空氣凈化的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及凈化和/或消毒技術以及設備。本文中提供了用于使用離子液體和活性氧物質的組合從空氣中去除污染物的方法和系統(tǒng)。
【專利說明】空氣凈化
【技術領域】
[0001]相關領域總體上涉及從空氣以及各種氣體中去除污染物。
【背景技術】
[0002]用于從空氣或其它氣體中去除污染物的過濾設備是眾所周知的?？諝膺^濾的常用應用包括汽車應用和商業(yè)空氣過濾。
[0003]市場上可買到各種類型的過濾器。例如，HEPA過濾器(高效微?？諝膺^濾器)通常用于通過迫使空氣通過過濾器來凈化空氣，其中顆粒由過濾器物理捕獲。需要HEPA過濾器來去除至少99.97%的0.3微米或更大的污染物。其它類型的商業(yè)過濾器也是可用的，例如，布濾器、不銹鋼膜過濾器、玻璃纖維過濾器和聚酯過濾器。

【發(fā)明內容】

[0004]在一些實施方式中，提供了用于從空氣中去除污染物的方法。在一些實施方式中，所述方法包括提供具有離子液體的濕式過濾器，產(chǎn)生活性氧物質并且將所述活性氧物質溶解在所述離子液體中。在一些實施方式中，可以進一步使具有污染物的被污染空氣對著所述濕式過濾器流動，以允許所述被污染空氣內的空氣完全流過所述濕式過濾器，同時允許所述離子液體中的所述活性氧物質與來自所述空氣中的污染物反應。這可以允許從空氣中去除污染物。
[0005]在一些實施方式中，提供了成套設備。在一些實施方式中，所述成套設備可以包括具有孔的濕式過濾器，所述孔從第一表面到第二表面穿過所述濕式過濾器。所述成套設備還可以包括離子液體和活性氧物質發(fā)生器。
[0006]在一些實施方式中，提供了濾筒。在一些實施方式中，所述濾筒可以包括以下:陽極；陰極；多孔材料，其具有孔，所述孔從所述多孔材料的正面穿過到達所述多孔材料的背面，以便允許空氣從所述多孔材料的所述正面流過所述多孔材料并且從所述多孔材料的所述背面流出。在一些實施方式中，所述多孔材料還被構造成用于保持離子液體。在一些實施方式中，所述陽極和所述陰極設置在所述多孔材料的相對兩側上。
[0007]在一些實施方式中，提供了設備。所述設備可以包括離子液體和濕式過濾器，所述濕式過濾器具有從所述濕式過濾器的第一表面穿過到達所述濕式過濾器的相對的第二表面的連續(xù)孔。在一些實施方式中，所述濕式過濾器包含所述離子液體。在一些實施方式中，還提供了活性氧物質發(fā)生器，并且所述活性氧物質發(fā)生器被構造成用于在所述離子液體中產(chǎn)生活性氧物質。
[0008]上述概要只是例證性的，并不旨在以任何方式進行限制。除了上述的例證性的方面、實施方式和特征外，通過參考附圖和下面的詳細說明，更多方面、實施方式和特征將變得明顯。
【專利附圖】

【附圖說明】[0009]圖1是示出根據(jù)一些實施方式的方法的示意性流程圖。
[0010]圖2是根據(jù)一些實施方式的包括過濾器的設備的示圖。
[0011]圖3A是根據(jù)一些實施方式的包括過濾器的設備的示圖。
[0012]圖3B是根據(jù)一些實施方式的包括過濾器的設備的示圖。
[0013]圖4是根據(jù)一些實施方式的包括過濾器的設備的示圖。
[0014]圖5是根據(jù)一些實施方式的過濾器的示圖。
[0015]圖6是根據(jù)一些實施方式的過濾器的側視圖。
【具體實施方式】
[0016]對于一些空氣凈化技術，可以將活性氧物質或者含有活性氧物質的水用于和/或噴射到空間中以用于凈化空氣。然而，對于這些技術，活性氧物質的壽命短，例如，在PH值為7的水中大約5秒。因此，由于活性氧物質的短壽命，因此對于活性氧物質來說難以保持活性并繼續(xù)凈化。
[0017]在一些實施方式中，本文所公開的方法和設備通過使用離子液體而有利地允許活性氧物質更穩(wěn)定地存在。在一些實施方式中，至少一個過濾器或多孔構件可以用至少一種離子液體浸潰，并且至少一種活性氧物質可以被溶解在離子液體中。在這種布置中，穿過過濾器的空氣與活性氧物質接觸，同時由于存在離子液體可以使活性氧物質穩(wěn)定。在一些實施方式中，活性氧物質可以與空氣中的污染物反應，從而從流過過濾器的空氣和/或氣體中去除污染物。在一些實施方式中，可以通過活性氧物質發(fā)生器產(chǎn)生活性氧物質，以在過濾器中產(chǎn)生或保持期望濃度的活性氧物質。
[0018]在下面的詳細說明中，參考形成其一部分的附圖。除非上下文中另外指出，否則在附圖中，類似的附圖標記通常標識類似的部件。在詳細說明、附圖和權利要求書中描述的例證性實施方式并非意味著限制。在不脫離本文提出的主題的精神或范圍的情況下，可以利用其它實施方式，并且可以進行其它改變。應當容易理解的是，可以在各式各樣的不同構造中布置、取代、組合、分離和設計如本文總體上描述的并且在附圖中示出的本公開內容的方面，它們都是本文中明確料想到的。
[0019]本公開內容布置成首先根據(jù)提供的附圖給出各種實施方式的概述。在這個部分之后，提供了附加方面或各種方面的變型的選擇。最后，提供了示例的選擇。所使用的標題只是為了方便起見，并且決不旨在限制或排除附加和/或另選實施方式和/或組合。
[0020]圖1是示出根據(jù)一些實施方式的從空氣中去除污染物的方法10的示意性流程圖。在一些實施方式中，濕式過濾器設置有離子液體12。產(chǎn)生包括氧14的活性氧物質?；钚匝跷镔|可以被溶解在離子液體16中。這種布置允許活性氧物質存在相對長的一段時間，從而允許活性氧物質有更多的機會與空氣中的污染物相互作用(并且由此去除污染物和/或對污染物進行消毒)。如圖1中所示，被污染空氣可以與過濾器18接觸和/或流過過濾器18。接著，可以通過活性氧物質從空氣19中去除空氣中的任何污染物(和/或對空氣中的任何污染物進行消毒)。因為活性氧物質存在于離子液體內，所以這種布置允許活性氧物質存活相對長的一段時間，同時仍然可用作過濾器和/或消毒劑。
[0021]根據(jù)本公開內容，本領域的技術人員將理解的是，對于本文所公開的這個和其它過程和方法，可以用不同的順序來實現(xiàn)過程和方法中所執(zhí)行的功能。此外，概要的步驟和操作只被作為示例提供，并且在不減損所公開的實施方式的本質的情況下，一些步驟和操作可以可選地、被組合成較少的步驟或操作，或被擴大為附加步驟和操作。
[0022]圖2是根據(jù)一些實施方式的從空氣中去除污染物的過濾器20的示圖。過濾器包括含有離子液體的多孔構件21。多孔構件21還具有被溶解在離子液體中的活性氧物質。電極22、23接觸多孔構件21的相對兩側。在一些實施方式中，負電極22位于多孔構件的上游側，而正電極23位于多孔構件的下游側。在一些實施方式中，負電極22定位在正電極23的上游(使得空氣在正電極之前流過負電極或繞負電極流動)。在一些實施方式中，負電極22在正電極23的下游(使得空氣流過正電極之后流過負電極)。
[0023]在一些實施方式中，也可以通過活性氧物質發(fā)生器(在這種情況下，可以是由電源24供電的電極22、23)在多孔構件21內產(chǎn)生活性氧物質。例如，電源24可以向與多孔構件21接觸的電極22、23提供電流，從而對負電極22和正電極23充電。穿過多孔構件、在負電極處或其周圍與過濾器接觸的空氣中的氧氣可以被轉換成激發(fā)物質，例如02_。然而，由于離子液體的性質，活性氧物質在離子液體中可以是穩(wěn)定的。由于過濾器20的多孔性，空氣仍然可以流經(jīng)過濾器(和多孔構件21)，并且因此仍然可以與活性氧物質接觸。因此，這種布置允許活性氧物質充分暴露于空氣，以與空氣中的各種污染物反應，從而從空氣中去除污染物，同時由于離子液體的存在而充分保護活性氧物質。
[0024]圖3A是根據(jù)一些實施方式的設備30的示圖。設備30具有幾個多孔構件32，在多孔構件中含有離子液體。多孔構件32在一端具有正電極33，并且在相對端具有負電極34。電極33、34與設備30的側面31接觸。電源36可以向與多孔構件32接觸的電極33、34提供電流。在一些實施方式中，可以在多孔構件32的下游和/或上游使用風扇，以便于空氣橫穿多孔構件32的流動。在一些實施方式中，風扇可以包括電動機38和葉片39，以產(chǎn)生橫跨多孔構件的壓差?；钚匝跷镔|發(fā)生器(在本實施方式中，電極34和33)可以通過向大氣中存在的含氧物質施加電力而在離子液體中產(chǎn)生活性氧物質。在一些實施方式中，活性氧物質可以更穩(wěn)定地存在，并且繼續(xù)與穿過設備的空氣中的污染物反應。
[0025]圖3B是設備30的示圖，在設備30中，可以不同地定位正電極34和負電極33。在所描述的實施方式中，正電極34可以定位在空氣流的路徑內，而負電極33可以定位在側面。在一些實施方式中，可以顛倒正電極和負電極的這種布置。在一些實施方式(諸如，圖2中的實施方式)中，由于使用設備，氧的增加非常少或者不存在氧的增加。例如，在如圖2中示出的實施方式中，空氣中的O2在負電極處變成02_，并接著移進離子液體中，其中它在正電極處釋放電子并變回02。因此，當空氣完成其凈化過程時，O2的水平變化很小。在圖3A中，兩個電極均連接到外部空氣。外部空氣中的O2在負電極處變成02_，接著它可以移進離子液體中并穿過離子液體，其中它在正電極處釋放電子，接著變回O2并且可以被釋放到外部。因此，當空氣完成其凈化過程時，O2的水平變化可以很小。
[0026]在期望增加氧量的實施方式中，負電極可以連接到設備的外部(空氣入口)，并且正電極可以定位在設備內部(并且在一些實施方式中，正電極沒有通向外部(如圖3B中所示))。
[0027]圖4是根據(jù)一些實施方式的設備的示圖。包括多孔構件的過濾器40可以包含離子液體(未示出)。在一些實施方式中，活性氧物質發(fā)生器可以位于過濾器的上游側，并且可以是紫外(UV)光源42。UV光在空氣中產(chǎn)生諸如臭氧(O3)和過氧化氫(H2O2)的激發(fā)物質(例如，活性氧物質)。臭氧和過氧化氫可以被溶解在存在于過濾器中的離子液體中并且保持穩(wěn)定。激發(fā)物質在離子液體中可以更穩(wěn)定地存在，并且繼續(xù)與空氣中的污染物反應，從而從空氣流中全部或部分地去除至少一種污染物。
[0028]圖5是根據(jù)一些實施方式的濾筒51的示圖。圖示的濾筒51具有周邊53，該周邊53包圍折疊的和/或波紋狀的多孔構件55。濾筒51內的多孔構件55的折疊的外觀增加了過濾器的與穿過濾筒51的材料接觸的表面積。在一些實施方式中，濾筒51是濕式過濾器，其可以包含存在于過濾器中的離子液體或其它液體。在一些實施方式中，通過使空氣流橫穿多孔構件55可以去除空氣流中的污染物。在一些實施方式中，過濾器包含至少一種離子液體和至少一種活性氧物質。
[0029]圖6是根據(jù)一些實施方式的過濾器60的側視圖。在一些實施方式中，過濾器60具有可以是(例如)實心的或網(wǎng)狀的相對兩端61、62。在一些實施方式中，端61、62可以由金屬制成并且用作電極。在一些實施方式中，多孔構件64被折疊或成波紋狀的，以增加與空氣流接觸的表面積。在一些實施方式中，過濾器60包含離子液體。在一些實施方式中，過濾器60包含至少一種離子液體和至少一種活性氧物質。在一些實施方式中，端61、62被構造成連接至電流源。在一些實施方式中，構成多孔構件64的材料與從一端61橫穿多孔構件64流向另一端62的電流相容。在一些實施方式中，當電流被施加在一端61，并且橫穿多孔構件64，到達另一端62時，構成多孔構件64的材料將基本不會分解或產(chǎn)生污染物。
[0030]本文公開的方法和設備可以用于各種應用。在一些實施方式中，過濾器和設備可以被用作商業(yè)空氣過濾系統(tǒng)的一部分，例如，HVAC (采暖、通風和空調)導管的一部分，或用于空調單元中。在一些實施方式中，方法和設備可以用于便攜式或獨立的空氣凈化器中。方法和設備可以被用于汽車、卡車、飛機、直升飛機、飛船、火車、地鐵、輪船、潛艇或其它交通工具。
[0031]在一些實施方式中，產(chǎn)生用于包含到過濾器和/或多孔構件中的特定量的活性氧物質。例如，在一些實施方式中，當IA的電流正在整個過濾器上流動時，每秒在橫截面上流動的活性氧物質的數(shù)量可以是6X10~18。例如，電子具有1.6X10~-19庫倫的電荷。一庫侖等于I安培/秒?？梢酝ㄟ^取電荷的倒數(shù)(例如，1/1.6X10~-19)來計算活性氧物質的濃度，其等于6X10~18。因為電阻取決于過濾器和電極的構造以可預測的方式變化，因此可以針對每個過濾器來確定所設計的過濾器的電壓和電流之間的關系。接著，可以根據(jù)待產(chǎn)生的活性氧物質的量來設定電壓。另選地，通過允許使用可變電壓，可以在嚴重污染空氣環(huán)境的情況下自動或手動地控制活性氧物質的量。在一些情況下，一旦空氣中的水分被捕集到離子液體中，就可以產(chǎn)生質子(礦)，并且這會妨礙諸如02_的活性氧物質的穩(wěn)定存在。因此，在一些實施方式中，可以供給超過發(fā)生水的電解的電壓的電壓。例如，在25 °C，可以具有比電解水所需的電壓(例如，1.229V)高的電壓。在一些實施方式中，電壓為0.5V或更高，例如，0.6V、0.7V、0.8V、0.9V、1V、1.1V、1.2V、1.3V、1.4V、1.5V、1.6V、1.7V、1.8V、1.9V、2V、
2.1V,2.2V、2.5V、3V、4V、5V、6V、7V、8V、9V、10V、15V、20V、25V、30V、40V、50V、60V、70V、80V、90V、100V、120V、150V、200V或240V，包括大于任一上述值的任何范圍以及被限定在任兩個上述值之間的任何范圍。
[0032]附加實施方式、替代方案和/或變形
[0033]下面的部分提供關于上述各種部件的更多細節(jié)。這些實施方式中的任一個可以被視為并且被視為與上述和下述實施方式中的任一個結合地公開。標題只是出于方便審閱的目的來提供的，不是以任何方式限制的。
[0034]過濾器
[0035]在一些實施方式中，在本文所公開的設備和方法中可以使用至少一個過濾器。在一些實施方式中，過濾器包括多孔構件。在一些實施方式中，過濾器是“濕式過濾器”，表示能夠包含液體的過濾器。在一些實施方式中，過濾器是能夠充當離子液體用支承件的任何結構。在一些實施方式中，過濾器是能夠充當離子液體用支承件并且可以允許空氣接觸離子液體的任何結構。在一些實施方式中，過濾器可以是這樣的任何結構:即，該結構能夠充當離子液體用支承件，并且可以允許空氣穿過該結構，以允許空氣接觸離子液體，接著允許空氣離開該結構。
[0036]在一些實施方式中，可以在本文所公開的方法和設備中使用多個過濾器。在一些實施方式中，過濾器可以串聯(lián)地布置，因此可以被“堆疊”。在一些實施方式中，過濾器可以并聯(lián)地使用。取決于期望的過濾性質，多個過濾器可以是相同的或者不同的。
[0037]在一些實施方式中，被污染空氣完全流經(jīng)過濾器或濕式過濾器。
[0038]在一些實施方式中，可以與稍后添加的離子液體一起商購濕式過濾器。在一些實施方式中，在濕式過濾器中基本不存在水。
[0039]在一些實施方式中，可以將電極附接至過濾器或濕式過濾器的相對兩側。在一些實施方式中，可以將金屬網(wǎng)用于電極。在一些實施方式中，過濾器不具有電極。在一些實施方式中，當將過濾器安裝到設備中時，過濾設備具有與過濾器接觸或者與過濾器流體連通的電極。
[0040]在一些實施方式中，過濾器或濕式過濾器是波紋狀的或折疊的(或者更具體地講，多孔構件)。通過折疊過濾器以形成波紋狀的形狀(例如，圖5和圖6)或用其它方式，可以增加過濾器的表面積。在一些實施方式中，過濾器或濕式過濾器具有基本為矩形、基本為方形或基本為圓形的橫截面面積。在一些實施方式中，過濾器或濕式過濾器具有液體流動通道，該液體流動通道被構造為允許離子液體橫穿多孔材料分布。在一些實施方式中，通道可以沿著過濾器或濕式過濾器的頂側延伸，使得液體可以橫穿多孔材料或膜向下通過毛細作用傳送。在一些實施方式中，一個或多個通道可以沿著過濾器的側面或底部延伸。在一些實施方式中，過濾器不包括用于離子液體的通道，而是過濾器最初被浸沒在液體中或者可以將離子液體噴射到過濾器上。在一些實施方式中，過濾設備可以周期性地向過濾器添加附加的離子液體。
[0041]在一些實施方式中，離開過濾器的空氣具有大致78%的氮。在一些實施方式中，除了已經(jīng)從空氣中去除至少一種雜質之外，進入過濾器的空氣與離開過濾器的空氣相同。在一些實施方式中，過濾器進入側的氧氣的量與過濾器輸出側的氧氣的量大約相同。在一些實施方式中，當空氣穿過正在使用的過濾器時，氧氣的任何增加最小。在一些實施方式中，當空氣穿過正在使用的過濾器時，氧氣的任何增加小于200%，例如199%、190%、180%、150%、100%、80%、70%、60%、50%、40%、30%、20%、10%、9%、8%、7%、6%、5%、4%、3%、2%、1.5%、1.4%、1.3%、
1.2%、1.1%、1%、0.9%、0.8%、0.7%、0.6%、0.5%、0.4%、0.3%、0.2%、0.1%、0.01% 或更少，包括小于任一上述值的任何范圍和被限定在任兩個上述值之間的任何范圍。在一些實施方式中，當空氣穿過系統(tǒng)時產(chǎn)生的氧的量小于約10%，例如，在10%至0.1%之間。在一些實施方式中，當空氣穿過系統(tǒng)時產(chǎn)生的氧的量小于0.6%。
[0042]多孔構件
[0043]在一些實施方式中，多孔構造被構造成用于保持貫穿多孔構件的整個可用部分的離子液體的量，同時允許空氣接觸離子液體。多孔性構件是多孔的。在一些實施方式中，孔、洞、間隙等允許從多孔構件的一側流向該構件的另一側。
[0044]在一些實施方式中，多孔構件可以由金屬網(wǎng)、層狀金屬、纖維素、碳、陶瓷、樹脂、塑料、蛋白質、無紡布、編織布及其任何組合制成。在一些實施方式中，多孔構件由抗UV材料制成。在一些實施方式中，多孔構件由耐活性氧物質材料制成。在一些實施方式中，多孔構件由耐氧材料制成。在一些實施方式中，當電流橫穿多孔構件流動時，多孔構件是相對或完全惰性的。在一些實施方式中，多孔材料對于離子液體而言是相對或完全惰性的。在一些實施方式中，多孔材料對于水而言是相對或完全惰性的。在一些實施方式中，多孔構件對于兩種或更多種前述物品而言是相對或完全惰性的。
[0045]術語“相對惰性”不要求結構對力或物質免疫或不受其影響。相反地，這個術語指出:在材料的可接受的壽命期間，物質或力對材料的影響對于材料發(fā)揮作用的能力來說是無關緊要的。因此，例如，如果多孔構件在使用時大致持續(xù)I個月(作為過濾器，但沒有被施加至其的物質(諸如，液體)或力(諸如，電))，并且多孔構件在存在物質和力的情況下可以作為過濾器發(fā)揮其作用I個月，則材料是“相對惰性”的。
[0046]在一些實施方式中，空氣從多孔構件的第一側穿過到達相對側。在一些實施方式中，空氣從多孔構件的第一側穿過到達相鄰側，但仍穿過多孔構件。
[0047]在一些實施方式中，多孔構件實質上是相對平面或平坦的，以便在所需材料相對小的情況下，對空氣流呈現(xiàn)相對大的橫截面。
[0048]在一些實施方式中，在空氣流穿過多孔構件的方向上向多孔構件提供附加的厚度，允許進行更好的凈化(因為空氣將在多孔構件中停留更長的時間)。在一些實施方式中，可以通過提供優(yōu)良的離子液體(使周圍的活性氧物質保持更長時間)或更大量的電(以產(chǎn)生更大量的活性氧物質)，利用相同或更薄的片或厚度的多孔構件來提供更好的凈化。
[0049]應當注意，在某些技術中，術語“過濾器”可以指示被構造成用于捕集并約束顆粒的結構。然而，這個含義并不是限制本公開內容和實施方式。如本文所使用的，“過濾器”和/或“過濾”不限于物理過濾(也不始終需要它)，并且替代地涉及使用活性氧物質作為過濾/消毒劑的化學過程。因此，在一些實施方式中，多孔構件被構造為使得它允許顆粒流過它。在一些實施方式中，多孔構件被構造為使得它在第一側上捕集顆粒，防止顆粒流過到達第二側。在一些實施方式中，過濾器和/或多孔構件被構造成用于允許更大的物體(諸如，細菌)流過它，但活性氧物質的存在將傷害和/或殺死至少一些細菌。這種布置可以是有利的，因為它將在仍提供有效的過濾/消毒處理的同時減少對過濾器的物理堵塞。
[0050]在一些實施方式中，多孔構件的厚度是大于260微米，例如，261微米、300微米、400微米、500微米、600微米、700微米、800微米、900微米、1000微米、2mm、5mm、10mm、
1.lcm、l.2cm、L 3cm、L 4cm、L 5cm、L 6cm、L 7cm、L 8cm、L 9cm、2cm、5cm、10cm、15cm、50cm或更多，包括超過任一上述值的任何范圍和任兩個上述值之間的任何范圍。在一些實施方式中，多孔構件具有大于I毫米的厚度。在某此實施方式中，多孔構件可以具有大約30 μ m至300 μ m的孔徑。[0051]在一些實施方式中，含有離子液體的多孔構件對空氣流而言是可透的。在一些實施方式中，含有離子液體的多孔構件具有大約350±30的透氣性Cp=200pa L/m2.S)。
[0052]也可以使用格利值(Gurley Value)表達膜的透氣性。格利值被定義為在0.897g/m2的壓力下IOOcc的空氣穿過膜所用的時間秒數(shù)(符合JIS P8117)。在一些實施方式中，格利值低于3000秒，例如，2000秒、1000秒、500秒、100秒、50秒、30秒、20秒、10秒、5秒、2秒或I秒，包括低于任一上述值的任何范圍和被限定在任兩個上述值之間的任何范圍。
[0053]電極
[0054]在一些實施方式中，當需要時，可以采用任何電極，只要它允許產(chǎn)生活性氧物質。在一些實施方式中，不需要電極。
[0055]在一些實施方式中，電極被放置在多孔構件的相對兩側(前側和后側，或者左側和右側等)。在一些實施方式中，電極是多孔的，從而允許空氣穿過它們。
[0056]在一些實施方式中，電極由導電材料制成或涂覆有導電材料，所述導電材料諸如是鋼、銅、鋁、鈦、Au、Pt、Ag、N1、Fe、W、Pd、Ru、Rh、Ir、T1、Mo、Co、Sn、B1、Pb、Zn 或其合金。在一些實施方式中，可以使用諸如玻璃碳、石墨、碳墨、碳膏、碳纖維、活性碳或導電金屬氧化物的碳的形式。在一些實施方式中，可以使用碳制成的電極。日本專利公開2009-138254A中包括一些材料的例子，該公開的全部內容以引用方式并入本文。
[0057]在一些實施方式中，電極由抗UV材料制成。在一些實施方式中，電極由耐活性氧物質材料制成。在一些實施方式中，電極由耐氧材料制成。在一些實施方式中，當電流橫穿電極流動時，電極是相對惰性的。在一些實施方式中，電極對于離子液體而言是相對惰性的。在一些實施方式中，電極對于水而言是相對或完全惰性的。在一些實施方式中，電極對于兩個或更多個上述物品而言是相對惰性的。
[0058]離子液體
[0059]在一些實施方式中，離子液體通常具有幾乎為O的蒸氣壓力、高離子電導率，并且是化學穩(wěn)定和熱穩(wěn)定的。在一些實施方式中，離子液體通常易于溶解氣體和離子。
[0060]在一些實施方式中，濕式過濾器包含離子液體。在一些實施方式中，離子液體具有低蒸氣壓力或低蒸汽壓力。在一些實施方式中，離子液體可以是疏質子溶劑。在一些實施方式中，離子液體的蒸汽壓力或蒸氣壓力小于大約20Paj_，19Pa、18Pa、17Pa、16Pa、15Pa、14Pa、13Pa、12Pa、llPa、10Pa、9Pa、8Pa、7Pa、6Pa、5Pa、4Pa、3Pa、2Pa、IPa 或更小，包括小于任一上述值的任何范圍和被限定在任兩個上述值之間的任何范圍。
[0061]在一些實施方式中，離子液體可以是乙腈(MeCN)、二甲基甲酰胺(DMF)、二甲亞砜(DMS0)、季銨、具有咪唑鎗基團的化合物或它們的任何組合。在一些實施方式中，離子液體可以是吡咯烷鹽、吡啶鹽、銨鹽、磷鹽、锍鹽、吡啶鎗化合物、磷化合物和/或季銨化合物。在一些實施方式中，離子液體可以包括1- 丁基_2，3- 二甲基咪唑鎗氯化物、1- 丁基-2，3- 二甲基咪唑鎗聚乙二醇十六烷基醚硫酸鹽涂覆脂肪酶的、1-丁基-3-甲基咪唑鎗六氟磷酸鹽、1- 丁基-3-甲基咪唑鎗、四氟硼酸鹽、1，3- 二甲基咪唑鎗二甲基磷酸鹽、1，2- 二甲基-3-丙基咪唑鎗碘化物、1-乙基-3-甲基咪唑鎗三氟甲基磺酸和/或1-己基-3-甲基咪唑鎗氯化物。
[0062]在一些實施方式中，活性氧物質在離子液體中至少穩(wěn)定達8秒、9秒、10秒、15秒、20 秒、30 秒、40 秒、50 秒、60 秒、70 秒、80 秒、90 秒、100 秒、150 秒、200 秒、300 秒、400 秒、500秒、1000秒、2000秒、3000秒、4000秒、5000秒、6000秒或更長，包括高于任一上述值的
任何范圍和被限定在任兩個上述值之間的任何范圍。在一些實施方式中，離子液體中的離子遷移速度取決于電壓。在一些實施方式中，遷移速度可以是10微米/秒至100微米/秒。因此，在一些實施方式中，遷移幾cm至IOcm可以花費100秒至5000秒。
[0063]在一些實施方式中，離子液體的水溶性差。在一些實施方式中，離子液體優(yōu)選地基本不含有水。在一些實施方式中，水的存在可以抑制諸如O2-的陰離子活性氧物質的形成或存在。
[0064]在一些實施方式中，可以使用疏水性離子液體去除水，諸如，N-N-二乙基-N-甲基-N-(2-甲氧基乙基)銨雙(三氟甲基磺酸)酰亞胺)。在一些實施方式中，可以通過增大驅動電壓以電解水來去除水。例如，在25°C，可以通過施加至少1.229V的電壓來去除水。
[0065]在一些實施方式中，可以用離子液體和活性氧物質將濕式過濾器浸沒。在一些實施方式中，離子液體具幾乎為O的蒸汽壓力或蒸氣壓力，并且因此可以在無蒸發(fā)的情況下，在大氣中長時間地使用。離子液體還可以積極溶解離子和極性分子，并且允許這種分子穩(wěn)定存在。如本文所概述的，可以將活性氧物質引入離子液體中。在一些實施方式中，可以通過活性氧物質發(fā)生器產(chǎn)生羥基。
[0066]產(chǎn)生活性氧物質
[0067]在一些實施方式中，產(chǎn)生活性氧物質。在一些實施方式中，使用電流產(chǎn)生活性氧物質。在一些實施方式中，通過還原產(chǎn)生活性氧物質。
[0068]在一些實施方式中，活性氧物質可以包括臭氧、氧自由基、原子氧、02_、羥基、過氧化氫或它們的任何組合。
[0069]在一些實施方式中，持續(xù)地施加電流。在一些實施方式中，周期性地施加電流。
[0070]在一些實施方式中，選擇電壓，以在離子液體中獲得期望濃度的活性氧物質。所施加的電壓還可以基于電極之間的電阻和期望的電流而變化。例如，電阻可以基于電極的構造、電極之間的距離、離子液體的濃度、過濾材料等而變化。
[0071]在一些實施方式中，可以使用紫外光產(chǎn)生活性氧物質。在一些實施方式中，可以使用紫外光產(chǎn)生臭氧和/或過氧化氫(H2O2)15在一些實施方式中，紫外光被構造為采用的是IffM 100W之間，例如，5W至20W。
[0072]在一些實施方式中，可以與濕式過濾器相鄰地或在過濾器的緊上游產(chǎn)生活性氧物質。例如，可以通過在含有離子液體的濕式過濾器的前方立即執(zhí)行放電或在紫外光照射來產(chǎn)生活性氧物質。接著，將所產(chǎn)生的活性氧物質引入到濕式過濾器中的離子液體，并且活性氧物質可以穩(wěn)定地存在。在一些實施方式中，發(fā)生器和過濾器之間的距離使得活性氧物質從源開始行進以溶于過濾器中的離子液體中花費少于10秒(例如，少于5秒)的時間。
[0073]在一些實施方式中，因為離子在離子液體中快速擴散，所以橫穿過濾器活性氧物質的濃度可以是相對均勻的。
[0074]污染物
[0075]本文所公開的方法和設備可以用于從氣流中去除多種污染物，例如，揮發(fā)性有機化合物(V0C)、氣味、細菌、霉、氨、煙、污染物，并且可以從經(jīng)過處理的氣流或空氣流中去除的其它有害物質。在一些實施方式中，污染物可以是病毒、碳粒子(例如，來自柴油機)和/或花粉(這會導致“花粉熱”)。[0076]濾筒
[0077]在一些實施方式中，提供濾筒，該濾筒包括支承多孔構件的框架。在一些實施方式中，多孔構件包含孔，這些孔從多孔構件的正面到達多孔構件的背面，以允許空氣從多孔構件的正面流過多孔構件并從多孔構件的背面流出。在一些實施方式中，提供濾筒，該濾筒包括具有離子液體的濕式過濾器(包括多孔構件)。
[0078]在一些實施方式中，濾筒在框架的相對兩側上具有電極,例如,一側上陰極而另一側上為陽極。在一些實施方式中，電極由金屬網(wǎng)制成。在一些實施方式中，電極是實心板。
[0079]在一些實施方式中，濾筒不包含電極，但當被安裝在過濾設備中時與正電極和負電極接觸。在一些實施方式中，第一電極和第二電極與濕式過濾器流體連通。
[0080]在一些實施方式中，濾筒包括被構造成用于保持離子液體的多孔材料。
[0081]如本文所使用的，“濾筒”指示包括多孔構件和用于多孔構件的支承結構(如有必要)的結構?！斑^濾器”是更通用的術語并且不必包括用于多孔構件的支承結構。
[0082]成套設備
[0083]在一些實施方式中，提供包括濕式過濾器或者具有孔的過濾器的成套設備，所述孔從濕式過濾器的第一表面上開始并且穿過濕式過濾器到達第二表面。在一些實施方式中，成套設備還包括離子液體和活性氧物質發(fā)生器。在一些實施方式中，濕式過濾器的第一表面位于濕式過濾器的第二表面的相對側。在一些實施方式中，提供成套設備，該成套設備包括具有孔的多孔構件，其中，所述孔從多孔構件的第一表面上開始并穿過多孔構件到達第二表面。在一些實施方式中，成套設備還包括離子液體和活性氧物質發(fā)生器。在一些實施方式中，多孔構件的第一表面位于多孔構件的第二表面的相對側。
[0084]在一些實施方式中，成套設備還包括第一電極和第二電極。在一些實施方式中，活性氧物質發(fā)生器包括第一電極和第二電極。在一些實施方式中，濕式過濾器和/或多孔構件被附接至第一電極和第二電極。在一些實施方式中，第一電極和第二電極與濕式過濾器和/或多孔構件流體連通。
[0085]空氣循環(huán)器
[0086]在一些實施方式中，空氣循環(huán)器被用于促進橫穿濕式過濾器的空氣流動。在一些實施方式中，空氣循環(huán)器在濕式過濾器的上游。在一些實施方式中，空氣循環(huán)器在濕式過濾器的下游。
[0087]在一些實施方式中，空氣循環(huán)器被構造成用于對著濕式過濾器的第一表面提供正空氣壓力。
[0088]在一些實施方式中，空氣循環(huán)器是風扇，其包括電動機38和風扇葉片39。在一些實施方式中，空氣循環(huán)器是空氣泵、鼓風機或其它本領域已知的能夠便于空氣流過過濾器或產(chǎn)生過濾器的上游側和過濾器的下游側之間的壓差的設備。
[0089]在一些實施方式中，使用具有活性氧物質的過濾器允許控制空氣和活性氧物質之間的接觸。例如，可以選擇過濾器的保持時間和面積，使得期望量的活性氧物質與空氣接觸。離子液體可以吸收危險的有機物質和V0C，但這些有機物質和VOC被活性氧物質分解。
[0090]在一些實施方式中，可以確定過濾器的尺寸使得過濾器可以被用于傳統(tǒng)的空氣凈化器中。另外，具有電極和電源的過濾器可以被安裝到傳統(tǒng)的空氣凈化器和空氣調節(jié)器中。
[0091]在一些實施方式中，過濾器可以被離子液體浸潰，但因為該過濾器由多孔構件保持，所以該過濾器并不使用大量的離子液體。
[0092]示例I
[0093]玻璃纖維制成的濕式過濾器用于過濾空氣，該濕式過濾器具有被浸潰有離子液體(N，N-二乙基-N-甲基-N-(2-甲氧基乙基)銨雙(三氟甲磺酸基)酰亞胺)的非織物膜。過濾器在相對兩側上具有兩個由金屬網(wǎng)制成的電極。第一電極位于過濾器的周邊的第一偵牝并且第二電極位于周邊的與第一側相對的第二側。將所選的2.0V電壓施加至電極，使得在電極之間流動的電流產(chǎn)生活性氧物質。活性氧物質包括由雙原子氧產(chǎn)生的02_。
[0094]位于過濾器上游的風扇被用于促進被污染空氣流經(jīng)過濾器?？諝饬鹘?jīng)過濾器。包括O2-的活性氧物質與空氣流中的各種污染物(諸如V0C、細菌、氣味和其它不期望的物質)反應，從而對空氣進行消毒。
[0095]示例2
[0096]在示例2中使用與示例I類似的方法和設備，但其過濾器的構造不同。過濾器在相對兩側上具有由金屬網(wǎng)制成的電極。第一電極位于過濾器的上游側并且第二電極位于過濾器的相對的下游側。被污染空氣首先與第一側和電極接觸，從而在向電極施加電壓時產(chǎn)生附加的活性氧物質。通常，因為電極之間的電阻由于電極更靠近而更低，因此與示例I中的構造相比，在此構造中1.5V的外加電壓更低以橫穿過濾器產(chǎn)生給定電流。
[0097]示例3
[0098]碳纖維織物膜制成的濕式過濾器被浸潰有離子液體以過濾空氣?；钚匝跷镔|被溶解到N-甲基-N-丁基吡咯烷鎗鹽雙(三氟甲基磺酰)酰亞胺中。使用位于過濾器的上游側的(通過低壓水銀燈產(chǎn)生的185nm的)UV光產(chǎn)生活性氧物質。當將UV光施加至被污染空氣時，產(chǎn)生臭氧和/或過氧化氫。臭氧和/或過氧化氫溶解在離子液體中?；钚匝跷镔|在離子液體中可以穩(wěn)定地存在。
[0099]位于過濾器上游的風扇被用于促進被污染空氣流過過濾器?？諝庖恢绷鬟^過濾器?；钚匝跷镔|與空氣流中的各種污染物(諸如V0C、細菌、氣味和其它不期望的物質)反應。
[0100]本公開不受本申請書中描述的【具體實施方式】的限制，其僅旨在作為各種方面的示例。如對于本領域的技術人員將顯而易見的，在不脫離其精神和范圍的情況下可以進行許多修改形式和變形。從在前的描述中，除了本文列舉的那些方法和設備外，本公開內容的范圍內的功能等效的方法和設備對本領域的技術人員來說將顯而易見。這些修改和變形旨在落入所附權利要求書的范圍內。本公開內容僅由所附權利要求書的項連同擁有這類權利要求的權利的等同要求的全部范圍所限制。應當理解，本公開內容不限于具體方法、試劑、化合物、組合物或生物系統(tǒng)，其當然可以發(fā)生變化。還應當理解，本文中使用的術語只是出于描述【具體實施方式】的目的，并不是旨在進行限制。
[0101]對于本文中大體上任何復數(shù)和/或單數(shù)術語的使用，如對于上下文和/或應用合適的，本領域的技術人員可以將復數(shù)轉換成單數(shù)和/或將單數(shù)轉換成復數(shù)。為了清楚起見，本文中可以明確闡述各種單數(shù)/復數(shù)的置換。
[0102]本領域的技術人員應當理解，通常，本文中使用的術語，尤其是所附權利要求書(例如，所附權利要求書的主體)中的術語通常旨在為“開放性”術語(例如，術語“包括著”應該被解釋為“包括著但不限于”，術語“具有”應該被解釋為“至少具有”，術語“包括”應該被解釋為“包括但不限于”等)。本領域的技術人員應當進一步理解，如果所引入的權利要求敘述的具體數(shù)字是有意的，則在權利要求中將明白地描述這種意圖，并且在不存在這種描述的情況下，則不存在這種意圖。例如，為了輔助理解，下面所附的權利要求書可以包含使用引語“至少一個”和“一個或多個”來引入權利要求描述。然而，即使當相同的權利要求包括引語“一個或多個”或“至少一個”和不定冠詞，諸如“一”或“”(一個)(例如“一”和/或“一個”應該被解釋為意思是“至少一個”或“一個或多個”)，也不應該將這類短語的使用解釋為暗示通過不定冠詞“一”或“一個”引入權利要求描述將含有這種引入的權利要求描述的任何具體權利要求限于只含有一個這種描述的實施方式；使用定冠詞引入權利要求描述時，也同樣如此。另外，即使明白地描述了所引入的權利要求描述的具體數(shù)字，本領域的技術人員將認識到，這種描述將被理解為意指至少所描述的數(shù)字(例如，在沒有其它修飾語的情況下，直白地描述“兩個描述”意指至少兩個描述或兩種或更多個描述)。另外，在使用類似于“A、B和C等中的至少一個”的約定的那些情況下，通常這種構造旨在在這個意義下，從本領域的技術人員將理解這種約定(例如，“具有A、B和C中的至少一個的系統(tǒng)”將包括但不限于僅具有A、僅具有B、僅具有C、共同具有A和B、共同具有A和C、共同具有B和C和/或共同具有A、B和C等的系統(tǒng))。在使用類似于“A、B或C等中的至少一個”的約定的那些情況下，通常這種結構旨在在這個意義上，從本領域的技術人員將理解這種約定(例如，“具有A、B或C中的至少一個的系統(tǒng)”將包括但不限于僅具有A、僅具有B、僅具有C、共同具有A和B、共同具有A和C、共同具有B和C和/或共同具有A、B和C的系統(tǒng))。本領域的技術人員應當進一步理解，無論在說明書、權利要求書還是在附圖中，實際上，呈現(xiàn)兩個或更多個可供選擇術語的任何轉折詞和/或短語應該被理解為料想到包括術語之一、術語中的任一個或這兩個術語的可能性。例如，短語“A或B”將被理解為包括“A”或“B”或“A和B”。
[0103]另外，在馬庫什組的術語中描述本公開內容的特征和方面的情況下，本領域的技術人員將認識到，從而也根據(jù)馬庫什組的任何單獨項或項的子群來描述本公開內容。
[0104]如本領域的技術人員將理解的，對于任一和所有目的，諸如根據(jù)提供書面描述，本文所公開的所有范圍也涵蓋任一和所有可能的子范圍及其子范圍的組合。因為充分描述并且使得相同的范圍被分為至少兩等分、三等份、四等份、五等份分、十等份等，所以可以很容易地識別任何列出的范圍。作為非限制性的例子，可以很容易地將本文中討論的每個范圍分成下三分之一、中三分之一和上三分之一等。如本領域的技術人員也將理解的，諸如“高達”、“至少”等的所有語言包括所描述的數(shù)字并且是指如以上討論地可以被隨后分成子范圍的范圍。最后，如本領域的技術人員將理解的，范圍包括每個單獨的項。因此，例如，具有I至3個單元的群組是指具有1、2或3個單元的群組。類似地，具有I至5個單元的群組是指具有1、2、3、4或5個單元的群組，依此類推。
[0105]根據(jù)以上內容，應當理解，為了示例的目的，本文中已描述了本公開的各種實施方式，并且在不脫離本發(fā)明的范圍和精神的情況下，可以進行各種修改。因此，本文中公開的各種實施方式不是旨在進行限制，由后面的權利要求書指示真實的范圍和精神。
【權利要求】
1.一種從空氣中去除污染物的方法，所述方法包括: 提供包含離子液體的濕式過濾器； 產(chǎn)生活性氧物質； 將所述活性氧物質溶解在所述離子液體中； 使包含污染物的被污染空氣對著所述濕式過濾器流動，以允許所述被污染空氣內的空氣完全流過所述濕式過濾器，同時允許所述離子液體中的所述活性氧物質與來自所述空氣的污染物反應，從而從空氣中去除污染物。
2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中，利用UV照射產(chǎn)生所述活性氧物質。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的方法，其中，利用電流產(chǎn)生所述活性氧物質。
4.根據(jù)權利要求3所述的方法，其中，周期性地施加所述電流。
5.根據(jù)權利要求1、3或4中的任一項所述的方法，該方法還包括選擇電壓以在所述離子液體中獲得期望濃度的活性氧物質，以從空氣中去除污染物。
6.根據(jù)權利要求1至5中的任一項所述的方法，其中，所述活性氧物質包括臭氧、氧自由基、原子氧、02_、羥基、過氧化氫或其任何組合。
7.根據(jù)權利要求1至6中的任一項所述的方法，其中，所述活性氧物質在所述離子液體中穩(wěn)定超過大約60秒。
8.根據(jù)權利要求1至7中的任一項所述的方法，其中，所述離子液體的蒸氣壓力或蒸汽壓力大約為O。
9.根據(jù)權利要求1至8中的任一項所述的方法，其中，所述離子液體的蒸氣壓力或蒸汽壓力小于15Pa。
10.根據(jù)權利要求1至9中的任一項所述的方法，其中，所述離子液體包括疏質子溶劑。
11.根據(jù)權利要求10所述的方法，其中，所述的離子液體包括:乙腈(MeCN)、二甲基甲酰胺(DMF )、二甲亞砜(DMSO )、季銨、含有咪唑鎗基團的化合物或其任何組合。
12.根據(jù)權利要求1至11中的任一項所述的方法，該方法還包括從所述離子液體中去除水。
13.根據(jù)權利要求1至12中的任一項所述的方法，其中，離開所述濕式過濾器的空氣含有大約78%的氮氣。
14.一種成套設備，所述成套設備包括: 濕式過濾器，該濕式過濾器包括多孔構件，其中，所述多孔構件中的孔在所述濕式過濾器的第一表面上開始并且穿過所述多孔構件到達所述濕式過濾器的第二表面； 離子液體；以及 活性氧物質發(fā)生器。
15.根據(jù)權利要求14所述的成套設備，其中，所述第一表面與所述第二表面相對。
16.根據(jù)權利要求14或15所述的成套設備，其中，所述濕式過濾器包含所述離子液體。
17.根據(jù)權利要求16所述的成套設備，其中，所述離子液體包括:乙腈(MeCN)、二甲基甲酰胺(DMF )、二甲亞砜(DMSO )、季銨、含有咪唑鎗基團的化合物或其任何組合。
18.根據(jù)權利要求14至17中的任一項所述的成套設備，其中，所述活性氧物質發(fā)生器包括紫外光源。
19.根據(jù)權利要求14至17中的任一項所述的成套設備，其中，所述活性氧物質發(fā)生器包括第一電極和第二電極。
20.根據(jù)權利要求19所述的成套設備，其中，所述第一電極和所述第二電極被附接至所述濕式過濾器。
21.根據(jù)權利要求20所述的成套設備，其中，所述的第一電極和所述第二電極與所述濕式過濾器流體連通。
22.根據(jù)權利要求14至21中的任一項所述的成套設備，該成套設備還包括空氣循環(huán)器，所述空氣循環(huán)器被構造成有助于空氣從所述濕式過濾器的第一側到達所述濕式過濾器的第二側。
23.一種濾筒，所述濾筒包括: 陽極； 陰極； 多孔構件，其中所述多孔構件包括孔，所述孔從所述多孔構件的正面穿過到達所述多孔構件的背面，以允許空氣從所述多孔構件的所述正面流過所述多孔構件并且從所述多孔構件的所述背面流出，其中所述多孔構件被構造成用于保持離子液體，并且所述陽極和陰極被定位在所述多孔構件的相對兩側上。
24.根據(jù)權利要求23所述的濾筒，其中，所述陽極定位在所述多孔構件的第一側上，所述陰極定位在所述多孔構件的相對側上。
25.根據(jù)權利要求23所述的濾筒，其中，所述陽極抵靠所述多孔構件的所述正面定位，所述陰極抵靠所述多孔構件的所 述背面定位。
26.根據(jù)權利要求23至25中的任一項所述的濾筒，其中，所述孔的平均孔徑為30μ m至 300 μ m。
27.根據(jù)權利要求23至26中的任一項所述的濾筒，該濾筒還包括流動通道，其中所述流動通道被構造成允許離子液體橫穿所述多孔構件分布。
28.根據(jù)權利要求23至27中的任一項所述的濾筒，該濾筒還包括離子液體，其中所述離子液體包括:乙腈(MeCN)、二甲基甲酰胺(DMF)、二甲亞砜(DMSO)、季銨、含有咪唑鎗基團的化合物或其任何組合物。
29.根據(jù)權利要求28所述的濾筒，其中，所述離子液體溶液中基本不存在水。
30.根據(jù)權利要求23至29中的任一項所述的濾筒，其中，所述多孔構件包括纖維素、無紡布或其組合。
31.根據(jù)權利要求23至30中的任一項所述的濾筒，其中，所述多孔構件的厚度超過260微米。
32.根據(jù)權利要求23至31的中任一項所述的濾筒，其中，所述多孔構件的厚度超過I毫米。
33.一種設備，所述設備包括: 離子液體； 濕式過濾器，該濕式過濾器包括連續(xù)的孔，所述連續(xù)的孔從所述濕式過濾器的第一表面通過到達所述濕式過濾器的相對的第二表面，并且所述濕式過濾器包含離子液體；以及 活性氧物質發(fā)生器，該活性氧物質發(fā)生器被構造成用于在所述離子液體內產(chǎn)生活性氧物質。
34.根據(jù)權利要求33所述的設備，其中，所述濕式過濾器包含活性氧物質。
35.根據(jù)權利要求33或34所述的設備，該設備還包括入口，所述入口被構造為用于向所述濕式過濾器輸送被污染空氣。
36.根據(jù)權利要求33至35中的任一項所述的設備，該設備還包括空氣循環(huán)器，所述空氣循環(huán)器被構造成用于對著所述 濕式過濾器的所述第一表面提供正空氣壓力。
【文檔編號】B01D39/00GK103517747SQ201180070413
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2011年5月2日 優(yōu)先權日:2011年5月2日
【發(fā)明者】楠浦崇央 申請人:英派爾科技開發(fā)有限公司