負載有催化劑顆粒的膨脹型聚四氟乙烯多孔膜或條帶的製備方法和臭氧去除過濾器的製作方法
2023-10-06 13:49:04
專利名稱：負載有催化劑顆粒的膨脹型聚四氟乙烯多孔膜或條帶的製備方法和臭氧去除過濾器的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種負載催化劑顆粒的膨脹型聚四氟乙烯(PTFE)的多孔膜或條帶的製備方法，還涉及包含所述多孔膜的臭氧去除過濾器。
背景技術：
催化劑可用於多種目的，例如改變化學組分以及分解去除汙染物。使用催化劑面臨的常見問題包括如何使能用於催化劑和將要進行處理的流體之間的反應的催化劑面積最大化，同時能容易並穩定地運載或固定催化劑。粉末形式或者其他顆粒形式的催化劑可以具有最大的催化面積，但是催化功效只有在滿足催化顆粒以將要進行處理的流體可以在整個催化劑面積上自由流動的方式進行取向時才能充分顯現。
使用膨脹型PTFE材料作為基材來容納和固定催化劑顆粒是已知的(專利文獻1)。 膨脹型PTFE材料具有包含結點和原纖維的細多孔基質結構，這種結構能通過將催化劑顆粒包封在細孔內部來穩定地固定催化劑顆粒。依據專利文獻1，膨脹型PTFE多孔基質提供了改進的內表面或孔隙率，能使得要進行處理的流體和催化劑顆粒之間的接觸面積最大化以用於過濾目的。膨脹型PTFE多孔基質在通過機械拉伸，而不使用例如起泡劑或者成孔劑等任何化學試劑形成時也是有利的，因此它能避免在隨後固定催化劑顆粒時造成的化學汙染。此外，因為膨脹型PTFE多孔基質通常具有包括拉伸強度在內的良好的機械性能，它具有突出的可操作性並可用作容納催化劑的基底材料，在使用過程中被損壞的風險低。
引用文獻
專利文獻
專利文獻1 日本專利公開審查平第11-50M69號
發明概述
專利文獻1中描述的一種容納催化劑顆粒的基底材料由以下步驟製成先將PTFE 分散體和催化劑顆粒混合來製備漿液，然後將漿液乾燥，形成粉末，向所述粉末中加入潤滑劑，形成糊料，並通過擠出和輥軋將糊料成形為條帶狀，最後將所述條帶拉伸以形成孔。但是，在此現有技術製備方法中，糊料中經受擠出和輥軋的催化劑顆粒是造成模塑製品缺陷的一個原因，或者它們會削弱模塑加工性能。此外，拉伸含有催化劑顆粒的條帶不能得到高的拉伸比，特別是當缺陷存在時拉伸比會進一步降低，從而導致多孔基質的強度不足。
因此，本發明的一個目的在於提供一種製備負載催化劑顆粒的膨脹型PTFE多孔膜或條帶的方法，所述方法將模塑過程中產生的缺陷最小化，並且模塑加工性能是令人滿意的。
本發明的另一目的在於提供一種製備負載催化劑顆粒的膨脹型PTFE多孔膜或條帶的方法，該方法允許高比例拉伸，從而進一步提高所述膜或條帶的強度。
本發明的其它目的通過對解決問題的方法說明以及隨後的進一步說明可顯而易見地了解。CN 102510874 A說明書2/7頁
解決問題的方法
根據本發明內容，提供
(1) 一種用於製備負載催化劑顆粒的膨脹型PTFE多孔膜或條帶的方法，所述方法包括
製備條帶狀多孔聚四氟乙烯(PTFE)的步驟，
用催化劑顆粒的溶液或分散體浸漬所述條帶狀多孔PTFE的步驟，
基本上去除溶劑或者分散介質的步驟，和
在加工方向(MD)和/或橫向(TD)方向上進一步拉伸包含催化劑顆粒的條帶狀多孔PTFE的步驟。
根據本發明內容，進一步提供
(2)根據以上⑴所述的方法，將PTFE細粉末的糊料通過擠出模塑為條帶狀形式， 如果必要的話進一步對擠出的條帶進行輥軋，並乾燥所述擠出的條帶，從而使所述條帶狀多孔PTFE呈多孔形式。
根據本發明內容，進一步提供
(3)根據以上(2)所述的方法，在乾燥步驟之後，在MD方向或MD和TD方向上預拉伸所述擠出的條帶，從而使所述條帶狀多孔PTFE呈多孔形式。
根據本發明內容，進一步提供
(4)根據以上(1)-(3)中任一項所述的方法，在TD方向上的總拉伸比為1. 5-300。
根據本發明內容，進一步提供
(5)根據以上(1)44)中任一項所述的方法，在TD方向上的總拉伸比為1. 2-200。
根據本發明內容，進一步提供
(6)根據以上(1)-(5)中任一項所述的方法，所述催化劑顆粒包括選自下組的至少一種臭氧分解催化劑二氧化錳、氧化銅、二氧化鈦、鉬、鈀和氧化鋁。
根據本發明內容，進一步提供
(7) 一種臭氧去除過濾器，其包含根據以上(6)所述方法製備的負載臭氧分解催化劑顆粒的膨脹型PTFE多孔膜。
發明效果
根據本發明，不含催化劑顆粒的PTFE成形為條帶，因此所述條帶在模塑過程中不易產生缺陷，並且模塑加工性能是令人滿意的。此外，由於本發明的模塑條帶中很少有缺陷或者沒有缺陷，它可以隨後實現高比例拉伸，從而可以獲得具有相對高強度的膨脹型PTFE 多孔膜或條帶。此外，由於根據本發明，條帶狀PTFE在用催化劑顆粒的溶液或分散體浸漬催化劑顆粒的步驟之後進行拉伸，當膨脹型PTFE多孔膜浸漬有催化劑顆粒時，沒有因溶劑或分散介質引起的膜收縮發生，並且得到穩定的孔尺寸。此外，根據本發明，由於催化劑顆粒被浸漬，催化劑顆粒可以均勻地分布在PTFE多孔膜中。同樣根據本發明，催化劑顆粒在溶液或分散體中的催化劑顆粒濃度可以增大，從而使得溶劑或分散介質的必需量得以減少，因此能節約用來去除溶劑或分散介質的能量。此外，根據本發明，當催化劑顆粒被浸漬時，所述多孔PTFE是條帶形式，因此不需要用很寬的浸漬裝置進行膜浸漬，並且能將生產設備小型化。
附圖簡要說明
圖1是顯示實施例和比較例中得到的各膨脹型PTFE多孔膜的氣體滲透性的柱狀圖。
圖2是顯示實施例和比較例中得到的各膨脹型PTFE多孔膜在MD和TD方向上比強度的柱狀圖。
本發明的實施方式
根據本發明，製備負載催化劑顆粒的膨脹型PTFE多孔膜或條帶的方法包括製備條帶狀多孔PTFE的步驟，用催化劑顆粒的溶液或分散體浸漬所述條帶狀多孔PTFE的步驟， 基本上去除溶劑或分散介質的步驟，和進一步在MD和/或TD方向上拉伸含催化劑顆粒的所述條帶狀多孔PTFE的步驟。
製備條帶狀多孔PTFE的步驟本身是已知的，例如，可以通過日本在審專利公開昭第51-18991號所述的方法製備條帶狀多孔PTFE。具體地，例如通過將分散聚合法或類似方法聚合得到的PTFE細粉末與潤滑劑(如溶劑石腦油或礦物油精)混合獲得糊料，將所述糊料擠出模塑為條帶形式，將擠出的條帶乾燥得到多孔PTFE條帶。使用的PTFE細粉末可以是市售商品，例如購自大金工業有限公司(Daikin Industries, Ltd)的P0LYFL0NK F-104。 如果必要的話，所述擠出的條帶可以在乾燥之前通過常規方法輥軋來調節該擠出模塑條帶的厚度。接著，所述擠出的條帶或擠出/輥軋的條帶可以在200°C乾燥，例如，用來去除潤滑劑，在條帶狀PTFE中形成孔。
當上述性質在單個乾燥步驟中不能實現時，所述乾燥步驟之後可以接著對所述擠出的條帶或擠出/輥軋的條帶在MD方向或MD和TD方向用常規方法進行預拉伸，從而形成孔。預拉伸因數可以是能獲得前述性質的任意範圍，該預拉伸因數取決於PTFE起始材料的性質，但通常在MD方向上是幾倍至大約20倍。所述預拉伸通常在PTFE的熔點O50-350°C) 附近的溫度條件下進行。預拉伸也可以在TD方向進行，這種情況下，考慮到在後續的浸漬步驟中因溶劑收縮導致孔尺寸減小，優選預拉伸因數不能太高。有關拉伸方法的細節如日本在審專利公開昭第51-18991號中所述。這樣，由於根據本發明不含催化劑顆粒的PTFE成形為條帶，所述條帶在模塑過程中不易產生缺陷，並且擠出或輥軋加工性能是令人滿意的。 此外，由於所述模塑條帶實際上無缺陷，可以在浸漬之後的拉伸步驟中進行高比例拉伸，可以在最後得到具有高強度的膨脹型PTFE多孔膜或條帶。在以下所述的浸漬步驟之前，所述條帶狀多孔PTFE的性質通常可以是厚度為0. 02毫米-3毫米，孔隙率為20-95 %，平均孔徑為0.01-20微米。
以這種方式製備的條帶狀多孔PTFE再用催化劑顆粒的溶液或分散體(以下稱為 「催化劑分散體或溶液」)浸漬。對催化劑顆粒的種類沒有限制，可以根據目的使用不同種類的催化劑顆粒。例如，當使用本發明的負載催化劑顆粒的膨脹型PTFE多孔膜或條帶作為臭氧去除過濾器時，可以單獨或組合使用臭氧分解催化劑，如二氧化錳、氧化銅、二氧化鈦、 鉬、鈀或氧化鋁。可以用於本發明的催化劑顆粒不限於臭氧分解催化劑，本領域技術人員閱讀本說明書之後容易想到可以使用其它催化劑顆粒。
在催化劑分散體或溶液中使用的溶劑或分散介質(以下稱為「溶劑或分散介質」) 沒有特別限制，只要其令人滿意地溶解或分散所用的催化劑顆粒即可，例如可以使用乙醇、 丙醇、己烷或水等。由於PTFE多孔膜天然具有優良的耐化學性，從這一角度來說對溶劑或分散介質沒有限制。另一方面，由於PTFE多孔膜基本上是疏水的，優選使用疏水溶劑或分散介質來促進浸漬處理。為了在PTFE多孔膜中均勻地分布催化劑顆粒，優選使用催化劑顆粒的溶液。使用催化劑顆粒的分散體時，分散體中催化劑顆粒的粒度優選儘可能小，在這樣的範圍內催化劑顆粒不會團聚在一起，從而使催化劑顆粒均勻地分散在PTFE多孔膜中。例如，分散體中催化劑顆粒的平均粒度明顯小於要浸漬的條帶狀多孔PTFE的平均孔徑，優選為0. 001-0. 1微米。也可以使用分散助劑如檸檬酸來製備催化劑顆粒的分散體。
催化劑分散體或溶液中的催化劑濃度可以根據最終獲得的膨脹型PTFE多孔膜所需的催化劑負載重量，並考慮下述拉伸步驟中的拉伸比來適當地調節。例如，設定拉伸步驟中拉伸比為因數10而使膜面積增加10倍時，拉伸之後催化劑負載重量/單位面積降低至拉伸之前的1/10，因此，優選使用高濃度催化劑分散體或溶液，從而使催化劑以相對於預期的催化劑負載重量10倍的量浸漬到條帶狀多孔PTFE中。具體地，催化劑分散體或溶液中的催化劑濃度優選按照需要調節至0. 1-10重量％的範圍。這樣，根據本發明，在催化劑分散體或溶液中的催化劑濃度可以增加，從而使得溶劑或分散介質的必需量得以減少，並且能節約在後續步驟中用於去除溶劑或分散介質的能量。此外，由於在拉伸步驟之前的條帶狀多孔PTFE具有小的浸漬面積，所述PTFE因重量導致的彎曲小於向膨脹型PTFE多孔膜施用浸漬步驟的情況，從而有利於實現更均勻的浸漬。
浸漬催化劑分散體或溶液的方法可以由本領域技術人員在將條帶狀多孔PTFE浸沒在催化劑分散體或溶液中的多種方法，和在條帶狀多孔PTFE上塗覆或噴塗(blasting) 催化劑分散體或溶液的多種方法中進行適當選擇。催化劑分散體或溶液的浸漬步驟可以在室溫下、在空氣氣氛中進行，但優選採用降低壓力的條件來促進多孔PTFE脫氣和催化劑分散體或溶液滲透到孔中。
在條帶狀多孔PTFE用催化劑分散體或溶液浸漬之後，對含催化劑的多孔PTFE進行乾燥，基本上去除溶劑或分散介質。所述乾燥可以在能使所用的溶劑或分散介質有效蒸發的條件下進行，本領域技術人員可以適當地選擇以下方法在空氣氣氛中、在高於溶劑或分散介質沸點的溫度下進行加熱的多種方法，和應用減壓條件、在較低的溫度下處理的多種方法。通過基本上去除溶劑或分散介質，所述催化劑顆粒均勻地沉降或附著在所述條帶狀多孔PTFE的細孔的內表面上。為了進一步增加所述條帶狀多孔PTFE的催化劑負載重量， 浸漬步驟和溶劑或分散介質去除步驟可以隨後重複一次或多次。
根據本發明，通過溶劑或分散介質去除步驟獲得的含催化劑顆粒的條帶狀多孔 PTFE在MD和/或TD方向上進行拉伸。MD是加工方向，MD拉伸表示通過在縱向方向拉伸所述條帶狀多孔PTFE而使其伸長。TD是橫向方向，TD拉伸表示通過在寬向方向拉伸所述條帶狀多孔PTFE而使其變寬。MD拉伸和TD拉伸都可以單獨進行，或者當MD拉伸和TD拉伸兩者都要進行時，它們可以同時或依次進行。多孔PTFE膜可以由通過包括TD拉伸得到的條帶狀多孔PTFE形成。以擠出時條帶的寬度為基準，優選TD拉伸的總拉伸比(進行預拉伸時，它包括總因數，所述總因數包括預拉伸因數，以下相同)為1. 5-300，更優選3-200。 以擠出時條帶的長度為基準，優選MD拉伸的總拉伸比為1.2-200，更優選2-100。具有優選範圍的總拉伸比的膨脹型PTFE多孔膜或條帶具有細多孔基質結構和催化劑顆粒，所述細多孔基質結構包括結點和原纖維，所述催化劑顆粒同等地分散在均勻分布的細孔內部並且被穩定地固定。同時，通過在上述範圍內改變MD和/或TD方向的總拉伸比可以容易地控制要進行處理的流體通過的細孔的尺寸，即平均孔徑。本發明的膨脹型PTFE多孔膜或條帶能表現出例如在厚度為0. 001毫米-0. 5毫米，孔隙率為5-95%和平均孔徑為0. 005-20微米的範圍內的性質。
如上所述，如專利文獻1所述的容納催化劑顆粒的基底材料包括與PTFE分散體混合的催化劑顆粒，得到的糊料通過擠出和輥軋形成條帶，之後拉伸所述條帶形成孔。艮口， 由於在PTFE的實心(solid)部分中存在固體顆粒的情況下對PTFE進行拉伸，無法得到高拉伸比，特別是在擠出模塑過程中由催化劑顆粒導致的缺陷存在時，實際上能得到的拉伸比更低。但是，使用本發明負載催化劑顆粒的膨脹型PTFE多孔膜或條帶的製備方法，PTFE 在催化劑顆粒不附著在條帶狀多孔PTFE的實心部分，而附著在細孔內表面的情況下進行拉伸，因此催化劑顆粒的存在實際上不會對PTFE的高比例拉伸產生影響。此外，由於採用本發明的方法在擠出模塑的過程中沒有催化劑顆粒存在，在擠出的條帶中幾乎沒有發現缺陷，可以實現隨後的高比例拉伸，從而使得到的膨脹型PTFE多孔膜或條帶具有更高的機械強度(包括拉伸強度)。
用本發明的催化劑分散體或溶液浸漬所述條帶狀多孔PTFE之後在MD和/或TD 方向進行拉伸還具有另一個重要意義。在催化劑顆粒被負載在多孔PTFE中的情況下，向膨脹型PTFE多孔膜浸漬催化劑分散體或溶液的過程有時是在MD和/或TD方向進行拉伸之後進行。但是，所述膨脹型PTFE多孔膜經與催化劑分散體或溶液的溶劑或分散介質接觸發生膜收縮，可能得到孔徑收縮和膜強度減小的結果。此外，由於膨脹型PTFE多孔膜很軟且容易撕裂，在催化劑分散體或溶液的浸漬過程中難以進行操作。但在本發明的方法中，所述催化劑分散體或溶液在容易處理的條帶狀多孔PTFE (之後再將條帶狀PTFE進行拉伸)狀態下進行浸漬，因此沒有因溶劑或分散介質導致的膜收縮發生，得到穩定的孔徑，同時也能實現高的膜強度。因此，本發明利用向多孔PTFE浸漬催化劑分散體或溶液以及浸漬之後的拉伸步驟的協同效果，實現了具有高機械強度的負載催化劑的PTFE多孔膜，這是現有技術無法獲得的。實施例
現通過實施例對本發明進行更詳細的解釋。
(實施例1)
根據日本在審專利公開昭第51-18991號所述的方法製備條帶狀多孔PTFE。具體地，將220克溶劑石腦油(出光興有限公司(Idemitsu Kosan Co. ,Ltd.)的產品)與1000 克PTFE細粉末(CD-123，旭硝子玻璃公司(Asahi Glass Co·，Ltd·))混合，形成PTFE細粉末糊料。將糊料裝填到擠出模塑機中，擠出成為寬20釐米，厚1毫米的條帶。擠出的PTFE 條帶連續送入乾燥機中，在200°C條件下進行乾燥處理，以去除溶劑石腦油。接著，將乾燥的 PTFE條帶連續送入拉伸設備，在300°C的溫度下在條帶的加工方向(MD)以拉伸比8進行預拉伸，形成預拉伸的PTFE多孔條帶，將其捲起。
使用球磨機將作為催化劑的1克二氧化錳(MnO2)(瓦克純化學工業有限公司 (Wako Pure Chemical Industries,Ltd.)的產品)粉碎之後，將其以濃度1重量/體積％ 分散在1升乙醇中，製備催化劑顆粒的分散體。將預拉伸的PIPE多孔條帶展開，連續送入前述催化劑顆粒分散體中，在室溫下進行停留時間為1分鐘的浸漬處理，預拉伸的PTFE多孔條帶的細孔內表面上催化劑顆粒的粘附力為0. 1克/平方米。將浸漬並預拉伸的PTFE多孔條帶連續送入乾燥機，在溫度120°C，停留時間1分鐘的條件下進行乾燥處理，來去除乙醇。接著，將乾燥的預拉伸的PTFE多孔條帶連續送入拉伸設備，在300°C的溫度下沿條帶的橫向方向(TD)以拉伸比10進行拉伸，形成膨脹型PTFE多孔膜。再將膨脹型PTFE多孔膜在380°C進行連續加熱處理，固定多孔結構(熱固化(setting))，然後捲起。在得到的膨脹型PTFE多孔膜中二氧化錳的粘附力為0. 01克/平方米。
(比較例1)
用與實施例1同樣的方式形成預拉伸的PTFE多孔條帶。接著，將預拉伸的PTFE 多孔條帶連續送入拉伸設備，在300°C的溫度下沿TD方向以拉伸比10進行拉伸，形成膨脹型PTFE多孔膜。再將膨脹型PTFE多孔膜在380°C進行連續加熱處理，固定多孔結構(熱固化)，然後捲起。
作為催化劑顆粒的0. 1克二氧化錳以濃度0. 1重量/體積％分散在1升乙醇中， 製備催化劑顆粒的分散體。將膨脹型PTFE多孔膜連續送入前述催化劑顆粒分散體中，在室溫下進行停留時間為1分鐘的浸漬處理，膨脹型PTFE多孔膜的細孔內表面上催化劑顆粒的粘附力為0. 1克/平方米。將浸漬的膨脹型PTFE多孔膜連續送入乾燥機，在溫度120°C，停留時間1分鐘的條件下進行乾燥處理，從而去除乙醇。
(比較例2)
將作為催化劑顆粒的2克二氧化錳與1000克PTFE細粉末混合，製備包含2重量％ 二氧化錳的PTFE細粉末。採用日本在審專利公開昭第51-18991號所述的方法，在室溫下將220克溶劑石腦油與PTFE細粉末混合，形成PTFE細粉末糊料。將糊料裝填到擠出模塑機中，擠出成為寬20釐米，厚1毫米的條帶。擠出的PTFE條帶連續送入乾燥機，在200°C 條件下進行乾燥處理，以去除溶劑石腦油。接著，將乾燥的PTFE條帶連續送入拉伸設備，在 3000C的溫度下沿MD方向以拉伸比8進行預拉伸，形成預拉伸的PTFE多孔條帶，將其捲起。 接著，將預拉伸的PTFE多孔條帶連續送入拉伸設備，在300°C的溫度下沿TD方向以拉伸比 10進行拉伸，形成膨脹型PTFE多孔膜。再將膨脹型PTFE多孔膜在380°C進行連續加熱處理，固定多孔結構(熱固化)，然後捲起。在得到的膨脹型PTFE多孔膜中二氧化錳的粘附力為0.01克/平方米。
(對照實施例)
用與實施例1同樣的方法製備不含催化劑的普通膨脹型PTFE多孔膜，不同之處在於取消用催化劑顆粒分散體浸漬的步驟和去除分散介質的乾燥步驟，該多孔膜用作參比樣品。
(氣體滲透性)
測量實施例、比較實施例和對照實施例中的各膨脹型PTFE多孔膜的氣體滲透性。 在內徑為16毫米的0型夾具上固定膨脹型PTFE多孔膜樣品來測量氣體滲透性，用膜流量計(用埃斯特可有限公司(Estec Co.，Ltd.)生產的膜流量計(FILM FLOW METER))測量在 1.5千帕壓力下，空氣從膜的一側通過所述膜的空氣流。結果如圖1所示。如圖1所示，膨脹型PTFE多孔膜中浸漬有催化劑分散體的對比實施例1與實施例1相比，氣體滲透性明顯較低。向PTFE細粉末糊料中加入催化劑顆粒的對比實施例2與實施例1相比，氣體滲透性也明顯較低。另一方面，實施例1中拉伸步驟在條帶狀多孔PTFE浸漬催化劑分散體或溶液之後進行，其氣體滲透性與不含催化劑顆粒的普通膨脹型PTFE多孔膜(對照)相當。
(拉伸強度)
測量實施例、比較實施例和對照實施例中的各膨脹型PTFE多孔膜的拉伸強度。使用島津公司(Shimadzu Corp.)生產的拉伸測試儀AG-1，測試片形狀是根據JIS K 7127-1989的#5測試片。拉伸測試的卡盤距離為80毫米，各樣品在MD和TD方向的拉伸強度在牽拉速率200毫米/分鐘，溫度23°C和相對溼度50%的測試條件下進行測量。結果如圖2所示。如圖2所示，向PTFE細粉末糊料中加入催化劑顆粒的對比實施例2與實施例1 相比，其在MD和TD方向的拉伸強度都明顯較低。膨脹型PTFE多孔膜中浸漬有催化劑分散體的對比實施例1與實施例相比，其拉伸強度也明顯較低，尤其是在TD方向。另一方面，實施例1中拉伸步驟在條帶狀多孔PTFE浸漬催化劑分散體或溶液之後進行，其在MD和TD方向的拉伸強度都明顯高於不含催化劑顆粒的普通膨脹型PTFE多孔膜(對照)。
(臭氧分解能力)
使用實施例、對比實施例和對照實施例的膨脹型PTFE多孔膜製造臭氧去除過濾器，對過濾器進行臭氧分解能力測試。將膨脹型PTFE多孔膜切割成25釐米X 5米的尺寸， 使用熱塑性粘合劑(HM712，由塞米迪恩公司(Cemedine Co. , Ltd.)生產)，將其粘附在厚度為0. 08毫米的強化鋁箔(25釐米X5米)(東京鋁業(Toyo Aluminium, KK.)的產品) 的一側。接著，將層疊的多孔膜/箔切割成20毫米寬的條，再使用齒輪型摺疊機進行摺疊， 形成的摺疊層高度約為1.8毫米。將摺疊層放置在平直的非摺疊層上，將兩層捲起，成為直徑約為50毫米的螺旋過濾器。這種構造在50米/分鐘空氣流速時產生2. 54毫米水柱的壓力損失。含Ippm臭氧氣體的空氣以50米/分鐘的空氣速度引入過濾器。測試過程中室溫保持為21-M°C，測試箱中的溼度在測試過程中保持低於10%相對溼度。使用的臭氧生成器是Orec VI-O型臭氧儀(Orec Model VI-O Ozonator)(購自亞利桑那州菲尼克斯的奧瑞克公司(Orec，Phoenix, Arizona))，臭氧在氣流中產生，以濃度lppm，流速50米/ 分鐘的條件通過過濾器。使用的臭氧氣體測量裝置是Orec DM-100型監測儀(Orec Model DM-lOOmonitor)，測量過濾器上遊和下遊的臭氧濃度，通過減少的量確定臭氧分解率。結果如下所示
臭氧分解率
對照例0%
實施例191%
對比實施例1 76%
對比實施例2 79%
對照例不含二氧化錳，因此臭氧分解率為0%。對比實施例1中膨脹型PTFE多孔膜浸漬有催化劑分散體，對比實施例2中向PTFE細粉末糊料加入催化劑顆粒，對比實施例1 和2與實施例1相比臭氧分解率都明顯較低。另一方面，實施例1中拉伸步驟在向條帶狀多孔PTFE浸漬催化劑分散體或溶液之後進行，其顯示91 %的高臭氧分解率。
工業適用性
本發明可以用於需要固定催化劑的多種技術領域。具體地，由於本發明能實現高的催化活性，同時保持膨脹型PTFE多孔膜原有的高機械強度和耐化學性，本發明能顯著地促進工業發展。
權利要求
1.一種負載催化劑顆粒的膨脹型聚四氟乙烯多孔膜或條帶的製備方法，所述方法包括製備條帶狀多孔聚四氟乙烯(PTFE)的步驟，用催化劑顆粒的溶液或分散體浸漬所述條帶狀多孔聚四氟乙烯的步驟， 基本上去除溶劑或者分散介質的步驟，和在加工方向(MD)和/或橫向(TD)方向進一步拉伸包含催化劑顆粒的條帶狀多孔聚四氟乙烯的步驟。
2.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，將所述PTFE細粉末的糊料擠出模塑為條帶狀形式，如果必要的話，進一步輥軋擠出的條帶並乾燥所述擠出的條帶，從而使所述條帶狀多孔聚四氟乙烯呈多孔形式。
3.如權利要求2所述的方法，其特徵在於，在乾燥步驟之後，在加工方向或者在加工方向和橫向方向上對所述擠出的條帶進行預拉伸，從而使所述條帶狀多孔聚四氟乙烯呈多孔形式。
4.如權利要求1-3中任一項所述的方法，其特徵在於，在所述橫向方向上的總拉伸比為 1. 5-300。
5.如權利要求1-4中任一項所述的方法，其特徵在於，在所述加工方向方向上的總拉伸比為1. 2-200。
6.如權利要求1-5中任一項所述的方法，其特徵在於，所述催化劑顆粒包括選自下組的至少一種臭氧分解催化劑二氧化錳、氧化銅、二氧化鈦、鉬、鈀和氧化鋁。
7.一種臭氧去除過濾器，其包含如權利要求6所述方法製備的負載臭氧分解催化劑顆粒的膨脹型聚四氟乙烯多孔膜。
全文摘要
本發明提供一種改進的製備其上負載有催化劑顆粒的膨脹型聚四氟乙烯(PTFE)多孔膜或條帶的方法。本發明製備其上負載有催化劑顆粒的膨脹型PTFE多孔膜或條帶的方法包括製備條帶狀多孔PTFE的步驟，用催化劑顆粒的溶液或分散體浸漬所述條帶狀多孔PTFE的步驟，基本上去除溶劑或分散介質的步驟，和進一步在加工方向(MD)和/或橫向方向(TD)上拉伸含催化劑顆粒的所述條帶狀多孔PTFE的步驟。
文檔編號B01J31/06GK102510874SQ201080023549
公開日2012年6月20日 申請日期2010年3月18日 優先權日2009年3月25日
發明者吉田和正 申請人:日本戈爾有限公司