[发明专利]用于芳族化合物的氧化的不锈钢泡沫负载的催化剂

说明书

本发明提供包含在不锈钢泡沫上负载的氧化铁、镍、铈土或钯的催化剂。催化剂在氧化芳族化合物如甲苯和邻甲苯酚方面是有效的，并且有利地，在对应于其中座舱空气再循环的航空器区域中达到的温度的升高温度下进行氧化时，是特别有效的。

发明领域

本发明涉及可用于芳族化合物的氧化的不锈钢泡沫负载的催化剂。本发明的一个方面包括这些催化剂在处理在空气调节系统中的空气的方法中的用途。

发明背景

在典型的载客航空器中，座舱空气系统使得空气从座舱的底部通过再循环过滤器进入混合室，在那里它与外部空气混合(50/50)并且随后通回到座舱。HEPA过滤器(高效颗粒空气过滤器)用于座舱空气再循环系统，以通过移除颗粒污染物(例如尘土、纤维、皮屑、微滴)来改善座舱空气品质，并且可以用于移除细菌和病毒。然而，这样的过滤器不能够移除挥发性有机化合物(VOC)。VOC可以存在于再循环的空气和进入空气循环系统的外部空气两者中。这些可以来自液压机液体、发动机润滑剂、喷气燃料、除冰液、航空餐饮和人类生物流出物。这些化合物的存在是不想要的，因为它们产生臭味并且可能对人类健康有害。实际上，在过去三十年间对机组人员和乘客在航空器中飞行之后已经体验到的恶心、眩晕和定向障碍的症状(已经造出了术语“航空中毒综合征(aerotoxic syndrome)”来描述此现象)已经累积了大量的证据。这些症状的一个广泛提及的原因是一种称为磷酸三甲苯酯((CH₃C₆H₄O)₃P，本文中缩写为TCP)的有机磷化合物，其是在航空器发动机润滑油中存在的一种添加剂。少量的TCP和它的分解产物可能在飞行期间从发动机泄漏到航空器的座舱空气系统中，导致乘客和机组人员的不适症状。甲苯和邻甲苯酚是这样的分解产物并且对人类健康是有害的，或者，在邻甲苯酚的情况下是非常有害的。目前，作为喷气发动机油润滑添加剂，没有其他对于TCP的无毒替代品。

存在对提供改善航空器座舱空气品质的方法的需求。尤其是，存在对防止航空器座舱中的乘客和机组人员暴露于挥发性有机化合物如TCP和它的降解产物的需求。

而且，想要的是，任何这样的方法可以在航空器中进行而无需实质上改变航空器的内部配件，和/或它可以在正常的航空器运行条件下进行。因此，存在对提供可以在航空器空气调节系统中以良好能量效率实施的改善航空器座舱空气品质的方法的需求。

本发明的一个目的在于解决上述问题中的至少一个或满足上述需求中的至少一个。

发明概述

在第一方面，本发明提供一种包含在不锈钢泡沫上负载的氧化铁、镍、铈土或钯的催化剂。已经发现，本发明的催化剂在氧化芳族化合物如甲苯和邻甲苯酚方面是有效的。有利地，在对应于其中座舱空气再循环的航空器区域中达到的温度的升高温度下，氧化是特别有效的。因此，此催化剂特别适合于用于处理通过航空器空气调节系统的空气以移除不想要的挥发性芳族化合物。

在第二方面，本发明提供一种使用本发明的第一方面的催化剂氧化芳族化合物的方法。特别地，第二方面涉及一种氧化式(I)的化合物的方法：

其中R¹是具有1至5个碳原子的烃基，-R²选自-OH，式(II)、(III)或(IV)的基团

具有1至5个碳原子的烃基，-Br，-C1或-Fl，并且x为0至2；并且其中所述方法包括将所述化合物在含有氧的气体中在本发明的第一方面的催化剂的存在下加热。氧化反应得到对人类健康危害较小的产物如CO₂。

在第三方面，本发明提供一种处理在空气调节系统中的空气的方法，所述方法包括将所述空气在本发明的第一方面的催化剂的存在下在150至450或200至400℃的温度下加热。因此，本发明提供一种纯化在空气调节系统如航空器座舱空气调节系统中的空气的方法。