[发明专利]含有吸气剂材料组合的吸气装置

说明书

本发明涉及新的吸气剂材料组合，并且涉及含有所述组合的吸附装置。特别地，本发明涉及适于在不能加热至高于约200℃温度的装置中维持真空的吸气剂组合，特别地涉及诸如真空(热)绝缘板或电子封装材料的应用。

已证明，吸气剂材料在需要维持真空的所有工业和商业应用中极其有利甚至不可或缺。

为了使吸气剂材料得以有效且更广泛地使用，吸气剂材料在去除O₂、N₂和H₂O方面的吸着性能必须优异，从而从存在于必须维持真空的空间内的气体混合物中除去主要的大气气体。

然而，限定必须维持真空的空间的壁中的气相混合物很大程度地依赖于对形成所述壁的材料的脱气，并且在真空板的情况下，依赖于任选地存在的填料，所述填料一般为粉末、泡沫或纤维(wool)的形式(即，具有高比表面积)。例如，在含有由塑料制成的聚合物填料的板腔的情况下，主要的脱气气体是CO和CO₂，而例如当使用玻璃棉时，主要存在H₂。这些气体的量可能相当可观，尤其在间隔空间的制备过程中使用了加热阶段的情况下更是如此。例如，冰箱的制造就是这种情况，其中隔热板可达到接近100℃的温度，保持数分钟的时间。

已公开的国际专利申请WO 94/18876描述了组合使用贵金属氧化物(特别是氧化钯(PdO))与吸水材料(例如氧化钡(BaO)用于在“杜瓦瓶”、“热水瓶”等的抽成真空的间隔空间中维持真空。然而，通过与氢反应，氧化钯被转化成金属Pd，该金属Pd呈现精细分散的形式，具有自燃性；结果出于安全原因而不提倡使用该材料组合。

本申请人名下的欧洲专利EP 0757920描述了与干燥剂化合物混合的钴氧化物(Co₃O₄)和氧化铜(CuO)对氢气和一氧化碳CO具有良好的吸附性能，CO是存在于由塑料制成的任选地填充有填料的绝热间隔空间中的主要气体之一。然而，从毒理学观点来看，钴氧化物带来了特别的问题，其被怀疑可能具有致癌性，因此，最近的国际规定强烈限制它的使用，并且预计将在几年内达到明确禁用。考虑到在大规模应用中的使用，在最终产品使用寿命终结必须进行处理时，该问题特别明显。

Johnson Matthey PLC名下的已公开的国际专利申请WO2006/064289描述了组合物的使用，其中，将钯与选自钴氧化物、铜氧化物、铁氧化物、镍氧化物、铈氧化物以及银氧化物的单一过渡金属氧化物组合使用，并任选地与干燥剂材料组合。然而，所描述的不涉及使用钴氧化物的那些组合虽然对氢气具有降低但可观的吸附能力，但是对一氧化碳的吸附性能并不令人满意。

本发明的一个目的是提供无需热激活并且对一氧化碳具有高吸附能力的改进的吸气剂材料组合，考虑到钴氧化物的高危害性，该组合不使用钴氧化物。

本发明的另一个目的是提供使用所述吸气剂材料组合的吸附装置。

根据本发明，通过吸气装置实现了这些目的和其他目的，所述吸气装置含有吸气剂材料组合，所述吸气剂材料组合包含金属钯与过渡金属氧化物的粉末的混合物，其中所述金属钯的量为按重量计0.2％至2％，其特征在于，所述过渡金属氧化物包含氧化铈和氧化铜，并且还在于氧化铜以5％至50％、优选10％至20％的量存在，其中所有按重量计的浓度都相对于所述过渡金属氧化物的总重量来表示。

在本发明的一个实施方案中，所述过渡金属氧化物粉末混合物由氧化铈和氧化铜组成。

在下文的描述中以及在权利要求中，氧化铜是指化合物CuO，其中铜以氧化态II存在，而二氧化铈是指化合物CeO₂，其中铈以氧化态IV存在。在下文的描述中，还使用缩写MO来一般性地表示过渡金属氧化物的组合，并且缩写MO+Pd表示MO与金属钯的混合物。术语“吸气装置”是指能够吸附气体物质(例如，氢气、氧气、一氧化碳和水汽)而不释放其他气体物质的任何装置，所述装置能够在-80℃至80℃的温度范围内工作。

本发明人出乎意料地发现，当含有金属钯时，使用氧化铈与氧化铜的混合物相比于仅使用其中一种氧化物能够得到对气体(例如氢气和一氧化碳)的令人满意的吸附性能。根据本发明，仅下列这样的组合实现了该吸附性能，所述组合包含相对于氧化物组合之总重量低于50％但高于5％的量的氧化铜，更优选10％至20％的氧化铜。