(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガス流からＮＯ２を除外するための吸着剤であって、
吸着体であって、当該吸着体の表面と関連した、
２重量％〜１２重量％の銅と、
１重量％〜５重量％のモリブデンと、
３重量％〜６重量％の硫酸塩と、
６重量％〜１５重量％のトリエチレンジアミンとを有する吸着体
を有する、吸着剤。
【請求項２】
請求項１記載の吸着剤であって、さらに、２重量％〜１２重量％の亜鉛を有する、吸着剤。
【請求項３】
請求項１記載の吸着剤であって、さらに、０．０３重量％〜１．０重量％の銀を有する、吸着剤。
【請求項４】
請求項１記載の吸着剤であって、さらに、２重量％〜２０重量％の水を有する、吸着剤。
【請求項５】
請求項１記載の吸着剤において、前記吸着剤は、活性炭、天然および合成ゼオライト、シリカ、シリカゲル、アルミナ、ジルコニア、および珪藻土から成る群から選択される、吸着剤。
【請求項６】
組成物であって、
吸着体であって、当該吸着体の表面と関連した、
２重量％〜１２重量％の銅と、
１重量％〜５重量％のモリブデンと、
３重量％〜６重量％の硫酸塩と、
６重量％〜１５重量％のトリエチレンジアミンとを有する吸着体
を有するガス流からＮＯ２を除外するための第１の吸着剤と、
アンモニアを除去する第２の吸着剤と
を有し、
前記第２の吸着剤は、前記吸着剤の表面に関連したニッケルクロライドを有する第２の吸着体を有する、組成物。
【請求項７】
請求項６記載の組成物において、前記第１の吸着剤は、さらに、２重量％〜１２重量％の亜鉛を有する、組成物。
【請求項８】
請求項６記載の組成物において、前記第１の吸着剤は、さらに、０．０３重量％〜１．０重量％の銀を有する、組成物。
【請求項９】
請求項６記載の組成物において、前記第１の吸着剤は、さらに、２重量％〜２０重量％の水を有する、組成物。
【請求項１０】
請求項６記載の組成物において、前記吸着体は、活性炭、天然および合成ゼオライト、シリカ、シリカゲル、アルミナ、ジルコニア、および珪藻土から成る群から選択される、組成物。
【請求項１１】
請求項６記載の組成物において、前記第１の吸着剤および前記第２の吸着剤が混合される、組成物。
【請求項１２】
請求項６記載の組成物において、前記第１の吸着剤および前記第２の吸着剤が層になっている、組成物。
【請求項１３】
請求項６記載の組成物において、前記第２の吸着体は、活性炭、天然および合成ゼオライト、シリカ、シリカゲル、アルミナ、ジルコニア、および珪藻土から成る群から選択される、組成物。
【請求項１４】
ガス流からＮＯ２を除外するための吸着剤を作成する方法であって、
吸着体に組成物を含浸する工程を有し、前記組成物は、
２重量％〜１２重量％の銅と、
１重量％〜５重量％のモリブデンと、
３重量％〜６重量％の硫酸塩と、
６重量％〜１５重量％のトリエチレンジアミンとを有する、方法。
【請求項１５】
請求項１４記載の方法において、前記含浸する工程は、２重量％〜１２重量％の亜鉛をさらに有する組成物を含浸する工程を有する、方法。
【請求項１６】
請求項１４記載の方法において、前記含浸する工程は、０．０３重量％〜１．０重量％の銀をさらに有する組成物を含浸する工程を有する、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願書類の相互参照：
本願は、２０１５年１月９日に提出され、「窒素酸化物を除去するための炭素吸着剤とその作成方法」と題した米国仮出願第６２／１０１，６２２号明細書の優先権を主張し、この参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
【背景技術】
【０００２】
活性炭は長年、気体流または液体流から毒性の気体および蒸気を除去するために使用されてきた。例えば、活性炭は呼吸空気または排ガスから有害物質を除去する際にも有用であり、ガスマスクのフィルター、呼吸マスク、共同フィルター、およびその他の用途に使用することができる。有害物質を除去するために使用される活性炭は、有害ガスと反応する成分を含浸することが多く、この有害ガスは含浸していない活性炭を使用した場合は除去されない。活性炭に含浸する化学吸着反応では、不活性体として有害ガスが得られるか、またはこれを変換して炭素により容易に除去される形態を生成する。特に、二酸化窒素および関連窒素酸化物（ＮＯｘ）は、呼吸空気または排ガスから除去しなければならない有毒ガスである。これまでの吸着剤では、費用が高く、有効性の低い様々な炭素系および非炭素系の吸着体が用いられてきた。
【０００３】
さらに、軍用ガスから呼吸を保護するために設計された呼吸フィルターおよび吸着剤媒体におけるトリエチレンジアミン（ＴＥＤＡ）の使用は長年認められてきた。特に、ＴＥＤＡは、無クロム組成物中の塩化シアン（ＣＫ）ガスを防護する緊急物資として認められており、銅、場合によっては亜鉛を含む。多くの呼吸マスクおよび空気清浄の用途でＮＯ２除去の改善が望まれている。
この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、以下のものがある（国際出願日以降国際段階で引用された文献及び他国に国内移行した際に引用された文献を含む）。
（先行技術文献）
（特許文献）
（特許文献１）  米国特許第５，４９２，８８２号明細書
（特許文献２）  米国特許第４，８０１，３１１号明細書
（特許文献３）  ロシア国特許第２４１４２９１号明細書
（特許文献４）  米国特許第７，００４，９９０号明細書
（特許文献５）  米国特許第５，０６３，１９６号明細書
【図面の簡単な説明】
【０００４】
【図１】図１は、ガス流からの有害ガスの除去に対するトリエチレンジアミンの効果を示している。
【発明を実施するための形態】
【０００５】
本組成物と方法について説明する前に、特定のプロセス、組成物、または説明された方法論は変化するため、本発明はこれらに限定されるものではないことは理解されるものとする。また、その説明で使用される専門用語は特定の変形形態または実施形態のみを説明することを目的としており、添付の請求項のみで限定される本発明の範囲を制限する意図はないことは理解されるものとする。それ以外に指定のない限り、本明細書で使用されるすべての技術的および科学的用語は当業者の１人に一般的に理解されるものと同じ意味を有する。本明細書に説明したものと同様または同等の方法および材料は本発明の実施形態の実践または検査で使用することができるが、今回、好適な方法、装置、および材料を説明する。本明細書で言及したすべての出版物は、この参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。本明細書の中で、本発明は先行発明に基づきそのような開示に先行する権利はないことの承認として解釈されるものはない。
【０００６】
本明細書で使用するとおり、添付の請求項では、単数形の「ａ」、「ａｎ」、および「ｔｈｅ」には、内容で明らかにそうでないことを示していない限り、複数の言及も含むことは注意する必要がある。したがって、例えば、「燃焼室」の言及は、「１若しくはそれ以上の燃焼室」および当業者に既知のその同等物などの言及である。
【０００７】
本明細書に用いるとおり、「約」の用語は、使用される数の数値のプラスまたはマイナス１０％を意味する。したがって、約５０％は４５％〜５５％の範囲を意味する。
【０００８】
本明細書に用いるとおり、「吸着体」の用語は任意の供給源由来のすべての既知の材料を含むことを意味する。例えば、吸着体は、これに限定されるものではないが、活性炭、天然および合成ゼオライト、シリカ、シリカゲル、アルミナ、ジルコニア、および珪藻土を含む。
【０００９】
本発明の様々な実施形態は、空気または他のガス流から有害または毒性ガスを除去するための吸着剤に関する。他の実施形態は、これらの吸着剤を含む、そのような吸着剤およびフィルター装置を生成する方法に関する。
【００１０】
様々な実施形態の吸着剤は、様々な毒性ガスの吸着を改善するため、５％以上のトリエチレンジアミン（ＴＥＤＡ）を含む添加物を併用した吸着体を含む。特に、本発明の吸着剤は、二酸化窒素および他の窒素酸化物などのガスを含む、改善された窒素の吸着を提供する。様々な実施形態の吸着剤は、窒素含有ガスまたは他の有害または毒性ガスの吸着を改善する追加の添加物を含むことができる。これらの追加の添加物は、例えば、金属または金属の組み合わせ、硫酸塩などを含むことができる。例えば、特定の実施形態では、前記吸着剤は、少なくとも銅、亜鉛、モリブデン、銀、硫酸塩を含み、約５重量％〜２０重量％のＴＥＤＡを含む。
【００１１】
実施形態の吸着剤に含まれるＴＥＤＡの量は変化する可能性がある。例えば、一部の実施形態では、前記吸着剤が約５重量％〜約２０重量％のＴＥＤＡを含む。他の実施形態では、前記吸着剤が約６重量％〜約１５重量％、約８重量％〜約１０重量％、約１０重量％〜約２０重量％、約１０重量％〜約１５重量％、約１０重量％〜約１２重量％、またはいずれかの範囲またはこれらの範囲に含まれる個々の濃度を含む。前記ＴＥＤＡは、前記吸着剤の表面に沈着し、個々の顆粒として前記吸着剤に組み込まれ、またはその組み合わせである。
【００１２】
様々な追加の添加物は、様々な実施形態の吸着剤にも含まれる。特定の実施形態では、前記追加の添加物が金属または様々な金属塩または化合物である。「金属」の用語の使用は、前記金属の形態、およびその金属の塩の両方を含むことを意図する。例えば、前記「銅」の用語は、金属銅、および多数の銅塩または化合物のいずれかの可能性を含むために使用される。様々な金属が本発明の前記吸着剤に取り込まれるが、特定の実施形態では、前記金属が銅、銀、亜鉛、バナジウム、タングステン、モリブデン、銀などを含む。本発明の吸着剤に含まれる各金属の量は変化する可能性があり、吸着される金属およびガスによって約０．０１重量％〜約２０重量％とすることができる。一部の実施形態では、前記吸着剤が銅、亜鉛、バナジウム、タングステン、およびモリブデンそれぞれを約２重量％〜約１２重量％含み、他の実施形態では、前記吸着剤が銅、亜鉛、バナジウム、タングステン、およびモリブデンそれぞれを約３重量％〜約１０重量％または約４重量％〜約８重量％、またはこれらの範囲に含まれるすべての範囲または個々の濃度を含む。実施形態の吸着剤では、各金属の濃度が前記吸着剤中の他の金属と独立している。例えば、一部の実施形態では、前記吸着剤が銅を約１重量％〜約１２重量％または約２重量％〜約１０重量％、バナジウム、タングステン、モリブデン、またはその組み合わせを約０．５重量％〜約５重量％または約１重量％〜約４重量％、および銀を約０．０１〜約１．０重量％または約０．０３重量％〜約０．０５重量％含む。
【００１３】
本発明の吸着剤に組み込まれるさらなる添加物は、硫酸塩、リン酸塩、炭酸塩など、およびその組み合わせを含む。硫酸塩、リン酸塩、および炭酸塩の濃度は実施形態で変化する可能性があり、典型的には約１重量％〜約１０重量％、約２重量％〜約８重量％、約３重量％〜約５重量％、またはこれらの範囲に含まれるすべての範囲または個々の濃度である。
【００１４】
実施形態は、特定の吸着体に限定されない。例えば、前記吸着体は活性炭、再活性炭、天然および合成ゼオライト、シリカ、シリカゲル、アルミナ、珪藻土、ジルコニアなど、およびその組み合わせである。特定の実施形態では、前記吸着体は活性炭または再活性炭とすることができる。そのような実施形態では、前記活性炭はいずれかの供給源から得るか、様々な出発原料から作ることができる。例えば、活性炭の生成に適した材料には、これに限定されるものではないが、無煙炭、半無煙炭、瀝青質、半瀝青質、褐炭、または亜炭、ココナッツの殻などのナットシェル、木材、もみ殻またはわらなどの野菜、石油精製からの残渣または副生成物、および天然または合成ポリマー材料などの様々なランクの石炭を含む。前記炭素を含む材料は、当該分野で既知の従来の熱的または化学的方法により炭素吸着剤に処理することができ、使用した出発原料および処理により、本質的に異なる表面積および細孔容積を与える。特定の実施形態では、前記活性炭が石炭をベースとした活性炭であり、一部の実施形態では、前記出発原料を瀝青炭とすることができる。
【００１５】
様々な実施形態の吸着剤は、さらに最高約２５重量％の残留水を含み、一部の実施形態では、そのような吸着剤が約２重量％〜約２０重量％、約３重量％〜約１５重量％、約４重量％〜約１０重量％、約４重量％〜約８重量％、約６重量％〜約９重量％の残留水、またはこれらの例示した濃度に含まれる個々の濃度または範囲を含む。他の実施形態では、本発明の吸着剤が残留水を含まない（０重量％）。
【００１６】
特定の実施形態は、銅、モリブデン、銀、硫酸、およびＴＥＤＡの組み合わせを有する活性炭を含む吸着剤に関し、上記に特定された範囲の濃度または組み合わせの各成分が前記活性炭の表面に沈着される。一部の実施形態では、前記吸着剤が活性炭および約２重量％〜約１０重量％の銅、約１重量％〜約４重量％のモリブデン、約０．０３重量％〜約０．１重量％の銀、約３重量％〜約５重量％の硫酸、および約６重量％〜約１２重量％または約８重量％〜約１２重量％のＴＥＤＡを含む。
【００１７】
さらなる実施形態は、銅、モリブデン、銀、硫酸、およびＴＥＤＡの組み合わせを有する上述の吸着体を含む組成物に関し、上記に特定された範囲の濃度または組み合わせの各成分が前記活性炭の表面および１若しくはそれ以上の他の吸着体に沈着される。そのような実施形態では、他の吸着体が活性炭または別の吸着体であり、異なる組み合わせの添加物を含浸することができる。例えば、一部の実施形態では、塩化ニッケル（ＮｉＣｌ２）を含浸した活性炭など、上述の吸着体を、アンモニアを除去するための吸着体と併用することができる。別の実施形態では、アンモニアを除去するため、前記吸着体をＮｉＣｌ２／ＺｎＣｌ２混合物で含浸することができる。他の実施形態では、アンモニアを除去するため、前記吸着体に１若しくはそれ以上のリン酸、硫酸、およびクエン酸を含浸することができる。実施形態の組成物には、本発明の吸着体と１若しくはそれ以上の他の吸着体の混合物を含み、様々な吸着体は実質的に均一に混合される。そのような混合物には、本発明の吸着体を１若しくはそれ以上の他の吸着体と任意の比で含むことができる。例えば、前記組成物は、本発明の吸着体と他の吸着体との比率が約９０：１０〜約５０：５０で提供される。他の実施形態では、吸着体の組み合わせを層にすることができる。
【００１８】
上述の吸着剤を使用し、例えば空気などのガス流から様々な毒性または有害ガスおよび有機蒸気を吸収する、またはそれ以外は除去することができる。このような吸着体により、例えば、ＨＣＮ、ＣＮＣｌ、Ｈ２Ｓ、Ｃｌ２、ＳＯ２、ＮＯ、ＮＯ２、ホルムアルデヒド、およびＮＨ３など、広範な毒性または有害ガスを除去することができる。一部の実施形態では、前記毒性または有害ガスは、例えばＮＯ２などの窒素酸化物（ＮＯｘ）である。同様に、例えば、ＣＣｌ４、ベンゼン、トルエン、アセトン、有機溶媒など様々な有機蒸気を上述の吸着剤により吸着することができる。したがって、一部の実施形態では、前記吸着剤を固定ビーズで提供することができ、そこに、毒性または有害汚染ガスを含む、または含む可能性のあるガス流が通過する。他の実施形態では、前記吸着剤を例えば、人工呼吸器、ガスマスク、圧縮呼吸空気装置などに設置された覆いに含めることができ、ここに毒性または有害汚染物を含むガス流が通過する。
【００１９】
そのような金属は様々な形態で提供することができ、例えば、前記金属は金属炭酸塩、金属酸化物、金属塩化物、金属ハロゲン化物、金属オキソ酸、金属塩、金属硫酸塩などおよびその組み合わせとして提供することができる。一部の実施形態では、前記吸着剤がさらに、例えばトリエチレンジアミン（ＴＥＤＡ）、非金属リン酸塩、非金属硫酸塩、非金属炭酸塩など、およびその組み合わせなどの非金属添加物を含んでもよい。
【００２０】
特定の実施形態は、上述の吸着剤を作成する方法に関する。一部の実施形態では、前記方法が添加物を用いて吸着体を含浸する１若しくはそれ以上の工程を含む。前記含浸する工程は当該分野で周知であり、何通りの方法でも実施することができる。典型的には、含浸する工程は、液浸または他の方法により吸着剤を接触させる工程を含み、含浸液に溶解または分散させた１若しくはそれ以上の添加物を含む。前記含浸液には前記吸着剤と結合する１若しくはそれ以上の添加物を含むことができるが、前記吸着剤は含浸液と接触する。含浸する工程は、１若しくはそれ以上の含浸する工程で実施することができる。例えば、一部の実施形態では、前記吸着剤に組み込まれる添加物はすべて含浸液に含まれ、すべての添加物は１回の含浸する工程で吸着剤と結合することができる。他の実施形態では、前記含浸液が１つの添加物を含み、各添加物が前記吸着剤に組み込まれるように、別の含浸する工程が必要なこともある。さらに他の実施形態では、２若しくはそれ以上の添加物を含む第１の含浸液で含浸し、１若しくはそれ以上の添加物を含む第２の含浸液で含浸することにより、含浸する工程を実行することができる。さらに他の実施形態では、３若しくはそれ以上の含浸工程により含浸する工程を実行することができ、各含浸液は１つ、２つ、３つ、４つ、またはそれ以上の添加物を含む。
【００２１】
そのような方法に使用される添加物は、上述の吸着体のいずれであってもよい。特定の実施形態では、前記添加物が、例えば金属塩など、少なくとも１つの金属添加物である。前記金属塩は、銅（ＩＩ）塩、亜鉛塩、モリブデン（ＶＩ）塩、銀塩、またはその組み合わせとしてもよい。さらなる実施形態では、前記添加物を銅（ＩＩ）塩、モリブデン（ＶＩ）塩、銀塩、および硫酸塩としてもよい。特定の実施形態では、前記添加物を溶解または分散した含浸液の液体部分は水であってもよい。他の実施形態では、前記含浸液の液体部分は水の水溶液および前記添加物の前記含浸液への溶解を助けるために提供される第２の成分である。例えば、一部の実施形態では、前記含浸液は、金属塩の溶液、またはアンモニアおよび／または炭酸アンモニウムを前記含浸液に追加することで形成された金属塩を含む水溶液である。前記アンモニアは、例えば、基本的に水に不溶性の炭酸銅（ＩＩ）（ＣｕＣＯ３）または塩基性炭酸銅などの塩基性添加物の溶解を助ける。
【００２２】
特定の実施形態では、金属添加物は、銅（ＩＩ）塩、亜鉛塩、モリブデン（ＶＩ）塩、銀塩、またはその組み合わせとして提供される金属塩である。様々な実施形態において、銅は例えばＣｕＣＯ３、ＣｕＳＯ４、ＣｕＯ、またはＣｕ［ＭｏＯ４］など、またはその同等物として提供され、銀は例えば、ＡｇＮＯ３、ＡｇＣＯ３、ＡｇＳＯ４、ＡｇＯ、またはＡｇ［ＭｏＯ４］として提供され、亜鉛はＺｎＣＯ３、ＺｎＳＯ４、ＺｎＯ、またはＺｎ［ＭｏＯ４］など、またはその同等物として提供される。モリブデンは、例えば、モリブデン酸アンモニウム（（ＮＨ４）２Ｍｏ２Ｏ７）、モリブデン酸六アンモニウムなど、またはその同等物などの化合物を含む一、または二、または六モリブデン酸（［ＭｏＯ４］−２，［Ｍｏ２Ｏ７］−２，［Ｍｏ７Ｏ２４］−６）など、様々な複雑なモリブデン酸塩のいずれかとして提供することができる。硫酸塩（ＳＯ４２−）は、硫酸銅、銀、または亜鉛（ＣｕＳＯ４、Ａｇ２ＳＯ４、ＺｎＳＯ４）として、または例えば硫酸アンモニウム（（ＮＨ４）２ＳＯ４）、硫酸、またはその同等物など、およびその組み合わせとして提供することができる。
【００２３】
一部の実施形態の方法には、含浸後に前記活性炭を乾燥させる工程を含む。乾燥する工程は、前記方法が１つ以上の含浸する工程を含む場合、典型的には含浸する工程の後および／または含浸する工程の間に実施される。乾燥する工程はいずれの方法でも実施することができ、一部の実施形態では、乾燥する工程を乾燥器、窯、または流動床で実施することができる。特定の実施形態では、前記方法が乾燥活性炭を加湿する工程を含む。加湿する工程は、例えば前記吸着剤に水を噴霧するなど、いずれかの方法により実施することができる。一部の実施形態では、加湿する工程により吸着剤が約２５％までの水分含有量を有し、他の実施形態では、加湿する工程により吸着剤が約２％〜約１０％の水分含有量を有する。さらなる実施形態では、加湿する工程により、吸着剤が約４％〜約８％の水分含有量を有する。
【００２４】
ＴＥＤＡは、例えば、ＴＥＤＡと乾燥含浸吸収剤を混合し、前記乾燥含浸吸収剤の表面にＴＥＤＡを昇華させるなど、当該分野で既知の方法により適用することができる。
【００２５】
追加の実施形態は、上述の吸着体を使用してガス流を精製するためのフィルターに関する。そのような実施形態は、特定のタイプのフィルターに制限されない。一部の実施形態では、前記フィルターが、例えば、個人保護ガスマスクフィルター、初期対応マスクフィルター、または集団防護フィルターなどの民間または軍用用途の空気フィルターである。他の実施形態では、前記フィルターが、例えば自動車キャビンの空気清浄システムなどの産業用途の空気フィルターである。
【００２６】
様々な実施形態のフィルターはどのようなデザインであってもよく、少なくとも、粒状活性炭を保持し、前記活性炭の上または中をガス流が通るようにするために構成されたコンパートメントを含む筺体を含む。そのようなフィルターには、例えば、ろ過膜、微粒子フィルターなどのコンパートメントまたは追加精製装置で活性炭を保持するスクリーンまたは他の方法など、様々な追加コンパートメントを含む。一部の実施形態では、前記筺体が、ガス流が１つのコンパートメントから別のコンパートメントに流れ、移動中に前記フィルターを通過する、人工呼吸器、ガスマスク、または圧縮呼吸空気装置などの装置にフィルターを組み込むために必要な様々なコンパートメントを含む。前記フィルターは、自動車キャビンの空気吸入口に結合する装置に組み込むことができ、前記自動車キャビンの空気吸入口から自動車キャビン領域に放出される前に、前記フィルターからガス流を通すことができる。特に、前記フィルターには前記フィルターにガス流を導入する吸入ポート、および前記フィルターからろ過されたガス流を分配する放出ポートを含む。一部の実施形態では、前記フィルターが、吸入ポートでパイプ、ホース、チューブ接続金具などのガス供給源に接続する可撤性接続方法を含む。
【００２７】
一部の実施形態では、前記フィルターが、前記活性炭を保持するフィルター筺体内に配列されたポリエチレン、ポリプロピレン、ポリビニルクロライド、ポリテトラフルオロエチレン、またはその組み合わせなどの不活性プラスチック材料から成る細長いエンベロープを有するフィルター筺体を含む。前記フィルター筺体および前記エンベロープは互いに間隔を空けることができる。一部の実施形態では、例えば、フィルターペーパーなどの粒子状フィルターが前記間隔内に配置され、活性炭による粉塵を保持することができる。特定の実施形態では、炭素布などの追加の吸着剤を前記間隔内に配置することができる。一部の実施形態では、前記フィルターが前記筺体内に前記エンベロープを固定する多孔板、スロット格子、メッシュグリル、スクリーン、または他の方法を含むが、前記フィルター筺体から自由にガス流が流れるようなっている。
【００２８】
産業用または軍用装置には、大量のガス流に接続するようにデザインされた大型フィルター装置を含み、処置中に汚染ガス源からガス流を受け取るように配置された流動床を提供する。そのような装置は当該分野で周知であり、前記活性炭はそのような装置に含めることができる。様々な実施形態では、前記汚染ガス源の流路に沿って、粒状活性炭を含む流動床またはタンクを様々な場所に配置することができ、上述の粒状活性炭はこれらの流動床またはタンクのいずれか１つまたはすべてで使用することができる。特定の実施形態では、前記ガス流を前記流路の１若しくはそれ以上の位置で粒状活性炭と接続する。前記処理装置および施設には、様々な追加タンクおよびコンポーネントを含む。
【００２９】
上述の様々な実施形態のフィルターは、銅、亜鉛、モリブデン、銀、硫酸塩、およびＴＥＤＡの組み合わせを有する本発明の吸着体を含み、上記に特定された範囲の濃度または組み合わせの各成分が前記活性炭のみの表面に沈着される。他の実施形態では、前記フィルターが本発明の吸着体を１若しくはそれ以上の他の吸着体との組み合わせで含むことができる。他の吸着体は活性炭または別の吸着体であり、含浸しないか、異なる組み合わせの添加物を含浸することができる。一部の実施形態では、本発明の吸着体および前記１若しくはそれ以上の他の吸着体を混合することができる。他の実施形態では、吸着体の組み合わせをフィルター装置内で層にすることができる。
【実施例】
【００３０】
本発明については、特定の好適な変形形態を参照してかなり詳細に説明したが、他の変形形態も可能である。したがって、添付の請求項の精神および範囲は、本明細書に含まれる説明および好適な変形形態に限定されるべきではない。本発明の様々な観点は、以下の制限されない実施例を参照して説明される。
【実施例１】
【００３１】
サンプル２〜４は、銅（ＩＩ）塩、モリブデン（ＶＩ）塩、銀塩、および硫酸塩を含む溶液に石炭ベースの活性炭（１２×３０メッシュＵ．Ｓ．）を含浸することで調整した。前記活性炭は、流動床の乾燥剤を通過させることで乾燥させた。この後サイズを変更し、２０×４０のメッシュ材料を提供した。前記材料は、水を噴霧して加湿し、水分含有量を約６．０％とした。昇華によりトリエチレンジアミン（ＴＥＤＡ）を前記含浸活性炭に追加した。サンプル２〜４のそれぞれは、銅８．４ｗ／ｗ％、モリブデン１．９ｗ／ｗ％、硫酸塩２．９ｗ／ｗ％、銀０．０３ｗ／ｗ％、および水６．０ｗ／ｗ％を用いて調整し、ＴＥＤＡ含有量は変化させた。サンプル１は、サンプル２〜４と同様の組成物を用い、１ｗ／ｗ％のＴＥＤＡを有する炭素プールから調整した。サンプル２〜４のＴＥＤＡ含有量については、サンプル２は５重量％のＴＥＤＡ、サンプル３は８重量％のＴＥＤＡ、およびサンプル４は１０重量％のＴＥＤＡであった。
【００３２】
各サンプルの一部を１．０ｃｍの流動床としてサンプル管に入れ、線速度６．６ｃｍ／ｓで４０００ｍｇ／ｍ３の二酸化硫黄（ＳＯ２）、シアン化水素（ＨＣＮ）、塩化シアン（ＣＫ）、１０００ｍｇ／ｍ３のアンモニア（ＮＨ３）、および３７５ｍｇ／ｍ３の二酸化窒素（ＮＯ２）を個別に付加した。ブレイクスルー値は、５ｍｇ／ｍ３のＳＯ２、８ｍｇ／ｍ３のＣＫ、３５ｍｇ／ｍ３のＮＨ３であり、ＨＣＮはさらに低く（４ｍｇ／ｍ３のＨＣＮまたは８のｍｇ／ｍ３（ＣＮ）２）、ＮＯ２も低かった（９ｍｇ／ｍ３のＮＯ２または３０ｍｇ／ｍ３のＮＯ）。ＳＯ２およびＮＨ３検査は、相対湿度１５％の条件でサンプルを受け取り次第実施した。ＣＫおよびＮＯ２の検査は、２５℃で１６時間、８０％ＲＨの気流であらかじめ平衡化させたサンプルについて８０％ＲＨで行った。このサンプルを評価し、分単位で測定し、様々な有害または毒性ガス（ＮＨ３、ＳＯ２、ＣＫ、およびＮＯ２）のブレイクスルー時間を決定した。図１は、サンプル１および２のブレイクスルー時間はＮＨ３、ＳＯ２、ＣＫ、およびＮＯ２で２１分以下であることを示しているが、サンプル３および４はそれぞれＮＯ２のブレイクスルー時間が４０分および７８分であった。サンプル３および４のＮＯ２ブレイクスルー時間は、サンプル１および２と比較して改善した。以下の表１は、４種類のサンプルそれぞれについて、ｗ／ｗ％のＴＥＤＡを用い、ＳＯ２、ＮＨ３、ＣＫ、およびＮＯ２のブレイクスルー時間の比較を示している。
【００３３】
【表１】
0006749919.tif 000002
【実施例２】
【００３４】
実施例１のサンプル３は、特にアンモニアの除去に有効であることが知られているＮｉＣｌ２を含浸した炭素を用い、８０／２０ｗ／ｗの比で混合し、サンプル５を生成した。ブレイクスルー検査は同条件で行い、結果は表２に示している。
【００３５】
【表２】
0006749919.tif 000003
このデータは、改善されたＮＯ２性能の利点は大体保持されているが、望ましいアンモニア性能は大きく改善されていることを示している。
【実施例３】
【００３６】
実施例１のサンプル３および４を１．０ｃｍの深さで試験カラムに載せ、０．２ｃｍのＮｉＣｌ２を含浸した炭素を層状に用い、アンモニア特異的材料をそれぞれサンプル６と７の出口層に使用した。充填したカラムを１．２ｃｍの流動床深さで上述のとおり試験した。様々なガスのＴＥＤＡ含有量の関数としてのブレイクスルー時間を以下の表３に示している。
【００３７】
【表３】
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このデータは、アンモニア特異的炭素とサンプル６および７の改善されたＮＯ２性能を組み合わせた利益を、ＮｉＣｌ２層を含まないサンプル３および４と比較して示している。
【図１】
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