乙烯去除劑的制作方法
【專利說明】乙烯去除劑
【背景技術(shù)】
[0001] 乙烯去除是用于水果和花丼收獲后運輸與儲藏期間保鮮的主要方法之一。乙烯的 去除通常通過諸如活性炭或沸石材料的吸附劑，或通過化學(xué)計量的氧化劑（例如，高錳酸 鉀），或通過高溫下的催化氧化劑，或甚至通過化學(xué)計量的環(huán)加成反應(yīng)（例如，乙烯與四嗪 化合物的狄爾斯-阿爾德反應(yīng)（Diels-Alder reaction))實現(xiàn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0002] 在一個方面，本公開描述一種復(fù)合粒子，其包含：氟化的表面；和設(shè)置在所述氟化 的表面上的金納米粒子的不連續(xù)層。
[0003] 在另一方面，本公開描述一種制品，其包含：基底；設(shè)置在所述基底的表面上、設(shè) 置在基底內(nèi)或兩者的多個復(fù)合粒子；其中所述多個復(fù)合粒子中的各個復(fù)合粒子包含：氟化 的表面；和設(shè)置在所述氟化的表面上的金納米粒子的不連續(xù)層。
[0004] 在另一方面，本公開描述一種制品，其包含：容器；設(shè)置在容器內(nèi)的多個復(fù)合粒 子；其中所述多個復(fù)合粒子中的各個復(fù)合粒子包含：氟化的表面；和設(shè)置在氟化的表面上 的金納米粒子的不連續(xù)層。
[0005] 在另一方面，本公開描述一種去除乙烯的方法，該方法包括：將乙烯去除劑置于乙 烯生成源的附近，其中所述乙烯去除劑包含：多個復(fù)合粒子，其中所述多個復(fù)合粒子中的各 個復(fù)合粒子包含：氟化的表面；和設(shè)置在所述氟化的表面上的金納米粒子的不連續(xù)層。
[0006] 在考慮【具體實施方式】以及所附權(quán)利要求書之后，將進一步理解本公開的特征和優(yōu) 點。
【附圖說明】
[0007] 圖1是用于執(zhí)行將金沉積到粒子上的物理氣相沉積（PVD)工藝的設(shè)備的示意性側(cè) 視圖。
[0008] 圖2是圖1的設(shè)備的示意性透視圖。
【具體實施方式】
[0009] 在本說明書的實施例中，復(fù)合粒子包含設(shè)置在氟化的表面上的金納米粒子的不連 續(xù)層。我們已觀察到，本說明書的復(fù)合粒子可用于去除由乙烯生成源生成的乙烯（即，作為 乙烯去除劑）。去除由乙烯生成源生成的乙烯的復(fù)合粒子可用于例如收獲的水果、收獲的蔬 菜和收獲的花丼的保鮮。
[0010] 在一些實施例中，本公開的復(fù)合粒子具有在0. 1微米至10000微米的范圍內(nèi)（在 一些實施例中，0. 1微米至1000微米，0. 1微米至100微米，0. 1微米至10微米，或甚至0. 1 微米至1微米；在一些實施例中，100微米至10000微米，500微米至5000微米，或甚至500 微米至2000微米；在一些實施例中，3微米至1000微米，或甚至5微米至約500微米）的 粒度。粒度通常為多個復(fù)合粒子的平均粒度；對于非球形粒子，粒度為粒子的最大尺寸。
[0011] 在一些實施例中，本公開的復(fù)合粒子具有至多1:10000(在一些實施例中，至多 1:1000,至多1:100,至多1:10,至多1:5,至多1:2,以及甚至至多1:1)的縱橫比?？v橫比 是指平均粒子寬度與平均粒子長度的比率（即，最短粒子尺寸與最長粒子尺寸的比率）。
[0012] 本說明書的氟化的表面可包含高度氟化的材料。"高度氟化的"意指氟的含量為40 重量％或更高（在一些實施例中，50重量％或更高、60重量％或更高、70重量％或更高、80 重量％或更高、90重量％或更高，或甚至95重量％或更高）。在一些實施例中，氟化的表面 包含全氟化材料。合適的全氟化的材料的例子為聚四氟乙烯（"PTFE")。其他合適的高度 氟化的和全氟化的材料包括但不限于部分或完全氟化的聚硅氧烷、聚（丙烯酸酯）、聚甲基 丙烯酸酯和聚苯乙烯。
[0013] 眾所周知，金是一種淡黃色、相對惰性的貴金屬。然而，金的特性在納米級（即，小 于100納米）尺度上可以發(fā)生顯著變化（特別是在納米級尺度的下端；例如，在特征在于至 少一個尺度小于約10納米（"nm"）的尺寸范圍上），此時金可以成為催化活性物質(zhì)。
[0014] 在本說明書的實施例中，將金納米粒子的不連續(xù)層設(shè)置在氟化的表面上。"不連 續(xù)"是指將金納米粒子布置在氟化的表面上的"島狀區(qū)域"中。通常，將金納米粒子以不連 續(xù)層布置在復(fù)合粒子的氟化的表面上產(chǎn)生不導(dǎo)電的復(fù)合粒子。如本文所用的"不導(dǎo)電"是 指復(fù)合粒子具有一定的粉末體積電阻率值（如實例章節(jié)中所述而測定），其中該粉末體積 電阻率值為至少IX IO6 Ω · cm。
[0015] 構(gòu)成不連續(xù)層的金納米粒子的"島狀區(qū)域"的所有尺度（例如，納米粒子直徑或 原子簇直徑）的平均尺寸可在至多（即，小于或等于）5nm的范圍內(nèi)（在一些實施例在，平 均尺寸至多4nm，平均尺寸至多3nm，或甚至平均尺寸至多2nm)。在一些實施例中，金納米 粒子的島狀區(qū)域在至少一個尺度上為至少〇. Inm(在一些實施例中，在至少一個尺度上為 至少0. 5nm)，并且不大于上述上限。該細納米級金進一步例如在美國已公布的專利申請 No. 2009/0054230 (Badri 等人）中有所描述。
[0016] 在本說明書的實施例中，使用物理氣相沉積將金納米粒子的不連續(xù)層沉積在氟化 的表面上。物理氣相沉積（"PVD"）是指將金從含金源或目標(biāo)物理轉(zhuǎn)移到基底的表面。PVD 可視為涉及一個原子接一個原子地沉積，但在實際的實施過程中，金也可以作為極其細小 的團粒進行轉(zhuǎn)移，每個團粒由不止一個原子構(gòu)成。一旦到達氟化的表面，金就可以與表面發(fā) 生物理形式的、化學(xué)形式的或離子形式的相互作用。進行PVD以在基底表面上沉積金納米 粒子的方法進一步在例如美國專利No. 8, 058, 202 (Brady等人）和美國已公布的專利申請 No. 2〇〇9/0〇5423〇 (Veeraraghavan 等人）中有所描述。
[0017] 在氟化的表面上提供的金的量可在大范圍內(nèi)變化。然而，由于金是昂貴的，為了獲 得所需程度的乙烯去除活性，使用不超過合理需要的金是理想的。另外，由于納米級金在使 用PVD進行沉積時是高度流動的，因此如果使用過多的金則乙烯去除活性可能受損，原因 是至少一些金聚結(jié)成較大的團粒，繼而例如可降低金的催化活性。
[0018] 在本公開的復(fù)合粒子的一些實施例中，金納米粒子的不連續(xù)層相對于復(fù)合粒子在 〇. 05重量％至5重量％的范圍內(nèi)（在一些實施例中，在0. 05重量％至4重量％、0. 05重 量％至3重量％、0. 05重量％至2重量％、0. 05重量％至1重量％、0. 1重量％至5重量％ 或甚至0. 1至1重量％的范圍內(nèi)）。
[0019] 在本公開的PVD處理的典型實施例中，PVD處理在多個復(fù)合粒子的粉末體積電阻 率變得低于I Xio6 Ω · cm時中止，然后分離所述多個復(fù)合粒子。不受理論的約束，據(jù)認為， 金納米粒子的非導(dǎo)電層因為在非導(dǎo)電層中的金納米粒子之中的低接觸程度而為非導(dǎo)電的。 使用PVD處理形成本說明書的復(fù)合粒子的方法的示例性實施例包括在實例章節(jié)中，其中觀 察到粉末體積電阻率不大于2 XlO6 Ω · cm。
[0020] 在一些實施例中，氟化的表面為芯粒子上的氟化的涂層。芯粒子可以為寬泛的合 適材料范圍中的任一種。在一些實施例中，芯粒子可包含含碳材料、沸石或金屬氧化物中的 任一種。
[0021] 適于本公開的芯粒子的含碳材料的例子包括源于椰子的熱解碳、煤基碳和炭黑 中的任一者?？捎糜诒竟_的芯粒子的含碳材料的典型例子包括石墨和活性炭或其組合 中的任一者，包括可以商品名"KURARAY GG12X20"購自日本大阪的可樂麗化工株式會社 (Kuraray Chemical Company, Osaka, Japan)的粒狀活性炭 Q2X2O 目，即粒度在約 0.8臟 至約I. 7mm的范圍內(nèi)）。
[0022] 已證實，金可通過PVD技術(shù)（例如，通過濺射）沉積以在納米粒子芯粒子表面上 形成催化活性、細納米級粒子或原子簇（參見例如Brady等人的美國專利No. 8, 058, 202)。 不受理論的約束，通常認為，存在3種可能的薄膜成核和生長機理模式（有關(guān)不同的膜生 長機理模式的描述，參見例如 "Nucleation and Growth of Thin Films"，Reports on Progress in Physics, 1984, Vol. 47, issue4, pp. 399-459( "薄膜的成核和生長"，《物理學(xué) 進展報告》，1984年，第47卷，第4期，第399-459頁））。通過按一層接一層生長而沉積膜 從而均勾覆蓋基底稱為層狀生長模式（Frank-Van der Merwe growth mode)。通過島的成 核和凝聚促進的沉積稱為島狀生長模式（Volmer-Weber growth mode)。第三種模式即混合 生長模式（Stranski-Krastinov mode)描述前兩種模式的組合。在低表面能材料（例如， 本公開的高度氟化的或全氟化的材料）上的PVD沉積可促進在復(fù)合粒子的氟化的表面上的 Volmer-Weber型島狀生長模式。
[0023] 對于一些含碳材料，可能需要將包含一種或多種組分的活化劑結(jié)合到所需的載體 中。這種結(jié)合可以按任意所需的方式