專利名稱：定制的吸水材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本技術(shù)涉及吸附性材料。更具體地，本技術(shù)涉及可定制的吸附性材料。甚至更具體地，本技術(shù)涉及可定制的吸水材料。
背景技術(shù)：
不同的情況都要求允許能控制空氣中濕氣含量的條件。例如，在包含敏感性電子組件和設(shè)備的外殼內(nèi)的應(yīng)用通常要求維持并調(diào)節(jié)外殼內(nèi)的濕氣水平以連貫地操作。不適宜的濕氣水平會影響該組件和設(shè)備的機(jī)械及電氣操作。在另一個實例中，希望除去封閉環(huán)境內(nèi)的水溶性污染化合物，例如無機(jī)鹽類。在這些情況下，除去水分可以減少在外殼內(nèi)自由循環(huán)的污染化合物的含量，因此既控制了濕度水平又從循環(huán)中除去了水溶性污染物。當(dāng)在一種第一環(huán)境(其具有不同于與第一環(huán)境連通的第二環(huán)境的相對濕度(RH)) 中放置有重要設(shè)備、或者發(fā)生多個過程時，調(diào)節(jié)濕度水平會是特別重要的。例如，一個磁盤驅(qū)動器內(nèi)部通常具有優(yōu)選的相對濕度，該相對濕度不同于該磁盤驅(qū)動器外殼所在的外部環(huán)境的相對濕度。磁盤驅(qū)動器典型地在其外殼內(nèi)具有一個通氣端口，從而允許空氣進(jìn)出該驅(qū)動器，這會導(dǎo)致該驅(qū)動器外殼內(nèi)的濕度波動。有時候外部環(huán)境具有比該外殼內(nèi)所希望的相對濕度更高的相對濕度，并且有時候外部環(huán)境具有比該外殼內(nèi)所希望的相對濕度更低的相對濕度。而且，在一些實施方式中，外部環(huán)境在有時高于與有時低于該外殼內(nèi)所希望相對濕度的相對濕度水平之間波動。關(guān)于計算機(jī)磁盤驅(qū)動器，過高的濕度會導(dǎo)致敏感性組件的腐蝕，并且過低的濕度會導(dǎo)致可以損害敏感性電組件的靜電。因此通常希望控制濕度的應(yīng)用包括以上討論的內(nèi)部硬盤驅(qū)動器、以及具有敏感性光學(xué)表面或電子連接的其他外殼、以及電子控制箱。這些應(yīng)用可用于汽車、半導(dǎo)體設(shè)備和加工設(shè)備、造口袋排氣孔(ostomy bag vent)、助聽器、在HVAC應(yīng)用中的無源元件、水力裝置、 發(fā)動機(jī)、發(fā)動機(jī)通氣孔以及很多其他應(yīng)用中。一般采用吸附劑來控制與以上列出的那些類似的情況中的濕度水平。然而各種應(yīng)用都依據(jù)具體應(yīng)用的相對濕度范圍而具有特定要求，并且因此必須選擇在各個具體相對濕度范圍內(nèi)表現(xiàn)恰當(dāng)?shù)奈絼?。與其他過濾組份相比，吸附劑還通常占據(jù)較大體積，并且因此通常希望的是提高吸附劑的容量。隨著不同的產(chǎn)品組件(如磁盤驅(qū)動器)變得更小且空間昂貴，日漸地更是如此。因此，對于一種用于控制濕度的改進(jìn)的吸附性材料存在著需要。

發(fā)明內(nèi)容
在此披露的技術(shù)是針對于控制濕度水平，例如在一個封閉環(huán)境中的濕度水平。在此披露的技術(shù)還可以用于控制開放的環(huán)境、以及與外部環(huán)境具有有限的空氣交換的內(nèi)部環(huán)境中的濕度水平。通過吸附劑的表面化學(xué)的改性來定制吸附性材料的水等溫線。通過以不同的方式并且在不同程度上對吸附劑的表面化學(xué)進(jìn)行改性，這有可能對于一個范圍的不同濕度水平而定制吸附劑特性。這種改性可以增強(qiáng)吸附劑(特別是關(guān)于低分子量的水溶性化合物)的吸附容量和效率。在本發(fā)明的很多實施方案中吸附劑是碳，具體是活性炭。然而，在本發(fā)明的一些實施方式中可以使用其他的吸附性材料。一般可以在其他多孔介質(zhì)(包括硅石、沸石、以及分子篩)上進(jìn)行表面改性。此外，可以對細(xì)纖維介質(zhì)和納米纖維網(wǎng)片介質(zhì)進(jìn)行改性，或者可以將改性的吸附劑摻入該介質(zhì)中。熔噴的細(xì)纖維、電紡絲、以及壓出的PTFE介質(zhì)全都可以被使用。如在此使用的，表面改性包括(除其他途徑之外)通過化學(xué)鍵合或浸漬作用將化學(xué)基團(tuán)引到吸附劑表面上的化學(xué)處理。此類化學(xué)基團(tuán)可以通過它們的親水性、路易斯/布朗斯臺德酸-堿特性、以及水合能力(容量和動力學(xué))區(qū)別開來。適合用于控制外殼的濕度的一種吸附性碳材料包括(例如)通過酸處理而具有改性的表面的碳材料。當(dāng)使用酸處理來改性吸附劑的表面，一般該酸處理包括用一種強(qiáng)酸來處理一種吸附性材料或底物，通常使用是按重量計至少5%的酸的一種水性酸溶液、更典型地是按重量計至少10%的強(qiáng)酸的一種水性酸溶液。在某些實施方式中，酸處理包括在是至少35%的酸的一種酸溶液、以及任選地是至少70%的酸的一種溶液中對該底物進(jìn)行處理，在一些實施方案中，該酸溶液包括從5%至85%的酸，在其他實施方案中該酸溶液包括從20%至75% 的酸，并且還其他實施方案中該酸溶液包括從30%至60%的酸。要注意可以添加甚至大于 85%的酸，典型地通過使用酸霧或蒸氣。在一些實施方式中，該水性酸溶液包括硝酸，任選地是至少5%的硝酸、更典型地是至少10%的硝酸。在某些實施方式中，該水性酸溶液包括至少35%的硝酸、并且任選地是至少70 %的硝酸。在一些實施方案中，該酸溶液包括從5 %至85 %的硝酸，在其他實施方案中該酸處理包括從20%至75%的硝酸，并且在還其他的實施方案中，該酸溶液包括從 30%至60%的硝酸。在一些實施方式中，將兩種或更多種表面改性劑添加到一種吸附劑中，或者將具有不同表面改性的兩種或更多種吸附劑組合在一起。例如，可以將具有不同的表面化學(xué)及改性的顆粒吸附劑、聚合物、和/或纖維物理地混合在一起。以上的發(fā)明概述并不旨在描述本發(fā)明的每個所討論的實施方案。這是以下附圖和詳細(xì)描述的目的。


聯(lián)系在附圖中反映的附隨實例，考慮到以下對本發(fā)明的不同實施方案的詳細(xì)描述，可以更完全地理解和認(rèn)識本發(fā)明。圖1是一張圖，描繪了氧化作用對碳材料的水吸附/解吸等溫線的作用。圖2是一張圖，描繪了氧化作用對用硝酸處理過的碳材料的水吸附等溫線的作用。圖3是一張圖，描繪了在70%硝酸處理前后活性炭的丙酮穿透曲線。圖4是一張圖，描繪了浸漬對于用10%檸檬酸、5%碳酸鉀、或5%硫酸鈉浸漬過的活性炭的水等溫線的作用。圖5是一張圖，描繪了 70%的酸處理過的活性炭、用5%硫酸鈉浸漬過的活性炭、 以及二者的物理混合物的水等溫線。表1是一個表格，描繪了不同濃度的酸對于活性炭的表面化學(xué)的作用。表2是一個表格，描繪了不同濃度的酸對于活性炭的表面結(jié)構(gòu)特征的作用。表3是一個表格，描繪了乙醇洗滌對于10%硝酸處理過的碳的表面化學(xué)的作用。圖6是一張圖，描繪了通過10%酸處理而改性的活性炭的水等溫線循環(huán)。圖7是一張圖，描繪了通過用不同濃度的硝酸進(jìn)行處理而改性的活性炭的水等溫線。圖8是一張圖，描繪了水吸附對于碳表面的pH的依賴性。圖9是一張圖，描繪了水吸附對于碳表面上的酸性基團(tuán)量值的依賴性。圖10是一張圖，比較了顆粒狀和網(wǎng)片狀碳的水吸附。圖11是一張圖，描繪了覆蓋一個范圍的RH的多種介質(zhì)的水等溫線。盡管本發(fā)明對于多種改性和替代形式是敏感的，但已經(jīng)通過實例和附圖的方式示出了其特殊性，并且將詳細(xì)進(jìn)行描述。然而，應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明并不限于所描述的這些具體實施方案。與此相反，本發(fā)明將覆蓋落入本發(fā)明精神和范圍內(nèi)的修改、等效物、以及替代方案。
具體實施例方式在此披露的本技術(shù)是針對于控制濕度水平，例如在一個封閉環(huán)境中的濕度水平。 通過吸附劑的表面化學(xué)的改性來定制吸附性材料的水等溫線。這種改性可以增強(qiáng)吸附劑 (特別是關(guān)于低分子量的水溶性化合物)的吸附容量和效率。通過以不同的方式并且在不同程度上對吸附劑的表面化學(xué)進(jìn)行改性，這有可能對于一個范圍的不同濕度水平而定制吸附劑特性。表面改性包括(除其他途徑之外)通過化學(xué)鍵合或浸漬作用將化學(xué)基團(tuán)引入吸附劑的表面中的化學(xué)處理。通過酸處理可以完成吸附劑的親水性和表面化學(xué)中的改變。在這個過程中可以使用數(shù)種酸，例如像硝酸、磷酸和硫酸。另外的酸包括(例如)檸檬酸和丙二酸。在這一過程中可以使用一種單一的酸或者混合物以及一個范圍的不同酸濃度來實現(xiàn)不同的改性水平。該處理過程可以在靜態(tài)或動態(tài)條件下完成。靜態(tài)條件包括例如在一種酸溶液中浸泡吸附劑。動態(tài)條件包括例如在攪拌和/或旋轉(zhuǎn)或軌道式震蕩條件下使吸附劑與酸混合ο典型地使用與吸附劑同酸的具體質(zhì)量體積比一致的某一量值的酸。這個質(zhì)量體積比取決于以下因子，例如像吸附劑的孔隙體積、吸附劑的起源、以及吸附劑的堆密度，但其他因子也可能是相關(guān)的。在活性炭的情況下，合適的體積質(zhì)量(ml/g)比包括例如從0. 1至 1、從1至10、以及從10至100。酸的體積與相對于每單位質(zhì)量的碳而言的孔隙的體積之比包括從0. 01至1、從1至10、以及從10至100。
當(dāng)使用酸處理來對吸附劑的表面進(jìn)行改性，一般該酸處理包括用一種強(qiáng)酸來處理底物，通常該酸是在一種水性溶液中，它按該溶液的重量計是至少5%的強(qiáng)酸、更典型地按該溶液的重量計是至少10%的強(qiáng)酸。在某些實施方式中，該酸包括按該溶液的重量計至少 35%的酸，并且任選地是按該溶液的重量計至少70%的酸。在一些實施方式中，該酸溶液包括按該溶液的重量計從5%至85%的酸，在其他實施方式中該酸包括按該溶液的重量計從 20%至75%的酸，并且在還其他的實施方式中，該酸包括按該溶液的重量計從30%至60% 的酸。處理時間也基于以下各種因子而變化，這些因子包括吸附劑的孔隙、吸附劑的起源、以及吸附劑的堆密度。處理時間典型地從幾分鐘變化至高達(dá)幾天。在一些實施方式中， 該表面處理高達(dá)1小時，在其他實施方式中，該表面處理高達(dá)M小時，并且在還其他的實施方式中，該表面處理超過M小時。在不同的實施方案中，該吸附劑可以在酸處理后立即被使用。在其他實施方案中， 用水洗滌該吸附劑以除去一部分酸。在這樣的實施方案中，按重量計-10%的酸可能保留在該吸附劑中，并且有時候是按重量計從至20%。在那些實施方案的某些之中， 2% -7%的酸可能保留在吸附劑中。在至少一個實施方案中，3% -5%的酸保留在吸附劑中?？梢酝ㄟ^在洗滌中使用的水的量來控制樣品的PH值。在不同的實施方案中，樣品的pH 是略微酸性。在至少一個實施方案中，樣品的pH值在4與5之間，在其他實施方案中pH值從3. 5至6. 5 ；并且在還其他的實施方案中，pH值從3至7，而在其他實施方式中，pH值從2 至8。一般酸性基團(tuán)的量將從每克碳0. 1至IOmmol酸性基團(tuán)而變化。在一些實施方式中， 酸性基團(tuán)的量將從每克碳1. 0至IOmmol酸性基團(tuán)而變化；在其他實施方式中，是從每克碳 1. 0至5. Ommol的酸性基團(tuán)。除了使用酸來對吸附劑的表面進(jìn)行改性之外，還可以使用其他化合物。例如可以使用氧化劑如過氧化氫、氧氣、酸蒸氣、高錳酸鉀、重鉻酸鉀、或臭氧來對表面進(jìn)行改性，或者是單獨地、或者與酸進(jìn)行組合。典型地，以足以影響吸附劑的水等溫線的水平來添加這些氧化劑。在多數(shù)實施方式中，與未處理過的吸附劑相比，該等溫線將在沿等溫線的一個或更多個點處顯示吸水率的至少2%的變化，在其他實施方案中是吸水率的5%的變化，并且在還其他的實施方案中，它將在沿等溫線的一個或更多個點處顯示吸水率的至少10%的變化，并且在還其他的實施方式中，與未處理過的吸附劑相比它將在沿等溫線的一個或更多個點處顯示至少20%的變化、常常是大于300%的變化，并且在一些實施方式中是高達(dá) 300%的變化。該吸附性材料的表面還可以用在不同的相對濕度條件下具有變化的水合能力的多種組分來浸漬。這包括例如無水硫酸鈉、檸檬酸、碳酸鉀、苯六甲酸和/或它們的混合物。通過整體的吸附劑容量的改進(jìn)，對于一個范圍的相對濕度，吸附劑特性是可定制的。按吸附劑的重量計，浸漬作用可以在0.01% -99. 9%之間變化。然而，更典型地，浸漬作用將占按吸附劑重量計的和80%之間、更典型地是按吸附劑重量計在與50%之間、任選地是按吸附劑重量計從至30%。在一些實施方式中，這種浸漬作用將占按吸附劑重量計的與10%之間。結(jié)合不同的表面改性方法來在不同的選定相對濕度范圍內(nèi)控制濕度還將產(chǎn)生定制的吸水率。通過混合或通過將吸附性材料的氧化表面用多種材料浸漬，在一些情況下吸附容量會得到改善，并且可以定制該吸附劑。示例性材料包括無水硫酸鈉、檸檬酸、碳酸鉀、苯六甲酸和/或它們的混合物。浸漬作用可以在按重量計0. 01% -99. 9%之間變化，并且混合比可以從按重量計0%至100%變化。按吸附劑的重量計，浸漬作用可以在 0.01% -99. 9%之間變化。然而，更典型地，浸漬作用將占按吸附劑重量計的與80% 之間、更典型地是按吸附劑重量計的與50%之間、任選地是按吸附劑重量計從至 30%。在一些實施方式中，這種浸漬作用將占按吸附劑重量計的和10%之間。 實例以下實例證實了本發(fā)明的不同方面。在一臺帶有露點分析儀的VTI熱重量分析儀上測量這些實例的水等溫線。典型地稱取在10和20mg之間的樣品，優(yōu)選地是15mg。通過在80°C在干空氣(dp<-30°C)中加熱來將其干燥。接著使這些樣品在5% rh步驟中經(jīng)受范圍從5% -95%的濕度，既吸附又解吸。通過以下平衡標(biāo)準(zhǔn)來控制到下一個濕度步驟的推進(jìn)< 0. 001% /分鐘的重量變化速率或從最后的步驟之后3小時，無論哪個是第一個步馬聚ο使用Boehm滴定方法了測定氧合的表面基團(tuán)的量將一克碳樣品置于50ml的如下 0.05N溶液中氫氧化鈉、碳酸鈉、碳酸氫鈉和鹽酸。密封這些玻璃小瓶并搖動M小時、過濾接著用吸量管移取每種濾液10ml，并且用HCl或NaOH滴定過量的堿或酸，這取決于使用的原始滴定劑。在假定氫氧化鈉中和了羧基、酚基團(tuán)、以及內(nèi)酯基團(tuán)；碳酸鈉中和了羧基和內(nèi)酯基團(tuán)；并且碳酸氫鈉只中和基的條件下，計算多種類型的酸性位點的量。從與碳進(jìn)行反應(yīng)的鹽酸的量來計算表面堿性位點的數(shù)目。懸浮液中碳樣品的pH值提供了關(guān)于表面的酸度和堿度的信息。將0. 4g干碳粉的一個樣品加入20ml水中，并且將該懸浮液攪拌過夜以達(dá)到平衡。接著將樣品過濾并且測量溶液的PH值。使用一種ASAP2020 (Micromeritic)在77K下測量氮等溫線。在實驗前將這些樣品加熱到391并接著在這個溫度下在10_5托真空至恒壓條件下進(jìn)行除氣。使用這些等溫線來計算比表面積Sdft、小于10 A的微孔隙體積V<1()A、微孔隙體積Vmi。、以及總孔隙體積Vt。 使用密度泛函理論(DFT)來計算所有這些參數(shù)。關(guān)于這些特定實例，圖1證明了表面氧化對“碳F”的吸水容量以及動力學(xué)的作用。 將八十克粉末形式的活性炭吸附劑與IOOml的70%硝酸混合、隨后攪拌沈小時。處理后， 排出酸并且用水洗滌該碳樣品兩次以除去一部分酸。這種處理至少部分地氧化了該吸附劑的表面并且增大了在更低相對濕度下的水的吸附。圖1示出了“碳F”(是未氧化處理的碳)以及“碳F-0”(是氧化處理過的碳)。如從圖1中很明顯的，活性炭F的硝酸處理使水等溫線偏移至更低的濕度水平，表明了該氧化過的表面的更高親水特性。圖2證明了顆粒“碳C”的硝酸處理對碳的吸水等溫線的作用。在圖2中觀察到了類似于在圖1中所觀察到的趨勢。將六克碳C與8ml 70%硝酸在一個燒杯中混合五分鐘， 接下來用玻璃觀察蓋(glass watch)覆蓋持續(xù)另外25分鐘。接下來用25ml蒸餾水將該改性的吸附劑樣品洗滌兩次。之后，將樣品置于一臺烘箱中在110°C下干燥72小時，并接著將該樣品置于烘箱中70°C條件下直至進(jìn)行測試。如圖2中表明的，沒有用硝酸處理的“碳C” 具有的吸水等溫線證明了比已經(jīng)用硝酸處理過的“碳C-0”更低的親水特性。圖3證明了圖1中所示的碳F的表面改性對于其對丙酮的容量的作用。表面處理增加了碳F對丙酮的10%的穿透時間，從340分鐘至約480分鐘，表明在10%穿透濃度下增大了約41%的容量。實驗條件如下50ppm的丙酮、30升每分鐘的流速、50%的RH和 25°C的溫度。在圓柱體填充床中的碳的尺寸為1英寸深及1.5英寸的直徑。碳的篩目大小為12X 20。在測試開始前，將樣品調(diào)節(jié)為50%的RH。因此，圖3證明，與未被氧化的活性炭相比，氧化的活性炭吸附了更多的有機(jī)化合物丙酮。圖4證明了用硫酸鈉(5% )、檸檬酸(10% )、或碳酸鉀(5% )浸漬過的活性炭對于水吸附的作用。主要在碳酸鉀和檸檬酸浸漬的情況下，浸漬作用在40% -60% RH范圍內(nèi)增強(qiáng)了水的吸附。用5%硫酸鈉對碳C-5% SS進(jìn)行處理，用10%檸檬酸對碳C-10% CA進(jìn)行處理，并且用5%碳酸鉀對C-5% K2CO3進(jìn)行處理。圖5證明了用硫酸鈉(5% )浸漬過的氧化的活性炭之間的組合對于水吸附的作用。示出了 70%酸處理過的活性炭F(碳F-0)、用5%硫酸鈉浸漬過的活性炭C(碳C-5% SS)以及二者的一種物理混合物的水等溫線。該物理組合提供了對性能的一種平均化的作用，在于該混合物的水吸附是至少部分在這些單獨吸附劑的水等溫線之間。表1呈現(xiàn)了這些硝酸濃度的處理對于碳的表面化學(xué)的作用。使用Boehm滴定來分析表面化學(xué)，其中計算了表面上的酸性和堿性基團(tuán)的量。認(rèn)為由于表面基團(tuán)的量大大增加， 該表面變?yōu)楦佑H水性的。用于所有處理的酸性基團(tuán)的量都增大了超過lmmol/g碳。表2呈現(xiàn)了硝酸處理的濃度對于活性炭的多孔結(jié)構(gòu)的作用。這些結(jié)構(gòu)特征未受到該10% -70%酸處理的顯著影響。對于所有活性炭都從氮等溫線來計算這些結(jié)構(gòu)參數(shù)，如表面積(Sbet)、微孔隙面積(Smi。)、小于10 A的孔隙體積(V<1QA)、微孔隙體積(Vmi。)、總孔隙體積(Vt)以及平均孔徑(L)。表3呈現(xiàn)了乙醇洗滌對10%硝酸處理過的碳的表面化學(xué)的作用。該10%硝酸處理該的活性炭的表面化學(xué)通過乙醇洗滌幾乎保持原樣，這表明了在幾個制造過程下表面化學(xué)的穩(wěn)定性。圖6示出了通過10%硝酸處理M小時而改性的碳C的三個水吸附/解吸等溫線循環(huán)。在3個循環(huán)中沒有注意到吸附/解吸行為的變化，表明了改性的碳的穩(wěn)定性以及再生能力。圖7描繪了通過用不同濃度的硝酸進(jìn)行處理而改性的碳C的水等溫線。如圖7中所描繪的，隨著處理中所用的硝酸濃度的增加，整個水等溫線偏移至更高的水吸附，特別是在低于70%的RH下。在不同的實驗處理中，活性炭的水吸附的最大增強(qiáng)是用硝酸進(jìn)行處理的結(jié)果。圖8描繪了水吸附對于活性炭表面的PH值的依賴性，這是通過改變該處理過程中酸的濃度而改變的?；诖藞D，在60%的RH下的水吸附隨著活性炭的表面pH值的減小而增大。圖9描繪了水吸附對于活性炭表面上的酸性基團(tuán)的量值的依賴性，這是通過改變該處理中酸的濃度而改變的。基于此圖，在低于60%的RH下或在40%的RH下水吸附隨著活性炭表面上酸性基團(tuán)的量值的減小而增大。圖10示出了顆粒狀和網(wǎng)片狀碳的對比。酸處理過的顆粒的曲線顯示了酸處理過的碳的水等溫線，在其中我們看到在40% -60%范圍內(nèi)的高的吸水率。該酸處理過的碳曲
9線代表了同樣的酸洗滌過的碳(但是處于網(wǎng)片形式，已知約20%的網(wǎng)片重量不是碳)的水等溫線。在成網(wǎng)片的過程中該碳損失了其容量的約10%。這解釋了與顆粒狀的酸洗滌過的碳的表現(xiàn)相比狀該網(wǎng)片的按重量計30%的水的減少。該網(wǎng)片材料任選地是PTFE與一種顆粒狀吸附性材料的組合物。該組合物可以通過將一種吸附性材料和一種PTFE乳液一起擠出來形成。接著將該擠出的材料機(jī)械地成型為它的最終形式，如一個薄板或薄片。圖11示出了在所有RH范圍內(nèi)通過使用具有不同表面化學(xué)的不同材料來有效地去除水的能力。通過將這些材料物理地混合，有可能定制如圖5所示的水去除。還應(yīng)當(dāng)注意的是，如在本說明書和所附權(quán)利要求中使用的，短語“配置”描述了一種系統(tǒng)、裝置、或其他結(jié)構(gòu)被構(gòu)建或配置為執(zhí)行具體的任務(wù)或采取一種具體的構(gòu)型。短語 “配置”可以與其他類似短語例如“安排”、“安排并配置”、“構(gòu)建并安排”、“構(gòu)建”、“制造并安排”等等互換地使用。本說明書中的所有公開文件和專利申請對于本發(fā)明所涉及領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員的水平都是啟示性的。所有的公開文件和專利申請都通過引用結(jié)合在此，其程度就如同每個單獨的公開文件或?qū)＠暾埗纪ㄟ^引用確切地并且獨立地指明。要理解的是，雖然以上描述的本發(fā)明的實施方式是針對一種硬盤驅(qū)動器外殼，但是本裝置可以與其他電子外殼一起使用、并且并不限于硬盤驅(qū)動器外殼。此外，盡管已經(jīng)參考幾個具體實施方式
對本發(fā)明進(jìn)行了說明，但本領(lǐng)域的那些技術(shù)人員將認(rèn)識到可以對其做出許多改變而并不背離本發(fā)明的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種適合用于控制濕度的、改性的吸附性材料，該材料包括一種吸附劑；以及在該吸附性材料的至少一個表面上的一種氧化處理，該氧化處理對該吸附劑提供了改性的吸水特性。
2.如權(quán)利要求1所述的改性的吸附性材料，其中該吸附劑包括活性炭。
3.如權(quán)利要求1所述的改性的吸附性材料，其中該吸附劑選自下組，該組包括碳、硅石、分子篩、沸石類、以及它們的組合。
4.如權(quán)利要求1所述的改性的吸附性材料，其中該氧化處理包括酸處理。
5.如權(quán)利要求4所述的改性的吸附性材料，其中該吸附劑具有從3至7的pH范圍。
6.如權(quán)利要求4所述的改性的吸附性材料，其中酸性基團(tuán)的量的范圍是從每克吸附劑 1. 0至IOmmol酸性基團(tuán)。
7.如權(quán)利要求1所述的改性的吸附性材料，其中該氧化處理包括用分子氧、臭氧或它們的組合進(jìn)行的處理。
8.如權(quán)利要求1所述的改性的吸附性材料，其中該氧化處理包括用過氧化氫、高錳酸鉀、重鉻酸鉀、以及它們的組合來處理該吸附劑。
9.如權(quán)利要求4所述的吸附性碳材料，其中該酸處理包括用一種硝酸溶液進(jìn)行的處理。
10.如權(quán)利要求9所述的吸附性碳材料，其中以包括至少5%硝酸的濃度將硝酸施用到該碳材料上。
11.如權(quán)利要求7所述的吸附性碳材料，其中以包括至少5%至85%硝酸的濃度將硝酸施用到該碳材料上。
12.如權(quán)利要求7所述的吸附性碳材料，其中以包括至少20%至75%硝酸的濃度將硝酸施用到該碳材料上。
13.如權(quán)利要求7所述的吸附性碳材料，其中以包括至少30%至60%硝酸的濃度將硝酸施用到該碳材料上。
14.如權(quán)利要求7所述的吸附性碳材料，其中該吸附劑包括具有不同表面處理的兩種或更多種吸附性材料的一種混合物。
15.一種適合用于控制濕度的吸附性材料，該碳材料通過一種非氧化過程對其表面進(jìn)行改性以控制水的吸附。
16.如權(quán)利要求15所述的吸附性材料，其中該表面改性包括用選自下組的一種表面改性劑進(jìn)行的處理，該組包括堿金屬氧化物、堿金屬硫酸鹽、檸檬酸、堿金屬碳酸鹽、堿金屬碳酸氫鹽、丙二酸、丙烯酸、苯六甲酸、聚丙烯酸、聚丙烯酸鹽和/或它們的混合物。
17.如權(quán)利要求15所述的吸附性材料，其中該吸附劑是選自下組，該組包括活性炭、 沸石、硅石、以及它們的組合。
18.如權(quán)利要求15所述的吸附性碳材料，其中該處理包括至少2%的一種表面改性劑。
19.如權(quán)利要求15所述的吸附性碳材料，其中該處理包括至少35%的表面改性劑。
20.如權(quán)利要求15所述的吸附性碳材料，其中該處理包括至少70%的表面改性劑。
21.如權(quán)利要求15所述的吸附性碳材料，其中該處理包括按重量計從2%至85%的表面改性劑。
22.如權(quán)利要求15所述的吸附性碳材料，其中該處理包括從20%至75%的表面改性劑。
23.如權(quán)利要求15所述的吸附性碳材料，其中該處理包括從30%至60%的表面改性劑。
24.如權(quán)利要求15所述的吸附性碳材料，其中該吸附劑包括具有不同表面處理的兩種或更多種吸附性材料的一種混合物。
25.一種適合用于控制濕度的材料，該材料包括一種第一吸附性材料，該第一吸附性材料已經(jīng)在該第一吸附性材料的至少該表面上接收了一個第一處理，該處理對該吸附劑提供了改性的吸水特性；以及一種第二吸附性材料，該第二吸附性材料已經(jīng)在該第一吸附性材料的至少該表面上接收了一個第二處理，該處理對該第二吸附劑提供了改性的吸水特性。
26.如權(quán)利要求25所述的改性的吸附性材料，其中該第一和第二吸附性材料被安排在一種分層的安排中。
27.如權(quán)利要求25所述的改性的吸附性材料，其中該第一和第二吸附性材料是處于一種混合的安排中。
28.如權(quán)利要求25所述的改性的吸附性材料，其中至少該第一或第二吸附劑包括活性炭。
29.如權(quán)利要求25所述的改性的吸附性材料，其中至少該第一或第二吸附劑是選自下組，該組包括碳、硅石、分子篩、沸石類、以及它們的組合。
30.如權(quán)利要求25所述的改性的吸附性材料，其中至少一個處理包括酸處理。
31.如權(quán)利要求25所述的改性的吸附性材料，其中至少一個處理包括用分子氧、臭氧、 或它們的組合進(jìn)行的處理。
32.如權(quán)利要求25所述的改性的吸附性材料，其中至少一個處理包括用過氧化氫、高錳酸鉀、重鉻酸鉀、以及它們的組合來處理該吸附劑。
33.如權(quán)利要求25所述的改性的吸附性材料，其中該吸附性材料包括一種網(wǎng)片。
34.如權(quán)利要求25所述的改性的吸附性材料，其中該網(wǎng)片是由熔噴纖維、電紡纖維、擠出的PTFE、或它們的組合所形成的。
35.一種適合用于除去多種水溶性有機(jī)化合物的、改性的吸附性材料，該材料包括 一種吸附劑；以及在該吸附性材料的至少一個表面上的一種處理，該處理提供了用于多種有機(jī)化合物的改性的吸附特性。
36.如權(quán)利要求35所述的改性的吸附性材料，其中該吸附劑包括活性炭。
37.如權(quán)利要求35所述的改性的吸附性材料，其中該吸附劑是選自下組，該組包括: 碳、硅石、分子篩、沸石類、以及它們的組合。
38.如權(quán)利要求35所述的改性的吸附性材料，其中該處理包括酸處理。
39.如權(quán)利要求35所述的改性的吸附性材料，其中該吸附劑具有從3至7的pH范圍。
全文摘要
在此披露的技術(shù)針對于控制濕度水平，如在一個封閉環(huán)境中的濕度水平。通過吸附劑的表面化學(xué)的改性來定制吸附性材料的水等溫線。通過以不同方式并且在不同程度上來對吸附劑的表面化學(xué)進(jìn)行改性，這有可能對于一個范圍的不同濕度水平而定制吸附劑特性。這種改性可以增強(qiáng)吸附劑(尤其是對于低分子量的水溶性化合物)的吸附容量和效率。
文檔編號C01B31/08GK102216213SQ200980145504
公開日2011年10月12日 申請日期2009年11月4日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月4日
發(fā)明者A·J·達(dá)拉斯, D·桑斯特, J·D·喬瑞曼, Y·A·埃薩耶德 申請人:唐納森公司