CN1265843C - 空气中恶臭物质的除去或减少方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及交联的具有亲水基的聚合物用于除去或减少空气中的恶臭物质的用途，该聚合物与一种液体一起形成一种开孔海绵结构。一个优选的实施方案是，向海绵体中引入活化剂，该活化剂缓慢且均匀地释放到空气中并与恶臭物质反应并由此减少或除去它们或掩盖其气味。

Description

空气中恶臭物质的除去或减少方法

本发明涉及具有开孔海绵结构的吸附剂用于除去或减少空气中的恶臭物质的用途。

实践中使用不同种方法以通过气体洗涤而除去或减少在空气中的恶臭物质。这些方法中的一些方法是利用大表面积的固体物质能吸附气态物质并且因而可在较长时间内结合它们的能力。例如，为了从空气和废气的气流中除去挥发性杂质，使用矿物载体材料、纸纤维网和活性炭作为过滤器芯子。另一种原理在于采用与恶臭物质反应或能够掩盖它们的活化剂浸渍粉末、吸水纸、吸收性聚合物或高度多孔性粘土颗粒。当被污染的空气通过或流过它们时，它们再次缓慢地释放出这些活化剂并且能由此发挥其作用。

本发明的目的是提供一种可简单制备的高活性吸附剂，其既能够直接结合恶臭物质，又能够吸附和脱附能与空气中的恶臭物质反应或能掩盖这些物质的活化剂。

该目的通过使用交联的含有亲水基的马来化或环氧化聚合物达到，所述聚合物采用液体溶胀并形成含有水的开孔海绵结构，用于除去或减少恶臭物质。

交联的马来化或环氧化聚合物是带有亲水基的聚合物与交联剂的反应产物。合适的带有亲水基的聚合物为马来化或环氧化聚合物，例如分子量为400-10,000的聚二烯(例如聚丁二烯、聚癸二烯)和不饱和脂肪酸(如豆油)与马来酸酐的反应产物，还有烯烃(如乙烯)与马来酸酐的共聚物，以及环氧化聚丁二烯。也可以使用糖类，如交联的果糖和淀粉。优选的交联剂为具有2个或3个氨基的多胺，特别是聚氧化烯多胺，如聚氧丙烯二胺和聚氧丙烯三胺。除了多胺以外，尿素、聚氮丙啶、表氯醇、三甘醇，以及氧化锌、醋酸锌和氢氧化钙也可用作交联剂，后者可能与两个马来酸酐基团形成稳定的络合物。优选的交联的带有亲水基的聚合物通过马来化或环氧化聚合物与多胺，优选在醇溶液中，特别是在二丙二醇中，在高温下，优选在40-60℃下缩合而制备。也是在此，聚合物与交联剂的优选摩尔比为20∶1-1∶1，特别是8∶1-1∶1。在接近1∶1的低摩尔比下，实现剧烈交联，这得到相对坚韧和致密的海绵状组合物。缩合是在添加剂，如具有溶胀作用且是表面活性的液体，特别是活化剂的存在下进行的。特别有效的亲水基是源自聚氧化烯多胺的-CRH-O-基团，还有交联的马来化聚合物的马来酸酐基团和羧基基团或-NR-CO-基团，以及交联的环氧化聚合物的环氧基团或-COH-CNR-基团。

交联聚合物与表面活性液体一起形成能够吸附另外的液体和特别是气体的开孔海绵结构。它能够吸收多于4倍，有些情况下甚至多于10倍于其重量的挥发性外来杂质。交联聚合物具有三维带孔网络，在其中吸取和吸附挥发性外来杂质使得聚合物象海绵一样溶胀。在溶胀状态下，三维网络由平均体积为1-1000nm³，优选为3-200nm³的单位晶格组成。

根据本发明交联的聚合物直接或间接地用于除去或减少空气中的恶臭物质，例如氨、硫化氢、氯、酚，和有机氨基、硫和卤素化合物，以及挥发性烃。

在本发明的第一个实施方案中，交联聚合物直接用于吸附并因而从空气中除去恶臭物质。为了这一目的，应已经采用液体使聚合物溶胀，以形成海绵状组合物，除了采用水以外，例如采用石蜡油、醇、乙二醇，或表面活性剂，如聚亚烷基二醇，优选二丙二醇，相对于聚合物的用量是5-1000重量％，特别是50-500重量％。还有利的是，加入相对于聚合物的用量为0.5-5重量％的促进吸附的细分散固体，例如硅胶、氧化锌或硅酸盐，以及加入作为阻燃剂的糖类和/或有机溴化合物。

也优选加入相对于聚合物的用量为2-400重量％的固体或液体，所述固体或液体能与恶臭物质反应，并且因而能化学结合它们，例如抗坏血酸、五倍子酸、葡糖酸锌、乳酸钙、水杨酸苄酯、顺式-3-己烯水杨酸酯、丁基羟基甲苯和维生素E。

上述固体和液体可以在制备聚合物期间加入或随后与聚合物进行混合。

为了从空气中除去恶臭物质，可以使这些物质例如在烟道排气管或烟囱中经过聚合物层上方或聚合物颗粒上方。由于它们的海绵状结构，也可以将它们直接用作过滤器。也可能将作为分散在液体中的乳液形式的聚合物以直径为0.5-500μm的细小珠滴的形式喷射到被污染的空气流经过的表面上。由于交联聚合物的网状结构，它们起的作用象海绵一样，所述海绵吸取并结合恶臭物质。在可通过简单的试验确定的一定时间之后，聚合物被饱和；然后可以例如在酸浴中将它们再生。

根据本发明第二个优选的实施方案，交联聚合物负载有活化剂，并与其形成海绵状组合物。活化剂缓慢且均匀地从组合物中释放出来，然后可以与恶臭物质反应并减少或掩盖这些物质。

通常，活化剂是能与恶臭物质反应或作为香料覆盖并掩盖臭气的液体醛、醇、酮、萜烯或酯。合适的液体的例子有香草醛、丁子香酚、麝香草酚、香叶醇、香茅醇、桉树脑、茉莉酮H、linanool(里哪醇)、薄荷醇、香豆素、柠檬醛、α-蒎烯、C7-C12的醛、橙花醇乙酸酯、乙酸里哪醇酯、丁基羟基甲苯和水杨酸苄酯，以及天然油质香精(如树脂油)，和这些液体的混合物。

优选在通过聚合或缩合制备交联聚合物的期间向起始物料中加入活化剂。也可以将交联聚合物采用活化剂浸渍，并且因此将其溶胀。活化剂应以10-90重量％，特别是40-80重量％的量存在于海绵状组合物中。也是在此处，海绵状材料可包含添加剂，除了水以外，还有例如阻燃剂(如糖、偶氮二酰胺和溴化合物)，和用于防止结块的锯屑或其它粉末，溶剂(如醇)，以及促进活化剂释放的升华助剂。

用于制备海绵状组合物的起始物料的典型的组成如下：

马来化聚合物         14-30重量％

交联剂               0.2-5重量％

水                         最高至10重量％

阻燃剂                     1-20重量％

活化剂                     剩余量

必要的是，使活化剂以一定方式适应使用的交联聚合物，以便它能够在有效期内仅仅非常缓慢和均匀地从海绵状组合物中释放出来，并且它保持其作用至少3天，优选至少1星期，且特别是1-6个月。释放出来的活化剂能够与气相中的恶臭物质反应，并且因而从空气中除去恶臭物质或减少它们。除了实际的化学反应，例如硫化氢或氨与醛之间的反应以外，也可通过静电力或范德华力发生结合，其结果是至少降低了气味的可察觉性。此外，活化剂也可以掩盖臭气和/或作为特定的香料组合物覆盖臭气和引起芳构化。取决于应用目的，含有活化剂的海绵状组合物以碎屑、削屑、颗粒、球、立方体、带或板的形式存在。

当然也可将上述两个实施方案彼此组合。

以下实际应用是可能的：

在其上用泥土覆盖恶臭垃圾或泥浆的填埋场上。例如将海绵状组合物与垃圾以削屑形式混合，10-100g活化剂/m²是足够的。

在动物饲养设施、畜栏、液体粪便容器或动物园中，海绵状组合物以块、板、带或碎屑的形式放置在栅格或网上。这些可直接吊在顶棚上；但是优选在支架上可将多个栅格上下重叠或并排布置。可将该支架安装在可置于室内或进风井中的通风箱中。在后面的情况下，吸入的新鲜空气使活化剂挥发。

在封闭空间内，例如在医院的、敬老院的、并且特别是旅馆和餐馆的房间、娱乐室、礼堂、厨房和卫生间内。在这些情况下，可将海绵状组合物以碎屑、带、板或块的形式直接引入通风井；但是优选将它们置于栅格或网具上。可以再次在通风箱内的支架上将这些栅格或网上下重叠布置。

在公共交通工具中，例如铁路车厢、电车车厢和地铁车厢，公共汽车和海轮和飞机中。此处，也可将海绵状组合物以碎屑、带、板或块的形式置于网或栅格上，并且在安装在交通工具的通风井内的支架中将这些栅格或网上下重叠布置。

在地铁站内，在此例如可将海绵状组合物安装在站台和轨道区域之间的边缘上。

在工业设施，将海绵状组合物安装在废气烟囱内或在进气口内或在用于工艺空气的吹入设备内。在可能破坏聚合物基体的预期污染较重的地方(例如在硫化设施中)或废气在高温下的地方，可将活化剂吹入室内或通过在侧面安装的装置真空下吸入，在此它可与废气混合并与恶臭物质反应。

即使在不存在强制通风的地方，也可以在单独安装的专门设计的通风装置内使用海绵状组合物，并然后确保逸出的试剂均匀分布。

实施例1

将10g马来化聚丁二烯(液体聚丁二烯与马来酸酐的反应产物-由Revertex所提供的LITHENE)与40g二丙二醇在50℃下混合(混合物A)。将3g聚氧丙烯二胺(分子量为400)与45g二丙二醇在室温下混合(混合物B)。在平底容器中，于40℃下将混合物A和B与1g水和1g表面活性剂LRI(26％聚丙二醇、40％聚乙二醇、26％丁基乙基乙二醇和8％氢化的蓖麻油的混合物)一起搅拌15min。

直接使用已象海绵一样溶胀的含有细孔的所获得的聚合物作为过滤器，用于减少空气中的恶臭物质。

实施例2

在2.5l的反应器内，将100g分子量为10,000的淀粉溶于300ml的水中。将1g作为催化剂的硼氢化钠、100g作为活化剂的醛和20g表面活性剂LRI搅拌入。在室温下，以200rpm将整个体系搅拌2小时之后，在以100rpm搅拌的同时加入30ml作为交联剂的表氯醇。混合物形成凝胶并制得海绵状组合物。将该组合物粉碎成碎屑并与400mg淀粉葡糖苷酶(其使淀粉发生酶降解，并因此促进了海绵状组合物的分解和活化剂的释放)混合。将碎屑与泥土混合并施用于垃圾填埋场上。

Claims (16)

1.交联的含亲水基的马来化或环氧化聚合物用于除去、减少或掩盖空气中的恶臭物质的用途，所述聚合物采用液体溶胀，与此液体形成开孔海绵结构，其特征在于开孔海绵结构含有水，和醇或没有醇。

2.权利要求1的用途，其特征在于开孔海绵结构含有最高至10重量％的水。

3.权利要求1的用途，其特征在于开孔海绵结构含有作为醇的聚亚烷基二醇。

4.权利要求1的用途，其特征在于交联聚合物是马来化或环氧化聚合物与作为交联剂的具有2个或3个氨基的多胺的反应产物。

5.权利要求4的用途，其特征在于聚合物是聚二烯烃。

6.权利要求1的交联聚合物的用途，用于通过液体活化剂与恶臭物质的化学反应或通过采用活化剂掩盖恶臭物质而减少空气中的恶臭物质，其特征在于使活化剂吸附于交联聚合物中，与它形成海绵状组合物，并且活化剂从海绵状组合物中缓慢且均匀地释放出来，从而挥发并且随后才与恶臭物质反应或掩盖这些物质。

7.权利要求6的用途，其特征在于海绵状组合物中所包含的活化剂的量为10-90重量％。

8.权利要求6的用途，其特征在于活化剂为液体醛、酮、醇、酯、萜烯或天然油质香精。

9.权利要求1的交联聚合物的用途，用于除去空气中的恶臭物质，其特征在于使恶臭物质吸附于由交联聚合物和溶胀性或表面活性的液体组成的海绵状组合物中。

10.权利要求6的海绵状组合物的用途，用于除去动物饲养设施、畜栏和液体粪便容器的臭味。

11.权利要求6的海绵状组合物的用途，用于除去建筑物中的房间的臭味。

12.权利要求6的海绵状组合物的用途，用于除去公共交通工具的臭味。

13.权利要求3的用途，其特征在于醇是二丙二醇。

14.权利要求5的用途，其特征在于聚合物是聚丁二烯或聚癸二烯。

15.权利要求10的用途，用于除去猪饲养设施的臭味。

16.权利要求11的用途，用于除去在旅馆和餐馆中的房间的臭味。