使用碘摻雜的二氧化鈦從生物源中除去乙烯的方法技術

本發明專利技術涉及一種使用碘摻雜的二氧化鈦從生物源中除去乙烯的方法。本發明專利技術另外的方面是含有這種碘摻雜的二氧化鈦的聚合物組合物、它作為有效的除乙烯添加劑的用途和該碘摻雜的二氧化鈦本身。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】本專利技術涉及一種使用碘摻雜的二氧化鈦從生物源中除去乙烯的方法。本專利技術另外的方面是含有這種碘摻雜的二氧化鈦的聚合物組合物、它作為有效的除乙烯添加劑的用途和碘摻雜的二氧化鈦本身。除去在生物產品例如水果、花卉等的儲存過程中產生的乙烯氣體是一種延長新鮮蔬菜、水果和割下來的花卉的收割后壽命的有效途徑。高濃度的乙烯氣體加速了新鮮產品的老化。市場上已經存在著多種基于不同工藝的解決方案。例如乙烯可以通過化學反應而除去，這就是高錳酸鉀基體系中所發生的。其還可以通過吸附除去，這是沸石、大谷石(oya?stone)和其它無機添加劑的基本功能，它們經常混入到塑料包裝膜中。這例如描述于EP?1?134?022中。另外可能的是依靠凈化空氣的催化過濾器。全部的這些解決方案具有缺點，例如在塑料薄膜中的無機添加劑低的活性，或者高錳酸鹽基小袋的毒性，其是難以處理的。基于TiO2的過濾器的使用同樣被非常普遍地用來除去乙烯，它在運輸過程中和新鮮產品在倉庫中儲存的過程中都得到應用。TiO2是一種降解乙烯的光氧化催化劑，但是它需要專門的UV燈。UV光僅僅代表了一小部分的達到地球的太陽光譜。因此本專利技術要解決的問題是發展一種新穎的摻雜的TiO2，其具有更寬的吸收光譜，因此在環境可見光存在下能夠更有效對乙烯進行氧化。二氧化鈦被廣泛用于光分解有機污染物，這是由于幾個原因，包括它的低成本、無毒性、高穩定性和高效率。但是，由于高的能帶隙(銳鈦礦型(Anatas)大約是3.2eV)和僅僅UV光(低于400nm，僅為太陽光譜的4％)能夠促進氧化過程，因此它具有很大的局限。因此通過將它的光譜的起點適當地從UV光移動到可見光區域，就有可能提高它的性能以及為光氧化過程開拓更寬的太陽光輻射部分。所形成的催化劑能夠在環境光下發揮作用。摻雜的二氧化鈦允許降低帶隙，因此使得吸收(和激發過程)朝著可見光移動。過去，一種摻雜二氧化鈦的方法是使用過渡金屬(V，Ni，Cr，Mn或Fe)的金屬離子植入。但是，使用過渡金屬作為摻雜劑具有一些缺-->點：低的熱穩定性、昂貴的程序以及在某些情況下復合過程(recombination?process)的增加。最近有報道用氮作為有效的摻雜劑(＂Visible?Light?photocatalysis?in?nitrogen-doped?titanium?oxides＂Science，2001，293，269-271)。此外Fedorov等人報道了使用氮摻雜的鈦納米粒子漿體，用可見光來光降解乙烯(Applied?Catalysis?B：Environmental，2005，57，93-117)。另外一種制備氮摻雜的二氧化鈦材料(其在有機材料的光氧化中活性非常高)的方法已經由Lee等人進行了報道。(Chem.Lett.，2005，34，660-661)。本專利技術提供一種甚至更有效的材料，即高活性的可見光響應性二氧化鈦，其是用碘摻雜的。該材料是通過烷氧基鈦(titanium?alkoxyde)在碘酸(iodic?acid)存在下水解而獲得的。本專利技術的一方面是一種從氣體氣氛中除去乙烯的方法，其包括：將碘摻雜的二氧化鈦與含有至少部分乙烯的氣體氣氛相接觸，并用300-700nm波長的光來輻照該碘摻雜的二氧化鈦。優選地，將該碘摻雜的二氧化鈦曝露于300-500nm波長的光。TiO2主要的結晶變體(crystal?modifications)是金紅石型(Rutil)和銳鈦礦型(Anatas)。原則上銳鈦礦型變體對于碘摻雜的二氧化鈦是優選的，但是在大部分的情況中，這里存在著金紅石型和銳鈦礦型變體的混合物。由于在收割后植物仍然活著，因此可以發生不同的生理效應例如呼吸作用、蒸騰作用、在微生物作用下的霉菌生長和腐敗等，并加速植物新鮮度的損失。此外，植物產生乙烯作為代謝物，其是一種植物激素。乙烯具有多種生理效應，其中有呼吸促進作用和成熟促進作用，并因此與成熟以及植物新鮮度的損失密切相關。新鮮度損失尤其在蔬菜、水果和花卉的存儲或者運輸過程中已經成為一個問題。因此非常期望的是收割后的保存方法以便維持蔬菜、水果和花卉的新鮮度。當在水果、花卉或者蔬菜存儲過程中產生乙烯時，本專利技術的方法是特別有用的。例如，該碘摻雜的二氧化鈦可以用于聚合物產品中，例如塑料薄膜、片、包、瓶、泡沫聚苯乙烯(styrofoam)杯子、盤子、器具、泡罩-->包裝(blister?packages)、盒子、包裝紙(package?wrappings)、塑料纖維、帶子、纏繞的農用膜(twine?agricultural?films)、一次性尿布、一次性衣服、購物袋、廢物袋、紙箱、過濾裝置(用于冰箱)等等。所述的制品可以通過本領域技術人員能夠使用的任何方法來制造，包括但不限于擠出、擠出吹塑、薄膜鑄塑(film?casting)、薄膜吹塑、壓延、注塑、吹塑、壓塑、熱成形、紡紗(spinning)、吹塑擠出和旋轉澆鑄。特別地，這在包裝制品領域是非常令人感興趣的，例如薄膜、盒子、過濾器、標簽、袋子和小袋。氣體的分解速度可以簡單地通過改變碘摻雜的二氧化鈦的濃度和曝光時間來調節。特別合適的是混入由纖維質材料制成的小袋。例如碘摻雜的二氧化鈦被混入到天然或者合成的聚合物材料中。合適的天然或者合成的聚合物是下述的。1.單烯烴和二烯烴的聚合物，例如聚丙烯，聚異丁烯，聚丁-1-烯，聚-4-甲基戊-1-烯，聚乙烯基環己烷，聚異戊二烯或者聚丁二烯，以及環烯烴的聚合物，例如環戊烯或者降冰片烯，聚乙烯(其任選是可以交聯的)，例如高密度聚乙烯(HDPE)，高密度和高分子量聚乙烯(HDPE-HMW)，高密度和超高分子量聚乙烯(HDPE-UHMW)，中密度聚乙烯(MDPE)，低密度聚乙烯(LDPE)，線性低密度聚乙烯(LLDPE)，(VLDPE)和(ULDPE)。聚烯烴(即上一段中示例性的單烯烴的聚合物(優選聚乙烯和聚丙烯))可以通過不同的，特別是通過下面的方法來制備：a)自由基聚合(通常在高壓和高溫下)。b)使用催化劑的催化聚合，該催化劑通常含有一種或多種元素周期表第IVb，Vb，VIb或者VIII族的金屬。這些金屬通常具有一種或多種配位體，典型的是氧化物，鹵化物，醇化物，酯類，醚類，胺類，烷基，鏈烯基和/或芳基，其可以是π-或者σ-配位的。這些金屬絡合物可以處于自由形式或者固定在基底上，典型的是固定在活化的氯化鎂，氯化鈦(III)本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種從氣體氣氛中除去乙烯的方法，其包括：　將碘摻雜的二氧化鈦與含有至少部分乙烯的氣體氣氛相接觸，并用３００－７００ｎｍ波長的光來輻照該碘摻雜的二氧化鈦。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】EP 2006-6-20 06115703.81.一種從氣體氣氛中除去乙烯的方法，其包括：
將碘摻雜的二氧化鈦與含有至少部分乙烯的氣體氣氛相接觸，并
用300-700nm波長的光來輻照該碘摻雜的二氧化鈦。
2.根據權利要求1的方法，其中乙烯是在水果、花卉或者蔬菜存
儲過程中產生的。
3.根據權利要求1的方法，其中將該碘摻雜的二氧化鈦混入到天
然或者合成的聚合物材料中。
4.根據權利要求3的方法，其中該天...

【專利技術屬性】
技術研發人員：M德斯特羅，R薩托里奧，
申請(專利權)人：西巴控股有限公司，
類型：發明
國別省市：CH[瑞士]