man kann ein oberflächenaktives Mittel zu der Lösung oder Dispersion zugeben, um die Dispergierung der Aktivkohlefasern in der Lösung oder Dispersion zu erleichtern. Hierbei kann man ein kationisches oder nicht-ionisches oberflächenaktives Mittel, wie Natriumalkylsulfat, ein Natriumsalz oder ein Fettsäuresalz oder Polyoxyethylen verwenden, wobei die oberflächenaktiven Mittel im allgemeinen in Mengen von 0,1 bis 10 Gew.%, bezogen auf die Lösung oder die Dispersion, verwendet werden.

Das Substrat wird dann mit der Dispersion imprägniert und getrocknet. Die Imprägnierung besteht im allgemeinen

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darin, dass man das Substrat in die Dispersion eintaucht. Ein komprimierbares Substrat, wie ein Urethanschaum, ist vorteilhaft, weil man die Dispersion auf den Schaum adsorbieren kann, indem man diesen einfach zusammenpresst und ihn dann in der Dispersion in seine ursprüngliche Form zurückkehren lässt (aufgrund seiner Elastizität).

Die Imprägnierung wird im allgemeinen derart durchgeführt, dass die Mengen an Aktivkohlefasern und Binder 10 bis 200 Gew.% bzw. 0,5 bis 30 Gew.%, bezogen auf das Substrat, betragen, wobei bevorzugte Werte bei 50 bis 150 Gew.% an Aktivkohlefasern und 2,5 bis 20 Gew.% Bindemittel, immer bezogen auf das ' Substrat, liegen, übersteigt die Menge des Bindemittels 30 Gew.%, dann nimmt die spezifische Oberfläche . der Aktivkohlefasern ab und dadurch wird die Effizienz bei der Entfernung von Giftgasen vermindert.

0 Das Substrat wird in' der Dispersion im allgemeinen bei 5 bis 100⁰C und vorzugsweise 20 bis 80⁰C während etwa 5 Minuten bis 3 Stunden eingetaucht. Dann wird das Substrat getrocknet und, falls eine Organometallchelatverbindung auf die Aktivkohlefaser aufgebracht wurde, eine Trocknungstemperatur gewählt, die nicht höher als die Zersetzungstemperatur der Chelatverbindung ist und die auch nicht höher ist als der Erweichungs- oder Schmelzpunkt des Substrates. Eine Temperatur von 200⁰C oder weniger wird bevorzugt.

Die Menge der auf dem Substrat abgeschiedenen Aktiv- '■ kohlefaser wird durch die spätere Verwendung des

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Substrates beeinflusst. Wenn mehr als 200 Gew.% an Aktivkohlefasern abgeschieden werden, dann neigt die Aktivkohlefaser dazu, vom Substrat abzubröckeln oder abgerieben zu werden oder das Filter hat einen hohen Druckverlust.

Die auf dem Substrat aufgebrachte Aktivkohlefaser zerstreut sich nicht oder bildet auch keine Kanäle, selbst wenn man ein zu behandelndes Gas durch die Aktivkohlefaser mit hohen Raten hindurchschickt. Ein weiterer Vorteil der Aktivkohlefasern besteht darin, dass ein gleichmässiger Kontakt mit dem Gas vorliegt und dass die erhöhte Kontakteffizienz auch eine grössere Fähigkeit, Giftgase zu entfernen, bedingt. Da die erfindungsgemässen Filter auch nur einen minimalen Abrieb an Aktivkohlefasern aufweisen, wird auch ein Verstopfen des Behandlungssystems vermieden. Verwendet man Stärkepaste als Bindemittel, dann wird das Verhalten der Aktivkohlefasern dadurch nicht verschlechtert (d.h. die Oberfläche nimmt nicht ab) und die Aktivkohle fällt nicht vom Substrat ab. Die Form und die Grosse des erfindungsgemässen Filters kann man, je nach dessen Verwendung, auswählen, wobei man auch ein oder mehrere Filter der gleichen Form übereinander anwenden kann.

Luft oder Auspuffgase können von giftigen Komponenten dadurch befreit werden, dass man sie durch das erfindungsgemässe Filter leitet. Die Luft oder Auspuffgase haben dabei im allgemeinen eine Temperatur von 0 bis 50⁰C und werden mit einer Lineargeschwindigkeit

von 0,1 bis 2 m/sek und einer Raumgeschwindigkeit von 2.000 bis 100.000 h zugeführt. Ozon,als eines der Giftgase, wird auf dem Filter adsorbiert und zu harmlosem Sauerstoff zersetzt. In ähnlicher Weise werden Sulfitgase und Schwefelwasserstoff in Schwefelsäure bzw. Schwefel überführt. Stickstoffmonoxid wird zum Teil in Stickstoffdioxid und Stickoxid in salpetrige Säure umgewandelt.

Die Erfindung wird ausführlich in den nachfolgenden Beispielen und Vergleichsbeispielen beschrieben. Dabei sind alle Prozentangaben auf das Gewicht bezogen.

Beispiel 1

Eine Acrylfaser aus einem Copolymer aus 92,0 % Acryl-0 nitril, 4,5 % Methylacrylat und 3,5 % Acrylamid wurde 2 Stunden bei 2 40⁰C und dann 2 Stunden bei 27 0⁰C an der Luft oxidiert unter einer Spannung, die einen Schrumpf von 25 % erlaubte. Die oxidierte Faser wurde dann bei 27O⁰C mit einer Mischung aus Wasserdampf und Stickstoff (H₂O:N₂ =4:1 Volumen) während 3 Minuten behandelt, unter Bildung einer Aktivkohlefaser mit einer spezifischen Oberfläche von 1.100 m²/g. Die Aktivkohlefaser hatte einen Stickstoffgehalt von 5,7 % und eine Reissfestigkeit von 30 kg/mm², einen Durchmesser von 9,8 μΐη und wies eine Benzoladsorptionsratenkonstante von 0,5/min auf. Die so gebildete Aktivkohlefaser

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wurde in einer Zerkleinerungsvorrichtung zu Teilchen einer Länge von 30 μπι oder weniger mit einer Durchschnittslänge von 13 μΐη zerkleinert. Die Teilchen und Stärke wurden in Wasser zu einer wässrigen Dispersion, enthaltend 5 % Stärke und 20 % Kohle, aufgeschlämmt. Die Dispersion wurde auf einmal auf 70⁰C erwärmt, dann auf 25⁰C gekühlt und ein Urethanschaum wurde während 20 Minuten in der Dispersion bei 25⁰C eingetaucht. Der Schaum hatte eine Dicke von 10 mm, 240 g/m², und eine durchschnittliche Zellengrösse von 250 μπι und enthielt 50 Zellen pro 2,5 cm. Der . - Urethanschaum wurde aus der Dispersion entnommen und 40 Minuten bei 80⁰C getrocknet und bildete so einen Filter mit darauf abgeschiedenen Aktivkohlefasern in einer Menge von 50 Gew.%, bezogen auf den urethanschaum. Zwei solcher Filter wurden -zu einem Filter-. element mit einer Dicke von 20 mm aufgebaut und in eine Glassäule mit einem Innendurchmesser (nachfolgend als ID bez'eichnet) von 2 8 mm eingebaut und einem Schwefeldioxidadsorptionstest unterworfen, unter Verwendung eines Gases aus.500 ppm (Volumen) SO₂, 5 % O₀ , 9 % H₀O, Rest N₀. Die Lineargeschwindigkeit des Gases betrug 0,3 m/sek und die Adsorptionstemperatur 35⁰C. 5 Stunden nach Beginn der Adsorption war die SO₂-Entfernungseffizienz 100 %.

Beispiel 2
30

Eine Acrylfaser aus einem Copolymer aus 92,0 % Acrylnitril, 4,5 % Methylacrylat und 3,5 % Acrylamid wurde

an der Luft bei 240⁰C 2 Stunden oxidiert und weitere 2 Stunden bei 270⁰C, wobei die Spannung einen Schrumpf von 25 % erlaubte. Die so oxidierte Faser wurde bei 950⁰C in einer Mischung aus Wasserdampf und Stickstoff (HUOrN- = 4:1 Volumen) während 3 Minuten behandelt, wobei man eine Aktivkohlefaser mit einer spezifischen Oberfläche von 1.100 m²/g erhielt. Die Aktivkohlefaser hatte einen Stickstoffgehalt von 5,7 %, eine Reissfestigkeit von 30 kg/mm² , einen Durchmesser von 9,8 pm und eine Benzoladsorptionsratenkonstante von 0,5/min.

Die Aktivkohlefaser wurde 30 Minuten in ein Bad aus einer 2,5 %-igen wässrigen Lösung von EDTA-Zn-Chelatverbindung bei 30⁰C eingetaucht, dann mit Wasser gewaschen und getrocknet unter Erhalt einer Aktivkohlefaser, auf welcher 5 % Chelatverbindung abgeschieden waren. Dann wurde die Aktivkohlefaser in einem Zerkleinerungsgerät auf eine Faserlänge von 20 um oder weniger und bis zu einer Durchschnittslänge von 10 pm zerkleinert. Die Aktivkohlefaser (Teilchen) und die Stärke wurden in Wasser dispergiert und bildeten eine wässrige Dispersion, enthaltend 5 % Stärke und 25 % Aktivkohlefasern. Die Dispersion wurde auf einmal auf 70⁰C erwärmt, auf 25⁰C gekühlt und dann wurde ein Glasgewebe in die Dispersion bei 25⁰C während 20 Minuten eingetaucht. Das Gewebe (450 g/m²) hatte eine Dicke von 20 mm und bestand aus Fasern mit einer Dicke von 20 um. Es hatte eine durchschnittliche Zellengrösse von •30 120 um und enthielt 70 Zellen pro 2,5 cm. Das Glasgewebe wurde aus der Dispersion entfernt, bei 100⁰C

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während 45 Minuten getrocknet unter Erhalt eines Filters , auf dem Aktivkohlefasern in einer Menge von 50 %, bezogen auf das Glasgewebe, abgeschieden waren. Das Filter wurde in eine Glaskolonne (ID = 2 8 mm) bis zu einer Dicke von 20 nun und mit einer Packungsdichte von 0,06 g/cm³ gefüllt und dann wurde Luft (25⁰C₇ 65 % relative Feuchte), enthaltend 2 ppm Ozon, durch das Filterbett mit einer Lineargeschwindigkeit von 0/45 m/sek durchgeleitet. Zwei Stunden nach Beginn der Adsorption betrug die Ozonentfernungseffizienz 100 % und 24 Stunden später immer noch 95 %. Um die hohe Ozonentfernungseffizienz und die lange Lebensdauer des Filters zu zeigen, wurden die folgenden beiden Vergleichsversuche durchgeführt.

Vergleichsversuch 1

Beispiel 2 wurde wiederholt, jedoch wurde die Aktivkohlefaser, auf welcher die Metallchelatverbindung aufgebracht war, nicht zu Teilchen zerkleinert, sondern wurde direkt in die Glaskolonne in einer Dicke von 10 mm und einer Packungsdichte von 0,6 g/cm³ eingebracht. Zwei Stunden nach Beginn der Adsorption betrug die Ozonzersetzungseffizienz 100 %, jedoch war nach 2 4 Stunden diese Effizienz auf 32 % verringert.

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Vergleichsversuch 2

Kohlenstoffteilchen (8 bis 10 Maschen, spezifische Oberfläche 1.100 m²/g) aus Kohle wurden in eine 2,5 %-ige wässrige Lösung einer EDTA-Zn-Chelatverbindung bei 30⁰C während 60 Minuten eingetaucht, dann mit Wasser gewaschen und getrocknet, unter Erhalt von Kohlenstoffteilchen, auf denen 5 % Chelatverbindung aufgebracht waren. Sie wurden in eine Glaskolonne mit einer Packungsdichte von 0,4 g/cm³ in einer 10 mm dicken Schicht eingebracht. Der Adsorptionsversuch wurde wie in Beispiel 2 durchgeführt. 30 Minuten nach Beginn der Adsorption betrug die Ozonzersetzungseffizienz 100 %, nahm dann jedoch sehr schnell ab und nach 60 Minuten betrug die Effizienz nur noch 23 %.

Beispiel 3

Eine "Polynosxc"-Faser wurde bei 3O⁰C 30 Minuten in eine 10 %-ige wässrige Diammoniumphosphatlösung eingetaucht, getrocknet und dann 1 Stunde an der Luft bei 275⁰C oxidiert. Die oxidierte Faser wurde anschliessend 20 Minuten bei 850⁰C im Wasserdampf aktiviert. Die gebildete Aktivkohlefaser hatte eine spezifische Oberfläche von 1.100 m²/g, eine Reissfestigkeit von 15 kg/mm² , einen Durchmesser von. 15 μια und eine Benzoladsorptionsratenkonstante von 0,5/min.

Die so erhaltene Aktivkohlefaser wurde 60 Minuten in

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eine 30⁰C warme, 3 %-ige wässrige Lösung von EDTA-Mn-Chelatverbindung eingetaucht, dann mit Wasser gewaschen und getrocknet, unter Erhalt einer Aktivkohlefaser, auf welcher 5 % der Chelatverbindung aufgetragen waren. Dann wurde die Aktivkohlefaser zu Teilchen einer Länge von 30 μπι oder weniger zerkleinert, wobei die Durchschnittslänge 14 μπι betrug. Die Teilchen und Carboxymethylzellulose wurden in Wasser unter Bildung einer wässrigen Dispersion, enthaltend 5 % Carboxymethylzellulose und 25 % Aktivkohlefasern, dispergiert. Ein Urethanschaum der gleichen Art wie in Beispiel 1 verwendet, wurde in dieser Dispersion 10 Minuten bei 25⁰C eingetaucht, dann aus der Dispersion entfernt und 60 Minuten bei 85⁰C getrocknet, unter Erhalt ' eines Filters auf dem Aktivkohle in einer Menge von 50 %, bezogen auf den Urethanschaum, abgeschieden war.

Das Filter wurde in eine Glaskolonne (ID = 28 mm) bis zu einer Dicke 'von 10 mm und mit einer Packungsdichte von 0,07 g/cm³ eingebracht. Luft (25⁰C, 65 % relative Feuchte), enthaltend 2 ppm Ozon, wurde durch das Filterbett mit einer Lineargeschwindigkeit von 0,45 m/sek durchgeleitet. 24 Stunden nach Beginn der Adsorption betrug die Ozonzersetzungseffizienz noch 100 %.

Vergleichsversuch 3

Beispiel 2 wurde wiederholt, wobei jedoch die gemahlene Aktivkohle nicht auf ein Substrat aufgebracht,

sondern direkt in eine Glaskolonne in einer Dicke von 10 mm und einer Packungsdichte von 0,07 g/cm³ eingebracht wurde. 2 4 Stunden nach Beginn der Adsorption betrug die Ozonzersetzungseffizienz nur noch 37 %,

Vergleichsversuch 4

Handelsübliche Aktivkohleperlen (durchschnittliche Grosse 0,5 μπι, spezifische Oberfläche 850 m²/g) wurden direkt in eine Glaskolonne mit einer Packungsdichte von 0,25 g/cm³ eingebracht, unter Bildung eines Filterbettes einer Dicke von 2 0 mm. Dann wurde der Ozonadsorptionstest wie in Beispiel 2 durchgeführt. Eine Stunde nach Beginn der Adsorption betrug die Ozonzersetzungseffizienz 97 %, sie nahm jedoch allmählich ab und nach 3 Stunden betrug diese Effizienz nur noch 27 %.

Beispiel 4

Beispiel 2 wurde wiederholt, wobei jeweils Aktivkohlefasern, auf denen 5 % anorganischeMetallverbindungen und Organometallchelatverbindungen, wie sie in Tabelle 1 angegeben werden, aufgetragen waren. Die Aktivkohlefasern wurden zu Teilchen einer Länge von 30 μΐη oder

.30 weniger auf eine Durchschnittslänge von 14 μΐη zerkleinert und entweder auf einen Urethanschaum (den

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gleichen wie er in Beispiel 1 verwendet wurde) oder auf ein Glasgewebe (das gleiche wie es in Beispiel 2 verwendet wurde) aufgebracht und dann wurde das Verfahren gemäss Beispiel 1 bzw. Beispiel 2 durchgeführt. Die jeweiligen Filter wurden dem Ozonadsorptionstest gemäss Beispiel 2 und Vergleichsversuch 2 unterworfen und die Ozonentfernungskoeffizienz nach 30 Stunden Adsorption wurde gemessen. Der gleiche Versuch wurde mit acht Kontrollversuchen durchgeführt, von denen sechs nur mit:Aktivkohlefasern, auf denen die Metallchelatverbindungen aufgetragen waren, wie in der nachfolgenden Tabelle 1 gezeigt wird, durchgeführt wurden und die restlichen beiden mit körniger Kohle (Durchschnittsteilchengrösse 3 mm, spezifische Oberfläche 800 m²/g) bzw. feinteiliger Kohle (Durchschnittsgrösse 0,5 μΐη, spezifische Oberfläche 900 m²/g) . Die Ergebnisse werden in Tabelle 1 gezeigt.

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Tabelle

Ozonentferner	Entfernungs effizienz (%)
erfindungsgemäss
EDTA-Ni(II), ACF, Urethanschaum	100
DTPA-Cu(II), ACF	100
IDA-Ni(II), ACF, Glasgewebe	95
NTA-Cu(II), ACF,	100
EDTA-Fe(III), ACF, Urethanschaum	95
CyDTA-Cr(III), ACF, "	100
De₂(SO^)₃, ACF, Urethanschaum	96
CuSO₄, ACF, '"	98
NiCl₂, ACF, "	94
Vergleichsversuche
EDTA-Ni(II), ACF	93
DTPA-Cu(II), ACF	92
IDA-Ni(II), ACF	74
NTA-Cu(II), ACF	91
EDTA-Fe(III), ACF	30
CyDTA-Cr(III), ACF	91
körniger Kohlenstoff	0
feinteiliger Kohlenstoff	5

ACF: Aktivkohlefaser

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Die Ergebnisse in Tabelle 1 zeigen, dass die Ozonentfernungseffizienz auf dem erfindungsgemässen Filter besser ist als bei Aktivkohlefasern, die als Filter verwendet wurden, jedoch nicht auf einem Substrat aufgebracht waren.

Beispiel 5

Die gleichen Aktivkohlefasern, wie sie in Beispiel 1 verwendet wurden, wurden in eine 5 %-ige wässrige Lösung von EDTA-Cu(II)-Chelatverbindung eingetaucht, mit Wasser gewaschen und 60 Minuten bei 80⁰C getrocknet, wobei man Kohlenstoffasern, die 1,5 % der Chelatverbindung abgeschieden enthielten, erhielt. Die so erhaltenen Aktivkohlefasern wurden zu Teilchen mit einer Länge von 35 μπι oder weniger auf eine Durchschnittslänge von 16 μπι zerkleinert. Die Teilchen wurden in einer 5 %-ige Carboxymethylzelluloselösung dispergiert, wobei der Kohlenstoffgehalt 15 % in der Dispersion betrug. Der gleiche Polyurethanschaum (2 mm dick), wie er in Beispiel 1 verwendet wurde, wurde in die Dispersion eingetaucht und dann aus der Dispersion entnommen und 60 Minuten bei 80⁰C getrocknet. Der getrocknete Urethanschaum enthielt Aktivkohlefasern in einer Menge von 6 %, bezogen auf den Urethanschaum, und wurde in eine Glaskolonne ID = 28 mm) in einer Dicke von 10 mm eingebracht und dann wurde Luft (25⁰C, 65 % relative Feuchte), enthaltend 2 ppm Ozon, durch die Säule mit einer Lineargeschwindigkeit von 0,45 m/sek während 24 Stunden

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durchgeleitet. Der gleiche Adsorptxonsversuch wurde mit drei Kontrollversuchen durchgeführt, wobei handelsübliche feinteilige Kohle (Durchschnittsgrösse 0,5 μΐη) , körnige Kohle (durchschnittliche Grosse 3 ram) und Aktivkohle, die nicht auf einem Substrat aufgetragen/worden war, auf welcher jedoch Cu(II)-Chelat aufgebracht war, verwendet wurde. Die Ergebnisse werden in Tabelle 2 gezeigt.

Tabelle

Ozonentferner	Prozent* - (%)	Staubbil dung	Druckver lust (mm H₂O)
erfindungsgemäss:
fAktivkohlefaser +
Cu(II)Chelat +
Urethanschaum	0	keine	0,4
Vergleichsversuch:
feinteilige Kohle	zerstreut	stark
körnige Kohle	16	ziemlich stark	4,0
(Aktivkohlefaser +
(,Cu (II) -Chelat	3	Il	2,0

* Verlust vom Anfangsgewicht der Aktivkohle

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Die Ozonentfernungseffizient in Beziehung zu der Kontaktzeit zwischen dem Filter und dem Gas in der Gaskolonne wurde durch Wiederholung des Beispiels während verschiedener Kontaktzeiten gemessen. Die Ergebnisse werden in Tabelle 3 gezeigt.

Tabelle

Ozonentferner	Kontakt zeit (sek)	Ozonentfernungs- effizient nach 60 Minuten (%)
erfindungsgemäss: /"Aktivkohlefaser +	0,04	100
jcu(II)-Chelat +	0,03	100
lurethanschaum	0,02	100
Vergleichsvers"uch:
feinteilige Kohle	0,7	93
körnige Kohle	0,7	95
fAktivkohlefaser +	0,05	100
\|cu(II)-Chelat	0,04	100
	0,03	98

Tabellen 2 und 3 zeigen, dass die erfindungsgemässen Filter eine hohe Fähigkeit aufweisen, Ozon zu entfernen im Vergleich nicht nur zu üblicher feinteiliger oder granulärer Kohle, sondern auch im Vergleich zu Aktivkohlefasern, die eine Metallchelatverbindung

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jedoch nicht auf einem Substrat aufgebracht sind. Die erfindungsgemässen Euter haben eine längere Lebensdauer, zeigen weniger Abrieb, erzeugen weniger Staub und haben einen geringeren Druckverlust.

Beispiel 6

Ein Filter wurde wie in Beispiel 5 hergestellt und wurde in eine Glaskolonne (ID = 30 mm) in einer Dicke von 10 mm und mit einer Packungsdichte von 0,01 g/cm³ eingebracht. Dann wurde Luft (25⁰C₇ 65 % relative Feuchte), enthaltend 10 ppm NO₂/ durch das Filter mit einer Lineargeschwindigkeit von O₇45 m(sek geleitet. Die Kontaktzeit und die erzielte Gleichgewichtsadsorption werden in Tabelle 4 gezeigt. Der gleiche Versuch wurde mit drei Kontrollen durchgeführt, wobei man handelsübliche feinteilige Kohle (Durchschnittsgrösse 0,5 μΐη, spezifische Oberfläche 950 m²/g) , granuläre Kohle (Durchschnittsgrösse 30 μΐη, spezifische Oberfläche 800 m²/g) und Aktivkohlefasern, wie sie in Beispiel 5 verwendet wurden, die jedoch nicht auf einem Substrat aufgebracht waren und auf denen Cu(II) aufgebracht war (Packungsdichte 0,07 g/cm²) verwendete, Die Ergebnisse werden in Tabelle 4 gezeigt.

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Tabelle 4

NO₂-Entferner	Kontaktzeit (sek)	Gleichgewichts- adsorption (%)*
aktivierte Kohlen- stoffaser (mit Cu(II)-Chelat), ab geschieden auf Ure- thanschaum	0,02	2,5
feinteiliger Kohlen stoff	0;02	0,03
granulärer Kohlen stoff	0,02	0,03
Aktivkohlefasern (mit Cu(II)-Chelat)	0,02	1,4

* Gleichgewichtsadsorption (%) =

Konzentration am Auslass Konzentration am Einlass

χ 100

Beispiel 7

Die gleichen, wie in Beispiel 1 verwendeten, gemahlenen Aktivkohlefasern wurden mit einer wässrigen Lösung von EDTA-Cu-Chelatverbindung behandelt, unter Erhalt einer Aktivkohlefaser, auf der 5 % der Chelatverbindung aufgebracht waren. Die so erhaltenen

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Aktivkohlefasern wurden in einer Emulsion, enthaltend 5 % Polyvinylacetat und 0,3 % Polyvinylalkohol, dispergiert, bei einer Kohlenstoffkonzentration von 25 %. Ein Urethanschaum mit einer Dicke von 10 mm, mit einer Zellenanzahl von 50 und einer durchschnittlichen Zellengrösse von 300 ixra, wurde in die Dispersion eingetaucht. Der Schaum wurde aus der Dispersion entnommen und 60 Minuten bei 80⁰C getrocknet, wobei man ein Filter erhielt, auf dem Aktivkohlefasern abgeschieden waren. Eine Einzelschicht des Filters wurde in eine Glaskolonne (ID = 28 mm) eingebracht und dann wurde Luft (25°C, 65 % relative Feuchte), enthaltend 2 ppm (VoI) Ozon, durch das Filterbett mit einer Lineargeschwindigkeit von 0,45 m/sek geleitet. Zwei Stunden · nach Beginn der Adsorption betrug die Ozonzersetzungseffizienz 100 % und 24 Stunden später immer noch 99 %.

. /

V. )

Claims

HOFFMANN - JElTLE Ä PAHTiVJER 3217299 PATENTANWÄLTE DR. ING. E. HOFFMANN (1930-1976) . DIPL.-ING.W. EITLE · DR. RER. NAT. K. HOFFMAN N · DIPL-I NG. W. LEH N DIPL.-ING. K. FOCHSLE · DR. RER. NAT. B. HANSEN ARABEllASTRASSE 4 . D-8000 MU N CH EN 81 ■ TELEFON (089) 911087 . TELEX 05-29619 (PATHE) 36 829 o/wa TOHO BESLON CO., LTD., TOKYO / JAPAN Filter,- Verfahren zu dessen Herstellung und dessen Verwendung zum Entfernen von Giftstoffen aus Gasen PATENTANSPRÜCHE

1.) Filter, dadurch gekennzeichnet, dass es aus einem Massenstruktursubstrat, auf dem Aktivkohlefasern einer Länge von 5 bis 1 . 000 μια aufgebracht sind, aufgebaut ist. 5

2. Filter gemäss Anspruch 1_f dadurch gekennzeichnet , dass die Aktivkohlefasern eine spezifische Oberfläche von 500 m²/g oder mehr haben.

3. Filter gemäss Anspruch \_r dadurch gekennzeichnet, dass die Aktivkohlefasern eine

_ ο —

spezifische Oberfläche von 500 bis 2.000 m²/g haben.

4. Filter gemäss Anspruch 1, dadurch g e k e η η zeichnet, dass die Aktivkohlefasern eine Benzoladsorptionsratenkonstante von 0,2/iran oder mehr haben.

5. Filter gemäss Anspruch 1, dadurch g e k e η η zeichnet, dass auf den Aktivkohlefasern wenigstens eine Verbindung eines Metalles aus den Gruppen Ib, lib, Via, VIIa und VIII des periodischen Systems abgeschieden sind.

6. Filter gemäss Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Metall Cu, Ag, Zn, Cd, Cr, Mn, Co, Ni, Pd oder Fe ist.

7. Filter gemäss Anspruch 5, dadurch g e k e η η zeichnet, dass die Metallverbindung eine anorganische Metallverbindung ist.

8. Filter gemäss Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , dass die Metallverbindung eine Organometall-Chelat-Verbindung ist.

9. Filter gemäss Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , dass die anorganische Metallverbindung ein Hydrochloride Sulfat, Nitrat oder ein Hydratsalz ist.

10. Filter gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass die Metallverbindung CuCl₂, CuSO₄, NiSO₄, NiCl₂, NiSO₄-6H₂O, Ni (NO₃J₃, FeCl₃, Fe(SO₄)₃, ZnCl₂, ZnSO₄, MnSO₄, MnCl₃-4H₃O, CoCl₂, Co (NO₃)₂-6H₂O, PdCl₂, CrCl₃, Cr₂(SO₄J₃-ISH₂O, Cr (NO₃)₃-9H₂O, AgNO₃ oder eine Mischung daraus ist.

11. Filter gemäss Anspruch 8, dadurch g e k e η η zeichnet, dass die organometallische SaIζverbindung wenigstens, ein Chelatisierungsmittel aus der Gruppe Ethylendiamintetraessigsäure, Nitrilotriessigsäure, trans-1,2-Cyclohexadiamintetraessigsäure, Diethylentriaminpentaessigsäure, Triethylentetraminhexaessigsäure, Glykoletherdiamintetraessigsäure, Iminodiessigsäure und/oder N,N-Ethylen-bis-(V-o-hydroxyphenyl)-glycin ist.

12. Filter gemäss Ansprüchen 7 oder 8, dadurch g e kennzeichnet, dass auf den Aktivkohlefasern 0,01 bis 30 Gew.% der anorganischen Metal lverbindung oder der Organometall-Chelat-Verbindung, bezogen auf das Gewicht der Aktivkohlefasern, abgeschieden sind.

13. Filter gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass das Substrat 5 bis 200 Zellen oder öffnungen pro 2,5 cm des Substrats aufweist.

14. Filter gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Substratmaschen einen durchschnittlichen Zellendurchmesser aufweisen, der 5 bis 1O mal der Länge der Aktivkohlefasern entspricht.

15. Filter gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass das Substrat ein poröses synthetisches Harz mit kontinuierlichen offenen Zellen ist.

16. Filter gemäss Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das poröse Harz ein Urethanschaum oder ein Polystyrolschaum ist.

17. Filter gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass das Substrat aus Fasern besteht.

18. Filter gemäss Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet , dass die Faser ausgewählt ist aus Baumwolle, Seide, Wolle, Glasfasern, synthetischen Fasern und Mischungen daraus.

19. Filter gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass die Aktivkohlefasern auf dem Substrat in einer Menge von 5 bis 100 Gew.%, bezogen auf das Substrat, aufgebracht sind.

20. Filter gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktivkohlefasern auf

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dem Substrat mittels eines Binders aufgebracht sind.

21. Filter gemäss Anspruch 20, dadurch g e k e η η zeichnet, dass der Binder ausgewählt ist

aus Stärkepaste, Carboxymethylzellulose, Hydroxyethylzellulose, Polyvinylalkohol, Polyacrylsäure, Polyacrylamid, Polystyrol, Polyethylen, Polyvinylacetat, Polyacrylnitril und Polyvinylidenchlorid. 10

22. Filter gemäss Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Binder in einer Menge von 0,5 bis 30 Gew.%, bezogen auf das Substrat, verwendet wird.

23. Filter gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktivkohlefasern sich von Polyacrylfasern ableiten.

24. Verfahren zur Herstellung eines Filters, dadurch gekennzeichnet, dass man Aktivkohlefasern einer Länge von 10 bis 1.000 μπι in einer Dispersion oder Lösung eines Binders dispergiert, ein Maschenstruktursubstrat mit der gebildeten Dispersion imprägniert und dann das imprägnierte Substrat trocknet.

25. Verwendung eines Filters gemäss den Ansprüchen 1 bis 23 zur Entfernung von Giftstoffen· aus Gasen, indem man das Gas durch das Filter leitet.

26. Verwendung gemäss Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass die giftige Komponente Ozon, Schwefelwasserstoff, Mercaptan, Sulfit und/ oder Stickoxide ist.