處理大氣汙染物的方法
2023-07-08 21:00:16 1
專利名稱：處理大氣汙染物的方法
技術領域：
本發明涉及用還原劑還原至少一種氧化性大氣汙染物諸如臭氧(O3)或二氧化氮(NO2)的方法，並涉及供處理至少一種氧化性大氣汙染物和至少一種還原性大氣汙染物例如碳氫化合物的裝置。
地面上的O3，一種煙霧成分，由來自交通工具和工業排出物中的氧化氮(NOx)與碳氫化合物(HC)反應而產生。也產生醛類，其是具有相對高的最大增量反應性調節因數(MIR)，又稱為卡特因數的各種有機物質(該因數按1999年8月5日加州環境保護署空氣資源管理局「加州非甲烷有機氣體測試程序」確定)。這種反應部分是由目光催化，並可以兩個反應式表示(i)；
煙霧能引致氣喘病和呼吸疾病，而且在美國洛杉磯的南加州盆地和德州的休斯敦是一個特殊的問題。
在WO 96/22146中，Engelhard敘述以一種混合物敷塗運輸工具的大氣接觸表面的概念，以供處理一種或多種大氣汙染物，諸如單一的O3，O3和一氧化碳(CO)或O3、CO和HC。此表面最好為熱交換器，如置於該運輸工具之發動機室內的散熱器或空調冷凝器的表面。當該運輸工具被推進通過大氣時，懸浮在大氣中的汙染物便接觸該混合物，而且依靠該混合物的配方，它催化氧化性大氣汙染物O3還原至氧，及/或還原性大氣汙染物一氧化碳氧化至二氧化碳，及/或HC氧化至水和二氧化碳。
我們這裡用「氧化性大氣汙染物」係指在氧化還原反應中，有氧化其它大氣汙染物之潛力的一種大氣汙染物。氧化性大氣汙染物的實例為O3、NO2、四氧化二氮(N2O4)和三氧化硫(SO3)。
我們這裡周「還原性大氣汙染物」係指在氧化還原反應中，有還原其它大氣汙染物之潛力的一種大氣汙染物。還原性大氣汙染物的非限制性實例為碳氫化合物，包括脂族烴，如烷烴和環烴；鏈烷烴；鏈烯烴、烯烴和炔烴；內含共軛不飽和碳氫化合物的二烯烴；羧酸、過氧酸或磺酸；部分氧化的碳氫化合物，包括醛、共軛醛、酮、醚、醇和酯；醯胺；銨化合物；芳族烴和環烷烴；任何包括一個或多個氮、硫、氧或磷原子的上述化合物；CO；二氧化硫以及從比如動力設備(如同下面所規定的)排出的菸灰或顆粒物質成分。
Engelhard在商品名PremAir_下銷售一種具有還原O3之催化塗層的運輸工具散熱器。PremAir_的細節還可在Engelhard的網址WWW.Engelhard.Com/premair上找到。在其WO 96/22146中也對它加以描述。我們了解該銷售的散熱器上的活性材料為一種錳基組分Cryfomelane(KMn8O16·xH2O，結構上同α-MnO2相近)。有塗層的散熱器已裝在某些Volvo產的客車上，例如在美國和整個歐洲的S80豪華轎車上。
在WO 96/22146的12頁16-24行寫道「吸附混合物也可用來吸附汙染物，像碳氫化合物及/或顆粒物質之類，以供後來氧化或連續去除。有用和優選的吸附混合物包括沸石、其它分子篩、碳等。碳氫化合物和顆粒物質能在0℃至110℃被吸附，而後加以解吸處理，接著進行催化反應或焚化。」在48頁13-37行給出「吸附混合物」更多的細節。WO 96/22146中無實施例說明無貴金屬的吸附混合物有能力處理包括O3和碳氫化合物的合成氣體混合物，而又不涉及該吸附成分本身的破壞。
我們現已得知，包含至少一種被俘獲還原性大氣汙染物的無貴金屬俘獲材料，可還原至少一種氧化性大氣汙染物。因此，該至少一種被俘獲還原性大氣汙染物本身便被氧化。
按本發明的一個方面，提供一種以還原劑還原至少一種氧化性大氣汙染物的方法，此方法包括使該還原劑同該至少一種氧化性大氣汙染物接觸，其中該還原劑包括無貴金屬俘獲材料，內含至少一種被俘獲的還原性大氣汙染物，藉此當該至少一種氧化性大氣汙染物被還原時，該至少一種被俘獲的還原性大氣汙染物便被氧化。
Ed.D.W.A.Sharp的Penguin化學詞典第二版(1990)定義「催化劑」為，「一種當加入反應混合物時改變該體系中達到平衡之速率而形式上其本身不經受永久變化的物質。」應當理解，俘獲材料和至少一種被俘獲的還原性大氣汙染物的組合，並非像這樣的一種「催化劑」，因為在還原至少一種氧化性大氣汙染物時，該至少一種被俘獲的還原性大氣汙染物本身便被氧化。這一機理與上面Engelhard所述的不同還在於，該至少一種被俘獲的還原性大氣汙染物和該俘獲材料的組合，致使該至少一種氧化性大氣汙染物的還原，以及該至少一種被俘獲的還原性大氣汙染物的氧化，而按Engelhard的機理，該HC則在其氧化之前先被解吸。
「無貴金屬」，我們指的是不存在有催化活性量的貴金屬，諸如金、銀或任何鉑族金屬，例如鉑、鈀或銠。
「被俘獲」，我們指的是被吸附或被吸收，包括被俘獲物質同俘獲材料的物理作用，諸如通過共價結合和離子結合以及靜電結合，像藉助範德瓦爾力或氫鍵之類。
由於俘獲材料的本性，例如在某些沸石中存在酸性部位，被俘獲物質間的反應可在原處發生，通常導致較小揮發性產物的形成，非限制的反應實例包括羥醛縮合、比如飽和HC的低聚反應和部分碎裂、聚合反應以及結焦。術語「被俘獲還原性大氣物質」等是用來包括被俘獲物質和被俘獲物質在其原處的反應產物。
我們的觀測的一個應用在於處理運輸工具所接觸的大氣O3和HC，不過，正如下面將要加以解釋的，非移動應用同樣適用。
在WO 96/22146中，對既作為另一個汙染物處理的催化劑成分(見44頁第一段，以及51-55頁實施例3中的蓋板#8和#12)，又作為一種吸附成分(見48頁25-30行)的碳進行了描述。當此碳可吸附HC的同時，我們相信，任何接觸被吸附在該碳上之HC的O3會按照反應式導致該碳催化劑/吸附劑本身的破壞。這同本發明的方法相反，在本發明的方法中，其俘獲材料如沸石基本上為惰性。
本發明的一個重要特點是，俘獲還原性大氣汙染物來同氧化性大氣汙染物反應，而不只是俘獲來釋出以供別處的反應，如氣相氧化。俘獲材料是這樣的材料，使得還原性大氣汙染物在該俘獲材料上的滯留時間增加，這也是本方法的優選特點。這樣便可「微調」該俘獲材料的特性，以俘獲特定的還原性大氣汙染物。
對於本發明目的而言，這裡定義的「大氣」為圍繞地球的大量空氣，並且對「大氣汙染物」等應相應地加以解釋。為避免懷疑，此大氣不包括任何自發動機排出之氣體中所存在的氧化性大氣汙染物，除非並且直至該氣體由含有它的排氣系統排入大氣。
本發明的好處是，用一種大氣汙染物來破壞另一種，結果兩種大氣汙染物就被轉化至較小汙染的物質。
此外，本發明便於選擇處理更具活性的還原性大氣汙染物，即更能按上述反應式(i)起反應的汙染物。在這裡引入作為參考的1999年8月5日加州環保署空氣資源管理局「加州非甲烷有機氣體測試程序」之附錄1的表中，更活潑的還原性大氣汙染物具有相對高的MIR調節因數。因此更活潑的物質像1，3丁二烯、1，2丙二烯、亞乙基和烷基取代苯以及甲醛具有相對高的MIR調節因數。通常，還原性大氣汙染物越活潑就越能在俘獲材料上被俘獲，並通過O3的氧化而被氧化至CO2、H2O及/或較低MIR調節因數的還原性大氣汙染物。
在一優選的實施方案中，本發明方法還提供使離開俘獲材料之氣體同至少一種還原劑相接觸的步驟，以還原至少一種氧化性大氣汙染物。這一額外步驟，當被俘獲的還原性大氣汙染物不足以還原該至少一種氧化性大氣汙染物時，確保維持這一實施方案之方法還原該至少一種氧化性大氣汙染物如O3的效果。
根據另一個方面，本發明提供一種裝置，供處理至少一種氧化性大氣汙染物以及至少一種還原性大氣汙染物，該裝置包括一大氣接觸表面，支撐在該表面上的無貴金屬俘獲材料，此俘獲材料能處理至少一種還原性大氣汙染物，以及引起該表面相對大氣運動的設備，使得支撐的俘獲材料同至少一種氧化性大氣汙染物和至少一種還原性大氣汙染物相接觸，藉此，該至少一種氧化性大氣汙染物便被該俘獲材料以及該至少一種被俘獲的還原性大氣汙染物的組合所還原，從而該至少一種被俘獲的還原性大氣汙染物便被氧化。
為避免懷疑，該表面可以是移動空氣流中的靜止部件或靜止大氣中的移動部件，只要在每一種情況下引起運動的設備導致空氣相對於該表面而運動。
本發明這一方面的優點是，處理該至少一種氧化性大氣汙染物，除了該俘獲材料和被俘獲的還原性大氣組分外，無需昂貴的貴金屬催化材料。因此，本發明能夠不用昂貴的催化劑材料像鉑族金屬之類，如鉑，對比如O3和HC進行處理。
此俘獲材料可為俘獲至少一種還原性大氣汙染物的任何材料。俘獲材料的實例包括高表面積的無機物質，諸如沸石、其它分子篩、晶狀矽酸鹽、晶狀含矽酸鹽物質、礬土、矽石、(任選非晶態)矽鋁酸鹽、成層的粘土和磷酸鋁。如俘獲材料為沸石，我們寧用β-沸石或沸石Y，而優選任意金屬取代的ZSM-5，只要該金屬取代的沸石不使O3本身分解，例如此沸石並非為過渡金屬所取代。
氧化性和還原性大氣汙染物的百分轉化率，取決於與大氣接觸表面相對之大氣空氣的溫度和空間速度以及大氣接觸表面的溫度。本發明的一個優點是，相對大體積的大氣空氣能在相對低的溫度加以處理。當它通過俘獲材料時被處理之空氣總量的讀數通常稱為空間速度。把這一速度作為每小時通過俘獲材料體積之空氣量加以測定，並且用比如每小時的空氣升數除以俘獲材料的升數來測量。即其單位為小時的倒數。在典型的高達100mph的駕駛速度，安裝在發動機室內的散熱器所遭遇的空間速度，可在0至1,000,000hr-1範圍內變動。例如300,000至650,000hr-1或400,000至500,000hr-1。
在一優選實施方案中，引起表面相對於大氣運動的設備為一種動力設備。此動力設備可以是用汽油或柴油作燃料的馬達，或者用另外的燃料，諸如液態石油氣、天然氣、甲醇、乙醇或甲烷或者其任何兩種或多種的混合物。另一方面，此動力設備可為電池、太陽能電池或者碳氫化合物或氫動力燃料電池。
優選的是，支撐表面位於一運輸工具之上或之內，而引起運動的設備是如上所述的動力設備。此運輸工具可以是比如小汽車、篷車、卡車、公共汽車、運料車、飛機、輪船、艦艇、飛艇或火車。特別優選的應用為，正如由有關歐洲法規所規定的，用於重型柴油車輛，即篷車、卡車、公共汽車或運料車。
大氣接觸表面可以是遭遇並接觸大氣的任何合適的表面，當車輛移動通過大氣時最好以相對大的流率。支撐表面最好位於或靠近車輛的前端，以使得當車輛被推進通過它時空氣將接觸該表面。合適的支撐位置為風扇葉片、導風隔板、翼反射鏡基座或散熱器護柵等。在WO96/22146中給出供支撐俘獲材料的其它位置，這裡一併引入作為參考。
在一最優選的實施方案中，該裝置包括熱交換器件，諸如散熱器、空調冷凝器、空氣增壓冷卻器(中間冷卻器或後置冷卻器)、發動機油冷卻器、傳動油冷卻器或液壓轉向裝置油冷卻器。這一裝置的優點是，熱交換器件達到高於環境的溫度，像高達140℃，例如40℃至110℃，在此溫度，比如說，O3的還原便能更為有利地發生。使用熱交換器作為俘獲材料支撐表面的又一優點是，為有效地轉換熱，它們有較大的表面積，包括自護罩或攜帶待冷卻之流體導管外表面延伸的葉片或薄板。較高表面積的支撐表面提供更大程度的俘獲材料同大氣之間的接觸。
這裡用「環境的」我們係指大氣的溫度和條件，例如溼度。
在一尤其優選的實施方案中，此裝置包括散熱器及/或空調冷凝器，安放在運輸工具的隔艙內，並且包括比如空氣冷卻發動機的動力設備。這樣，當此運輸工具推進通過大氣時，便提供使該散熱器及/或冷凝器暴露於環境大氣空氣的優點，同時藉助散熱器護柵的保護，以免受到比如砂或石粒的損害以及昆蟲的衝擊。對於中置或後置發動機運輸工具，可安排進氣口和導管以把大氣空氣送抵和送離支撐的俘獲材料。將散熱器及/或冷凝器置於發動機室內的又一優點是，使得暴露於引起腐蝕之刺激物減少，諸如溼氣、鹽及/或砂粒，因此任何腐蝕的速率也減少。儘管散熱器及/或冷凝器可由任何材料構成，但是它通常為金屬或合金。最優選地，此熱交換器是鋁或一種含鋁的合金。此後「鋁」將用來表示鋁和鋁的合金。
作為俘獲材料的支撐表面，使用熱交換器如散熱器的另一個優點是，將該散熱器可折開地裝在運輸工具上，一般裝在該運輸工具的發動機室內。這樣就能更新運輸工具上有塗層的散熱器和其它熱交換器，例如在該運輸工具的正常服務期間，從而改善該運輸工具的汙染物處理性能。
另外，該裝置可以是非移動的，而且該表面同引起運動的設備結合，在該表面與大氣之間提供所要求的相對運動。例如，該表面可為一個或多個引起空氣運動的葉片。在一優選實施方案中，此葉片是風扇葉片，供冷卻像驅動空調機組或廣告板的靜止動力設備之用。在另一個實施方案中，此葉片為風扇或渦輪機葉片，供將空氣抽入建築物的空調系統之用。
除了或代替於風扇或渦輪葉片上的支撐表面，該表面可為管子、隧道或其它攜帶大氣空氣導管的內表面，例如在運輸工具或建築物的空調系統中以及在空調機組的冷凝器部件中，只要由一引起運動設備致使該空氣運動。
在另一優選實施方案中，此裝置還包括至少一種反應物，供還原至少一種氧化性大氣汙染物。該種或每種還原劑可被支撐在俘獲材料相同或不同的表面上。例如，該至少一種反應物可以處於俘獲材料下面一分立的層內。但是，我們寧可使該至少一種還原劑支撐在該裝置內與支撐俘獲材料之表面分立的一個表面上。無論如何，必須這樣加以安排，使得該至少一種還原劑同離開俘獲材料的氣體接觸。在一尤其優選的安排中，該裝置安在運輸工具的發動機室，並且包括支撐該俘獲材料的上遊冷凝器或散熱器以及支撐該至少一種還原劑的下遊散熱器或冷凝器。
該至少一種還原劑可以是能還原氧化性大氣汙染物的任何反應物。尤其該至少一種還原劑可為WO 96/22146中對這一應用所述的任何催化劑，像基於錳的還原劑，如MnO2或Cryptomelane。此外，它可包含一種或多種貴金屬，像鉑族金屬。不過，我們現在寧可用在我們的提交日期與本申請相同題為「供還原氧化性大氣汙染物的試劑」之中請中所述的一種或多種還原劑。合適的還原劑包括至少一種過渡元素及/或包含至少一種過渡元素中的一種或多種化合物，其中，包括該過渡元素和該過渡元素各種離子形式或在該種或每種化合物中所存在之該過渡元素各種離子形式和該過渡元素另外的各種離子形式之間的氧化還原反應的標準電極電位小於+1.0伏。
優選地，此過渡元素為銅、鐵或鋅或者其兩種或多種的混合物。該種或每種包含一種或多種過渡元素的化合物可以是任何合適的化合物，諸如氧化物、碳酸鹽、硝酸鹽或氫氧化物，但優選地為氧化物。在某些情況下，還原包含過渡元素化合物中的過渡元素是可取的，若處於還原態則該還原劑在其預期的應用中就更活潑。包含過渡元素的化合物在還原之前可稱為「母體」。例如，在一優選實施方案中，還原劑CuO/ZnO//Al2O3便是母體，並且該還原劑之活性形態通過還原CuO以產生Cu/ZnO//Al2O3而得到。此過渡元素的還原形態可恰當地用合適的穩定劑來加以穩定。
如果使用載體，那麼優選把該過渡元素或過渡元素化合物支撐在一種高表面積的氧化物上，氧化物選自礬土、鈰土、矽石、二氧化鈦、氧化鋯、其任何兩種或多種的混合物或混合氧化物。
按照優選的實施方案，該還原劑的活性形態為氧化銅(II)本身、在礬土載體上的還原的氧化銅(II)和氧化鋅的混合物或在混合礬土/鈰土載體上的氧化鐵。
製造氧化銅(II)、在Al2O3上的氧化銅(II)和氧化鋅或在混合礬土/鈰土載體上的氧化鐵的方法，是本領域的技術人員所熟悉的，或者可通過合理的實驗加以推定，例如通過該種或每種過渡元素組分及/或載體的共沉澱。例如，在CuO/ZnO//Al2O3還原劑中，可使Cu和Zn共沉澱，此外再加入已形成的Al2O3。這裡將不給出其製造過程的具體細節。
CuO/ZnO//Al2O3還原劑可有任何適合於預期用途的構成，例如CuO30∶ZnO60∶Al2O310，或CuO60∶ZnO30∶Al2O310。商業上買得到的這些類型混合物，可分別作為ICI 52-1和ICI 51-2從ICI得到。商業上買得到的CuO/ZnO//Al2O3從小片出售，可將其研磨至所要求的顆粒粒度。
以一種包括合適粘結劑、穩定劑、抗老化劑、分散劑、抗水劑、粘性改進劑等本領域技術人員已知的配方，可將該俘獲材料和存在的該種或每種還原劑敷塗於該支撐的表面。粘結劑包括聚合物粘結劑，它們可以是熱固性或熱塑性聚合物粘結劑，並在WO 96/22146中列出，這裡引入作為參考。但是，我們最喜歡用水溶性粘結劑，特別是包含乙烯基的有機粘結劑和丙烯酸水溶性粘結劑，如PVA，纖維素粘結劑，包括醚或酯或半合成纖維素粘結劑，最好為羥丙基或甲基纖維素或者任何兩種或多種上述粘結劑的混合物，如PVA和羥丙基纖維素的混合物。在我們的與本申請同日提交題為「包括還原氧化性大氣汙染物之反應物的混合物」的共同未決申請中，描述了這些優選的粘結劑。
包含此優選粘結劑之混合物的顯著優點是，同包含Engelhard的優選粘結劑之混合物比較，可使該混合物在相對低的溫度如≤90℃固化。尤其是，這一特性使得能夠以一連續方法製備配有其塑料櫃的散熱器中部，即不用先製備有塗層的中部，然後再裝配上塑料櫃。然而，對要求較高固化溫度的混合物，必須在組裝該拒之前製備有塗層的散熱器中部，以防止固化過程中對該櫃的熱損壞。因此，不僅有在於使固化該混合物所需之能量減少的經濟好處，而且還使散熱器製造方法簡化。
為了能更充分地理解本發明，現在將通過參照下列說明性實施例並通過參照附圖對本發明加以描述，其中
圖1為顯示按照本發明裝置一優選實施方案的三種安排的示意圖；圖2為顯示在排出氣體中所測得之O3的總量對時間關係的曲線圖。
參照圖1，2是一種包括β-沸石的混合物，而4則是一種混合物，包含在Al2O3載體上的「還原的」氧化銅(II)和氧化鋅的混合物(Cu/ZnO//Al2O3)，供還原至少一種氧化性大氣汙染物，如O3。在圖1A中，混合物2被支撐在鋁合金空調冷凝器6上，而混合物4則被支撐在鋁合金散熱器8上。以這樣一種方式將冷凝器6和散熱器8安裝在機動運輸工具的發動機室內，使得冷凝器6在散熱器前面。當此機動運輸工具按其向前方向行進時，這樣的安排便使得基本上全部大氣空氣(以箭頭表示)進入該發動機室，它接觸冷凝器6以及被支撐在其上的混合物2，還越過下遊的散熱器8以及被支撐的混合物4。換言之，大氣空氣在該至少一種還原劑之前先接觸該沸石。
圖1B顯示一鋁合金散熱器10的另一種結構，以混合物2敷塗其上遊部分並以混合物4敷塗其下遊部分。將再一次看出，這種結構維持對大氣空氣在該至少一種還原劑之前先接觸該沸石的要求。
圖1C顯示又一種實施方案，其中，使鋁合金散熱器12敷塗以第一層混合物4，在其上再敷塗混合物2。這裡大氣空氣將在該至少一種還原劑之前先接觸該沸石。
實施例1為檢驗使用被俘獲於俘獲材料上之HC還原O3的概念，我們研究了在室溫下O3與選擇的被俘獲HC的反應。在一煙櫃中建立檢驗裝備，包括上遊O3發生器、一種包括把反應器床材料裝在其間之金屬篩的不鏽鋼管以及下遊O3檢測器。使O3產生並同空氣混合，然後通過有1英寸(2.54cm)H-Y沸石(Si∶Al為200∶1)的該反應器床材料，其上吸附了HC。所檢測的HC為烷(庚烷)、烯(環己烯)、醇(1-丙醇)、芳族HC(甲苯)、醛(甲醛)、酮(丙酮)以及兩種醚(乙醚和叔丁基甲基醚)。在排放前，使該反應器床排出的氣體通過O3檢測器(測到5個ppm)。在～1000/hr的空間速度(GHSV)，使用～200ppm的O3進氣濃度。雖然較高空間速度會在比如使用中的運輸工具散熱器表面觀察到，而且大氣O3濃度在十億分之幾的範圍內，但其結果對直接比較每種被檢測HC材料還原O3的電位是有用的。
參照圖2，當該反應器床僅裝以沸石或沸石和被吸附的水時，O3便迅速通過該反應器床並達到其最大值，表明O3不發生分解。
對於所有被檢測的HC，與光有沸石的樣品比較，O3達到檢測器前有一個延遲，並且在整個檢測期間，輸出口O3的濃度低於輸入口O3的濃度。從而就有明顯的證據說明O3在室溫下同被俘獲的HC反應。對於環己烯，觀察到最大的O3去除，對於乙醚和甲苯也有顯著的去除。這可能提供另外的好處；這樣的各種物質較之飽和的烷在大氣中有較高重整O3的傾向。見這裡引入作為參考的1999年8月5日加州環保署空氣資源管理局文件，「加州非甲烷有機氣體測試程序」附錄1表中的MIR調節因數表。
實施例2現描述一種包含β-沸石俘獲材料組分的混合物，供敷塗鋁散熱器基體之用。
將β沸石同羥丙基纖維素粘結劑KlucelTM的水溶液混合至10％重量/重量的濃度。使用壓縮空氣噴槍在20mm厚Visteon鋁散熱器的每一面敷塗上該塗料，爾後在高達90℃加以固化。
權利要求
1.一種以還原劑還原至少一種氧化性大氣汙染物的方法，此方法包括使該還原劑同該至少一種氧化性大氣汙染物接觸，其中該還原劑包括無貴金屬俘獲材料，包含至少一種被俘獲的還原性大氣汙染物，藉此當該至少一種氧化性大氣汙染物被還原時該至少一種被俘獲的還原性大氣汙染物便被氧化。
2.權利要求1的方法，其中該至少一種還原性大氣汙染物為脂族或環烴、烷、鏈烷屬烴、烯烴、烯、炔、二烯烴、共軛不飽和碳氫化合物、雙烯、羰酸、過氧酸、磺酸、部分氧化的碳氫化合物、醛、共軛醛、酮、醚、醇、酯、醯胺、銨化合物、芳族烴、環烷；任何包括一個或多個氮、硫、氧或磷原子的前述化合物；一氧化碳；二氧化硫；菸灰或顆粒物質成分。
3.權利要求1或2的方法，其中該還原劑在環境溫度至110℃之間能還原該至少一種氧化性大氣汙染物。
4.權利要求1、2或3的方法還包括使離開該俘獲材料之氣體同至少一種供還原至少一種氧化性大氣汙染物之作用劑接觸的步驟。
5.任一項前述權利要求的方法，其中該至少一種氧化性大氣汙染物選自臭氧(O3)、二氧化氮(NO2)、四氧化二氮(N2O4)和三氧化硫(SO3)。
6.一種供處理至少一種氧化性大氣汙染物和至少一種還原性大氣汙染物的裝置，此裝置包括一大氣接觸表面，支撐在該表面上的包含無貴金屬俘獲材料之混合物，此俘獲材料能俘獲該至少一種還原性大氣汙染物，以及為使該被支撐俘獲材料同至少一種氧化性大氣汙染物和至少一種還原性大氣汙染物接觸而引起該表面相對於大氣運動的設備，藉此該至少一種氧化性大氣汙染物就被該俘獲材料和至少一種被俘獲的還原性大氣汙染物的組合所還原，從而使該至少一種被俘獲的還原性大氣汙染物氧化。
7.權利要求6的裝置，其中該俘獲材料選自(任選金屬取代的)沸石，最好為β-沸石、沸石Y或ZSM-5，成層的粘土，磷酸鋁，晶態矽酸鹽，各種含晶態矽酸鹽物質，礬土，矽石，(任選非晶的)矽鋁酸鹽或其任何兩種或多種的混合物。
8.權利要求6或7的裝置還包括一種包含至少一種供還原至少一種氧化性大氣汙染物之還原劑的混合物，該至少一種還原劑被支撐在該俘獲材料相同或不同的表面上，其安裝要這樣進行以使得該至少一種還原劑為離開該俘獲材料的氣體所接觸。
9.權利要求8的裝置，其中使該至少一種還原劑在該俘獲材料下面形成層。
10.任一項權利要求6至9的裝置，其中該還原劑包括至少一種過渡元素及/或一種或多種包含至少一種過渡元素的化合物，其中包括該過渡元素和該過渡元素各種離子形式或存在於該種或每種化合物中之該過渡元素各種離子形式與該過渡元素另外的各種離子形式之間的氧化還原反應的標準電極電位小於+1.0伏。
11.權利要求10的裝置，其中該至少一種還原劑為氧化鐵，氧化銅(II)或氧化鋅或者其任何兩種或多種的混合物。
12.權利要求11的裝置，其中使該至少一種還原劑支撐在礬土、鈰土、氧化鋯、二氧化鈦或矽石或者其任何兩種或多種的混合物上。
13.權利要求10的裝置，其中該還原劑包括一被支撐在礬土上的氧化銅(II)和氧化鋅的混合物。
14.任一項權利要求10至13的裝置，其中該化合物中的一種或多種過渡元素處於還原態，並且最好為Cu/ZnO//Al2O3。
15.任一項權利要求6至14的裝置，其中該至少一種氧化性大氣汙染物選自O3，NO2，N2O4，或SO3。
16.任一項權利要求6至15的裝置，其中引起該表面相對於大氣運動的設備包括動力設備。
17.權利要求16的裝置，其中該動力設備為用汽油、柴油、液態石油氣、天然氣、甲醇、乙醇、甲烷或其任何兩種或多種的混合物作燃料的發動機，電池，太陽電池或碳氫化合物或氫動力燃料電池。
18.任一項權利要求6至17的裝置，其中它包括至少一個熱交換器。
19.權利要求18的裝置，其中該熱交換器選自散熱器和空調冷凝器。
20.一種包括任一項權利要求6至19之裝置的運輸工具。
21.權利要求20的運輸工具，其中該裝置包括安放在其發動機室內的散熱器。
22.權利要求20至21的運輸工具，其中該運輸工具為重型柴油運輸工具。
23.任一項權利要求6至19的裝置，其中該種或每種混合物還包括熱固性或熱塑性聚合物粘結劑或其任何兩種或多種的混合物，最好包含一種膠乳粘合劑。
24.權利要求23的裝置，其中該粘結劑是一種水溶性粘結劑。
25.權利要求24的裝置，其中該水溶性粘結劑為纖維素粘結劑。
26.權利要求25的裝置，其中該纖維素粘結劑是醚或酯或半合成纖維素粘結劑，最好為羥丙基或甲基纖維素。
27.權利要求24的裝置，其中該水溶性粘結劑是乙烯基或丙烯酸粘結劑，最好為聚乙烯醇或聚甲基丙烯酸銨。
全文摘要
以還原劑還原至少一種氧化性大氣汙染物如臭氧的方法，包括使該還原劑同該至少一種氧化性大氣汙染物接觸，其中該還原劑包括無貴金屬俘獲材料，如沸石，內含至少一種俘獲的還原性大氣汙染物，如碳氫化合物，藉此當該至少一種氧化性大氣汙染物被還原時就使該至少一種俘獲的還原性大氣汙染物氧化。
文檔編號B01J37/00GK1509201SQ02810110
公開日2004年6月30日 申請日期2002年5月15日 優先權日2001年5月15日
發明者M·V·特威格, M V 特威格 申請人:詹森馬西有限公司