EP3799556A1 - Couvercle anti-odeur - Google Patents

Couvercle anti-odeur

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Publication number
EP3799556A1
EP3799556A1 EP19756224.2A EP19756224A EP3799556A1 EP 3799556 A1 EP3799556 A1 EP 3799556A1 EP 19756224 A EP19756224 A EP 19756224A EP 3799556 A1 EP3799556 A1 EP 3799556A1
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EP
European Patent Office
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activated carbon
odor cover
core
shell
sol
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP19756224.2A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Marie-Pierre SOM
Thu-Hoa Tran-Thi
Christophe Theron
William BAMOGO
Trung-Hieu Nguyen
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
Ethera SA
Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Original Assignee
Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Ethera SA
Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • A47J—KITCHEN EQUIPMENT; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; APPARATUS FOR MAKING BEVERAGES
    • A47J36/00—Parts, details or accessories of cooking-vessels
    • A47J36/06—Lids or covers for cooking-vessels
    • A47J36/062—Lids or covers for cooking-vessels non-integrated lids or covers specially adapted for deep fat fryers
    • A—HUMAN NECESSITIES
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    • C01B33/113—Silicon oxides; Hydrates thereof
    • C01B33/12—Silica; Hydrates thereof, e.g. lepidoic silicic acid
    • C01B33/14—Colloidal silica, e.g. dispersions, gels, sols

Definitions

  • the present invention relates to the field of air filtration, in particular in cooking appliances such as for example fryers or frying pans.
  • the present invention relates to an anti-odor cover suitable for any container allowing odors or volatile compounds to escape and more particularly to a food cooking appliance, said anti-odor cover comprising particles having a heart-shell structure consisting of '' an activated carbon core surrounded by a shell of a silica-based mesoporous sol-gel material.
  • Air pollution control and in particular for pollutants such as volatile organic compounds (VOCs) via air purifiers or extractor hoods is essentially based on the use of activated carbon filters.
  • activated carbon filters indeed has a large adsorption capacity and low cost.
  • activated carbon very poorly traps small polar molecules present in indoor air such as formaldehyde, acetaldehyde, methyl and ethyl ketones, acetic acid, acrolein or even the acrylamide resulting from decomposition. superheated oil (such as for example fried foods).
  • the Applicant has demonstrated that particles having a core-shell structure in which the core is activated carbon and the shell comprises silica sol-gel, functionalized or not, makes it possible to effectively trap the cooking vapors , including frying.
  • the Applicant provides a filter material which is more effective than activated carbon and a simple and effective process for the preparation of this material.
  • the present invention therefore relates to an anti-odor cover, preferably for a cooking appliance, said anti-odor cover comprising an upper wall and a lower wall characterized in that the lower wall comprises a filtering material comprising core-shell particles made of '' an activated carbon core surrounded by a mesoporous sol-gel silica shell.
  • the core-shell particles are spherical and have a diameter of 20 to 400 nm.
  • the mesoporous sol-gel silica shell comprises a siloxane formed from at least one organosilicate precursor chosen from tetramethoxysilane (TMIQS), tetraethoxysilane (TEOS), phenyltrimethoxysilane (PhTMOS), phenyltriethoxysilane PhTEOS), (2-phenylethyl) triethoxysilane, 3-aminopropyitriethoxysilane (APTES), (3-giycidyloxypropyl) trimethoxysilane (GPTMOS), (3-glycidyloxypropyl) triethyoxysilane (OPTES), N- (2-aminoethyl) - 3- (trimethoxysilyl) propylamine (NH2-TMOS), N-
  • organosilicate precursor chosen from tetramethoxysilane (TMIQS), tetraethoxysilane (TEOS),
  • the organosilicon precursor is tetramethoxysilane or tetraethoxysilane.
  • the organosiliated precursor is a mixture of tetramethoxysilane and of a functionalized organosiliated precursor, advantageously chosen from phenyltrimethoxysilane (PhTMOS), phenyltriethoxysilane (PhTEOS), (2-phenylethyl) triethoxysilane.
  • APTES 3-aminopropyltriethoxysilane
  • GPTMOS (3-glycidyloxypropyl) trimethoxysilane
  • OPTES (3-glycidyloxypropyl) triethoxysilane
  • N- (2-Aminoethyl) -3- (trimethoxysilyl) propylarmne (NH2-TMOS) , the N-
  • AETMS ureidopropyltriethoxysilane
  • UPTS ureidopropyltriethoxysilane
  • SCPTS 3- (4- semiearhazidyl) propyltriethoxysilane
  • the activated carbon is in the form of rods of millimeter size.
  • the lower wall comprises a housing in which the filtering material is arranged.
  • the upper wall comprises at least one exhaust opening communicating with the housing of the lower wall comprising the filtering material.
  • the anti-odor cover further comprises a window.
  • the present invention also relates to a food cooking appliance comprising an anti-odor cover as described above.
  • the food cooking appliance comprises a tank for a cooking bath; preferably the food cooking appliance is a fryer.
  • “Lid” relates to a moving part which adapts to the opening of a container to close it.
  • Anti-odor refers to a material or element capable of partially or totally trapping odors, preferably from cooking.
  • “Cooking appliance” relates to any container suitable for cooking food.
  • the cooking appliance is a saucepan, a frying pan, a pressure cooker or a fryer.
  • Frtering material relates to any material capable of filtering a quantity or a flow of air.
  • the present invention relates to a process for the preparation of a filter material, preferably an anti-odor material.
  • the present invention relates to a process for preparing a hybrid core-shell material consisting of an activated carbon core surrounded by a shell of a mesoporous sol-gel material based on silica, said process comprising the formation of a mesoporous sol-gel silica shell around activated carbon particles and the recovery of the hybrid core-shell material thus obtained.
  • the alkoxy groups (OR) are hydrolyzed into silanol groups (Si-OH). These condense to form siloxane bonds (Si-O-Si-).
  • silicate precursors in low concentration in an organic solvent are added dropwise to a basic aqueous solution, particles of size generally less than 1 mhi are formed, which remain in suspension without precipitating.
  • the porosity of the silica nanoparticles can be varied by adding a surfactant.
  • the mesoporous sol-gel silica shell is formed from at least one organosilicate precursor. It is thus possible to use a single organosilicon precursor or a mixture of organosilicon precursors.
  • the at least one organosilicate precursor is advantageously chosen from tetramethoxysilane (TMOS), tetraethoxysilane (TEOS), phenyltrimethoxysilane (PhTMOS), phenyltriethoxysilane (PhTEOS), (2-phenylethyl) triethoxysilane, 3-aminopropyl , (3-glycidyloxypropyl) trimethoxysilane (GPTMOS), (3-glycidyloxypropyl) triethoxysilane (GPTES), N- (2-Aminoethyl) -3- (trimethoxysilyl) propyamine (NH2-TMOS), N-
  • TMOS tetramethoxysi
  • the organosilicate precursor is tetraethoxysilane or tetramethoxysilane, preferably tetraethoxysilane.
  • the organosilicon precursor is a mixture of tetramethoxysilane or tetramethoxysilane and of a functionalized organosilicon precursor.
  • these are amine, friend of, urea, acid or aryl functions.
  • the functionalized organosilicon precursor may in particular be chosen from phenyltrimethoxysilane (PhTMOS), phenyltriethoxysilane (PhTEOS), (2-phenylethyl) trietboxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane (APTES), (3-giycidyloxypropyl) trimethoxys
  • GPTMOS (3-glycidyloxypropyl) triethoxysilane
  • GPTES (3-glycidyloxypropyl) triethoxysilane
  • NH2-TMOS N- (2-Aminoethyl) -3- (trimethoxysilyl) propylamine
  • AETMS rureidopropyltriethoxysilane
  • UPTS rureidopropyltriethoxysilane
  • SCPTS 3- (4-semicarbazidyl) propyltriethoxysilane
  • PhTMOS phenyltrimethoxysilane
  • PhTEOS phenyltriethoxysilane
  • APTES 3-aminopropyltrethoxysilane
  • APTES N- (Trimethoxysilylpropyl) ethylenediaminetriacetate, racetoxyethyltrimethoxysilane (AETMS), 3- (4azid ) propyltriethoxysilane (SCPTS) and mixtures thereof.
  • TEOS tetraethoxysilane
  • NH2-TMOS N- (2-Aminoethyl) -3- (trimethoxysilyl) propylamine
  • NH2-TMOS N- (2-Aminoethyl) -3- (trimethoxysilyl) propylamine
  • SCPTS 3- (4-semicarbazidyl) propyltriethoxysilane
  • TMOS tetramethoxysilane
  • APTES ammopropyltrietlioxysilane
  • PhTMOS phenyltrimethoxysilane
  • OPTES phenyltriethoxysane
  • the molar proportions of tetramethoxysilane (TMGS) / other (s) organosilicate precursors can be varied between 100 / 0 and 50/50, preferably between 100/0 and 75/25, more preferably between 97/3 and 75/25 or between 98/2 and 89/11.
  • the activated carbon used for the present invention can be of vegetable or animal origin. Those skilled in the art will choose it according to the desired properties, in particular filtration. Thus, it is possible to use different forms of activated carbon, such as, for example, balls, powder, granules, fibers or sticks. Preferably, use will be made of an activated carbon with a large specific adsorption surface, in particular from 800 to 1500 m 2 / g.
  • the activated carbon can be mixed at different concentrations with the coating composition (sol-gel composition) to modulate the quantity of core / shell.
  • the method of the invention is characterized in that the formation of a mesoporous sol-gel silica shell around the activated carbon particles comprises: a) the formation of a sol-gel nanoparticle shell around particles of activated carbon in basic aqueous solution from at least one organosilicate precursor, the aqueous solution containing ammonia (NHaOH) and a surfactant, b) recovery of the activated carbon surrounded by the shell of sol-gel material prepared in step a), c) G elimination of any residual surfactant of the activated carbon surrounded by the shell of sol-gel material to release the pores of the sol-gel material formed in step a), and characterized in that in step a), a basic aqueous solution containing ammonia, the surfactant and the activated carbon is first supplied, then at least one organosilicate precursor is added, this precursor being dissolved in an organic solvent .
  • the method for preparing a core-shell hybrid material consisting of activated carbon heart 'surrounded by a sol-gel silica mesoporous shell comprises the following steps: a) forming a shell of sol-gel nanoparticles around particles of activated carbon in basic aqueous solution from at least one organosilicate precursor, the aqueous solution containing ammonia (NH40H) and a surfactant, b) recovery of the activated carbon surrounded by the sol-gel silica shell prepared in step a), c) the elimination of any surfactant residues of the activated carbon surrounded by the shell of sol-gel material to release the pores of the sol-gel material formed at l 'step a), d) recovering the hybrid core-shell material consisting of an activated carbon core ' surrounded by a mesoporous sol-gel silica shell obtained in step c), characterized in that in step a), first provides a basic aqueous solution containing ammonia,
  • this embodiment gives rise to discrete core-shell particles, the silica nanoparticles having weak agglomeration with one another.
  • a organic solvent such as ethanol
  • the amounts of ethanol and water vary between 1 to 8 mol / L and 3 to 14 mol / L, respectively and according to the concentration of the precursor in solution in ethanol, the authors obtain diameters of silica nanoparticles varying between 30 and 460 nm.
  • the synthesis is carried out in aqueous solution and the contribution of the organic solvent for the solubilization of the organosilicate precursors is very low relative to the volume of the final sol.
  • the amount of organic solvent is from 1 to 5% by volume, preferably from 1.5 to 4% by volume and more preferably still from 1.8 to 3% by volume relative to the final sol (ie that is to say the whole aqueous solution containing the ammonia, the surfactant and the activated carbon plus the organosilicate precursor solubilized in the organic solvent).
  • the basic aqueous solution supplied in step a) is free of organic solvent and the organic solvent is only supplied with the organosilicate precursors.
  • the organic solvent used to dissolve the organosilicon precursor (s) will be chosen by a person skilled in the art as a function of the organosilicon precursor or of the mixture of organosilicon precursors used, in particular among polar, protic or aprotic organic solvents.
  • This organic solvent can for example be chosen from linear C1 to C4 aliphatic alcohols, in particular methanol, ethanol and propan-ol.
  • the organic solvent is ethanol.
  • the organosilicon precursors and the activated carbon which can be used in this embodiment are those detailed above.
  • at least one organosiliated precursor is chosen from tetraethoxysilane (TEQS), phenyltrimethoxysilane (PhTMOS), phenyltriethoxysilane (PhTEOS), (2-phenylethyl) triethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane (APTES), ) trimethoxysilane (GPTMOS), (3-glycidyloxypropyl) triethoxysilane (OPTES), N ⁇ (2-Aminoethyl) -3- (trimétlioxysilyl) propylamine (NH2-TMOS), N-
  • tetraethoxysilane with N- (2-Aminoethyl) -3- (trimethoxysilyl) propylamine NEb-TMOS
  • N-TMOS Trimethoxysilylpropyl
  • PhTMOS phenyltrimethoxysilane
  • the activated carbon is preferably in the form of powder, in particular of micrometric size.
  • the molar proportions of tetramethoxysilane (TM OS) or tetraethoxysilane (TEOS) / other organosilicate precursor (s) can be varied between 100/0 and 50/50, preferably between 100/0 and 75/25, more preferably between 97/3 and 75/25 or between 98/2 and 89/1 1.
  • the basic aqueous solution used in step a) is preferably an aqueous ammonia solution at a concentration of 0.8 to 3.2 mol / L, preferably from 2.0 to 2.3 mol / L.
  • the basic aqueous solution used in step a) may contain a small amount of organic solvent, in particular polar, protic or aprotic.
  • This organic solvent can for example be chosen from linear C1 to C4 aliphatic alcohols, in particular methanol, ethanol and propan-1-ol.
  • the organic solvent is ethanol.
  • the content of organic solvent does not exceed 5% by volume. More preferably, the basic aqueous solution is free of organic solvent.
  • the role of the surfactant used during step a) of the first embodiment is on the one hand to promote the interaction between the surface of the activated carbon and the precursors if licensed and on the other hand part of structuring the silica network to make it mesoporous.
  • the surfactant used in step a) is preferably an ionic surfactant, more preferably a quaternary ammonium compound.
  • This quaternary ammonium compound is advantageously a cetyltrimethyl ammonium halide, preferably cetyftrimethyiammonium bromide or cetyltrimethylammonium chloride more preferably cetyltrimethyiammonium bromide
  • the recovery of the core-shell material of activated carbon surrounded by the shell of sol-gel material in step b) of the first embodiment can for example be carried out by separation, by any known means and in particular by centrifugation or filtration, of the mixture obtained during step a).
  • the core-shell material is recovered by centrifugation in the first method.
  • the removal of any residual surfactant present in the core-shell material in step c) can be carried out by any known means and in particular by washing, for example with hydrochloric acid and ethanol, preferably by a succession of washes with hydrochloric acid and ethanol.
  • the recovery of the core-shell material of activated carbon surrounded by the shell of sol-gel material in step b) can for example be carried out by separation, by any known means and in particular by centrifugation or filtration, of the mixture obtained during step a).
  • the core-shell material is recovered by centrifugation. Removal of the surfactant frees the pores from the material obtained in step b. after this elimination step, the hybrid core-shell material consisting of an activated carbon core surrounded by a shell of silica-based mesoporous sol-gel nanoparticles is thus obtained.
  • This hybrid core-shell material is recovered in step d).
  • This recovery can for example be carried out by separation, by any known means and in particular by centrifugation or filtration, of the mixture obtained during step a).
  • the hybrid core-shell material is recovered by centrifugation.
  • step a) of forming the mesoporous sol-gel silica shell comprises the preparation of a soil for mixing at least one organosilicate precursor in an aqueous solution containing an organic solvent followed by coating the activated carbon with this sol.
  • a thin film of mesoporous sol-gel silica, preferably functionalized, is thus formed around the activated carbon particles.
  • the soil is free of surfactant.
  • the organic solvent is preferably a polar, protic or aprotic organic solvent. It can for example be chosen from linear aliphatic alcohols, C 1 to C 4, in particular methanol, ethanol and propan-ol. Preferably, the organic solvent is methanol.
  • the volume proportion of the organic solvent relative to the volume of the soil can vary between 30 to 50%.
  • the volume proportion of water to the volume of the soil can vary between 15 and 30%.
  • the organosilated precursors and the activated carbon which can be used in this embodiment are those detailed above with respect to the process according to the invention in general.
  • the at least one organosilicate precursor is chosen from tetramethoxysilane (TMOS), phenyltrimethoxysilane (PhTMOS), phenyltriethoxysilane (PhTEOS), (2 ⁇ phenylethyi) triethoxysiiane, 3-aminopropyltriethoxysilane (APTES), -glycidyloxypropyl) trimethoxysilane (GPTMOS), (3-glycidyloxypropyl) triethoxysilane (OPTES), N- (2-Aminoetbyl) -3- (trimethoxysilyl) propylamine (NH2-TMOS), N-
  • TMOS tetramethoxysilane
  • PhTMOS phenyltrimethoxysilane
  • PhTEOS phenyltriethoxysilane
  • APTES 3-aminopropyltriethoxysilane
  • Trimethoxysiiylpropyl ethylenediarninetriacét.ate, acetoxyethyitrimethoxysilane (AETMS), urideopropyltriethoxysilane (UPTS), 3- (4-semicarbazidyl) propyltriethoxysilane (SCPTS) and their mixtures, more preferentially among tetriane-tetriane (APTES), phenyltrimethoxysilane (PhTMOS), phenyltriethoxysilane (PhTEOS), acetoxyethyltrimethoxysilane (AETMS), (3-glycidyfoxypropyl) triethoxysilane (OPTES) and 3- (4-semicarbazidyl) propyltriethox.
  • APTES tetriane-tetriane
  • PhTMOS phenyltrimethoxysilane
  • TMOS tetramethoxysilane
  • APTES 3-aminopropyltriethoxysilane
  • PhTMOS phenyltrimethoxysilane
  • PhTEOS phenyltriethoxysilane
  • AETMS acetoxyethyltrimethoxysilane
  • OPTES octoxypropyl triethoxysilane
  • SCPTS 3- (4-semicarbazidyl) propyltriethoxysilane
  • the molar proportions of tetramethoxysilane (TMOS) / other organosilicate precursor (s) can be varied between 100/0 and 50/50, preferably between 100/0 and 75/25, more preferably between 97/3 and 75/25.
  • the activated carbon is in the form of particles, in particular granules or sticks, of millimeter size and the coating is carried out by soaking them in the self and then removing the soil or pouring the soil over the particles through a sieve.
  • the core-shell particles thus obtained are advantageously dried, for example in an oven, to remove residual solvents.
  • sticks of activated carbon will be used, in particular of millimeter size.
  • Particular preference will be given to the casting method to form a thin film of functionalized sol-gel material around the activated carbon core. This rapid process is easily transposable on an industrial scale and is well suited to activated carbon in granules or sticks.
  • the activated carbon is in the form of powder and the coating is carried out by adding activated carbon powder to the soil, then the mixture obtained is poured into molds.
  • the molds thus filled are advantageously dried under an inert gas flow to remove the residual solvents before demoulding the blocks of core-shell material. This process can easily be transposed to an industrial scale.
  • the silica shell preferably functionalized, surrounding the activated carbon core, in the form of nanoparticles or a thin film, must have a small thickness and a mesoporosity to allow the pollutants to diffuse quickly in the porous network and reach the silica-activated carbon interface It is at this interface of the hybrid compound that a “mixed” environment favors the trapping of polar molecules that only the activated carbon or the silica hardly or not trap at all alone.
  • Another object of the invention is a hybrid core-shell material consisting of an activated carbon core surrounded by a mesoporous sol-gel silica shell.
  • the hybrid core-shell material is obtained by the coating method according to the invention described above.
  • the hybrid core-shell material according to the invention is in particular characterized in that it contains an activated carbon core, in particular of micrometric size, preferably with a large specific adsorption surface, in particular of 800 to 1500 nrVg, the surface of which is covered with a shell formed of mesoporous sol-gel silica. This shell is thin. Its mesoporosity allows pollutants to diffuse rapidly in the porous network and reach the silica-activated carbon interface.
  • the ratio (Mass of silica / Mass of activated carbon) determined by Differential Thermal Analysis (ATG) preferably varies between 0.05 and 6, preferably between 0.05 and 2 and more preferably between 0.05 and 0.2 .
  • the shell of the hybrid core-shell material according to the invention consists of nanoparticles of mesoporous sol-gel silica. These nanoparticles are advantageously spherical in shape, in particular having a diameter of 20 to 400 nm and preferably between 50 and 100 nm.
  • the size of the silica nanoparticles can be determined by transmission electron microscopy.
  • the ratio (mass of silica / mass of activated carbon) determined by differential thermal analysis (ATG) preferably varies between 0.05 and 0.2.
  • the hybrid shell-core material of this embodiment can be prepared according to the first embodiment of the method of the invention described above.
  • the shell of the hybrid core-shell material according to the invention consists of a thin film of mesoporous sol-gel silica.
  • the hybrid shell core material of this embodiment can be prepared according to the second embodiment of the method of the invention described above.
  • the ratio (mass of silica / mass of activated carbon) determined by differential thermal analysis (ATG) preferably varies between 0.05 and 0.2. However, in the case of hybrid materials synthesized - by mixing activated carbon with a soil, this ratio is higher and varies between -4 and 6, but could be reduced to lower values for better efficiency ⁇
  • the materials according to the invention find a particular application in the field of air filtration and in particular in the field of food cooking appliances.
  • the invention also relates to an air filtering system comprising the core-shell material as described above.
  • the invention also relates to an anti-odor cover.
  • the anti-odor cover of the invention is useful for containers allowing odors and / or volatile organic compounds to escape.
  • the anti-odor cover of the invention is useful for chemical treatment tanks, such as for example fabric and / or leather treatment tanks, or paint tanks. According to one embodiment, the anti-odor cover of the invention is useful for partially or totally trapping corrosive, irritant and / or toxic products.
  • the anti-odor cover of the invention is particularly suitable for cooking appliances, whether or not comprising a tank intended to contain a cooking bath such as an oil bath.
  • the container can be an enclosure or a food preparation tank. According to one embodiment, the container relates to any household or professional cooking appliance.
  • the anti-odor cover 100 has a ton suitable for closing a cooking appliance such as, for example, a pan, a frying pan, a pressure cooker, an oil bath, or a fryer .
  • the anti-odor cover 100 has a square, rectangular, round or ovoid ton.
  • the anti-odor cover 100 comprises or consists of a material resistant to food cooking temperatures, preferably resistant to frying temperatures. According to one embodiment, the anti-odor cover 100 comprises or consists of metal, glass and / or polymer. According to one embodiment, the anti-odor cover 100 comprises an upper wall 110 and a lower wall 120, said lower wall 120 being directed towards the interior of the cooking appliance on which the anti-odor cover 100 is disposed.
  • the anti-odor cover 100 comprises a filtering material 200 including core-shell particles comprising or consisting of an activated carbon core surrounded by a shell of sol-gel silica, preferably mesoporous.
  • the filtering material of the invention makes it possible to trap cooking odors, and in particular makes it possible to trap small polar molecules resulting from the decomposition of superheated oil (frying and others) such as for example, formaldehyde, acetaldehyde , methyl and ethyl ketones, acetic acid, acrolein or acrylamide.
  • the upper wall 110 comprises a means for gripping the anti-odor cover such as for example a button, a handle or a handle.
  • the upper wall 110 comprises an opening or a means for viewing the interior of the cooking appliance on which the anti-odor cover is disposed.
  • the means for viewing the interior of the cooking appliance on which the anti-odor cover is arranged is a porthole.
  • the upper and lower walls of the odor cover are transparent.
  • the anti-odor cover 100 comprises a seal such as for example an annular seal, on the part intended to be brought into contact with the cooking appliance.
  • a seal such as for example an annular seal, on the part intended to be brought into contact with the cooking appliance.
  • the seal makes it possible to improve the tightness of the system formed by the cover disposed on the cooking appliance, and to avoid and / or limit the escape of cooking vapors, in particular cooking odors.
  • the anti-odor cover 100 further comprises a system for fixing and / or anchoring to the food cooking appliance 5.
  • the lower wall 120 comprises a housing 121 capable of receiving the filter material of the invention 200 or a filtration system comprising said filter material 200, such as for example a filter cartridge.
  • the filter cartridge comprises a flame-retardant fabric in order to prevent the particles of the invention from falling into the cooking appliance.
  • this configuration makes it possible to trap cooking odors when the cover is used on a cooking appliance in operation.
  • the housing 121 is arranged between the upper wall 110 and the lower wall 120.
  • the housing 121 comprises the filtering material 200 on the side of the lower wall 120 and comprises at least one exhaust opening 111 of the side of the upper wall 110, in order to allow the passage of a flow of vapor through the odor-preventing cover 100.
  • the invention also relates to a food cooking appliance 300 comprising a filtering material as described above.
  • the food cooking appliance 300 is a cooking appliance comprising a tank designed to contain a cooking bath such as an oil bath.
  • the food cooking appliance 300 is a pan, a frying pan, a pressure cooker, an oil bath, or a fryer. According to one embodiment, the food cooking appliance 300 has a square, rectangular, round or ovoid shape. According to one embodiment, the food cooking appliance 300 is an electric fryer, with oil or without oil with pulsed hot air. According to one embodiment, the food cooking appliance 300 is not an electric fryer. According to one embodiment, the food cooking appliance 300 is a traditional fryer composed of an oil bath and a basket. According to one embodiment, the fryer does not include an oil bath. According to one embodiment, the fryer does not include a basket.
  • the food cooking appliance 300 comprises or consists of a material resistant to food cooking temperatures, preferably resistant to frying temperatures. According to one embodiment, the food cooking appliance 300 comprises or consists of metal, glass and / or polymer.
  • the invention also relates to any container allowing odors and / or volatile organic compounds (VOCs) to escape, comprising a filtering material as described above.
  • VOCs volatile organic compounds
  • Figure 1 is a schematic representation of the synthesis of core / shell materials.
  • Figure 2 (A) is a MET image of the hybrid core-shell material of Example 1.
  • Figure 3 is a MET image of activated carbon W35. Magnification on the surface.
  • Figure 4 (A) is a MET image of the hybrid core-shell material of Example 2. (B) is a MET image of the hybrid core-shell material of Example 2. Magnification on the surface.
  • Figure 5 are TEM images of the hybrid core-shell materials of complement example 2 with different proportions of NH2-TMOS: (A) 10 pL, (B) enlargement of the material prepared with 10 pL, (C) 20 pL, (D) 50 pL, (E) 100 pL, (F) 200 pL.
  • Figure 6 is a MET image of the hybrid core-shell material of Example 3.
  • Figure 7 is a TEM image of the hybrid core-shell material of Example 4.
  • Figure 8 is a TEM image of the hybrid core-shell material of Example 5.
  • Figure 9 is a MET image of a CA stick (Darco-KGB) coated with hybrid sol-gel of Example 6.
  • Figure 11 is an infrared spectrum of the hybrid material of Example 2 compared to activated carbon alone.
  • Figure 12 is an infrared spectrum of the hybrid material of Example 3 compared to activated carbon alone.
  • Figure 13 is an infrared spectrum of the hybrid material of Example 4 compared to activated carbon alone.
  • Figure 14 is a differential thermal analysis of the product of Example 6. The sample is heated from 40 ° C to 1500 ° C at the rate of 50 ° C / min. The successive slope variations indicate the successive mass losses of the residual water, of the aminopropyl chains of the functionalized material, of activated carbon lastly the silica.
  • Figure 15 shows an example application for an air filter. Adsorption of toluene by the silica particles alone as a function of time.
  • Figure 16 shows an example of an air filter application. Adsorption of toluene by activated carbon W35 as a function of time.
  • Figure 17 presents an example application for an air filter. Adsorption of toluene by Example 4 as a function of time.
  • Figure 18 shows an example of an air filter application. Superimposition of the graphs of activated carbon W35 alone, of the silica nanoparticles alone of S1O2 and of Example 4, as a function of time.
  • Figure 19 is a thermogravimetric analysis of the material of Example 22.
  • Figure 20 is a schematic representation of the device used for establishing drilling curves.
  • FIG. 21 is a comparison of the adsorption capacities of the various powder filters (50 mg, material of Example 18, the activated carbon W35 and of the silica sol-gel SiOa-NHa corresponding to the silica sol-gel of the material of Example 18) exposed to a gas flow of 300 ml / min containing 25 ppm of hexaldehyde.
  • Figure 22 is a comparison of the adsorption capacities of the various rod filters (Ig, material of Example 18 and 18p, sol-gel silica S1O2-NH2 corresponding to the sol-gel silica of the material of Example 18) exposed at a gas flow of 300 mL / min containing 25 ppm of hexaldehyde.
  • Figure 23 is a comparison of G adsorption efficiency of hexaidehyde by two materials carrying amine functions and differentiating by amine groups with different proportions of APTES.
  • Figure 24 is a comparison of the adsorption efficiency of hexaidehyde by hybrid materials functionalized by amine groups with different proportions of A PT E S.
  • Figure 25 is a comparison of the adsorption efficiency of hexaldebyde by hybrid materials functionalized by primary amine groups of APTES and by primary / secondary amine groups (NH2-TMOS).
  • Figure 26 shows the trapping efficiency of various pollutants (E-2-heptenal, acetone acetaldehyde) with example 18p.
  • Figure 27 is a schematic representation of the experimental device for the detection of total VOCs generated by cooking oil.
  • Figure 28 is a comparison of the trapping efficiency of total VOCs during cooking of oil by various filters.
  • FIG. 29 is a comparison of the efficiency of trapping total VOCs during cooking of oil by various filters differentiating by the nature of the activated carbon (example 18p and 24p) or by the functionalization of the silicate (examples 18p and 22p).
  • Figure 30 is a representation of a first embodiment of a lOOia odor cover
  • Figure 30A is a top view of the odor cover 100 comprising an upper wall 110 on which are arranged a porthole 112 and a housing 121 comprising several exhaust openings 111.
  • FIG. 30B is a view from below of an anti-odor cover 100 comprising a bottom wall 120 on which are arranged a porthole 112 and a housing 121 comprising the filtering material 200.
  • Figure 31 is a representation of a second embodiment of an anti-odor cover 100
  • Figure 31A is a top view of the anti-odor cover 100 comprising a top wall 110 on which is arranged a porthole 112.
  • Figure 31B is a bottom view of an odor cover 100 comprising a bottom wall 120 on which are arranged a porthole 112 and a housing 121 comprising the filtering material
  • SOFRALAB
  • SOFRALAB Activ
  • SOFRALAB
  • the surfactant is removed by a succession of washing with hydrochloric acid and with ethanol before being stored in the latter. Before use, the materials are recovered by centrifugation (12,000 rpm for 12 min) then dried in an oven at 60 ° C for 2 h.
  • Examples 7A and 7B Synthesis of active carbon sticks coated with functionalized silica with amine groups
  • Example 10 Synthesis of Hybrid Materials by Mixing Activated Charcoals with a Sol of Precursors of Silicon One of Which is Functionalized with Glycidylloxy Groups
  • Example 12 Synthesis of Hybrid Materials by Mixing Activated Charcoals with Sol Sol Precursors of which Pun is Functionalized with Amide and Amine Groups
  • Reagents Activated carbon powder Darco KG-B (Sigma-Aldricb), Tetramethyl orthosilicate (TMOS, purity 99%.
  • ultra-pure deionized water 28% aqueous ammonia solution.
  • the activated carbon is in this case in powder form, Activated Carbon W35 (SOFRALAB) (0.7507 g). jl
  • TMOS T etramethylortho silicate
  • TMGS Tetramethylorthosilicate
  • the activated carbon is in this case_ in powder form, Activated Carbon W35 (SOFRALAB) (0.5159 g).
  • the materials prepared in Examples 1 to 5 were characterized by transmission electron microscopy (TEM).
  • MET grids are prepared as follows: img of materials is suspended in InxL of ethanol and then vortexed for a few seconds. 10 mE of solution are placed on a grid and the grid is left to dry in the open air for a few minutes before use.
  • the MET images of the activated carbon W35 ( Figure 3) and of the various materials synthesized in Examples 1 to 5 show that the activated carbon is completely covered with the sol-gel material, thus highlighting the obtaining of a hybrid material core-shell consisting of an activated carbon core surrounded by a sol-gel material ( Figures 2A, 2B, 4A, 4B, 5, 6, 7 and K).
  • MET images of activated carbon encapsulated in different functionalized sol-gel silicas show that the addition of a silica co-precursor allows the adhesion of silica nanoparticles around the materials in addition to their covering by the latter.
  • Scanning Electron Microscopy is a powerful technique for observing the topography of surfaces. It is based mainly on the detection of secondary electrons emerging from the surface under the impact of a very fine brush of primary electrons which scans the observed surface and makes it possible to obtain images with a separating power often less than 5 nm and a great depth of field.
  • the instrument makes it possible to form an almost parallel, very fine brush (up to a few nanometers), of electrons strongly accelerated by adjustable voltages from 0.1 to 30 keY, to focus it on the area to be examined and to sweep it gradually.
  • Appropriate detectors make it possible to collect significant signals when scanning the surface and to form various significant images thereof.
  • the images of the samples were taken with the SEM "Ultra 55" from Zeiss. Conventionally, the samples are observed directly without any particular deposit (metal, carbon).
  • Figure 9 shows SEM images of an activated carbon stick covered with a thin film of sol-gel material and successive enlargements of the surface showing the cracks in the silicate layer.
  • Fourrer Transform InfraRed spectroseopy is an analytical technique useful for determining, identifying or confirming the structure of known and unknown products.
  • An infrared spectrum makes it possible to easily highlight the presence of certain functional groups, and can serve as a “spectroscopic identity card” for a molecule or a material.
  • the ATR (Attenuated Total Reflectance) module is installed on the IR spectrometer ( Figure 10). The principle consists in bringing a crystal (ZnSe or diamond) into contact with the sample to be analyzed.
  • the IR beam propagates in the crystal; if the refractive index of the crystal is higher than that of the sample, then the beam undergoes total reflections beyond a certain angle of incidence at the sample / crystal interface with the exception of a wave , called evanescent wave which emerges from the crystal and is absorbed by the sample. It is this evanescent wave which is responsible for the IR spectrum observed.
  • the penetration depth is of the order of 1 to 2 micrometers, which therefore provides surface information. This is particularly interesting for the analysis of pure samples (without dilution in a KBr matrix) since the risk of seeing the peaks saturate is very low. In addition, at low energies, the resolution is generally better than for a “classic” spectrum in transmission.
  • the IR spectra were performed with the FTIR-ATR "Alpha-P" module from Bruker.
  • the infrared spectra of the various materials synthesized in Examples 1 to 4 clearly show the presence of silica in the materials by the peak at 1050-1100 cm 1 corresponding to the vibrations of elongation of the Si-0 bonds ( Figures 10-13).
  • Thermogravimetric analysis consists of placing a sample in an oven under a controlled atmosphere and measuring mass variations as a function of the temperature. The gradual increase in temperature, or temperature ramp, induces the evaporation of the solvents and the proper degradation of each of the organic constituents of the sample. The reduction in mass corresponding to these losses makes it possible to quantify the proportions of each constituent in the material.
  • a Setaram type TGA - 92-1750 type device is used for a double measurement of each sample. The protocol is as follows: approximately 10 mg of monolith are finely ground, weighed and placed in the balance of the apparatus. The whole is placed in the oven and placed under a flow of synthetic air of 1 10 mL.min-l of quality F. LD. The oven initially at 40 ° C is heated to 1500 ° C with a ramp of 50 ° C. min-l. After 10 minutes at 1500 ° C, the temperature is reduced to ambient at a speed of -90 ° C. min 1 .
  • FIG. 14 shows the ATG of Example 6. From the losses of material at different temperatures (H2O, Aminopropyl chains, CA), it is possible to deduce the mass of the CA and of the silicate whose proportions are 85, 4 and 14.6% respectively for turnover and functionalized silica.
  • Figure 19 shows the ATG of the material of Example 22.
  • Example 4 An example of use of Example 4 is shown for the retention of toluene.
  • a drilling curve for the material was made ( Figure 15).
  • a 10 mL syringe, fitted with 2 tips, is filled with 100 mg of Example 4, then is exposed to a flow of 350 mL / min of a gas mixture (N2 + toluene) containing 1 ppm. (3.77 mg / m3) of toluene.
  • the toluene content upstream of the syringe is measured and that of ava1 is followed over time.
  • the measurement of the toluene content is carried out with a PID detector, ppbRAE
  • the piercing curve shown below, indicates that the nanoparticles alone retain very little toluene. Indeed, traces of the latter are observed from the first minutes of the experiment and the concentration of toluene bases is found at the outlet of syringes after 19b.
  • the device used for establishing the drilling curve is shown in Figure 20.
  • the generation of calibrated gas mixture is obtained by scanning the vapor phase of pure hexanal 1 contained in a washing bottle 1 maintained at -40 ° € using an ethanolic bath 2. At this temperature, the gas mixture contains 25 ppm of hexaldehyde (102 mg / nf)
  • a filter 3 consisting of a 6 L syringe fitted with 2 tips filled with 50 mg of the material to be tested is exposed to the flow of gas mixture.
  • NORIT W35 activated carbon being in the form of micrometric powder, the functionalized silicate matrices and the hybrid materials were also ground into micrometric powder.
  • the content of hexaldehyde upstream of the syringe is measured and that downstream is monitored over time. The measurement of the hexaldehyde content is carried out with a PID detector, ppbRAE 4.
  • silica material functionalized with amine groups shows a low efficiency quite similar to that of activated carbon over long periods ( Figure 21).
  • the hybrid material functionalized with amine groups (Example 18), which combines the adsorption capacity of activated carbon and the irreversible adsorption capacity of functionalized silica, is the most effective.
  • the effect of the shape of materials on the trapping capacity of hexaldehyde is studied.
  • the materials are in the form of cylindrical rods.
  • the adsorption capacity of the materials was determined for hexaldehyde with the device of fig. 20.
  • a 6 mL syringe, fitted with 2 tips, is filled with 1 g of material and then exposed to a flow of 300 mL / min of a gas mixture (N2 + h exaldehyde) containing 25 ppm (102 mg / m3) of bexaldehyde.
  • the content of hexaldehyde upstream of the syringe is measured and that downstream is monitored over time.
  • silica material alone functionalized with amine groups has a much less efficient adsorption than activated carbon alone and hybrid materials (Figure 22).
  • Examples 18 and 18p show a more efficient adsorption of hexaldehyde than NORIT RBBAA-3 activated carbon even if the granules of activated carbon are smaller. From this study, it appears that the size of the materials influences the trapping of pollutant. The smaller the size of the sticks, the denser the filter will be, with an increase in the tortuosity of the path of the gas flow which promotes the trapping of the pollutant.
  • the effect of a decrease in the proportion of activated carbon has been studied for the filter comprising 5% of APTES.
  • the adsorption capacity of the materials was determined from their exposure to a calibrated flow of hexaldehyde.
  • a 6 mL syringe, fitted with 2 tips, is filled with 1 g of stick material, then is exposed to a flow of 300 mL / min of a gaseous mixture (N2 + hexaldehyde) containing 25 ppm (102 mg / nf) of hexaldehyde.
  • the content of hexaldehyde upstream of the syringe is measured and that downstream is monitored over time.
  • the measurement of the hexaldehyde content is carried out with a PIB detector, ppbRAE.
  • the upstream ([Hexaldehyde] - ⁇ hexaldehyde ⁇ downstream) * 100 / [upstream hexaldehyde] ratio allows the quantity trapped by the material to be deduced (Figure 23).
  • APTES primary amine groups
  • the measurement of the hexaldehyde content is carried out with a PIB detector, ppbRAE.
  • the upstream ratio ( ⁇ H ex aldehyde ]— [hexaldehyde ⁇ avai) * 100 / [hexaldehydejamont makes it possible to deduce the quantity trapped by the material (Figure 24).
  • the percentage of silica precursor functionalized by amine groups has an impact on the adsorption capacity.
  • the results indicate that the more the proportion of the amino groups increases the more the trapping capacity of the hexanal decreases. This phenomenon is probably due to the increase in the intrinsic basicity of the material which disadvantages the reaction between the amines and Fhexanaf. Indeed, the reaction between amines and aldehydes is favored in an acid medium.
  • the optimized percentage of silica precursor functionalized with amine groups is 5% for the trapping of an aldehyde.
  • Application example 6 Adsorption of hexaldehyde by hybrid materials functionalized with primary amine groups (APTES) and with
  • the effect of the nature of amino precursor was studied for the filter comprising 5% of APTES and 5% of TMPED.
  • the adsorption capacity of the materials was determined from their exposure to a calibrated flow of hexaldehyde.
  • a 6 mL syringe, fitted with 2 tips, is filled with lg of material and then is exposed to a flow of 300 mL / min of a gaseous mixture (N2 + hexaldehyde) containing 25 ppm (102 mg / nr) of hexaldehyde.
  • the content of hexaldehyde upstream of the syringe is measured and that downstream is monitored over time.
  • the measurement of the hexaldehyde content is carried out with a PIB detector, ppbRAE.
  • the ratio ([hexaldehydejamont- [hexaldehyde] avar) * 100 / [hexaldehyde] upstream makes it possible to deduce the quantity trapped by the material (Figure 25).
  • Example 18 has a more efficient adsorption capacity than Example 22 because the intrinsic basicity of the matrix of Example 18 is less important.
  • Application example 7 Adsorption of acetaldehyde, acetone and E-2-heptenal by the functional hybrid material with amine groups (Example 18)
  • example 18p An example of use of example 18p is shown for the retention of acetaldehyde, acetone and GE-2-heptenaL
  • the adsorption capacity of the materials was determined from their exposure to a calibrated flux. of a pollutant
  • a 6 mL syringe, fitted with 2 tips is filled with Ig of granules from Example 18p, then is exposed to a flow of 300 mL / min of a gaseous mixture (N2 + hex aldehyde) containing 20 ppm E-2-heptcnal, i.e. 75 ppm acetone or 3 ppm acetaldehyde.
  • the pollaunt content upstream of the syringe is measured and that downstream is monitored over time.
  • the measurement of the hexaldehyde content is carried out with a PIB detector, ppbRAE.
  • the ratio ([pollutant] upstream- [pollutant] downstream) * 100 / [pollutant] upstream makes it possible to deduce the quantity trapped by the material (Figure 26).
  • the material of example 18p traps P eptenal very well, but slightly less acetone and acetaldehyde which are small. The trapping rates of acetone and acetaldehyde still remain high after 5 hours of exposure (> 80%).
  • Application example 8 Test to trap total VOCs from 1 ’(oxidation of P oil by different filters (frying odors)
  • Oxidation leads to the formation, at first, of very unstable primary products (hydroperoxides, free radicals, conjugated dienes) and rapidly broken down into secondary products (aldehydes, ketones, alcohols, acids, etc.).
  • the device used for cooking oil and recovering total volatile organic compounds is shown schematically in Figure 27. It is a pressure cooker 11 operating on an induction hob 12 with a tight cover comprising an air inlet 13 and a central opening 14 of 1 1 cm in diameter on which rests a funnel 15 of 15 cm in diameter.
  • the air inlet allows sweeping to 500 mL / min the headspace in order to recover the VOCs for measurement.
  • the VOCs are collected using the funnel and the gas mixture is diluted with dry air (1 L / min) before being drawn into a three-necked flask 16 of 500 ml.
  • the gas mixture is drawn out at 1.5 ml / min using a peristaltic pump 17 in order to homogenize the atmosphere in the flask.
  • VOCs The measurement of VOCs is carried out with a photoionization detector (P1D) 18 whose head is held in the flask.
  • P1D photoionization detector
  • 2 liters of sunflower oil for frying were continuously heated to! 80 ° C for 4h.
  • the filter compartment 19 is filled with 30 g of material (example 18 p or NORIT RBAA-3 active carbon) or with a commercial filter (foam impregnated with active carbon, Ref .: SEB-SS984689).
  • the content of total VOCs downstream of the filter is monitored over time using the PID detector, ppbRAE
  • Figure 28 shows the comparative performance of the various filters during oil cooking.
  • the commercial filter retains very little total VOCs.
  • the adsorption of total VOCs by NORIT RBAA-3 activated carbon is also less effective than the hydride composite material even if these two materials exhibit similar adsorption in the case of the study of the monopollutant adoption.
  • Application example 9 Tests for trapping total VOCs from the oxidation of oil by functionalized hybrid materials (example 18p and 24p) differentiating by the nature of activated carbon or by the functionalization of the matrix (examples 18p and 22p)
  • Figure 29 shows the comparative performance of the various filters during oil cooking.
  • 2 liters of sunflower oil for frying were continuously heated for 4 hours at 180 ° C.
  • the filter compartment is filled with 30g of material (examples 18p, 22p and 24p).
  • the device shown in Figure 27 is used for the collection of total VOCs downstream of the various filters.
  • Fryer cover Fryers are food cooking devices which generate unpleasant frying odors during operation.
  • the Applicant has developed an anti-odor cover making it possible to limit and / or avoid the escape of odors from deep-frying frying.
  • Two embodiments are presented in Figures 3QA & 30B, and 31A & 31 B.
  • the Applicant has integrated one of the materials of the invention comprising core-shell particles with an activated carbon core coated with a layer of silica sol-gel, functionalized or not, in a filter cartridge.
  • the latter is arranged in the housing 121 of the lower wall 12 of the cover 1 so that during cooking, the frying vapors are trapped in the core-shell nanoparticles of G invention.

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Abstract

La présente invention concerne le domaine de la filtration d'air, notamment dans des appareils de cuisson tel que par exemple les friteuses. En particulier, la présente invention concerne un couvercle anti-odeur (100) adapté à tout récipient laissant échapper des odeurs ou des composés volatils et plus particulièrement à un appareil de cuisson alimentaire, ledit couvercle anti-odeur (100) comprend un matériau filtrant (200) constitué de particules ayant une structure cœur-coquille, dans laquelle le cœur de charbon actif est entouré d'une coquille d'un matériau sol-gel mésoporeux à base de silice fonctionnalisée ou non.

Description

COUVERCLE ANTI-ODEUR
DOMAINE DE L’INVENTION
La présente invention concerne le domaine de la filtration d’air, notamment dans des appareils de cuisson tels que par exemple les friteuses ou les poêles à frire. En particulier, la présente invention concerne un couvercle anti-odeur adapté à tout récipient laissant échapper des odeurs ou des composés volatils et plus particulièrement à un appareil de cuisson alimentaire, ledit couvercle anti-odeur comprenant des particules ayant une structure cœur-coquille constituée d’un cœur de charbon actif entouré d’une coquille d’un matériau sol-gel mésoporeux à base de silice.
ÉTAT DE LA TECHNIQUE
La dépollution de l’air et en particulier pour des polluants tels que les composés organiques volatils (COV) via les épurateurs d’air ou de hottes aspirantes repose essentiellement sur l’utilisation de filtres à base de charbon actif. Ce dernier présente en effet une capacité d’adsorption importante et coût peu élevé. Cependant, le charbon actif piège très mal les petites molécules polaires présentes dans l’air intérieure telles que le formaldéhyde, l’acétaldéhyde, les cétones méthylique et éthylique, l’acide acétique, l’acroléine ou encore l’acrylamide issu de la décomposition d’huile surchauffée (tel que par exemple les fritures).
Afin de pallier cette inefficacité de piégeage des COVs de petite taille et polaires par le charbon actif, celui-ci est souvent imprégné de réactifs aptes à réagir avec les polluants cible. Or un inconvénient des matériaux imprégnés est le relargage dans l’air des réactifs d’imprégnation ou des produits issus de leur réaction. Par conséquent, il existe un besoin de fournir de nouveaux matériaux filtrants de l’air alliant haute capacité de filtration de différents types de molécules polaire et apolaires du matériau avec un procédé de préparation simple et efficace. ,
Dans le domaine plus particulier des appareils de cuisson alimentaire, les industriels sont toujours à la recherche de solution innovante permettant de limiter et/ou de s’affranchir des odeurs de cuisson, notamment des odeurs de friture.
De manière surprenante, la Demanderesse a mis en évidence que des particules ayant une structure cœur-coquille dans laquelle le cœur est du charbon actif et la coquille comprend de la silice sol-gel, fonctionnalisée ou non, permet de piéger efficacement les vapeurs de cuisson, et notamment de friture. Avantageusement, la Demanderesse fournit un matériau filtrant plus efficace que le charbon actif et un procédé simple et efficace de préparation de ce matériau.
La présente invention concerne donc un couvercle anti-odeur, de préférence pour appareil de cuisson, ledit couvercle anti-odeur comprenant une paroi supérieure et une paroi inférieure caractérisée en ce que la paroi inférieure comprend un matériau filtrant comprenant des particules cœur-coquille constituées d’un cœur de charbon actif entouré d’une coquille de silice sol-gel mésoporeuse.
Selon un mode de réalisation, les particules cœur-coquille sont sphériques et présentent un diamètre de 20 à 400 nm.
Selon un mode de réalisation, la coquille de silice sol-gel mésoporeuse comprend un siloxane formé à partir d’au moins un précurseur organosilicé choisi parmi le tétraméthoxysilane (TMIQS), le tétraéthoxysilane (TEOS), le phényltriméthoxysilane (PhTMOS), le phényltriéthoxysilane (PhTEOS), le (2-phényléthyl)triéthoxysilane, le 3- aminopropyitriéthoxysilane (APTES), le (3-giycidyloxypropyl)triméthoxysilane (GPTMOS), le (3-glycidyloxypropyl)triéthyoxysilane (OPTES), la N-(2-aminoéthyl)-3- (triméthoxysilyl)propylamine (NH2-TMOS), le N-
(triméthoxysiiylpropyl)éthylènediammetriacétate, l’acétoxyéthyltriméthoxysilane
(AETMS), l’uréidopropyltriéthoxysilane (UPTS), le 3-(4- semicarbazidyl)propyltriéthoxysilane (SCPTS) et leurs mélanges ; de préférence le précurseur organosilicié est du tétraméthoxysilane ou du tétraéthoxysilane. Selon un mode de réalisation, le précurseur organosilieé est un mélange de tétraméthoxysilane et d’un précurseur organosilieé fonctionnalisé, avantageusement choisi parmi le phényltriméthoxysilane (PhTMOS), le phényltriéthoxysilane (PhTEOS), le (2-phényléthyl)triéthoxysilane. le 3-aminopropyltriéthoxysilane (APTES), le (3- glycidyloxypropyl)triméthoxysilane (GPTMOS), le (3- glycidyloxypropyl)triéthoxysilane (OPTES), la N-(2-Aminoéthyl)-3- (triméthoxysilyl)propylarmne (NH2-TMOS), le N-
(Triméthoxysilylpropyl)éthylènediaminetriaeétate, l’ acétoxyéthyltriméthoxysilane
(AETMS), l’uréidopropyltriéthoxysilane (UPTS), le 3-(4- semiearhazidyl)propyltriéthoxysilane (SCPTS) et leurs mélanges.
Selon un mode de réalisation, le charbon actif se présente sous forme de bâtonnets de taille millimétrique.
Selon un mode de réalisation, la paroi inférieure comprend un logement dans lequel est agencé le matériau filtrant. Selon un mode de réalisation, la paroi supérieure comprend au moins une ouverture d’échappement communiquant avec le logement de la paroi inférieure comprenant le matériau filtrant.
Selon un mode de réalisation, le couvercle anti-odeur comprend en outre un hublot.
La présente invention concerne également un appareil de cuisson alimentaire comprenant un couvercle anti-odeur tel que décrit précédemment.
Selon un mode de réalisation, l’appareil de cuisson alimentaire comprend une cuve pour bain de cuisson ; de préférence l’appareil de cuisson alimentaire est une friteuse.
DEFINITIONS Dans la présente invention, les termes ci-dessous sont définis de la manière suivante :
« Couvercle » concerne une pièce mobile s’adaptant à l’ouverture d’un récipient pour le fermer. « Anti-odeur » se réfère à un matériau ou un élément apte à piéger partiellement ou totalement des odeurs, de préférence de cuisson.
« Appareil de cuisson » concerne tout récipient apte à faire cuire des aliments. Selon un mode de réalisation, l’appareil de cuisson est une casserole, une poêle à frire, un autocuiseur ou une friteuse.
« Matériau filtrant » concerne tout matériau apte à filtrer une quantité ou un flux d’air. Procédé
La présente invention concerne un procédé de préparation d’un matériau filtrant, de préférence un matériau anti-odeur.
Selon un mode de réalisation, la présente invention porte sur un procédé de préparation d’un matériau hybride cœur-coquille constitué d’un cœur de charbon actif entouré d’une coquille d’un matériau sol-gel mésoporeux à base de silice, ledit procédé comprenant la formation d’une coquille de silice sol-gel mésoporeuse autour de particules charbon actif et la récupération du matériau hybride cœur-coquille ainsi obtenu.
Un matériau sol gel est un matériau obtenu par un procédé sol-gel consistant à utiliser comme précurseurs des alcoxydes métalliques de formule M(OR)xR’n-x ou M est un métal, notamment le silicium, R un groupement alkyle et R’ un groupement porteur d’une ou de plusieurs fonctions avec n= 4 et x pouvant varier entre 2 et 4. En présence d’eau, les groupements alkoxy (OR) sont hydrolysés en groupements silanols (Si-OH). Ces derniers se condensent en formant des liaisons siloxane (Si-O-Si-). Lorsque les précurseurs silicés en faible concentration dans un solvant organique sont ajoutés goutte à goutte dans une solution aqueuse basique, il se forme des particules de taille généralement inférieure à 1 mhi, qui restent en suspension sans précipiter. Selon les conditions de synthèse, il est possible d’obtenir des nanoparticules monodisperses ou polydisperses, de fomie sphérique, et dont les diamètres peuvent varier entre quelques nanomètres à 2 iim. La porosité des nanoparticuies de silice (microporosité ou mésoporosité) peut être variée par ajout d’un surfactant.
Dans la présente invention, la coquille de silice sol-gel mésoporeuse est formée à partir d’au moins un précurseur organosilicé. On peut ainsi utiliser un précurseur organosilicé unique ou un mélange de précurseurs organosilicés. L’au moins un précurseur organosilicé est avantageusement choisi parmi le tétraméthoxysilane (TMOS), le tétraéthoxysilane (TEOS), le phényltriméthoxysilane (PhTMOS), le phényltriéthoxysilane (PhTEOS), le (2-phényléthyl)triéthoxysilane, le 3- aminopropyltriéthoxysilane (APTES), le (3-glycidyloxypropyl)triméthoxysilane (GPTMOS), le (3-glycidyloxypropyl)triéthoxysilane (GPTES), la N-(2-Aminoéthyl)-3- (triméthoxysilyl)propy lamine (NH2-TMOS), le N-
(Triméthoxysilylpropyl)éthylènediaminetriacetate, G acétoxyéthyltrimethoxysilane (AETMS), Turéidopropyltriéthoxysilane (UPTS), le 3-(4- semicarbazidyljpropyltriéthoxysilane (SCPTS) et leurs mélanges, de préférence parmi le tétraméthoxysilane (TMOS), le tétraéthoxysilane (TEOS), le phényltriméthoxysilane (PhTMOS), le phényltriéthoxysilane (PhTEOS), le (3-glyeidyioxypropyl)triéthoxysîlane (GPTES), la N-(2-Aminoéthyl)-3-(triméthoxysilyl)propylamme (NH2-TMOS), le 3- ammopropyltriéthoxysilane (APTES), le N-(Triméthoxysilylpropyl) éthy lènediaminetriacétate, Pacétoxyéthyltriméthoxysilane (AETMS), le 3-(4~ semiearhazidyljpropyltriéthoxysîlane (SCPTS) et leurs mélanges.
Selon un mode de réalisation, le précurseur organosilicé est du tétraéthoxysilane ou du tétraméthoxysilane, de préférence du tétraéthoxysilane. Dans un autre mode de réalisation le précurseur organosilicé est un mélange de tétraméthoxysilane ou de tétraméthoxysilane et d’un précurseur organosilicé fonctionnalisé. Avantageusement, il s’agit de fonctions amines, ami des, urées, acides ou aryles. Le précurseur organosilicé fonctionnalisé peut notamment être choisi parmi le phényltriméthoxysilane (PhTMOS), le phényltriéthoxysilane (PhTEOS), le (2-phényléthyl)triétboxysilane, le 3- aminopropyltriéthoxysilane (APTES), le (3-giycidyloxypropyl)triméthoxysilane
(GPTMOS), le (3-glycidyloxypropyl)triéthoxysilane (GPTES), la N-(2-Aminoéthyl)-3- (triméthoxysilyl)propylamine (NH2-TMOS), le N- (5
(Trimethoxysilylpropyr)éthylenediaminetriacetate, 1’ acétoxyéthy ltrimethoxysilane
(AETMS), ruréidopropyltriéthoxysilane (UPTS), le 3-(4- semicarbazidyl)propyltriethoxysilane (SCPTS) et leurs mélanges, de préférence parmi le phényltriméthoxysilane (PhTMOS), le phényltriéthoxysilane (PhTEOS), le (3- glycidyioxypropyl)triéthoxysilane (OPTES), la N-(2~Aminoéthyl)~3~ (triméthoxysilyl)propylamine (NH2-TMOS), le 3-aminopropyltréthoxysilane (APTES), le N-(Triméthoxysilylpropyl) éthylènediaminetriacetate, racétoxyéthyltrimethoxysÏlane (AETMS), le 3-(4-semicarbazidyl)propyltriéthoxysilane (SCPTS) et leurs mélanges.
Des mélanges de précurseurs organosilicés préférés comprennent les mélanges de tétraéthoxysilane (TEOS) avec de la N-(2-Aminoéthyl)-3-(triméthoxysilyl)propylamine (NH2-TMOS), avec du N-(Triméthoxysilylpropyl)éthylènediaminetriacétate, avec du phényltriméthoxysilane (PhTMOS) et avec du 3-(4-semicarbazidyl)propyltriéthoxysilane (SCPTS) ainsi que des mélanges de tétraméthoxysilane (TMOS) avec de la 3- ammopropyltriétlioxysilane (APTES), avec du phényltriméthoxysilane (PhTMOS), avec du phényltriéthoxysilane (PhTEOS), avec de P acétoxyéthy Itriméthoxysilane (AETMS), avec du (3-glycidyloxypropyl)triéthoxysilane (OPTES) et avec du 3-(4- semicarbazidyl)propyltriéthoxysilane (SCPTS).
Selon un mode de réalisation, lors de T utilisation d’un mélange de tétraméthoxysilane et d’un ou plusieurs autres précurseurs organosilicés, les proportions molaires de tétraméthoxysilane (TMGS)/autre(s) précurseurs) organosilicé(s) peuvent être variées entre 100/0 et 50/50, de préférence entre 100/0 et 75/25, de préférence encore entre 97/3 et 75/25 ou entre 98/2 et 89/11.
Selon un mode de réalisation, le charbon actif utilisé pour la présente invention peut être d’origine végétale ou animale. L’homme du métier le choisira en fonction des propriétés recherchées, notamment de filtration. Ainsi, il est possible d’utiliser différentes formes de charbon actif, comme par exemple des billes, de la poudre, des granulés, des fibres ou des bâtonnets. De préférence, on utilisera un charbon actif à grande surface spécifique d’adsorption, notamment de 800 à 1500 m2/g. Le charbon actif peut être mélangé à différentes concentrations avec la composition de revêtement (composition sol-gel) pour moduler la quantité de cœur/coquille. Selon un mode de réalisation, le procédé de l’invention est caractérisé en ce que la formation d’une coquille de silice sol-gel mésoporeuse autour des particules charbon actif comprend : a) la formation d’une coquille de nanoparticules sol-gel autour de particules de charbon actif en solution aqueuse basique à partir d’au moins un précurseur organosilicé, la solution aqueuse contenant de l’ammoniaque (NHaOH) et un tensioactif, b) la récupération du charbon actif entouré de la coquille de matériau sol-gel préparé à l’étape a), c) G élimination d’éventuels restes de tensioactif du charbon actif entouré de la coquille de matériau sol-gel pour libérer les pores du matériau sol-gel formé à l’étape a), et caractérisé en ce qu’à l’étape a), on fournit d’abord une solution aqueuse basique contenant l’ammoniaque, le tensioactif et le charbon actif, puis on ajoute l’au moins un précurseur organosilicé, ce précurseur étant solubilisé dans un solvant organique.
Ainsi selon ce mode de réalisation, le procédé de préparation d’un matériau hybride cœur- coquille constitué d’un cœur de charbon actif' entouré d’une coquille silice sol-gel mésoporeuse comprend les étapes suivantes : a) la formation d’une coquille de nanoparticules sol-gel autour de particules de charbon actif en solution aqueuse basique à partir d’au moins un précurseur organosilicé, la solution aqueuse contenant de l’ammoniaque (NH40H) et un tensioactif, b) la récupération du charbon actif entouré de la coquille de silice sol-gel préparé à l’étape a), c) l’élimination d’éventuels restes de tensioactif du charbon actif entouré de la coquille de matériau sol-gel pour libérer les pores du matériau sol-gel formé à l’étape a), d) la récupération du matériau hybride cœur-coquille constitué d’un cœur de charbon actif' entouré d’une coquille silice sol-gel mésoporeuse obtenu à l’étape c), caractérisé en ce qu’à l’étape a), on fournit d’abord une solution aqueuse basique contenant G ammoniaque, le tensioactif et le charbon actif, puis on ajoute l’au moins un précurseur organosilicé, ce précurseur étant solubilisé dans un solvant organique.
De façon surprenante, ce mode de réalisation donne lieu à des particules cœur-coquille discrets, les nanoparticules de silice présentant une faible agglomération entre elles. Au vu de la littérature (voir par exemple Rahman et al., Journal of nanomaterials, Vol. 2012), l’homme du métier pensait jusqu’à présent qu’il était nécessaire d’effectuer la synthèse des nanoparticules sol-gel dans un solvant organique comme l’éthanol pour d’une part former des nanoparticules monodisperses de petite taille et d’autre part d’éviter l’agglomération des nanoparticules entre elles. Dans les expériences de Journal of Colloid and Interface Science, 289(1), 125-131, 2005 par exemple, les quantités d’éthanol et d’eau varient entre 1 à 8 mol/L et 3 à 14 mol/L, respectivement et selon la concentration du précurseur en solution dans l’éthanol, les auteurs obtiennent des diamètres de nanoparticules de silice variant entre 30 et 460 nm.
Or, dans ce mode de réalisation, la synthèse est effectuée en solution aqueuse et l’apport du solvant organique pour la solubilisation des précurseurs organosilicés est très faible par rapport au volume du sol final. Avantageusement, la quantité de solvant organique est de 1 à 5 % en volume, de préférence de 1,5 à 4% en volume et plus préférentiellement encore de 1,8 à 3% en volume par rapport au sol final (c’est-à-dire l’ensemble solution aqueuse contenant l’amoniaque, le tensioactif et le charbon actif plus le précurseur organosilicé solubilisé dans le solvant organique). De manière avantageuse, la solution aqueuse basique fournie à l’étape a) est exempt de solvant organique et le solvant organique est uniquement apporté avec les précurseurs organosilicés. Sans vouloir être liés par une quelconque théorie, les inventeurs pensent que c’est la séquence d’addition des différents réactifs qui permet d’éviter G agglomération des nanoparticules malgré l’utilisation d’un solvant aqueux. Il semble en effet essentiel d’ajouter le précurseur organosilicé en dernier. Selon un mode de réalisation, le solvant organique utilisé pour solubiliser le ou les précurseurs organosilicés sera choisi par l’homme du métier en fonction du précurseur organosilieé ou du mélange de précurseurs organosilicés utilisés, notamment parmi les solvants organiques polaires, protiques ou aprotiques. Ce solvant organique peut par exemple être choisi parmi les alcools aliphatiques linéaires en Cl à C4, notamment le méthanol, l’éthanol et le propan- l-ol. De préférence, le solvant organique est l’éthanol.
Selon un mode de réalisation, les précurseurs organosilicés et le charbon actif pouvant être utilisés dans ce mode de réalisation sont ceux détaillés ci-dessus. De préférence, Tau moins un précurseur organosilieé est choisi parmi le tétraéthoxysilane (TEQS), le phényltriméthoxysilane (PhTMOS), le phényltriéthoxysilane (PhTEOS), le (2- phényléthyl)triéthoxysilane, le 3-aminopropyltriéthoxysilane (APTES), le (3- glycïdyloxypropyl)triméthoxysilane (GPTMOS), le (3- glycidyloxypropyl )triéthoxysilane (OPTES), la N~(2-Aminoéthyl)-3- (trimétlioxysilyl)propylamine (NH2-TMOS), le N-
(Trirnéthoxysiiylpropyl)éthylènediaminetriacét.ate, l’acétoxyethyltriméthoxysilane (AETMS), 1’uréidopropyltriéthoxysilane (UPTS), le 3-(4- semicarbazidyl)propyltriéthoxysÎiane (8CPTS) et leurs mélanges, de préférence parmi le tétraéthoxysilane (T'EQS), la N-(2-Aminoéthyl)-3-(triméthoxysilyl)propylamme (Nîh- TMOS), le N-(Triméthoxysilylpropyl)éthylènediaminetriacétate, le phényltriméthoxysi lane (PhTMOS), le 3-(4-semicarbazidyl)propyltriéthoxysilane (SCPTS) et leurs mélanges. Lorsque l’on utilise un mélange de tétraéthoxysilane et d’un précurseur organosilieé fonctionalisé, les mélanges suivants sont préférés : tétraéthoxysilane avec de la N-(2-Aminoéthyl)-3-(triméthoxysilyl)propylamine (NEb- TMOS), avec du N-(Triméthoxysilylpropyl)éthylènediaminetriacétate, avec du phényltriméthoxysilane (PhTMOS) et avec du 3-(4-semicarbazidyl)propyltriéthoxysilane
Le charbon actif est de préférence sous forme de poudre, notamment de taille micrométrique.
Selon un mode de réalisation, lors de l’utilisation d’un mélange de tétraméthoxysilane ou de tétraéthoxysilane, de préférence tétraéthoxysilane, et d’un ou plusieurs précurseurs organosilicés fonctionnalisés, les proportions molaires de tétraméthoxysilane (TM OS) ou tétraéthoxysilane (TEOS)/autre(s) précurseurs) organosilicé(s) peuvent être variées entre 100/0 et 50/50, de préférence entre 100/0 et 75/25, de préférence encore entre 97/3 et 75/25 ou entre 98/2 et 89/1 1 .
Selon un mode de réalisation, la solution aqueuse basique mis en œuvre à l’étape a) est de préférence une solution aqueuse d’ammoniaque à une concentration de 0,8 à 3,2 mol/L, de préférence de 2,0 à 2,3 mol/L.
Selon un mode de réalisation, la solution aqueuse basique mis en œuvre à l’étape a) peut contenir une faible quantité de solvant organique, notamment polaire, protique ou aprotique. Ce solvant organique peut par exemple être choisi parmi les alcools aliphatiques linéaires en Cl à C4, notamment le méthanol, l’éthanol et le propan-l-ol. De préférence, le solvant organique est de l’éthanol. De préférence, la teneur en solvant organique n’excède pas 5% en volume. Plus préférentiellement, la solution aqueuse basique est exempte de solvant organique.
Selon un mode de réalisation, le rôle du tensioaetif mis en œuvre lors de l’étape a) du premier mode de réalisation est d’une part de favoriser l’interaction entre la surface du charbon actif et les précurseurs si licés et d’autre part de structurer le réseau de la silice pour la rendre mésoporeuse. Le tensioaetif mis en œuvre à l’étape a) est de préférence un tensioaetif ionique, plus préférentiellement un composé d’ammonium quaternaire. Ce composé d’ammonium quaternaire est avantageusement un halogénure de cétyltriméthyl ammonium, de préférence du bromure de cétyftriméthyiammonium ou du chlorure de cétyltriméthylammonium plus préférentiellement du bromure de cétyltriméthyiammoniu
Selon un mode de réalisation, la récupération du matériau cœur-coquille de charbon actif entouré de la coquille de matériau sol-gel à l’étape b) du premier mode de réalisation peut par exemple être effectuée par séparation, par tout moyen connu et notamment par centrifugation ou filtration, du mélange obtenu lors de l’étape a). De préférence, le matériau cœur-coquille est récupéré par centrifugation dans le premier procédé. Selon un mode de réalisation, l’élimination d’éventuels restes de tensioactif présents dans le matériau cœur-coquille à l’étape c) peut être effectuée par tout moyen connu et notamment par lavage, par exemple à l’acide chlorhydrique et l’éthanol, de préférence par une succession de lavages à l’acide chlorhydrique et l’éthanol.
Selon un mode de réalisation, la récupération du matériau cœur-coquille de charbon actif entouré de la coquille de matériau sol-gel à l’étape b) peut par exemple être effectuée par séparation, par tout moyen connu et notamment par centrifugation ou filtration, du mélange obtenu lors de l’étape a). De préférence, le matériau cœur-coquille est récupéré par centrifugation. L’élimination du tensioactif permet de libérer les pores du matériau obtenu à l’étape b. on obtient donc après cette étape d’élimination le matériau hybride cœur-coquille constitué d’un cœur de charbon actif entouré d’une coquille de nanoparticules sol-gel mésoporeux à base de silice.
Ce matériau hybride cœur-coquille est récupéré à l’étape d). Cette récupération peut par exemple être effectuée par séparation, par tout moyen connu et notamment par centrifugation ou filtration, du mélange obtenu lors de l’étape a). De préférence, le matériau hybride cœur-coquille est récupéré par centrifugation.
Dans un deuxième mode de réalisation, le procédé de l’invention est caractérisé en ce que l’étape a) de formation de la coquille de silice sol-gel mésoporeuse comprend la préparation d’un sol de mélange d’au moins un précurseur organosilicé dans une solution aqueuse contenant un solvant organique suivie de l’enrobage du charbon actif avec ce sol. Il se forme ainsi un film mince de silice sol-gel mésoporeuse, de préférence fonctionnalisée, autour des particules de charbon actif. De préférence, le sol est exempt de tensioactif.
Le solvant organique est de préférence un solvant organique polaire, protique ou aprotique. Il peut par exemple être choisi parmi les alcools aliphatiques linéaires en CI à C4, notamment le méthanol, l’éthanol et le propan- l-ol. De préférence, le solvant organique est le méthanol. La proportion volumique du solvant organique par rapport au volume du sol peut varier entre 30 à 50%. La proportion volumique de l’eau par rapport au volume du sol peut varier entre 15 et 30%. Les précurseurs organosilieés et le charbon actif pouvant être utilisés dans ce mode de réalisation sont ceux détaillés ci-dessus par rapport au procédé selon l’invention en général. De préférence, l’au moins un précurseur organosilicé est choisi parmi le tétraméthoxysilane (TMOS), le phényltriméthoxysilane (PhTMOS), le phényltriéthoxysilane (PhTEOS), le (2~phényléthyi)triéthoxysiiane, le 3- aminopropyltriéthoxysilane (APTES), le (3-glycidyloxypropyl)triméthoxysilane (GPTMOS), le (3-glycidyloxypropyl)triéthoxysilane (OPTES), la N-(2-Aminoétbyl)-3- (triméthoxysilyl)propylamine (NH2-TMOS), le N-
(Trimethoxysiiylpropyl)éthylènediarninetriacét.ate, i’acétoxyéthyitriméthoxysilane (AETMS), 1’uréidopropyltriéthoxysilane (UPTS), le 3-(4- semicarbazidyl)propyltriéthoxysilane (SCPTS) et leurs mélanges, plus préférentiellement parmi le tétraméthoxysilane (TMOS), la 3-ammopropyitriéthoxysilane (APTES), le phényltriméthoxysilane (PhTMOS), le phényltriéthoxysilane (PhTEOS), le l’acétoxyéthyltriméthoxysilane (AETMS), le (3-glycidyfoxypropyl)triéthoxysilane (OPTES) et le 3-(4-semicarbazidyl)propyltriéthoxysilane (SCPTS). Lorsque l’on utilise un mélange de tétraméthoxysilane et d’un précurseur organosilicé fonctionalisé, les mélanges suivants sont préférés : tétraméthoxysilane (TMOS) avec de la 3- aminopropyltriéthoxysilane (APTES), avec du phényltriméthoxysilane (PhTMOS), avec du phényltriéthoxysilane (PhTEOS), avec de l’ acétoxyéthyltriméthoxysilane (AETMS), avec du (3-glycidyloxypropyl)triéthoxysilane (OPTES) et avec du 3-(4- semicarbazidyl)propyltriéthoxysilane (SCPTS).
Lors de l’utilisation d’un mélange de tétraméthoxysilane et d’un ou plusieurs précurseurs organosilieés fonctionnalisés, les proportions molaires de tétraméthoxysilane (TMOS)/autre(s) précurseur(s) organosilicé(s) peuvent être variées entre 100/0 et 50/50, de préférence entre 100/0 et 75/25, de préférence encore entre 97/3 et 75/25.
Selon une première variante de ce deuxième mode de réalisation, le charbon actif se présente sous forme de particules, notamment de granulés ou de bâtonnets, de taille millimétrique et l’enrobage est réalisé par trempage de ceux-ci dans le soi puis retrait du le sol ou coulage du sol sur les particules à travers d’un tamis. Les particules cœur- coquille ainsi obtenu sont avantageusement séchées, par exemple dans un four, pour enlever les solvants résiduels. De préférence, on utilisera des bâtonnets de charbon actif, notamment de taille millimétrique. On privilégiera en particulier le mode de coulage pour former un film mince de matériau sol-gel fonctionnalisé autour du cœur de charbon actif. Ce procédé rapide est facilement transposable à l’échelle industrielle et est bien adapté au charbon actif en granulés ou en bâtonnets.
Selon une deuxième variante de ce deuxième mode de réalisation, le charbon actif se présente sous forme de poudre et l’enrobage est réalisé par ajout de la poudre de charbon actif dans le sol, puis le mélange obtenu est versé dans des moules. Les moules ainsi remplis sont avantageusement séchées sous flux gazeux inerte pour enlever les solvants résiduels avant de démouler les blocs de matériau cœur-coquille. Ce procédé peut facilement être transposé à l’échelle industrielle.
Dans les deux modes de réalisation décrits précédemment, la coquille de silice, de préférence fonctionnalisée, entourant le cœur de charbon actif, sous forme de nanoparticules ou d’un film mince, doit présenter une faible épaisseur et une mésoporosité pour permettre aux polluants de diffuser rapidement dans le réseau poreux et atteindre l’interface silice-charbon actif C’est à cette interface du composé hybride qu’un environnement « mixte » favorise le piégeage des molécules polaires que piègent difficilement ou pas du tout le charbon actif seul ou la silice seule.
Un autre objet de l’invention est un matériau hybride cœur-coquille constitué d’un cœur de charbon actif entouré d’une coquille de silice sol-gel mésoporeuse. Selon un mode de réalisation, le matériau hybride cœur-coquille est obtenu par le procédé de revêtement selon l’invention décrit ci-dessus.
Toutes les précisions et modes de réalisation exposés ci-dessus par rapport à la nature du matériau sol-gel et du charbon actif sont également valables pour le matériau hybride cœur-coquille selon l’invention. Le matériau hybride cœur-coquille selon l’invention est notamment caractérisé en ce qu’il contient un cœur de charbon actif, notamment de taille micrométrique, de préférence à grande surface spécifique d’adsorption, notamment de 800 à 1500 nrVg, dont la surface est recouverte d’une coquille formée de silice sol-gel mésoporeuse. Cette coquille est de faible épaisseur. Sa mésoporosité permet aux polluants de diffuser rapidement dans le réseau poreux et atteindre l’interface silice-charbon actif. C’est à cette interface du composé hybride qu’un environnement « mixte » favorise le piégeage des molécules polaires que piègent difficilement ou pas du tout le charbon actif seul ou la silice seule. Le rapport (Masse de silice/Masse de charbon actif) déterminé par Analyse Thermique Différentielle (ATG) varie de préférence entre 0,05 et 6, de préférence entre 0,05 et 2 et de préférence encore entre 0,05 et 0,2.
Dans un premier mode de réalisation, la coquille du matériau hybride cœur-coquille selon l’invention est constituée de nanoparticules de silice sol-gel mésoporeuse. Ces nanoparticules sont avantageusement de forme sphérique, présentant notamment un diamètre de 20 à 400 nm et préférentiellement entre 50 et 100 nm La taille des nanoparticules de silice peut être déterminée par microscopie électronique de transmission. Le rapport (Masse de silice/Masse de charbon actif) déterminé par Analyse Thermique Différentielle (ATG) varie de préférence entre 0,05 et 0,2. Le matériau hybride cœur coquille de ce mode de réalisation peut être préparé selon le premier mode de réalisation du procédé de G invention décrit ci-dessus.
Dans un deuxième mode de réalisation, la coquille du matériau hybride cœur-coquille selon l’invention est constituée d’un film mince de silice sol-gel mésoporeuse. Le matériau hybride cœur coquille de ce mode de réalisation peut être préparé selon le deuxième mode de réalisation du procédé de l’invention décrit ci-dessus. Le rapport (Masse de silice/Masse de charbon actif) déterminé par Analyse Thermique Différentielle (ATG) varie de préférence entre 0,05 et 0,2. Toutefois, dans le cas des matériaux hybrides synthétisés-par mélange du charbon actif avec un sol, ce rapport est plus élevé et varie entre-4 et 6, mais pourrait être ramené à des valeurs plus faibles pour une meilleure efficacité·
Selon un mode de réalisation, les matériaux selon l’invention trouvent une application particulière dans le domaine de la filtration d’air et en particulier dans le domaine des appareils de cuisson alimentaire. L’invention concerne également un système filtrant d’air comprenant le matériau cœur-coquille tel que décrit précédemment.
Couvercle anti-odeur 100
L’invention concerne également un couvercle anti-odeur. Selon un premier mode de réalisation, le couvercle anti-odeur de l’invention est utile pour des récipients laissant échapper des odeurs et/ou des composés volatils organiques
(COVs).
Selon un mode de réalisation, le couvercle anti-odeur de l’invention est utile pour des cuves de traitement chimique, telles que par exemple des cuves de traitements de tissus et/ou de cuirs, ou des cuves de peintures. Selon un mode de réalisation, le couvercle anti odeur de l’invention est utile pour piéger partiellement ou totalement des produits corrosifs, irritants et/ou toxiques.
Selon un second mode de réalisation, le couvercle anti-odeur de l’invention est particulièrement adapté aux appareils de cuisson, comprenant ou non une cuve prévue pour contenir un bain de cuisson tel qu’un bain d’huile.
Selon un mode de réalisation, le récipient peut être une enceinte ou une cuve de préparation alimentaire. Selon un mode de réalisation, le récipient concerne tout appareil de cuisson ménager ou professionnel.
Selon un mode de réalisation, le couvercle anti-odeur 100 a une tonne adaptée à la fermeture d’un appareil de cuisson tel que par exemple, une casserole, une poêle à frire, un autocuiseur, un bain d’huile, ou une friteuse. Selon un mode de réalisation, le couvercle anti-odeur 100 a une tonne carrée, rectangulaire, ronde ou ovoïde.
Selon un mode de réalisation, le couvercle anti-odeur 100 comprend ou est constitué d’une matière résistant à des températures de cuisson d’aliment, de préférence résistant à des températures de friture. Selon un mode de réalisation, le couvercle anti-odeur 100 comprend ou est constitué de métal, de verre et/ou de polymère. Selon un mode de réalisation, le couvercle anti-odeur 100 comprend une paroi supérieure 110 et une paroi inférieure 120, ladite paroi inférieure 120 étant dirigée vers l’intérieur de l’appareil de cuisson sur lequel est disposé le couvercle anti-odeur 100.
Selon un mode de réalisation, le couvercle anti-odeur 100 comprend un matériau filtrant 200 incluant des particules cœur-coquille comprenant ou étant constituées d’un cœur de charbon actif entouré d’une coquille de silice sol-gel, de préférence mésoporeuse. Avantageusement, le matériau filtrant de l’invention permet de piéger les odeurs de cuisson, et notamment permet de piéger des petites molécules polaires issues de la décomposition d’huile surchauffée (friture et autres) telles que par exemple, le formaldéhyde, l’acétaldéhyde, les cétones méthyliques et éthylique, l’acide acétique, l’acroléine ou Pacrylamide.
Selon un mode de réalisation, la paroi supérieure 110 comprend un moyen de préhension du couvercle anti-odeur tel que par exemple un bouton, une poignée ou un manche.
Selon un mode de réalisation, la paroi supérieure 110 comprend une ouverture ou un moyen pour visualiser l’intérieur de l’appareil de cuisson sur lequel est disposé le couvercle anti-odeur. Selon un mode de réalisation, le moyen pour visualiser l’intérieur de l’appareil de cuisson sur lequel est disposé le couvercle anti-odeur, est un hublot. Selon un mode de réalisation, les parois supérieure et inférieure du couvercle anti-odeur sont transparentes.
Selon un mode de réalisation, le couvercle anti-odeur 100 comprend un joint tel que par exemple un joint annulaire d’étanchéité, sur la partie destinée à être mise en contact avec l’appareil de cuisson. Avantageusement, le joint permet d’améliorer l’étanchéité du système formé par le couvercle disposé sur l’appareil de cuisson, et d’éviter et/ou de limiter l’échappement des vapeurs de cuisson, notamment des odeurs de cuisson.
Selon un mode de réalisation, le couvercle anti-odeur 100 comprend en outre un système de fixation et/ou d’ancrage à l’appareil de cuisson alimentaire 5.
Selon un mode de réalisation, la paroi inférieure 120 comprend un logement 121 apte à recevoir le matériau filtrant de l’invention 200 ou un système de filtration comprenant ledit matériau filtrant 200, tel que par exemple une cartouche filtrante. Selon un mode de réalisation, la cartouche filtrante comprend un tissu ignifugé afin d’éviter que les particules de l’invention ne tombent dans l’appareil de cuisson. Avantageusement, cette configuration permet de piéger les odeurs de cuisson lors de rutilisation du couvercle sur un appareil de cuisson en fonctionnement.
Selon un mode de réalisation, le logement 121 est agencé entre la paroi supérieure 110 et la paroi inférieure 120. Avantageusement, le logement 121 comprend le matériau filtrant 200 du côté de la paroi inférieure 120 et comprend au moins une ouverture d’échappement 111 du côté de la paroi supérieure 110, afin de permettre le passage d’un flux de vapeur à travers le couvercle anti-odeur 100.
Appareil de cuisson/Friteuse 300
L’invention concerne également un appareil de cuisson alimentaire 300 comprenant un matériau filtrant tel que décrit précédemment.
Selon un mode de réalisation, l’appareil de cuisson alimentaire 300 est un appareil de cuisson comprenant une cuve prévue pour contenir un bain de cuisson tel qu’un bain d’huile.
Selon un mode de réalisation, l’appareil de cuisson alimentaire 300 est une casserole, une poêle à frire, un autocuiseur, un bain d’huile, ou une friteuse. Selon un mode de réalisation, l’appareil de cuisson alimentaire 300 a une forme carrée, rectangulaire, ronde ou ovoïde. Selon un mode de réalisation, l’appareil de cuisson alimentaire 300 est une friteuse électrique, avec huile ou sans huile à air chaud pulsé. Selon un mode de réalisation, l’appareil de cuisson alimentaire 300 n’est pas une friteuse électrique. Selon un mode de réalisation, l’appareil de cuisson alimentaire 300 est une friteuse traditionnelle composée d’un bain d’huile et d’un panier. Selon un mode de réalisation, la friteuse ne comprend pas de bain d’huile. Selon un mode de réalisation, la friteuse ne comprend pas de panier.
Selon un mode de réalisation, l’appareil de cuisson alimentaire 300 comprend ou est constitué d’une matière résistant à des températures de cuisson d’aliment, de préférence résistant à des températures de friture. Selon un mode de réalisation, l’appareil de cuisson alimentaire 300 comprend ou est constitué de métal, de verre et/ou de polymère.
Autres appareils
L’invention concerne également tout récipient laissant s’échapper des odeurs et/ou des composés volatils organiques (COVs) comprenant un matériau filtrant tel que décrit précédemment.
Bien que divers modes de réalisation aient été décrits et illustrés, la description détaillée ne doit pas être considérée comme étant limitée aux à ces derniers. Diverses modifications peuvent être apportées aux modes de réalisation par l'homme du métier sans s’écarter du véritable esprit et de la portée de la divulgation telle que définie par les revendications.
BRÈVE DESCRIPTION DES FIGURES
Figure 1 est une représentation schématique de la synthèse des matériaux cœur/coquil le.
Figure 2 (A) : est une image MET du matériau hybride cœur-coquille de l’exemple 1.
Figure 2 (B) : est une image MET du matériau hybride cœur-coquille de l’exemple 1, agrandissement sur la surface.
Figure 3 est une image MET de charbon actif W35. Agrandissement sur la surface.
Figure 4 : (A) est une image MET du matériau hybride cœur-coquille de l’exemple 2. (B) est une image MET du matériau hybride cœur-coquille de l’exemple 2. Agrandissement sur la surface.
Figure 5 sont des images MET des matériaux hybrides cœur-coquille du complément exemple 2 avec différentes proportions de NH2-TMOS : (A) 10 pL, (B) agrandissement du matériau préparé avec 10 pL, (C) 20 pL, (D) 50 pL, (E) 100 pL, (F) 200 pL.
Figure 6 est une image MET du matériau hybride cœur-coquille de l’exemple 3.
Figure 7 : est une image MET du matériau hybride cœur-coqui lle de l’exemple 4. Figure 8 : est une image MET du matériau hybride cœur-coquille de l’exemple 5.
Figure 9 : est une image MET d’un bâtonnet de CA (Darco-KGB) enrobé de sol-gel hybride de l’exemple 6. A) vue du bâtonnet. B) Zoom sur sa surface, C) Agrandissement de la surface, D Estimation de l’épaisseur de sol-gel Figure 10 : est un spectre infrarouge du matériau hybride de l’exemple 1 comparé au charbon actif seul.
Figure 11 : est un spectre infrarouge du matériau hybride de l’exemple 2 comparé au charbon actif seul.
Figure 12 : est un spectre infrarouge du matériau hybride de l’exemple 3 comparé au charbon actif seul.
Figure 13 : est un spectre infrarouge du matériau hybride de l’exemple 4 comparé au charbon actif seul.
Figure 14 : est une analyse thermique différentielle du produit de l’exemple 6. L’échantillon est chauffé de 40°C à 1500°C à la vitesse de 50°C/min. Les variations de pente successives indiquent les pertes de masse successives de l’eau résiduelle, des chaînes aminopropyle du matériau fonctionnalisé, du charbon actif en en dernier la silice.
Figure 15 : présente un exemple d’application pour filtre à air. Adsorption du toluène par les particules de silice seules en fonction du temps.
Figure 16 : présente un exemple d’application pour filtre à air. Adsorption du toluène par le charbon actif W35 en fonction du temps.
Figure 17 ; présente un exemple d’application pour filtre à air. Adsorption du toluène par l’exemple 4 en fonction du temps.
Figure 18 : présente un exemple d’application pour filtre à air. Superposition des graphiques du charbon actif W35 seul, des nanoparticules de silice seules S1O2 et de l’exemple 4, en fonction du temps. Figure 19 est une analyse thermogravimétrique du matériau de l’exemple 22.
Figure 20 est une représentation schématique du dispositif utilisé pour l’établissement de courbes de perçage.
Figure 21 est ime comparaison des capacités d’adsorption des divers filtres en poudre (50 mg, matériau de l’exemple 18, le charbon actif W35 et de la silice sol-gel SiOa-NHa correspondant à la silice sol-gel du matériau de l’exemple 18) exposés à un flux gazeux de 300 mL/min contenant 25 ppm d’hexaldéhyde.
Figure 22 est une comparaison des capacités d’adsorption des divers filtres en bâtonnets (Ig, matériau de l’exemple 18 et 18p, silice sol-gel S1O2-NH2 correspondant à la silice sol-gel du matériau de l’exemple 18) exposés à un flux gazeux de 300 mL/min contenant 25 ppm d’hexaldéhyde.
Figure 23 est une comparaison de G efficacité d’adsorption de l’hexaidéhyde par deux matériaux porteurs de fonctions amine et se différentiant par des groupements amines avec différentes proportions d’APTES. Figure 24 est une comparaison de l’efficacité d’adsorption de i’hexaidéhyde par des matériaux hybrides fonctionnalisés par des groupements amines avec différentes proportions d’ A PT E S .
Figure 25 est une comparaison de l’efficacité d’adsorption de l’hexaldébyde par des matériaux hybrides fonctionnalisés par des groupements amines primaires d’APTES et par des groupements amines primaires /secondaires (NH2-TMOS).
Figure 26 montre l’efficacité de piégeage de divers polluants (E-2-heptenal, acétone acétaldéhyde) avec l’exemple 18p.
Figure 27 est une représentation schématique du dispositif expérimental pour la détection de COVs totaux générés par la cuisson d’huile. Figure 28 est une comparaison de l’efficacité de piégeage des COVs totaux au cours d’une cuisson d’huile par divers filtres. Figure 29 est une comparaison de l’efficacité de piégeage des COVs totaux au cours d’une cuisson d’huile par divers filtres se différentiant par la nature du charbon actif (exemple 18p et 24p) ou par la fonctionnalisation du silicate (exemples 18p et 22p).
Figure 30 est une représentation d’un premier mode de réalisation d’un couvercle anti- odeur lOOia Figure 30A est une vue de-dessus du couvercle anti-odeur 100 comprenant une paroi supérieure 110 sur laquelle sont agencés un hublot 112 et un logement 121 comprenant plusieurs ouvertures d’échappement 111. La Figure 3ÛB est une vue de- dessous d’un couvercle anti-odeur 100 comprenant une paroi inférieure 120 sur laquelle sont agencés un hublot 112 et un logement 121 comprenant le matériau filtrant 200.
Figure 31 est une représentation d’un second mode de réalisation d’un couvercle anti odeur 100 La Figure 31A est une vue de-dessus du couvercle anti-odeur 100 comprenant une paroi supérieure 110 sur laquelle est agencé un hublot 112. La Figure 31B est une vue de-dessous d’un couvercle anti-odeur 100 comprenant une paroi inférieure 120 sur laquelle sont agencés un hublot 112 et un logement 121 comprenant le matériau filtrant
REFERENCES
1 - Flacon laveur
2 - Bain éthanolique
3 --- Filtre
4 - Détecteur PID
11 -Autocuiseur
12 - Plaque à induction
13 - Entrée d’air
14 - Ouverture centrale
15 - Entonnoir
1(5 - Ballon trieol 79
17 - Pompe péristaltique
18 - Détecteur à photoionisation
19 - Compartiment filtre
100 - Couvercle anti-odeur
110 - Paroi supérieure
111 - Ouverture d’échappement
112- Hublot
113 - Moyen de préhension
120 - Paroi inférieure
121 - Logement
122 - Joint
200 - Matériau filtrant
300 - Appareil de cuisson alimentaire
EXEMPLES
A. Synthèse de charbons actifs enrobés de silice selon ie premier mode de réalisation
Exemple 1 : Synthèse de charbons actifs enrobés non fonctionnalisés
Réactifs : Charbon Actif W35 (SGFRALAB), Tétraéthyl orthosilicate (TEOS, CAS : 78- 10-4, Masse molaire = 208,33 g/mol et densité d ::: 0,933), Méthanol (MeOH, CAS : 67- 56-1, Masse molaire = 32,04 g/mol et densité d = 0,791), Bromure de cétyltri éthylammonium (CT AB, CAS : 57-09-0, Masse molaire = 364,45 g/moi), Ammoniaque (NKUOH, CAS : 1336-21-6, Masse molaire = 35,05 g/mol et densité d = 0,9)
Mode opératoire : (Cf Figure 1) Dans un flacon sont mélangés 0,64 g de charbon actif W35, 0,29 g de CTAB et 150 mL d’une solution aqueuse de NH4OH préalablement préparée à une concentration de 2,Q48M. La solution est laissée sous agitation magnétique à température ambiante pendant lh. 6,5 mL de TEOS éthanolique à une concentration de 1,025 M.L 1 sont ensuite ajoutés goutte à goutte et la solution est laissée sous agitation pendant une nouvelle heure à température ambiante. L’agitation est ensuite coupée et la solution est laissée à maturation pendant une nuit à 50°C. La solution est ensuite récupérée par centrifugation (12000 rpm pendant 12 mn). Le surfactant est enlevé par une succession de lavage à l’acide chlorhydrique et à l’éthanol avant d’être conservé dans ce dernier. Avant utilisation, les matériaux sont récupérés par centrifugation (12000 rpm pendant 12 mn) puis séchés dans un four à 60°C pendant 2h.
Exemple 2 : Synthèse de charbons actifs enrobés de silice fonctionnalisée avec des groupements amines
Réactifs : Charbon Actif W35 (SOFRALAB), Tétraéthyl orthosilicate (TEOS, CAS : 78- 10-4, Masse molaire = 208,33 g/mol et densité d = 0,933), Méthanol (MeOH, CAS : 67- 56-1 , Masse molaire = 32,04 g/moi et densité d = 0,791), Bromure de cétyltriméthylammonium (CTAB, CAS : 57-09-0, Masse molaire = 364,45 g/mol), Ammoniaque (NEUOH, CAS : 1336-21-6, Masse molaire = 35,05 g/mol et densité d = 0,9), N-(2-Aminoethyl)-3-(triméthoxysilyl)propy lamine (NH2-TMOS, CAS : 1760-24-3, Masse molaire :::: 222,36 g/mol et densité d ::: 1,028).
Mode opératoire : (Cf. Figure 1) Dans un flacon en plastique sont mélangés 0,64 g de charbon actif W35, 0,29 g de CTAB et 150 mL d’une solution aqueuse de NHaOH préalablement préparée à une concentration de 2,048 M. La solution est laissée sons agitation magnétique à température ambiante pendant l h. 20 pL de NH2-TMOS sont ensuite ajoutés suivis de 6,5 mL de TEOS éthanolique à une concentration de 1,025 M.L 1 et la solution est laissée sous agitation pendant une nouvelle heure à température ambiante. L’agitation est ensuite coupée et la solution est laissée à maturation pendant une nuit à 50°C. La solution est ensuite récupérée par centrifugation (12000 rpm pendant 12 mn). Le surfactant est enlevé par une succession de lavage à l’acide chlorhydrique et à l’éthanol avant d’être conservé dans ce dernier. Avant utilisation, les matériaux sont récupérés par centrifugation (12000 rpm pendant 12 mn) puis séchés dans un four à 60°C pendant 2h. Complément Exemple 2 : Variation de la quantité de fonctions Amine
Selon le protocole de l’exemple 2, la quantité de N-(2-Aminoéthyl)-3- (triméthoxysilyl)propylamine a été utilisé avec divers ratios suivant le tableau 1.
Tableau 1: Ratio de NH2-TMOS par rapport au TEOS
Exemple 3 : Synthèse de charbons actifs enrobés de silice fonctionnalisée avec des
Réactifs : Charbon Actif W35 (SOFRALAB), Tetraéthyl orthosilicate (TEOS, CAS : 78- 10-4, Masse molaire = 208,33 g/mol et densité d = 0,933), Méthanol (MeOH, CAS : 67- 56-1, Masse molaire ::: 32,04 g/mol et densité d :::: 0,791), Bromure de cétyltriméthylammonium (CT AB, CAS : 57-09-0, Masse molaire = 364,45 g/moi), Ammoniaque (NELOH, CAS : 1336-21-6, Masse molaire = 35,05 g/mol et densité d = 0,9), N-(Triméthoxysily!propyl)étliylènediaminetriacétate, sel trisodique (COOH- TMOS, CAS : 128850-89-5, Masse molaire = 462,42 g/moi et densité d = 1,26).
Mode opératoire : (Cf. Figure 1) Dans un flacon en plastique sont mélangés 0,64 g de charbon actif W35, 0,29 g de CT AB et 150 mL d’une solution aqueuse de NBUQH préalablement préparée à une concentration de 2,048M. La solution est laissée sous agitation magnétique à température ambiante pendant Ih. 20 m de COQH-TMOS sont ensuite ajoutés suivis de 6,5 mL de TEOS éthanolique à une concentration de 1,025 M.L 1 et la solution est laissée sous agitation pendant une nouvelle heure à température ambiante. L’agitation est ensuite coupée et la solution est laissée à maturation pendant une nuit à 50°C. La solution est ensuite récupérée par centrifugation (12000 rpm pendant 12 mn). Le surfactant est enlevé par une succession de lavage à l’acide chlorhydrique et à l’éthanol avant d’être conservé dans ce dernier. Avant utilisation, les matériaux sont récupérés par centrifugation (12000 rpm pendant 12 mn) puis séchés dans un four à 60°C pendant 2h
Exemple 4 : Synthèse de charbons actifs enrobés de silice fonctionnalisée avec des groupements aromatiques
Réactifs : Charbon Actif W35 (SOFRALAB), Tétraéthyl orthosilicate (TEOS, CAS : 78- 10-4, Masse molaire = 208,33 g/moi et densité d = 0,933), Méthanol (MeOH, CAS : 67- 56-1, Masse molaire ::: 32,04 g/mol et densité d :::: 0,791), Bromure de cétyltriméthylammonium (CT AB, CAS : 57-09-0, Masse molaire = 364,45 g/mol), Ammoniaque (NiLOH, CAS : 1336-21-6, Masse molaire :::: 35,05 g/mol et densité d ::: 0,9), Triméthoxyphénylsilane (Ar-TMOS, CAS : 2996-92-1, Masse molaire = 198,29 g/mol et densité d :::: 1,062).
Mode opératoire : (Cf. Figure 1) Dans un flacon en plastique sont mélangés 0,64 g de charbon actif W35, 0,29 g de CT AB et 150 mL d’une solution aqueuse de NHUOH préalablement préparée à une concentration de 2,048M. La solution est laissée sous agitation magnétique à température ambiante pendant l h. 20 mT de Ar-TMOS sont ensuite ajoutés suivis de 6,5 mL de TEOS éthanolique à une concentration de 1 ,025 M.L 1 et la solution est laissée sous agitation pendant une nouvelle heure à température ambiante. L’agitation est ensuite coupée et la solution est laissée à maturation pendant une nuit à 50°C La solution est ensuite récupérée par centrifugation (12000 rpm pendant 12 mn). Le surfactant est enlevé par une succession de lavage à l’acide chlorhydrique et à l’éthanol avant d’être conservé dans ce dernier. Avant utilisation, les matériaux sont récupérés par centrifugation (12000 rpm pendant 12 mn) puis séchés dans un four à 60°C pendant 2h
Exemple 5 : Synthèse de charbons actifs enrobés de silice fonctionnalisée avec des groupements urées
Réactifs : Charbon Actif W35 (SOFRALAB), Tétraéthyl orthosilicate (TEOS, CAS : 78- 10-4, Masse molaire = 208,33 g/mol et densité d = 0,933), Méthanol (MeOH, CAS : 67- 56-1, Masse molaire ::: 32,04 g/mol et densité d :::: 0,791), Bromure de cétyltriméthylammonium (CT AB, CAS : 57-09-0, Masse molaire = 364,45 g/moi), Ammoniaque (NH4QH, CAS : 1336-21-6, Masse molaire = 35,05 g/mol et densité d = 0,9), 3-(4-Semicarbazidyl)propyltriéthoxysilane (SCPTS, CAS : 106868-88-6, Masse molaire := 279,41 g/mol et densité d := 1,08).
Mode opératoire : (Cf. Figure 1 ) Dans un flacon en plastique sont mélangés 0,64 g de charbon actif W35, 0,29 g de CTAB et 150 mL d’une solution aqueuse de NH40H préalablement préparée à une concentration entre 1 et 3 mol/L, préférentiellement 2,05 mol/L. La solution est laissée sous agitation magnétique à température ambiante pendant Ih. 20 mΐ, de Ur-TEOS sont ensuite ajoutés suivis de 6,5 mL de TEOS éthanolique préparée à une concentration entre 1 et 2 M.L 1, préférentiellement 1,025 M.L l et la solution est laissée sous agitation pendant une nouvelle heure à température ambiante. L’agitation est ensuite coupée et la solution est laissée à maturation pendant une nuit à 50°C. La solution est ensuite récupérée par centrifugation (12000 rpm pendant 12 mn). Le surfactant est enlevé par une succession de lavage à I’ acide chlorhydrique et à G éthanol avant d’être conservé dans ce dernier. Avant utilisation, les matériaux sont récupérés par centrifugation (12000 rpm pendant 12 mn) puis séchés dans un four à 60°C pendant 2h.
Lors des synthèses, le 3-(4-Semicarbazidyl)propyltriethoxysilane a également été utilisé comme précurseur pour la fonctionnai! sation par des groupements urées. Celui-ci peut être substitué par n’importe quel triethoxy ou methoxy silane portant un ou plusieurs groupements urées tels que l’ureidopropyltriethoxysilane. B. Synthèse de charbons actifs enrobés de silice selon le deuxième mode de réalisation
Exemple 6 : Synthèse de charbons actifs en bâtonnet enrobés de silice fonctionnalisée avec des groupements amine
Réactifs : Charbon Actif Norit RBBA-3 en bâtonnets (Sigma-Aldrich), Tetramethyl orthosilicate (TMQS, CAS : 681-84-5, pureté : 99%, Masse molaire = 152,22 g/mol et densité d :::: 1,023), Méthanol (MeOH, CAS : 67-56-1, pureté 99,9%, Masse molaire 32.04 g/mol et densité d ::: 0,791 g/cm3), 3-aminopropyltriéthoxysilane (APTES, CAS 919-30-2:, pureté 99%, Masse molaire = 221,37 g/mol et densité d = 0,946). Eau déionisée ultra-pure.
Mode opératoire : Dans un flacon de 60 mL contenant 14,22 mL de méthanol, sont ajoutés 10,23 ml, de TMOS et 0,5 mL d’ APTES. Le mélange est laissé sous agitation pour l’obtention d’une solution homogène. 5,05 mL d’eau sont ajoutés au mélange et la solution est agitée vigoureusement. Les proportions molaires du mélange ainsi obtenu sont TMOS/APTES/MeOH/eau = 0,97/0,03/5/4. Le sol gélifiant au bout de 8 min, Un à trois coulages son t réalisés au bout de 1 min sur des bâtonnets de charbon actif positionnés sur un tamis. Les bâtonnets recouverts d’un film de matériau sol-gel sont séchés à l’étuve à 80°.
Exemples 7A et 7B : Synthèse de charbons actifs en bâtonnet enrobés de silice fonctionnalisée avec des groupements amine
Réactifs : Charbon Actif Norit RBBA-3 (Sigma-Aldrich), Tetramethy! orthosilicate (TMOS, CAS 681-84-5, Masse molaire = 152,22 g/mol et densité d = 1,023), Ethanol (EtOH, CAS : 64- 17-5, Masse molaire = 46,07 g/mol et densité d ::: 0,789), 3- aminopropyltriéthoxysilane( APTES, CAS 919-30-2:, Masse molaire = 221,37 g/mol et densité d :::: 0,946).
Mode opératoire : Dans un flacon de 60 mL contenant 14,13 mL d’éthanol, sont ajoutés 9,86 ml, de TMOS et 0,99 ml, d’APTES. Le mélange est laissé sous agitation pour l’obtention d’une solution homogène. 5,02 mL d’eau sont ajoutés au mélange et la solution est agitée vigoureusement. Les proportions molaires du mélange ainsi obtenu sont TMOS/APTES/EtOH/eau = 0,94/0,06/5/4. Le sol gélifiant au bout de 8 min, le coulage est réalisé au bout de 1 min sur des bâtonnets de charbon actif positionnés sur un tamis (matériau 6A). (masse de charbon actif 0,7428 g).
Le sol restant est laissé à maturation pendant 2 min supplémentaires au bout desquelles un nou veau coulage est réalisé sur de nouveaux bâtonnets de charbon actif (matériau 6B) (masse de charbon actif 0,7315 g). Les bâtonnets recouverts d’un film de matériau sol- gel sont séchés à l’étuve à 80°. C. Synthèse de charbons actifs hybrides enrobés de silice fonctionnalisée par simple mélange d’un sol et du charbon actif selon le deuxième mode de réalisation
Exemple 8 : Synthèse de matériaux hybrides par mélange de charbons actifs à nn sol de précurseurs de silicium dont l’un est fonctionnalisé avec des groupements acétoxy
Réactifs : Charbon Actif en poudre Darco KG-B (Sigma-Aldrieh), Tetramethyl orthosilicate (TMOS, CAS 681-84-5, pureté 99%, Masse molaire = 152,22 g/mol et densité d = 1,023), méthanol (MeOH, CAS : 67-56-1, pureté 99,9%, Masse molaire = 32,04 g/mol et densité d = 0,791),, Acétoxyétbyltriméthoxysilane (AETMS, CAS :72878- 29-6 , pureté 95%, Masse molaire = 250,36 g/mol et densité d = 0,983), eau déionisée ultra-pure, solution aqueuse d’ammoniaque à 28%.
Mode opératoire : Dans un flacon de 60 mL contenant 14,13 mL de méthanol, sont ajoutés 10,29 mL de TMOS et 0,55 mL d’ AETMS. Le mélange est laissé sous agitation pour l’obtention d’une solution homogène. 4,73 mL d’eau sont ajoutés au mélange sous agitation et 0,3 mL d’une solution aqueuse d’ammoniaque à 28% est ajoutée en dernier. Le charbon actif (0,7514 g) est ajouté 20 s après sous agitation vigoureuse pendant 10 s, puis le Sol est coulé dans un moule à nids d’abeille. Les proportions molaires du mélange ainsi obtenu sont TMOS/AETMS/MeOH/eau = 0,98/0,02/5/4 avec une concentration de NH4QH de 0,148 M. Après gélification, le moule est séché sous flux gazeux inerte. Après démoulage, on obtient des granulés noirs de forme cylindrique de dimensions 0 , 7(L) * 0 , 3 (diamètre) cm.
Exemple 9 : Synthèse de matériaux hybrides par mélange de charbons actifs à un sol de précurseurs de silicium dont l’un est fonctionnalisé avec des groupements acétoxy
Même synthèse que dans l’exemple 8. Le charbon actif' est sous forme de poudre, Charbon Actif W35 (SOFRALAB) (0,7539 g). Exemple 10 : Synthèse de matériaux hybrides par mélange de charbons actifs à nn sol de précurseurs de silicium dont l’un est fonctionnalisé avec des groupements glycidylloxy
Réactifs : Charbon Actif en poudre Darco KG-B (Sigma-Aldricb), Tetramethyl orthosilicate (TMQS, CAS 681-84-5, pureté 99%, Masse molaire = 152,22 g/mol et densité d = 1,023), (MeOH, CAS : 67-56-1 , pureté 99,9%, Masse molaire = 32,04 g/moi et densité d = 0,791), 3-glycidyloxypropylltriéthoxysilane (GPTES, CAS : 2602-34-8, Masse molaire = 278,42 g/mol et densité d = 1,004). eau déionisée ultra-pure, solution aqueuse d’ammoniaque à 28%.
Mode opératoire : Dans un flacon de 60 mL contenant 14, 13 mL de méthane!, sont ajoutés 10,25 ml. de TMOS et 0,59 mL d’GPTES. Le mélange est laissé sous agitation pour l’obtention d’une solution homogène. 4,73 mL d’eau sont ajoutés au mélange sous agitation et 0,3 mL d’une solution aqueuse d’ammoniaque à 28% est ajoutée en dernier. Le charbon actif (0,7505 g) est ajouté 20 s après sous agitation vigoureuse pendant 10 s, puis le Sol est coulé dans un moule à nids d’abeille. Les proportions molaires du mélange ainsi obtenu sont TMOS/GPTES/MeOH/eau ::: 0,967/0,023/5/4 avec une concentration de NH4OH de 0,148 M. Après gélification, le moule est séché sous flux gazeux inerte. Après démoulage, on obtient des granulés noirs de forme cylindrique de dimensions 0,7(L)* 0,3 (diamètre) cm.
Soi de précurseurs de silicium dont l’un est fonctionnalisé avec des groupements
Même synthèse que dans l’exemple 10. Le charbon actif est dans ce cas_sous forme de poudre, Charbon Actif W35 (SOFRALAB) (0,7527 g). Exemple 12 : Synthèse de matériaux hybrides par mélange de charbons actifs à nn Sol de précurseurs de silicium dont Pun est fonctionnalisé avec des groupements amide et amine
Réactifs : Charbon Actif en poudre Darco KG-B (Sigma-Aldricb), Tetramethyl orthosilicate (TMOS, pureté 99%. CAS : ,681-84-5, Masse molaire = 152,22 g/mol et densité d = 1,023), (MeOH, CAS : 67-56-1 , pureté 99,9%, Masse molaire = 32,04 g/moi et densité d = 0,791), 3-(4,semicarbazido)propyltriethoxysilane (SCPTS), CAS : 106868- 88-6, pureté 95%, , Masse molaire ::: 279,41 g/mol et densité d :::: 1,08). eau déionisée ultra-pure, solution aqueuse d’ammoniaque à 28%.
Mode opératoire : Dans un flacon de 60 mL contenant 14, 14 mL de méthanol, sont ajoutés 10,27 mL de TMOS et 0,56 mL de SCPTS. Le mélange est laissé sous agitation pour l’obtention d’une solution homogène. 4,73 mL d’eau sont ajoutés au mélange sous agitation et 0,3 mL d’une solution aqueuse d’ammoniaque à 28% est ajoutée en dernier. Le charbon actif 0,7506 g) est ajouté 20 s après sous agitation vigoureuse pendant 10 s, puis le Sol est coulé dans un moule à nids d’abeille. Les proportions molaires du mélange ainsi obtenu sont TMOS/SCPTS/MeOH/eau = 0,977/0,023/5/4 avec une concentration de NH40H de 0,148 M. Après gélification, le moule est séché sous flux gazeux inerte. Après démoulage, on obtient des granulés noirs de forme cylindrique de dimensions 0,7(L)* 0,3 (diamètre) cm.
Exemple 13 : Synthèse de matériaux hybrides par mélange de charbons actifs à un Sol de précurseurs de silicium dont l’un est fonctionnalisé avec des groupements amide et amine
Même synthèse que dans l’exemple 12. Le charbon actif est dans ce cas sous forme de poudre, Charbon Actif W35 (SOFRALAB) (0,7507 g). j l
Exemple 14 : Synthèse de matériaux hybrides par mélange de charbons actifs à nn Sol de précurseurs de silicium dont Fun est fonctionnalisé avec des groupements aromatiques (PhTMOS)
Réactifs : Charbon Actif en poudre Darco KG-B (Sigma-Aldrich), Tetramethyl orthosilicate (TMOS, pureté 99%. CAS : ,681-84-5, Masse molaire = 152,22 g/mol et densité d = 1,023), (MeOH, CAS : 67-56-1 , pureté 99,9%, Masse molaire = 32,04 g/moi et densité d = 0,791), (PhTMOS), CAS : 2996-92-1, pureté 98%, Masse molaire = 198,29 g/moi et densité d 1.062 g/cm3) eau déionisée ultra-pure, solution aqueuse d’ammoniaque à 28%.
Mode opératoire : Dans un flacon de 60 mL contenant 14,25 mL de méthanol, sont ajoutés 10,27 mL de TMOS et 0,4 mL de PhTMOS Le mélange est laissé sous agitation pour l’obtention d’une solution homogène. 4,78 mL d’eau sont ajoutés au mélange sous agitation et 0,3 mL d’une solution aqueuse d’ammoniaque à 28% est ajoutée en dernier. Le charbon actif (0,75 g) est ajouté 20 s après sous agitation vigoureuse pendant 10 s, puis le Sol est coulé dans un moule à nids d’abeille. Les proportions molaires du mélange ainsi obtenu sont TMOS/PhTMQS/MeQH/eau :::: 0,977/0,023/5/4 avec une concentration de NH40H de 0,148 M. Après gélification, le moule est séché sous flux gazeux inerte. Après démoulage, on obtient des granulés noirs de forme cylindrique de dimensionsO,7(L) * 0,3 (diamètre) cm.
Exemple 15 : Synthèse de matériaux hybrides par mélange de charbons actifs à un sol de précurseurs de silicium dont l’un est fonctionnalisé avec des groupements aromatiques (PhTEQS)
Réactifs : Charbon Actif en poudre Darco KG-B (Sigma-Aldrich), T etraméthylortho silicate (TMOS, pureté 99%, CAS :, 681-84-5, Masse molaire = 152,22 g/mol et densité d := 1 ,023), (MeOH, CAS : 67-56-1 , pureté 99,9%, Masse molaire = 32,04 g/mol et densité d = 0,791), (PhTEQS), CAS :780-69-8 , pureté 98%, Masse molaire = 240,37g/mol et densité d =0,996 g/cm3 eau déionisée ultra-pure, solution aqueuse d’ammoniaque à 28%. Mode opératoire : Dans un flacon de 60 mL contenant 14,2 mL de méthanol, sont ajoutés 10,23 mL de TMGS et 0,52 mL de PhTEOS Le mélange est laissé sous agitation pour l’obtention d’une solution homogène. 4,75 ml, d’eau sont ajoutés au mélange sous agitation et 0,3 mL d’une solution aqueuse d’ammoniaque à 28% est ajoutée en dernier. Le charbon actif (0,75 g) est ajouté 20 s après sous agitation vigoureuse pendant 10 s, puis le Soi est coulé dans un moule à nids d’abeille. Les proportions molaires du mélange ainsi obtenu sont TMQS/PbTEQS/MeOH/eau = 0,977/0,023/5/4 avec une concentration de NH4GH de 0,148 M. Après gélification, le moule est séché sous flux gazeux inerte. Après démoulage, on obtient des granulés noirs de forme cylindrique de dimensions 0,7(L)* 0,3 (diamètre) cm.
Exemple 16 : Synthèse de matériaux hybrides par mélange de charbons actifs à en
Réactifs : Charbon Actif en poudre Darco KG -B (Sigma-Aldrich), Tetraméthylorthosilicate (TMGS, pureté 99%, CAS 681-84-5, Masse molaire = 152,22 g/mol et densité d :::: 1,023), (MeOH, CAS : 67-56-1, pureté 99,9%, Masse molaire ::: 32,04 g/mol et densité d = 0,791), 3-aminopropyltriéthoxysilane(APTES, CAS 919-30-2:, Masse molaire = 221 ,37 g/mol et densité d = 0,946).. eau déionisée ultra-pure.
Mode opératoire : Dans un flacon de 100 mL contenant 23,67 ml. de méthanol, sont ajoutés 17,07 mL de TMGS et 0,833 mL d’ APTES Le mélange est laissé sous agitation pour l’obtention d’une solution homogène. 8,43 mL d’eau sont ajoutés au mélange sous agitation. Le charbon actif (0,5152 g) est ajouté 1 min s après sous agitation vigoureuse pendant 30 s, puis le Sol est coulé dans un moule à nids d’abeille. Les proportions molaires du mélange ainsi obtenu sont TM OS/APTES/M eOH/eau =: 0,977/0,023/5/4. Après gélification, le moule est séché sous flux gazeux inerte. Après démoulage, on obtient des granulés noirs de forme cylindrique de dimensions 0,6(L)*0,3(diamètre) cm. JJ
Exemple 17 : Synthèse de matériaux hybrides par mélange de charbons actifs à nn sol de précurseurs de silicium dont l’un est fonctionalisé avec des groupements and ne
Même synthèse que dans l’exemple 16. Le charbon actif est dans ce cas_sous forme de poudre, Charbon Actif W35 (SOFRALAB) (0,5159 g).
D, Caractérisation des matériaux
® Microscopie Electronique à Transmission
Afin de mettre en évidence le fait que le charbon actif est intégralement enrobé (encapsulé) d’une couche de matériau sol-gel nano-poreux, les matériaux préparés aux exemples 1 à 5 ont été caractérisés par microscopie électronique à transmission (MET).
Les grilles MET sont préparées de la façon suivante : img de matériaux est mis en suspension dans InxL d’éthanol puis vortexé pendant quelques secondes. 10 mE de solution sont déposés sur une grille puis la grille est laissée sécher à l’air libre pendant quelques minutes avant son utilisation. Les images MET du charbon actif W35 (Figure 3) et des différents matériaux synthétisés aux Exempl es 1 à 5 montrent que le charbon actif est intégralement recouvert du matériau sol-gel, mettant ainsi en évidence P obtention d’un matériau hybride cœur-coquille constitué d’un cœur de charbon actif entouré d’un matériau sol-gel (Figures 2A, 2B, 4A, 4B, 5, 6, 7 et K). Les images MET du charbon actif encapsulé dans différentes silices sol- gel fonctionnalisées montrent que l’ajout d’un co-précurseur de silice permet l’adhésion de nanoparticules de silice autour des matériaux en plus de leur recouvrement par celle- ci.
La Microscopie Electronique à Balayage (MEB) est une technique puissante d’observation de la topographie des surfaces. Elle est fondée principalement sur la détection des électrons secondaires émergents de la surface sous l’impact d’un très fin pinceau d’électrons primaires qui balaye la surface observée et permet d’obtenir des images avec un pouvoir séparateur souvent inférieur à 5 nm et une grande profondeur de champ. L’instrument permet de former un pinceau quasi parallèle, très fin (jusqu’à quelques nanomètres), d’électrons fortement accélérés par des tensions réglables de 0,1 à 30 keY, de le focaliser sur la zone à examiner et de la balayer progressivement. Des détecteurs appropriés permettent de recueillir des signaux significatifs lors du balayage de la surface et d’en former diverses images significatives. Les images des échantillons ont été réalisées avec le MEB « Ultra 55 » de Zeiss. Classiquement, les échantillons sont observés directement sans dépôt particulier (métal, carbone).
La figure 9 montre les images MEB d’un bâtonnet de charbon actif recouvert d’un film mince de matériau sol-gel et les agrandissements successifs de la surface montrant les craquelures de la couche de silicate.
¾ Spectroscopie infrarouge
La spectroscopie infrarouge à transformée de Fourrer FTIR (Fourier Transform InfraRed spectroseopy) est une technique d’analyse utile pour la détermination, l’identification ou la confirmation de structure de produits connus ou non. Un spectre infrarouge permet en effet de mettre facilement en évidence la présence de certains groupements fonctionnels, et peut servir de « carte d’identité spectroscopique » pour une molécule ou un matériau. Le module ATR (Attenuated Total Réflectance) est installé sur le spectromètre IR (Figure 10). Le principe consiste à mettre en contact un cristal (ZnSe ou diamant) avec l’échantillon à analyser. Le faisceau IR se propage dans le cristal ; si l’indice de réfraction du cristal est supérieur à celui de l’échantillon, alors le faisceau subit des réflexions totales au-delà d’un certain angle d’incidence à l’interface échantillon/cristal à l’exception d’une onde, dite onde évanescente qui émerge du cristal et est absorbée par l’échantillon. C’est cette onde évanescente qui est responsable du spectre IR observé. La profondeur de pénétration est de l’ordre de 1 à 2 micromètres ce qui fournit donc une information de surface. Ceci est particulièrement intéressant pour l’analyse des échantillons purs (sans dilution dans une matrice KBr) puisque le risque de voir les pics saturer est très faible. De plus, aux basses énergies, la résolution est en général meilleure que pour un spectre « classique » en transmission. Les spectres IR ont été réalisés avec le module FTIR-ATR « Alpha-P » de Bruker. Les spectres infrarouges des différents matériaux synthétisés aux Exemples 1 à 4 montrent clairement la présence de la silice dans les matériaux par le pic à 1050- 1100 cm 1 correspondant aux vibrations d’élongation des liaisons Si-0 (Figures 10-13).
L’analyse thermogravimétrique consiste à placer un échantillon dans un four sous atmosphère contrôlée et à mesurer les variations de masse en fonction de 1a température. L’augmentation progressive de la température, ou rampe de température, induit l’évaporation des solvants et la dégradation propre de chacun des constituants organiques de l’échantillon. La diminution de masse correspondant à ces pertes permet de quantifier les proportions de chaque constituant dans le matériau. Un appareil de type TGA - 92- 1750 de marque Setaram est utilisé pour une double mesure de chaque échantillon. Le protocole est le suivant : environ 10 mg de monolithe sont finement broyés, pesés et déposés dans la balance de l’appareil. L’ensemble est placé dans le four et mis sous un flux d’air synthétique de 1 10 mL.min-l de qualité F. LD. Le four initialement à 40 °C est chauffé jusqu’à 1500 °C avec une rampe de 50 °C.min-l. Après un pallier de 10 minutes à 1500 °C, la température est rediminuée jusqu’à l’ambiante à la vitesse de -90°C.min 1.
La figure 14 montre l’ATG de l’exemple 6. A partir des pertes de matière à différentes température (H20, Chaînes aminopropyle, CA), il est possible de déduire la masse du CA et du silicate dont les proportions sont de 85,4 et 14,6 % respectivement pour le CA et la silice fonctionnalisée. La figure 19 montre l’ATG du matériau de l’exemple 22.
Un exemple d’utilisation de l’exemple 4 est montré pour la rétention du toluène. Une courbe de perçage du matériau a été réalisée (Figure 15). A cet effet, une seringue de 10 mL, munie de 2 embouts, est remplie avec 100 mg de l’exemple 4, puis est exposé à un flux de 350 mL/min d’un mélange gazeux (N2 + toluène) contenant 1 ppm (3,77 mg/m3) de toluène. La teneur de toluène en amont de la seringue est mesurée et celle en ava1 est suivie au cours du temps. La mesure de la teneur de toluène est réalisée avec un détecteur PID, ppbRAE
La courbe de perçage, montrée, ci-dessous, indique que les nanoparticules seules ne retiennent que très peu le toluène. En effet, des traces de ce dernier sont observées dès les premières minutes de l’expérience et la concentration de bases de toluène est retrouvée en sortie de seringues après 19b.
Dans le cas du Charbon Actif seul (Figure 16), celui-ci adsorbe complètement le toluène pendant 83h avant de le laisser passer graduellement. Ce n’est qu’ après 151 h que l’on observe la même concentration de toluène en sortie qu’en entrée de la seringue. Enfin, dans le cas de l’exemple 4 (Figure 17), on constate sur la courbe de perçage que l’apparition du toluène en sortie de seringue n’intervient qu’ après 123h et que la concentration d’origine de toluène n’est retrouvée qu’après 178h. Ce résultat démontre que nos matériaux ont un pouvoir adsorbant bien plus important que le charbon actif seul et ont une utilité dans de possibles applications en tant que filtre à air. La figure 18 permet de comparer les efficacités de piégeage du toluène des différents matériaux.
Exemple d'application 2 : Adsorption de l’hexaldéhyde par les matériaux sous
Une comparaison de l’efficacité des matériaux composites hybrides avec celles du charbon actif NORIT W35 et des matrices de silicate fonctionnalisées (S1O2-NH2, exemple 18, matériau hybride et silice sol-gel seule est réalisée avec un monopolluant, l’hexaldéhyde. Ce composé est présent à la fois dans l’air intérieur (émission de meubles en pin) et abondamment émis lors de la décomposition de l’huile surchauffée des fritures. La capacité d’ adsorption des matériaux exposés à un flux calibré de l’hexaldéhyde a été déterminée avec nr établissement des couvres de perçage.
Le dispositif utilisé pour l’établissement de courbe de perçage est montrée dans la Figure 20. La génération de mélange gazeux calibré est obtenue en balayant la phase vapeur de l’hexanal 1 pur contenu dans un flacon laveur 1 maintenu à -40°€ à l’aide d’un bain éthanolique 2. A cette température, le mélange gazeux contient 25 ppm d’hexaldéhyde (102 mg/nf) Un filtre 3 constitué d’une seringue de 6 L munie de 2 embouts remplie de 50 mg du matériau à tester est exposé au flux de mélange gazeux. Le charbon actif NORIT W35 étant sous forme de poudre micrométrique, les matrices de silicate fonctionnalisées et les matériaux hybrides ont été également broyées en poudre micrométrique. La teneur de Phexaldéhyde en amont de la seringue est mesurée et celle en aval est suivie au cours du temps. La mesure de la teneur de l’hexaldéhyde est réalisée avec un détecteur PID, ppbRAE 4.
Le rapport ([Hexaldéhyde]amont-[hexaldéhyde]aval)* 100/[hexaldéhyde]amont permet de déduire la quantité piégée par le matériau (Figure 21).
Le matériau de silice fonctionnalisée avec des groupements amines (SiCb-NLb) montre une faible efficacité assez semblable à celle du charbon actif sur les longues durées (Figure 21). Le matériau hybride fonctionnalisé par des groupements amines (exemple 18), qui combine la capacité d’adsorption du charbon actif et la capacité d’adsorption irréversible de la silice fonctionnalisée, est le plus performant.
Exemple d’application 3 : Adsorption de i’hexaldéhyde par les matériaux de forme cylindrique
L’effet de la forme des matériaux sur la capacité de piégeage de l’hexaldéhyde est étudié. Les matériaux sont sous forme de bâtonnets cylindriques. La capacité d’adsorption des matériaux a été déterminée pour l’hexaldéhyde avec le dispositif de la figue 20. A cet effet, une seringue de 6 mL, munie de 2 embouts est remplie avec 1g de matériau puis est exposée à un flux de 300 mL/min d’un mélange gazeux (N2+h exaldéhyde) contenant 25 ppm (102 mg/m3) d’bexaldéhyde. La teneur de l’hexaldéhyde en amont de la seringue est mesurée et celle en avala est suivie au cours du temps. La mesure de la teneur de l’hexaldéhyde est réalisée avec un détecteur PII), ppbRAE Le rapport {[Hexaldéhydejamont— [hexaldéhyde]aval) * 100 /[hexaldéhyde]amont permet de déduire la quantité piégée par le matériau (Figure 22). Les matériaux testés sont listés dans le Tableau 2 ci-dessous :
Le matériau de silice seul fonctionnalisé avec des groupements amines présente une adsorption nettement moins efficace que le charbon actif seul et les matériaux hybrides (Figure 22). Les exemples 18 et 18p présentent une adsorption d’hexaldéhyde plus efficace que le charbon actif NORIT RBBAA-3 même si les granulées de charbon actif sont plus petits. De cette étude, il apparaît que la taille des matériaux influe sur le piégeage de polluant. Plus la taille des bâtonnets est petite, plus le filtre sera dense avec une augmentation de la tortuosité du parcours du flux gazeux qui favorise le piégeage du polluant.
L’effet d’une diminution de la proportion de charbon actif a été étudié pour le filtre comportant 5% d’APTES. La capacité d’ adsorption des matériaux a été déterminée à partir de leur exposition à un flux calibré d’hexaldéhyde. A cet effet, une seringue de 6 mL, munie de 2 embouts est remplie avec 1g de matériau en bâtonnet, puis est exposé à un flux de 300 mL/min d’un mélange gazeux (N2+hexaldéhyde) contenant 25 ppm (102 mg/nf ) d’hexaldéhyde. La teneur d’hexaldéhyde en amont de la seringue est mesurée et celle en aval est suivie au cours du temps. La mesure de la teneur d’hexaldéhyde est réalisée avec un détecteur PIB, ppbRAE. Le rapport ([Hexaldéhyde] amont -- \hexaldéhyde\aval ) * 100 /[hexaldéhy de] amont permet de déduire la quantité piégée par le matériau (Figure 23).
Les matériaux testés sont listés dans le Tableau 3 ci-dessous : Tableau 3
L’augmentation de la proportion de charbon actif de 148,4 à 222,6 g/L améliore la performance du filtre. La quantité optimale de CA W35 dans le sol est 222,6 g/L (Figure 23). Exemple d'application 5 : Adsorption de l’hexaldéhyde par les matériaux hybrides fonctionnalisés par des groupements amines primaires se différenciant par la proportion d’amine primaire (APTES)
L'effet de la proportion des précurseurs de silicium fonctionnalisé avec des groupements amine primaire (APTES) a été étudié. La capacité d’ adsorption des matériaux a été déterminée à partir de leur exposition à un flux calibré de l’hexaldéhyde. A cet effet, une seringue de 6 mL, munie de 2 embouts est remplie avec 1g de matériau puis est exposée à un flux de 300 mL/min d’un mélange gazeux (N2+hexaldébyde) contenant 25 ppm (102 mg/m3) d’hexaldéhyde. La teneur d’hexaldéhyde en amont de la seringue est mesurée et celle en aval est suivie au cours du temps. La mesure de la teneur d’hexaldéhyde est réalisée avec un détecteur PIB, ppbRAE. Le rapport ({H ex aldéhyde] amont— [hexaldéhydé\avaï) * 100 /[hexaldéhydejamont permet de déduire la quantité piégée par le matériau (Figure 24).
Les matériaux testés sont listés dans le Tableau 4 ci-dessous :
Tableau 4
Pour cet exemple d’application, on constate que le pourcentage de précurseur de silice fonctionnalisé par des groupements amine (APTES) a un impact sur la capacité d’adsorption. Les résultats indiquent que plus la proportion des groupements amines augmente plus la capacité de piégeage de l’hexanal diminue. Ce phénomène est dû probablement à l’augmentation de la basicité intrinsèque du matériau qui défavorise la réaction entre les amines et Fhexanaf. En effet, la réaction entre amines et aldéhydes est favorisée en milieu acide. Le pourcentage optimisé de précurseur silice fonctionnalisé avec des groupements amine (APTES) est 5% pour le piégeage d’un aldéhyde.
Exemple d'application 6 : Adsorption de l’hexaldéhyde par les matériaux hybrides fonctionnalisés par des groupements amines primaires (APTES) et avec des
L’effet de la nature de précurseur siiicé aminé a été étudié pour le filtre comportant 5% d’APTES et 5% de TMPED. La capacité d’adsorption des matériaux a été déterminée à partir de leur exposition à un flux calibré d’hexaldéhyde. A cet effet, une seringue de 6 mL, munie de 2 embouts est remplie avec l g de matériau puis est exposée à un flux de 300 mL/min d’un mélange gazeux (N2+hexaldéhyde) contenant 25 ppm (102 mg/nr) d’hexaldéhyde. La teneur d’hexaldéhyde en amont de la seringue est mesurée et celle en aval est suivie au cours du temps. La mesure de la teneur d’hexaldéhyde est réalisée avec un détecteur PIB, ppbRAE. Le rapport ([hexaldéhydejamont- [hexaldéhyde]avar)* 100/[hexaldéhyde]amont permet de déduire la quantité piégée par le matériau (Figure 25).
Les matériaux testés sont listés dans le Tableau 5 ci-dessous :
Comme attendu, l’exemple 18 présente une capacité d’adsorption plus efficace que l’exemple 22 car la basicité intrinsèque de la matrice de l’exemple 18 est moins importante. Exemple d'application 7 : Adsorption de l’acétaldéhyde, de l’acétone et de l’E-2- heptenal par le matériau hybride fonctionnalité par des groupements amines (Exemple 18)
Un exemple d’utilisation de l’exemple 18p est montré pour la rétention de l’acétaldéhyde, de l’acétone et de GE-2-heptenaL La capacité d’ adsorption des matériaux a été déterminée à partir de leur exposition à un flux calibré d’un polluant A cet effet, une seringue de 6 mL, munie de 2 embouts est remplie avec Ig de granulés de l’exemple 18p, puis est exposée à un flux de 300 mL/min d’un mélange gazeux (N2+hex aldéhyde) contenant 20 ppm d’E-2-heptcnal, soit 75 ppm d’acétone ou 3 ppm d’acétaldéhyde. La teneur de pollaunt en amont de la seringue est mesurée et celle en aval est suivie au cours du temps. La mesure de la teneur d’hexaldéhyde est réalisée avec un détecteur PIB, ppbRAE. Le rapport ([polluant]amont-[polluant]aval)* 100/[polluant]amont permet de déduire la quantité piégée par le matériau (Figure 26).
Le matériau de l’exemple 18p piège très bien P eptenal, mais un peu moins l’acétone et l’acétaldéhyde qui sont de petite taille. Les taux de piégeage de l’acétone et de l’acétaldéhyde restent malgré tout toujours importants après 5h d’exposition (>80%).
Exemple d'application 8 : Test pour piéger des COVs totaux issus de 1’ (oxydation de P huile par les différents filtres (odeurs de friture)
Des centaines de composés volatils sont générés par l’oxydation de l’huile utilisée comme vecteur de chaleur pour cuire des aliments. L’oxydation conduit à la formation dans un premier temps de produits primaires très instables (hydroperoxydes, radicaux libres, diènes conjugués) et rapidement décomposés en produits secondaires (aldéhydes, cétones, alcools, acides, etc...).
Le dispositif utilisé pour la cuisson d’huile et la récupération des composés organiques volatils totaux (VOC) est montré de façon schématique dans la Figure 27. Il s’agit d’un autocuiseur 11 fonctionnant sur une plaque à induction 12 avec un couvercle étanche comportant une entrée d’air 13 et une ouverture centrale 14 de 1 1 cm de diamètre sur laquelle repose un entonnoir 15 de 15 cm de diamètre. L’entrée d’air permet de balayer à 500 mL/min l’espace de tête afin de récupérer les COVs pour les mesurer. Les COVs sont collectés à l’aide de l’entonnoir et le mélange gazeux est dilué avec de l’air sec (1 L/min) avant d’être entraîné vers un ballon tricol 16 de 500 ml. Le mélange gazeux est tiré à 1 ,5 mL/min à l’aide d’une pompe péristaltique 17 afin d‘homogénéiser l’atmosphère dans le ballon. La mesure des COVs est réalisée avec un détecteur à photoionisation (P1D) 18 dont la tête est maintenue dans le ballon. Dans cette étude, 2 litres d’huile de tournesol pour friture ont été chauffes en continu à ! 80°C pendant 4h. Le compartiment filtre 19 est rempli avec 30g de matériau‘exemple 18p ou charbon actif NORIT RBAA-3) ou avec un filtre commercial (mousse imprégné de charbon actif, Réf. : SEB-SS984689). La teneur de COVs totaux en aval du filtre est suivie au cours du temps à l’aide du détecteur PID, ppbRAE
La figure 28 montre les performances comparées des divers filtres au cours de la cuisson d’huile. Le filtre commercial ne retient que très peu les COVs totaux. L’adsorption des COVs totaux par le charbon actif NORIT RBAA-3 est également moins efficace que le matériau composite hydride même si ces deux matériaux présentent une adsorption similaire dans le cas de l’étude de l’adoption de monopolluant.
Exemple d'application 9 : Tests pour piéger des COVs totaux issus de F oxydation de l’huile par les matériaux hybrides fonctionnalisés (exemple 18p et 24p) se différenciant par la natnre du charbon actif ou par ia fonctîonnalisatîou de la matrice (exemples 18p et 22p)
La Figure 29 montre les performances comparées des divers filtres an cours de la cuisson d’huile. Dans cette étude, 2 litres d’huile de tournesol pour friture ont été chauffés en continu pendant 4h à 180°C. Le compartiment filtre est rempli avec 30g de matériau (exemples 18p, 22p et 24p). Le dispositif montré dans la Figure 27 est utilisé pour la collecte des COVs totaux en aval des divers filtres.
Contrairement à la Figure 25 où l’efficacité du matériau de l’exemple 18p est meilleure que celle de l’exemple 22p pour un monopolluant hexaldéhyde, on observe pour les COVs totaux provenant de la cuisson d’huile une meilleure efficacité du matériau de l’exemple 22p. Notons que ces efficacités correspondent à 95% et 94% de piégeage des COVS totaux (environ 1300 ppm en amont) et demeurent élevées après 4h de cuisson. Le remplacement du charbon actif NGR1T W35 par le DARCO K B·· G induit une légère diminution de l’efficacité de piégeage au temps long qui reste égal à 91%.
Exemple d' application 10 : Couvercle de friteuse Les friteuses sont des appareils de cuisson alimentaire générant lors de leur fonctionnement des odeurs de fritures désagréables.
La Demanderesse a développé un couvercle anti-odeur permettant de limiter et/ou d’éviter l’échappement d’odeurs de friture de friteuse. Deux modes de réalisations sont présentées Figures 3QA & 30B, et 31A & 31 B. Pour cela, la Demanderesse a intégré l’un des matériaux de l’invention comprenant des particules cœur-coquille avec un cœur de charbon actif enrobé d’une couche de silice sol- gel fonctionnalisé ou non, dans une cartouche filtrante. Celle-ci est disposée dans le logement 121 de la paroi inférieure 12 du couvercle 1 de sorte que lors de la cuisson, les vapeurs de friture sont piégées dans les nanoparticules cœur-coquille de G invention.

Claims

1. Couvercle anti-odeur (100) comprenant une paroi supérieure (110) et une paroi inférieure (120) caractérisé en ce qu’il comprend un matériau filtrant (200) incluant des particules cœur-coquille comprenant ou étant constituées d’un cœur de charbon actif entouré d’une coquille de silice sol-gel, de préférence mésoporeuse.
2, Couvercle anti-odeur (100) selon la revendication 1, caractérisé en ce qu’il a une forme adaptée à la fermeture d’un appareil de cuisson, ladite paroi inférieure (120) étant dirigée vers l’intérieur de l’appareil de cuisson.
3, Couvercle anti-odeur (100) selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que la paroi inférieure (120) comprend un logement (121) apte à recevoir le matériau filtrant (200) ou un système de filtration comprenant ledit matériau filtrant (200), tel que par exemple une cartouche filtrante.
4, Couvercle anti-odeur (100) selon la revendication 3, caractérisé en ce que le logement (121) est agencé entre la paroi supérieure (110) et la paroi inférieure
(120).
5. Couvercle anti-odeur (100) selon la revendication 3 ou la revendication 4, caractérisé en ce que le logement (121) comprend le matériau filtrant (200) du côté de la paroi inférieure (120) et comprend au moins une ouverture d’échappement (111 ) du côté de la paroi supérieure (110), afin de permettre le passage d’un flux de vapeur à travers le couvercle anti-odeur (100).
6. Couvercle anti-odeur (100) comprenant une paroi supérieure (110) et une paroi inférieure (120) caractérisé en ce que la paroi inférieure (120) comprend un matériau filtrant (200) comprenant des particules cœur-coquille constituées d’un cœur de charbon actif entouré d’une coquille de silice sol-gel mésoporeuse.
7. Couvercle anti-odeur (100) selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel les particules cœur-coquille sont sphériques et présentent un diamètre de 20 à 400 nm.
8. Couvercle anti-odeur (100) selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel la coquille de silice sol-gel mésoporeuse comprend un siloxane fomié à partir d’au moins un précurseur organosiiicé choisi parmi le tétraméthoxysilane (TMIOS), le tétraéthoxysilane (TEOS), le phényltriméthoxysilane (PhTMOS), le phényltriéthoxysilane (PhTEOS), le (2~phényiéthyi)triéthoxysilane, le 3- aminopropyltriéthoxysilane (APTES), le (3-glycidyloxypropyl)triméthoxysilane (GPTMOS), le (3-glycidyloxypropyl)triéthyoxysilane (GPTE8), la N~(2- aminoéthyl)-3-(triméthoxysilyl)propylamine (NH2-TMOS), le N- (triméthoxysilylpropyl)éthylènediamiiietriacétate, 1’ acétoxy éthy Itriméthoxy silane (AETMS), l’uréidopropyltriéthoxysilane (UPTS), le 3-(4- semicarbazidyl)propyltriéthoxysilane (SCPTS) et leurs mélanges ; de préférence le précurseur organosilicié est du tétraméthoxysilane ou du tétraéthoxysilane.
9, Couvercle anti-odeur (100) selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, dans lequel le précurseur organosiiicé est un mélange de tétraméthoxysilane et d’un précurseur organosiiicé fonctionnalisé, avantageusement choisi parmi le phényltriméthoxysilane (PhTMOS), le phényltriéthoxysilane (PhTEOS), le (2- phényléthyljtriéthoxysilane, le 3-aminopropyltriéthoxysilane (APTES), le (3- glycidyloxypropyijtriméthoxysilane (GPTMOS), le (3- glycidyloxypropyljtriéthoxysilane (GPTES), la N-(2-Ammoéthyl)-3~ (triméthoxysilyl)propyiamine (NH2-TMOS), le N-
(Triméthoxysîlylpropyl)éthylènediamineiriaeétate, Tacétoxyéthyltriméthoxysiiane (AETMS), l’uréidopropyltriéthoxysilane (UPTS), le 3-(4- semicarbazidyl)propyltriéthoxysilane (SCPTS) et leurs mélanges.
10, Couvercle anti-odeur (100) selon l’une quelconque des revendications 1 à 9, dans lequel le charbon actif se présente sous forme de bâtonnets de taille millimétrique.
11. Couvercle anti-odeur (100) selon l’une quelconque des revendications 6 à 10, dans lequel la paroi inférieure (120) comprend un logement (121) dans lequel est agencé le matériau filtrant (200).
12. Couvercle anti-odeur (100) selon l’une quelconque des revendications 6 à 11, dans lequel la paroi supérieure (110) comprend au moins une ouverture d’échappement (111) communiquant avec le logement (121) de la paroi inférieure (120) comprenant le matériau filtrant (200). 13, Couvercle anti-odeur (100) selon l’une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé en ce qu’il comprend un hublot.
14. Couvercle anti-odeur (100) selon l’une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisé en ce qu’il comprend un joint annulaire d’étanchéité.
15. Appareil de cuisson alimentaire comprenant un couvercle anti-odeur (100) selon l’une quelconque des revendications 1 à 14.
16. Appareil de cuisson alimentaire selon la revendication 15, comprenant une cuve pour bain de cuisson ; de préférence l’appareil de cuisson alimentaire est une friteuse.
17. Cartouche filtrante pour couvercle anti-odeur (100), caractérisée en ce qu’elle comprend un matériau filtrant (200) incluant des particules cœur-coquille comprenant ou étant constituées d’un cœur de charbon actif entouré d’une coquille de silice sol-gel, de préférence mésoporeuse.
18. Cartouche filtrante pour couvercle anti-odeur (100) selon la revendication 17, dans laquelle les particules cœur-coquille sont sphériques et présentent un diamètre de 20 à 400 nm.
19. Cartouche filtrante pour couvercle anti-odeur (100) selon la revendication 17 ou la revendication 18, dans laquelle la coquille de silice sol-gel mésoporeuse comprend un siloxane formé à partir d’au moins un précurseur organosilicé choisi parmi le tétraméthoxysilane (TMÏOS), le tétraéthoxysilane (TEOS), le phényltriméthoxysilane (PhTMOS), le phényltriéthoxysilane (PhTEOS), le (2- phényiéthyl)triéthoxysiiane, le 3-aminopropyltriéthoxysilane (APTES), le (3- glycidyloxypropyl)triméthoxysilane (GPTMOS), le (3- glycidyloxypropyl)iiiéthyoxysilane (OPTES), la N-(2~aminoéthyl)~3- (triméthoxysilyl)propylamine (NH2-TMOS), le N-
(triméthoxysilylpropyl)éthylènediarninetriacétate, racétoxyéthyltriméthoxysilane (AETMS), Turéidopropyltriéthoxysilane (UPTS), le 3-(4- semicarbazidyl)propyltriéthoxysilane (SCPTS) et leurs mélanges ; de préférence le précurseur organosilicié est du tétraméthoxysilane ou du tétraéthoxysilane. , Cartouche filtrante pour couvercle anti-odeur (100) selon l’une quelconque des revendications 17 à 19, dans laquelle le précurseur organosilicé est un mélange de tétraméthoxysilane et d’un précurseur organosilicé fonctionnalisé, avantageusement choisi parmi le phényltriméthoxysilane (PhTMOS), le phényltriéthoxysilane (PhTEOS), le (2-phényléthyl)triéthoxysilane, le 3~ aminopropyltriéthoxysilane (APTES), le (3-glycidyloxypropyl)triméthoxysilane (GPTMOS), le (3-glyridyloxypropyl)triéthoxysilane (OPTES), la N-(2- Aminoéthyl)-3-(triméthoxysilyl)propylamine (NH2-TMOS), le N- (T i m éth oxy i 1 y 1 propv 1 )étby 1 èn edi am i n etri acétate, l’acétoxyéthyltriméthoxysilane (AETMS), l’uréidopropyltriéthoxysilane (IJPTS), le 3-(4- semicarbazidyl îpropyltriéthoxysiiane (SCPTS) et leurs mélanges. Cartouche filtrante pour couvercle anti-odeur (100) selon l’une quelconque des revendications 17 à 20, dans laquelle le charbon actif se présente sous forme de bâtonnets de taille millimétrique.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE7412769L (fr) * 1973-10-12 1975-05-28 Du Pont
EP0183281A2 (fr) * 1978-09-13 1986-06-04 Itt Industries, Inc. Couvercle détachable pour un appareil de cuisson
DE4343358A1 (de) * 1993-12-18 1995-06-22 Hasso Von Bluecher Aktivkohle enthaltende poröse Körper
DE10150825A1 (de) * 2001-10-15 2003-04-17 Bsh Bosch Siemens Hausgeraete Katalytische Beschichtung für die Selbstreinigung von Öfen und Herden
KR100625830B1 (ko) * 2005-03-30 2006-09-22 서선자 조리용기 뚜껑의 냄새 배출장치
KR100708331B1 (ko) * 2005-07-04 2007-04-17 최성우 휘발성탄화수소 회수용 흡착제 및 그 제조방법
JP2008045580A (ja) * 2006-08-11 2008-02-28 Hitachi Appliances Inc 真空断熱パネル及びそれを備えた機器
WO2014105908A2 (fr) * 2012-12-26 2014-07-03 Meyer Intellectual Properties Ltd. Ensemble de batterie de cuisine pour friture
CN204016023U (zh) * 2014-02-28 2014-12-17 康艾尔公司 一种烹饪器具及用于该烹饪器具的烟过滤系统
FR3061708B1 (fr) * 2017-01-06 2021-10-22 Commissariat Energie Atomique Procede de preparation de materiaux hybrides cœur-coquille
CN107048980A (zh) * 2017-05-15 2017-08-18 重庆凰巢实业有限公司 一种自热火锅及自热食品包

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