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特許7650295ハロゲン化ホスホニウムを含む収着剤ポリマー複合材、それを利用した煙道ガス処理デバイス及び煙道ガス処理方法
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2025-03-13
(45)【発行日】2025-03-24
(54)【発明の名称】ハロゲン化ホスホニウムを含む収着剤ポリマー複合材、それを利用した煙道ガス処理デバイス及び煙道ガス処理方法
(51)【国際特許分類】
B01D 53/50 20060101AFI20250314BHJP
B01D 53/64 20060101ALI20250314BHJP
B01D 53/82 20060101ALI20250314BHJP
B01J 20/10 20060101ALI20250314BHJP
B01J 20/18 20060101ALI20250314BHJP
B01J 20/20 20060101ALI20250314BHJP
【ＦＩ】
B01D53/50 100
B01D53/64 100
B01D53/82 ZAB
B01J20/10 A
B01J20/18 A
B01J20/18 E
B01J20/20 A
B01J20/20 D
【請求項の数】
21
(21)【出願番号】P 2022568893
(86)(22)【出願日】2021-05-10
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2023-06-16
(86)【国際出願番号】 US2021031652
(87)【国際公開番号】W WO2021231336
(87)【国際公開日】2021-11-18
【審査請求日】2023-01-05
(31)【優先権主張番号】63/023,427
(32)【優先日】2020-05-12
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
【前置審査】
(73)【特許権者】
【識別番号】391028362
【氏名又は名称】ダブリュ．エル．ゴア アンド アソシエイツ，インコーポレイティド
【氏名又は名称原語表記】Ｗ．Ｌ． ＧＯＲＥ ＆ ＡＳＳＯＣＩＡＴＥＳ， ＩＮＣＯＲＰＯＲＡＴＥＤ
(74)【代理人】
【識別番号】100099759
【弁理士】
【氏名又は名称】青木 篤
(74)【代理人】
【識別番号】100123582
【弁理士】
【氏名又は名称】三橋 真二
(74)【代理人】
【識別番号】100092624
【弁理士】
【氏名又は名称】鶴田 準一
(74)【代理人】
【識別番号】100117019
【弁理士】
【氏名又は名称】渡辺 陽一
(74)【代理人】
【識別番号】100108903
【弁理士】
【氏名又は名称】中村 和広
(74)【代理人】
【識別番号】100114018
【弁理士】
【氏名又は名称】南山 知広
(74)【代理人】
【識別番号】100128495
【弁理士】
【氏名又は名称】出野 知
(72)【発明者】
【氏名】スティーブン ハードウイック
【審査官】佐々木 典子
(56)【参考文献】
【文献】特開２００９－２２６２５４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００５－１６９３０６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２０１８－５０７７７６（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ０１Ｄ ５３／３４－５３／８５、
５３／９２、５３／９６、
５３／１４－５３／１８
Ｂ０１Ｊ ２０／００－２０／２８、
２０／３０－２０／３４
ＣＡｐｌｕｓ／ＲＥＧＩＳＴＲＹ（ＳＴＮ）
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
収着剤ポリマー複合材と、少なくとも１つのハロゲン化ホスホニウムとを含んでなるデバイスであって、該収着剤ポリマー複合材は、収着剤とポリマーとを含み、
前記少なくとも１つのハロゲン化ホスホニウムは、式Ｐ（Ｒ １ Ｒ ２ Ｒ ３ Ｒ ４ ）Ｘ（式中、Ｘ＝Ｉ － 、Ｉ ３ － 、ＢｒＩ ２ － 、Ｂｒ ２ Ｉ － 又はＢｒ ３ － であり、そしてＲ １ 、Ｒ ２ 、Ｒ ３ 又はＲ ４ のうちの少なくとも１つは、１～１８個の炭素原子を有する炭化水素である）を有する化合物を含み、
該少なくとも１つのハロゲン化ホスホニウムは、該収着剤ポリマー複合材上に配置され、該収着剤ポリマー複合材内に配置され、又はそれらの任意の組み合わせであり、そして、該デバイスは煙道ガス流を処理するように構成されている、デバイス。
【請求項2】
前記炭化水素は、アルキル、アリール又は環状アルキルから選ばれる、請求項１記載のデバイス。
【請求項3】
前記少なくとも１つのハロゲン化ホスホニウムは第四級ホスホニウムヨージドを含む、請求項１または２項記載のデバイス。
【請求項4】
前記少なくとも１つのハロゲン化ホスホニウムは第四級ホスホニウムトリヨージドを含む、請求項１～３のいずれか１項記載のデバイス。
【請求項5】
前記少なくとも１つのハロゲン化ホスホニウムは第四級ホスホニウムトリブロミドを含む、請求項１～４のいずれか１項記載のデバイス。
【請求項6】
前記少なくとも１つのハロゲン化ホスホニウムはエチルトリフェニルホスホニウムヨージド（ＥＴＰＰＩ）を含む、請求項１～５のいずれか１項記載のデバイス。
【請求項7】
前記少なくとも１つのハロゲン化ホスホニウムは、テトラブチルホスホニウムヨージド（ＴＢＰＩ）、エチルトリフェニルホスホニウムトリヨージド（ＥＴＰＰＩ３
）又はそれらの任意の組み合わせを含む、請求項１～６のいずれか１項記載のデバイス。
【請求項8】
前記少なくとも１つのハロゲン化ホスホニウムが１８０℃を超える温度で単一の分子式を保持するように、前記少なくとも１つのハロゲン化ホスホニウムは熱的に安定である、請求項１～７のいずれか１項記載のデバイス。
【請求項9】
前記少なくとも１つのハロゲン化ホスホニウムが１８０℃～４００℃の温度で単一の分子式を保持するように、前記少なくとも１つのハロゲン化ホスホニウムは熱的に安定である、請求項８記載のデバイス。
【請求項10】
前記少なくとも１つのハロゲン化ホスホニウムが２００℃～４００℃の温度で単一の分子式を保持するように、前記少なくとも１つのハロゲン化ホスホニウムは熱的に安定である、請求項９記載のデバイス。
【請求項11】
前記収着剤ポリマー複合材の前記収着剤は、４００ｍ２／ｇを超える表面積を有する、請求項１～１０のいずれか１項記載のデバイス。
【請求項12】
前記収着剤ポリマー複合材の前記収着剤は、４００ｍ２／ｇ～２０００ｍ２／ｇの範囲の表面積を有する、請求項１１記載のデバイス。
【請求項13】
前記収着剤ポリマー複合材の前記収着剤は、活性炭、シリカゲル、ゼオライト又はそれらの任意の組み合わせから選ばれる、請求項１～１２のいずれか１項記載のデバイス。
【請求項14】
前記収着剤ポリマー複合材の前記ポリマーは、１ｃｍ当たり３１ダイン未満の表面エネルギーを有する、請求項１～１３のいずれか１項記載のデバイス。
【請求項15】
前記収着剤ポリマー複合材の前記ポリマーは、１ｃｍ当たり１５ダイン～１ｃｍ当たり３１ダインの範囲の表面エネルギーを有する、請求項１４記載のデバイス。
【請求項16】
前記収着剤ポリマー複合材の前記ポリマーはフルオロポリマーを含む、請求項１～１５のいずれか１項記載のデバイス。
【請求項17】
前記フルオロポリマーは延伸ポリテトラフルオロエチレン（ｅＰＴＦＥ）である、請求項１６記載のデバイス。
【請求項18】
酸素と、水蒸気と、少なくとも1つのＳＯｘ化合物と、水銀蒸気とを含む煙道ガス流を処理する方法であって、該煙道ガス流を、
収着剤ポリマー複合材と、少なくとも１つのハロゲン化ホスホニウムとを含んでなるデバイスであって、該収着剤ポリマー複合材は、収着剤とポリマーとを含み、かつ、前記少なくとも１つのハロゲン化ホスホニウムは、式Ｐ（Ｒ １ Ｒ ２ Ｒ ３ Ｒ ４ ）Ｘ（式中、Ｘ＝Ｉ － 、Ｉ ３ － 、ＢｒＩ ２ － 、Ｂｒ ２ Ｉ － 又はＢｒ ３ － であり、そしてＲ １ 、Ｒ ２ 、Ｒ ３ 又はＲ ４ のうちの少なくとも１つは、１～１８個の炭素原子を有する炭化水素である）を有する化合物を含み、該少なくとも１つのハロゲン化ホスホニウムは、該収着剤ポリマー複合材上に配置され、該収着剤ポリマー複合材内に配置され、又はそれらの任意の組み合わせであるデバイスに通し、
該収着剤ポリマー複合材上で該酸素及び該水蒸気を該少なくとも１つのＳＯｘ化合物と反応させて、硫酸を生成させ、そして
該水銀蒸気を該少なくとも１つのハロゲン化ホスホニウムと反応させて、該水銀蒸気の分子を該収着剤ポリマー複合材に固定する
ことを特徴とする方法。
【請求項19】
前記処理工程の前に、少なくとも１つの燃焼プロセスから前記煙道ガス流を得る工程をさらに含む、請求項１８記載の方法。
【請求項20】
前記少なくとも１つのＳＯｘ化合物は、二酸化硫黄（ＳＯ２）、三酸化硫黄（ＳＯ３）又はそれらの任意の組み合わせを含む、請求項１８又は１９記載の方法。
【請求項21】
前記少なくとも１つのハロゲン化ホスホニウムは前記収着剤ポリマー複合材内に配置されている、請求項１～１７のいずれか１項記載のデバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示の幾つかの実施形態は、ハロゲン化ホスホニウムを含む収着剤ポリマー複合材に関する。このような実施形態の収着剤ポリマー複合材は、本明細書に記載のとおりのデバイス及び方法で利用することができる。
【背景技術】
【0002】
石炭火力発電所、都市ごみ焼却炉及び石油精製プラントは、硫黄酸化物(ＳＯ２及びＳＯ３)、窒素酸化物(ＮＯ、ＮＯ２)、水銀(Ｈｇ)蒸気及び粒子状物質(ＰＭ)などの実質的な種類及び量の環境汚染物質を含む、多量の煙道ガスを発生する。米国では、石炭を燃やすだけで、毎年約２，７００万トンのＳＯ２及び４５トンのＨｇを生成する。
【0003】
限定するわけではないが、ＳＯｘ、Ｈｇ蒸気及び粒子状物質などの複数の煙道ガス汚染物質を低コストで除去できるシステムを提供する必要性が継続的に存在する。
【発明の概要】
【0004】
主題は、明細書全体、いずれか又はすべての図面及び各特許請求の範囲の適切な部分を参照することによって理解されるべきである。
【0005】
本開示の幾つかの態様は、収着剤ポリマー複合材を含むデバイスに関し、ここで、前記収着剤ポリマー複合材は、収着剤、ポリマー及び少なくとも１つのハロゲン化ホスホニウムを含む。幾つかのそのような態様において、ハロゲン化ホスホニウムは非常に高い熱安定性を有する。したがって、そのような態様において、ハロゲン化ホスホニウムは、高温用途に適切であることができる。幾つかのそのような態様において、少なくとも１つのハロゲン化ホスホニウムは、収着剤ポリマー複合材上に配置されることができ、収着剤ポリマー複合材内に配置されることができ、又はそれらの任意の組み合わせであることができる。幾つかの態様において、少なくとも１つのハロゲン化ホスホニウムは、収着剤ポリマー複合材内に配置されうる。幾つかの態様において、デバイスはまた、煙道ガス流を処理するように構成されうる。
【0006】
幾つかの態様において、少なくとも１つのハロゲン化ホスホニウムは、式：Ｐ（Ｒ１Ｒ２Ｒ３Ｒ４）Ｘ（式中、ＸはＩ－、Ｂｒ－、Ｉ３
－、ＢｒＩ２
－、Ｂｒ２Ｉ－又はＢｒ３
－であり、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３又はＲ４のうちの少なくとも１つは、１～１８個の炭素原子を有する炭化水素である）を有する化合物を含む。幾つかの態様において、炭化水素は、アルキル、アリール又は環状アルキルから選ばれる。幾つかの態様において、少なくとも１つのハロゲン化ホスホニウムは、第四級ホスホニウムヨージドを含む。幾つかの態様において、少なくとも１つのハロゲン化ホスホニウムは第四級ホスホニウムブロミドを含む。幾つかの態様において、少なくとも１つのハロゲン化ホスホニウムは第四級ホスホニウムトリヨージドを含む。幾つかの態様において、少なくとも１つのハロゲン化ホスホニウムは、第四級ホスホニウムトリブロミドを含む。幾つかの態様において、少なくとも１つのハロゲン化ホスホニウムは、エチルトリフェニルホスホニウムヨージド（ＥＴＰＰＩ）を含む。幾つかの態様において、少なくとも１つのハロゲン化ホスホニウムは、テトラブチルホスホニウムヨージド（ＴＢＰＩ）、エチルトリフェニルホスホニウムトリヨージド（ＥＴＰＰＩ３）、テトラブチルホスホニウムブロミド（ＴＢＰＢｒ）、エチルトリフェニルホスホニウムブロミド（ＥＴＰＰＢｒ）又はそれらの任意の組み合わせを含む。
【0007】
幾つかの態様において、少なくとも１つのハロゲン化ホスホニウムは、１８０℃を超える温度で、少なくとも１つのハロゲン化ホスホニウムが単一の分子式を保持するように、熱的に安定である。幾つかの態様において、少なくとも１つのハロゲン化ホスホニウムは、１８０℃～４００℃の温度で、少なくとも１つのハロゲン化ホスホニウムが単一の分子式を保持するように、熱的に安定である。幾つかの態様において、少なくとも１つのハロゲン化ホスホニウムは、２００℃～４００℃の温度で、少なくとも１つのハロゲン化ホスホニウムが単一の分子式を保持するように、熱的に安定である。幾つかの態様において、収着剤ポリマー複合材の収着剤は、４００ｍ２／ｇを超える表面積を有する。幾つかの態様において、収着剤ポリマー複合材の収着剤は、４００ｍ２／ｇ～２０００ｍ２／ｇの範囲の表面積を有する。幾つかの態様において、収着剤ポリマー複合材の収着剤は、活性炭、シリカゲル、ゼオライト又はそれらの任意の組み合わせから選ばれる。幾つかの態様において、収着剤ポリマー複合材のポリマーは、１ｃｍ当たり３１ダイン未満の表面エネルギーを有する。幾つかの態様において、収着剤ポリマー複合材のポリマーは、１ｃｍ当たり１５ダイン～１ｃｍ当たり３１ダインの範囲の表面エネルギーを有する。幾つかの態様において、収着剤ポリマー複合材のポリマーはフルオロポリマーを含む。幾つかの態様において、フルオロポリマーは延伸ポリテトラフルオロエチレン（ｅＰＴＦＥ）である。幾つかの態様において、少なくとも１つのハロゲン化ホスホニウムは収着剤ポリマー複合材内に配置される。
【0008】
本開示の幾つかの態様は、煙道ガス流を処理する方法に関する。幾つかのそのような態様において、煙道ガス流は、酸素、水蒸気、少なくとも１つのＳＯｘ化合物及び水銀蒸気を含むことができる。幾つかのそのような態様において、方法は、デバイス上に煙道ガス流を通過させることを含むことができ、該デバイスは収着剤ポリマー複合材を含み、そして収着剤ポリマー複合材は、収着剤、ポリマー及び少なくとも１つのハロゲン化ホスホニウムを含む。幾つかの態様において、少なくとも１つのハロゲン化ホスホニウムは、収着剤ポリマー複合材上に配置されるか、収着剤ポリマー複合材内に配置されるか、又はそれらの任意の組み合わせである。幾つかの態様において、この方法は、酸素及び水蒸気を、収着剤ポリマー複合材上で少なくとも１つのＳＯｘ化合物と反応させて、硫酸を生成することをさらに含むことができる。幾つかの態様において、方法は、水銀蒸気を少なくとも１つのハロゲン化ホスホニウムと反応させて、水銀蒸気の分子を収着剤ポリマー複合材に固定することをさらに含むことができる。幾つかの態様において、方法は、処理工程の前に、少なくとも１つの燃焼プロセスから煙道ガス流を得る工程をさらに含む。幾つかの態様において、少なくとも１つのＳＯｘ化合物は、二酸化硫黄（ＳＯ２）、三酸化硫黄（ＳＯ３）又はそれらの任意の組み合わせを含む。
【図面の簡単な説明】
【0009】
本開示の幾つかの実施形態は、添付の図面を参照して、例としてのみ、本明細書に記載される。ここで図面を詳細に特に参照すると、示された実施形態は、例として、また、本開示の実施形態の例示的な議論を目的としていることが強調される。この点に関して、図面を用いた説明は、本開示の実施形態がどのように実施されうるかを当業者に明らかにする。
【0010】
【0011】
【0012】
【0013】
【0014】
【0015】
【0016】
【0017】
【発明を実施するための形態】
【0018】
開示された利益及び改善の中で、本開示の他の目的及び利点は、添付の図と併せて解釈される以下の説明から明らかになるであろう。本開示の詳細な実施形態は本明細書に開示されるが、開示された実施形態は、様々な形態で具現化されうる開示の単なる例示であることを理解されたい。さらに、本開示の様々な実施形態に関して与えられた実施例のそれぞれは、例示を意図しており、限定を意図していない。
【0019】
明細書及び特許請求の範囲の全体を通して、以下の用語は、関係が明確に別段の指示をしない限り、本明細書に明示的に関連付けられた意味を取る。「１つの実施形態において」、「実施形態において」及び「幾つかの実施形態において」という語句は、本明細書で使用されるときに、必ずしも同じ実施形態を指すとは限らないが、そうである場合もある。さらに、「別の実施形態において」及び「幾つかの他の実施形態において」という語句は、本明細書で使用されるときに、必ずしも異なる実施形態を指すとは限らないが、異なる実施形態を指す場合もある。本開示のすべての実施形態は、本開示の範囲又は主旨から逸脱することなく組み合わせ可能であることを意図している。
【0020】
本明細書で使用されるときに、用語「に基づく」は排他的ではなく、関係が明確に別段指示しない限り、記載されていない追加の要因に基づくことを許容する。さらに、明細書全体を通して、「a」、「an」及び「the」の意味は、複数の参照を含む。「中(in)」の意味には、「中(in)」及び「上(on)」が含まれる。
【0021】
本明細書で使用されるときに、「含む（comprising）」、「含む(including)」、及び「有する(having)」などの用語は、特定の特許請求の範囲を、請求項によって列挙される材料又は工程に限定しない。
【0022】
本明細書で使用されるときに、「から本質的になる」という用語は、特定の請求の範囲を、特定の材料又は工程、及び特定の請求項の基本的かつ新規な特徴に実質的に影響を及ぼさないものに限定する。
【0023】
本明細書で使用されるときに、「からなる」及び「から構成される」などの用語は、特定の特許請求の範囲を、請求項によって列挙される材料及び工程に限定する。
【0024】
本明細書で参照されるすべての先行特許、刊行物、及び試験方法は、参照によりその全体が組み込まれる。
【0025】
本明細書で使用されるときに、「収着剤」という用語は、吸収、吸着又はそれらの組み合わせのうちの少なくとも１つによって別の物質の分子を収集する特性を有する物質を意味する。
【0026】
本明細書で使用されるときに、「複合材」という用語は、組み合わせると個々の成分とは異なる特性を有する材料になる、異なる物理的又は化学的特性を有する２つ以上の構成材料を含む材料を指す。
【0027】
本明細書で使用されるときに、「収着剤ポリマー複合材」は、収着剤及びポリマーを含む複合材である。実施形態において、収着剤ポリマー複合材は、ポリマーの微細構造に組み込まれた収着剤粒子を含むことができる。
【0028】
本明細書で使用されるときに、「熱的に安定」とは、化合物が特定の温度範囲にわたって単一の分子式を保持することを意味する。
【0029】
本明細書で使用されるときに、「煙道ガス」は、燃焼プロセス（限定するわけではないが、石炭燃焼プロセスなど）の少なくとも１つの副生成物を含む気体混合物を指す。幾つかの実施形態において、煙道ガスは完全に燃焼プロセスの副生成物からなることができる。幾つかの実施形態において、煙道ガスは、燃焼プロセスから生じる濃度と比較して高い濃度の少なくとも１つのガスを含むことができる。例えば、１つの非限定的な例において、煙道ガスに「スクラビング」プロセスを施すことができ、その間に水蒸気を煙道ガスに加えることができる。したがって、幾つかのそのような実施形態において、煙道ガスは、燃焼による初期の水蒸気濃度に比べて高い濃度の水蒸気を含むことができる。同様に、幾つかの実施形態において、煙道ガスは、燃焼プロセスからの少なくとも１つのガスアウトレットの初期濃度よりも低い濃度の少なくとも１つのガスを含むことができる。これは、例えば、燃焼後に少なくとも１つのガスの少なくとも一部を除去することによって行うことができる。幾つかの実施形態において、煙道ガスは、複数の燃焼プロセスの副生成物の組み合わせである気体混合物の形態をとることができる。
【0030】
本明細書で使用されるときに、「ＳＯｘ化合物」は、硫黄の任意の酸化物を指す。幾つの非限定的な実施形態において、「ＳＯｘ化合物」は、既知の環境汚染物質であるガス状の硫黄酸化物を具体的に指すことができる。ＳＯｘ化合物の非限定的な例としては、二酸化硫黄（ＳＯ２）及び三酸化硫黄（ＳＯ３）が挙げられる。ＳＯｘ化合物の追加の非限定的な例としては、一酸化硫黄（ＳＯ）、一酸化二硫黄（Ｓ２Ｏ）及び二酸化二硫黄（Ｓ２Ｏ２）が挙げられる。
【0031】
本明細書で使用されるときに、「水銀蒸気」は、水銀を含む気体化合物を指す。水銀蒸気の非限定的な例としては、元素水銀蒸気及び酸化型水銀蒸気が挙げられる。
【0032】
本明細書で使用されるときに、「酸化型水銀蒸気」は、正の原子価状態の水銀を含む気相水銀化合物として定義される。酸化型水銀蒸気の非限定的な例としては、ハロゲン化第一水銀及びハロゲン化第二水銀が挙げられる。
【0033】
本開示の幾つかの実施形態はデバイスに関する。図１は、本開示の幾つかの非限定的な実施形態による、例示的なデバイスの概略図を示す。示されるように、燃焼器からの煙道ガス流１０は、熱交換器によって温度が下げられ、電気集塵機又はバッグハウス１１に導入されることができる。幾つかの実施形態において、処理された煙道ガス流は、処理ユニット１２によって温度がさらに下げられることができる。幾つかの実施形態において、処理ユニット１２は、ガス湿度をさらに増加させる水スプレイを含む。幾つかの実施形態において、処理ユニット１２は、ＳＯ２を除去するための石灰石スクラバーを含むことができる。幾つかの実施形態において、処理された煙道ガスは、本開示の幾つかの実施形態による収着剤ポリマー複合材１００を含む収着剤ハウジング１３に導入される。幾つかの実施形態において（図示せず）、収着剤ハウスは、石灰石スクラバーの上部に好都合に配置することができる。図１に示される例示的なデバイスの幾つかの実施形態において、少なくとも１つのＳＯｘ化合物は収着剤ポリマー複合材１００の表面上で硫酸に転化される。幾つかの実施形態において、処理された煙道ガス１０中の水銀蒸気は収着剤ポリマー複合材１００に吸収される。幾つかの実施形態において、排出された硫酸は酸リザーバ１４に滴り落ちることができる。幾つかの実施形態において、処理された煙道ガスは収着剤ハウジング１３を出て、そして煙突１５を出る。
【0034】
幾つかの実施形態において、本明細書に記載のデバイスは、煙道ガス流を処理するように構成されている。幾つかの実施形態において、煙道ガス流は、酸素、水蒸気、少なくとも１つのＳＯｘ化合物、水銀蒸気又はそれらの任意の組み合わせのうちの少なくとも１つを含む。幾つかの実施形態において、煙道ガス流は、酸素、水蒸気及び少なくとも１つのＳＯｘ化合物を含む。幾つかの実施形態において、煙道ガス流は、酸素、水蒸気及び複数のＳＯｘ化合物を含む。幾つかの実施形態において、煙道ガス流は、酸素、水蒸気及び水銀蒸気を含む。幾つかの実施形態において、煙道ガス流は、酸素、水蒸気、少なくとも１つのＳＯｘ化合物及び水銀蒸気を含む。幾つかの実施形態において、煙道ガス流は、酸素、水蒸気、複数のＳＯｘ化合物及び水銀蒸気を含む。幾つかの実施形態において、煙道ガス流が窒素を含むように、酸素が空気中に存在してもよい。
【0035】
幾つかの実施形態において、煙道ガス流中の少なくとも１つのＳＯｘ化合物又は複数のＳＯｘ化合物は、二酸化硫黄（ＳＯ２）、三酸化硫黄（ＳＯ３）、一酸化硫黄（ＳＯ）、一酸化二硫黄（Ｓ２Ｏ）、二酸化二硫黄（Ｓ２Ｏ２)又はそれらの任意の組み合わせから選ばれる。幾つかの実施形態において、煙道ガス流中の少なくとも１つのＳＯｘ化合物又は複数のＳＯｘ化合物は、二酸化硫黄（ＳＯ２）、三酸化硫黄（ＳＯ３）、一酸化硫黄（ＳＯ）、一酸化二硫黄（Ｓ２Ｏ）、二酸化二硫黄（Ｓ２Ｏ２）及びそれらの任意の組み合わせからなる群より選ばれる。
【0036】
幾つかの実施形態において、煙道ガス流中の少なくとも１つのＳＯｘ化合物又は複数のＳＯｘ化合物は、二酸化硫黄（ＳＯ２）、三酸化硫黄（ＳＯ３）又はそれらの任意の組み合わせから選ばれる。幾つかの実施形態において、煙道ガス流中の少なくとも１つのＳＯｘ化合物又は複数のＳＯｘ化合物は、二酸化硫黄（ＳＯ２）、三酸化硫黄（ＳＯ３）及びそれらの任意の組み合わせからなる群より選ばれる。
【0037】
幾つかの実施形態において、水銀蒸気は、元素水銀蒸気、酸化型水銀蒸気又はそれらの任意の組み合わせから選ばれる。幾つかの実施形態において、水銀蒸気は、元素水銀蒸気、酸化型水銀蒸気及びそれらの任意の組み合わせからなる群より選ばれる。
【0038】
幾つかの実施形態において、酸化型水銀蒸気は、１つ以上のハロゲン化水銀を含む。幾つかの実施形態において、ハロゲン化水銀はハロゲン化第二水銀である。幾つかの実施形態において、ハロゲン化水銀は、塩化水銀（ＩＩ）、臭化水銀（ＩＩ）又はヨウ化水銀（ＩＩ）のうちの１つ以上を含む。幾つかの実施形態において、ハロゲン化水銀はハロゲン化第一水銀である。幾つかの実施形態において、ハロゲン化第一水銀は、塩化水銀（Ｉ）、臭化水銀（Ｉ）又はヨウ化水銀（Ｉ）のうちの１つ以上を含む。
【0039】
幾つかの実施形態において、デバイスは収着剤ポリマー複合材（ＳＰＣ）を含む。幾つかの実施形態において、収着剤ポリマー複合材は収着剤及びポリマーを含む。
【0040】
限定するわけではないが、活性炭充填ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）を含むＳＰＣなどの収着剤ポリマー複合材（ＳＰＣ）は、煙道ガス流から望ましくない成分を除去するのに特に効果的であることが証明されている。そのような望ましくない成分としては、限定するわけではないが、少なくとも１つのＳＯｘ化合物及び水銀蒸気が挙げられる。幾つかの実施形態において、収着剤ポリマー複合材（ＳＰＣ）は、少なくとも１つのフルオロモノマーを含有し、追加の非フッ素化モノマーを含む又は含まない、ホモポリマー、コポリマー又はターポリマーのうちの１つ以上を含むことができる。
【0041】
幾つかの実施形態において、収着剤ポリマー複合材のポリマーとしては、ポリフルオロエチレンプロピレン（ＰＦＥＰ）、ポリペルフルオロアクリレート(ＰＰＦＡ)、ポリフッ化ビニリデン(ＰＶＤＦ)、テトラフルオロエチレンとヘキサフルオロプロピレンとフッ化ビニリデンとのターポリマー(ＴＨＶ)、ポリクロロトリフルオロエチレン(ＰＣＦＥ)、ポリ(エチレン-コ-テトラフルオロエチレン)(ＥＴＦＥ)、超高分子量ポリエチレン (ＵＨＭＷＰＥ)、ポリエチレン、ポリパラキシリレン(ＰＰＸ)、ポリ乳酸(ＰＬＬＡ)、ポリエチレン（ＰＥ）、膨張ポリエチレン（ｅＰＥ）、ポリテトラフルオロエチレン(ＰＴＦＥ)、延伸ポリテトラフルオロエチレン(ｅＰＴＦＥ)又はそれらの組み合わせのうちの少なくとも１つを含む。幾つかの実施形態において、ポリマーはポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）である。幾つかの実施形態において、ポリマーは延伸ポリテトラフルオロエチレン（ｅＰＴＦＥ）である。幾つかの実施形態において、ポリマーの構造は、伸張すると多孔質になり、それにより、ポリマーのフィブリルとノードとの間に空隙が形成されうる。
【0042】
幾つかの実施形態において、収着剤ポリマー複合材（ＳＰＣ）のポリマー材料は、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）を含むことができる。幾つかの実施形態において、ＰＶＤＦはＰＶＤＦホモポリマーであることができる。幾つかの実施形態において、ＰＶＤＦはＰＶＤＦコポリマーであることができる。幾つかの実施形態において、ＰＶＤＦコポリマーは、ＰＶＤＦとヘキサフルオロプロピレン（ＨＦＰ）とのコポリマーである。本開示の幾つかの実施形態に適していることができるＰＶＤＦホモポリマー又はコポリマーの非限定的な商業的例としては、限定するわけではないが、Ｋｙｎａｒ Ｆｌｅｘ（登録商標）及びＫｙｎａｒ Ｓｕｐｅｒｆｌｅｘ（登録商標）が挙げられ、これらはそれぞれＡｒｋｅｍａ社から商業的に入手可能である。
【0043】
幾つかの実施形態において、収着剤ポリマー複合材のポリマーは、１ｃｍ当たり３１ダイン未満の表面エネルギーを有する。幾つかの実施形態において、収着剤ポリマー複合材のポリマーは、１ｃｍ当たり３０ダイン未満の表面エネルギーを有する。幾つかの実施形態において、収着剤ポリマー複合材のポリマーは、１ｃｍ当たり２５ダイン未満の表面エネルギーを有する。幾つかの実施形態において、収着剤ポリマー複合材のポリマーは、１ｃｍ当たり２０ダイン未満の表面エネルギーを有する。幾つかの実施形態において、収着剤ポリマー複合材のポリマーは、１ｃｍ当たり１５ダイン未満の表面エネルギーを有する。
【0044】
幾つかの実施形態において、収着剤ポリマー複合材のポリマーは、１ｃｍ当たり１５ダイン～１ｃｍ当たり３１ダインの範囲の表面エネルギーを有する。幾つかの実施形態において、収着剤ポリマー複合材のポリマーは、１ｃｍ当たり２０ダイン～１ｃｍ当たり３１ダインの範囲の表面エネルギーを有する。幾つかの実施形態において、収着剤ポリマー複合材のポリマーは、１ｃｍ当たり２５ダイン～１ｃｍ当たり３１ダインの範囲の表面エネルギーを有する。幾つかの実施形態において、収着剤ポリマー複合材のポリマーは、１ｃｍ当たり３０ダイン～１ｃｍ当たり３１ダインの範囲の表面エネルギーを有する。
【0045】
幾つかの実施形態において、収着剤ポリマー複合材のポリマーは、１ｃｍ当たり１５ダイン～１ｃｍ当たり３０ダインの範囲の表面エネルギーを有する。幾つかの実施形態において、収着剤ポリマー複合材のポリマーは、１ｃｍ当たり１５ダイン～１ｃｍ当たり２５ダインの範囲の表面エネルギーを有する。幾つかの実施形態において、収着剤ポリマー複合材のポリマーは、１ｃｍ当たり１５ダイン～１ｃｍ当たり２０ダインの範囲の表面エネルギーを有する。
【0046】
幾つかの実施形態において、収着剤ポリマー複合材のポリマーは、１ｃｍ当たり２０ダイン～１ｃｍ当たり２５ダインの範囲の表面エネルギーを有する。
【0047】
幾つかの実施形態において、収着剤ポリマー複合材の収着剤は、活性炭、シリカゲル、ゼオライト又はそれらの組み合わせを含む。幾つかの実施形態において、収着剤ポリマー複合材（ＳＰＣ）の収着剤は、活性炭を含む。幾つかの実施形態において、活性炭は、石炭由来の炭素、亜炭由来の炭素、木材由来の炭素、ココナッツ由来の炭素又はそれらの任意の組み合わせである。幾つかの実施形態において、収着剤がポリマーと組み合わされると、得られた混合物を引き伸ばして、収着剤を移動させることなく多孔質構造を形成することができる。
【0048】
幾つかの実施形態において、収着剤ポリマー複合材の収着剤は、４００ｍ２／ｇを超える表面積を有する。幾つかの実施形態において、収着剤ポリマー複合材の収着剤は、６００ｍ２／ｇを超える表面積を有する。幾つかの実施形態において、収着剤ポリマー複合材の収着剤は、８００ｍ２／ｇを超える表面積を有する。幾つかの実施形態において、収着剤ポリマー複合材の収着剤は、１０００ｍ２／ｇを超える表面積を有する。幾つかの実施形態において、収着剤ポリマー複合材の収着剤は、１２００ｍ２／ｇを超える表面積を有する。幾つかの実施形態において、収着剤ポリマー複合材の収着剤は、１４００ｍ２／ｇを超える表面積を有する。幾つかの実施形態において、収着剤ポリマー複合材の収着剤は、１６００ｍ２／ｇを超える表面積を有する。幾つかの実施形態において、収着剤ポリマー複合材の収着剤は、１８００ｍ２／ｇを超える表面積を有する。幾つかの実施形態において、収着剤ポリマー複合材の収着剤は、２０００ｍ２／ｇを超える表面積を有する。
【0049】
幾つかの実施形態において、収着剤ポリマー複合材の収着剤は、４００ｍ２／ｇ～２０００ｍ２／ｇの範囲の表面積を有する。幾つかの実施形態において、収着剤ポリマー複合材の収着剤は、６００ｍ２／ｇ～２０００ｍ２／ｇの範囲の表面積を有する。幾つかの実施形態において、収着剤ポリマー複合材の収着剤は、８００ｍ２／ｇ～２０００ｍ２／ｇの範囲の表面積を有する。幾つかの実施形態において、収着剤ポリマー複合材の収着剤は、１０００ｍ２／ｇ～２０００ｍ２／ｇの範囲の表面積を有する。幾つかの実施形態において、収着剤ポリマー複合材の収着剤は、１２００ｍ２／ｇ～２０００ｍ２／ｇの範囲の表面積を有する。幾つかの実施形態において、収着剤ポリマー複合材の収着剤は、１４００ｍ２／ｇ～２０００ｍ２／ｇの範囲の表面積を有する。幾つかの実施形態において、収着剤ポリマー複合材の収着剤は、１６００ｍ２／ｇ～２０００ｍ２／ｇの範囲の表面積を有する。幾つかの実施形態において、収着剤ポリマー複合材の収着剤は、１８００ｍ２／ｇ～２０００ｍ２／ｇの範囲の表面積を有する。
【0050】
幾つかの実施形態において、収着剤ポリマー複合材の収着剤は、４００ｍ２／ｇ～１８００ｍ２／ｇの範囲の表面積を有する。幾つかの実施形態において、収着剤ポリマー複合材の収着剤は、４００ｍ２／ｇ～１６００ｍ２／ｇの範囲の表面積を有する。幾つかの実施形態において、収着剤ポリマー複合材の収着剤は、４００ｍ２／ｇ～１４００ｍ２／ｇの範囲の表面積を有する。幾つかの実施形態において、収着剤ポリマー複合材の収着剤は、４００ｍ２／ｇ～１２００ｍ２／ｇの範囲の表面積を有する。幾つかの実施形態において、収着剤ポリマー複合材の収着剤は、４００ｍ２／ｇ～１０００ｍ２／ｇの範囲の表面積を有する。幾つかの実施形態において、収着剤ポリマー複合材の収着剤は、４００ｍ２／ｇ～８００ｍ２／ｇの範囲の表面積を有する。幾つかの実施形態において、収着剤ポリマー複合材の収着剤は、４００ｍ２／ｇ～６００ｍ２／ｇの範囲の表面積を有する。
【0051】
幾つかの実施形態において、収着剤ポリマー複合材の収着剤は、６００ｍ２／ｇ～１８００ｍ２／ｇの範囲の表面積を有する。幾つかの実施形態において、収着剤ポリマー複合材の収着剤は、８００ｍ２／ｇ～１６００ｍ２／ｇの範囲の表面積を有する。幾つかの実施形態において、収着剤ポリマー複合材の収着剤は、１０００ｍ２／ｇ～１４００ｍ２／ｇの範囲の表面積を有する。
【0052】
図２Ａは、本明細書に記載の収着剤ポリマー複合材１００の非限定的な実施形態を断面図で示す。この非限定的な実施形態において、収着剤ポリマー複合材１００は、ポリマー１０１を部分的又は完全に覆う収着剤１０２を含む。幾つかの非限定的な実施形態において、少なくとも１つのハロゲン化ホスホニウム１０３（本明細書に記載されるとおり）は、吸着剤１０２の一部を部分的に又は完全に覆うことができる。幾つかの実施形態において、少なくとも１つのハロゲン化ホスホニウム１０３は、収着剤１０２の細孔中に吸収されてもよい。
【0053】
図２Ｂは、本明細書に記載の収着剤ポリマー複合材１００の追加の非限定的な実施形態を示す。示されるように、収着剤ポリマー複合材１００は、ポリマーの微細構造２０１に組み込まれる収着剤１０２粒子を含むことができる。幾つかの実施形態において、収着剤１０２粒子は活性炭粒子であることができる。幾つかの実施形態において、ポリマーの微細構造２０１はフィブリルを含むことができる。幾つかの実施形態において、ポリマーは延伸ＰＴＦＥであることができる。
【0054】
本明細書に記載される収着剤ポリマー複合材の追加の非限定的構成は、Ｈａｒｄｗｉｃｋらの米国特許第９，８２７，５５１号明細書及びＬｕらの米国特許第７，４４２，３５２号明細書に記載されており、これらのそれぞれは、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【0055】
幾つかの実施形態において、収着剤ポリマー複合材（ＳＰＣ）は、米国特許第７，７１０，８７７号明細書、米国公開第２０１０／０１１９６９９号明細書、米国特許第５，８４９，２３５号明細書及び米国特許第６，２１８，０００号明細書又は米国特許第４，９８５，２９６号明細書に一般的に教示されているような方法で、ポリマー粒子を吸収性粒子とブレンドすることによって形成されうる。上記明細書の各々をすべての目的でその全体を参照することにより本明細書に組み込む。
【0056】
幾つかの実施形態において、収着剤ポリマー複合材は、少なくとも１つのハロゲン化ホスホニウムを含む。幾つかの実施形態において、少なくとも１つのハロゲン化ホスホニウムは収着剤ポリマー複合材上に配置される。幾つかの実施形態において、少なくとも１つのハロゲン化ホスホニウムは収着剤ポリマー複合材内に配置される。幾つかの実施形態において、少なくとも１つのハロゲン化ホスホニウムは、少なくとも１つのハロゲン化ホスホニウムの上及び内部に配置される。幾つかの実施形態において、少なくとも１つのハロゲン化ホスホニウムは、収着剤ポリマー複合材の任意の細孔内に位置することができる。幾つかの実施形態において、少なくとも１つのハロゲン化ホスホニウムは、限定するわけではないが、吸収、含浸、吸着、混合、散布、噴霧、浸漬、塗装、コーティング及び少なくとも１つのハロゲン化ホスホニウムを収着剤ポリマー複合材にイオン交換するか、又は別の方法で適用することを含む、任意の適切な技術によって収着剤ポリマー複合材に取り込むことができる。
【0057】
幾つかの実施形態において、少なくとも１つのハロゲン化ホスホニウムは、式：Ｐ（Ｒ１Ｒ２Ｒ３Ｒ４）Ｘを有する化合物を含む。幾つの実施形態において、Ｘ＝Ｉ－、Ｂｒ－、Ｉ３
－、ＢｒＩ２
－、Ｂｒ２Ｉ－又はＢｒ３
－である。
【0058】
幾つかの実施形態において、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３又はＲ４のうちの少なくとも１つは水素である。
【0059】
幾つかの実施形態において、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３又はＲ４のうちの少なくとも１つは、１～１８個の炭素原子を有する炭化水素である。幾つかの実施形態において、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３又はＲ４のうちの少なくとも１つは、２～１８個の炭素原子を有する炭化水素である。幾つかの実施形態において、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３又はＲ４のうちの少なくとも１つは、３～１８個の炭素原子を有する炭化水素である。幾つかの実施形態において、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３又はＲ４のうちの少なくとも１つは、４～１８個の炭素原子を有する炭化水素である。幾つかの実施形態において、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３又はＲ４のうちの少なくとも１つは、５～１８個の炭素原子を有する炭化水素である。幾つかの実施形態において、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３又はＲ４のうちの少なくとも１つは、６～１８個の炭素原子を有する炭化水素である。幾つかの実施形態において、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３又はＲ４のうちの少なくとも１つは、７～１８個の炭素原子を有する炭化水素である。幾つかの実施形態において、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３又はＲ４のうちの少なくとも１つは、８～１８個の炭素原子を有する炭化水素である。幾つかの実施形態において、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３又はＲ４のうちの少なくとも１つは、９～１８個の炭素原子を有する炭化水素である。幾つかの実施形態において、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３又はＲ４のうちの少なくとも１つは、１０～１８個の炭素原子を有する炭化水素である。幾つかの実施形態において、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３又はＲ４のうちの少なくとも１つは、１１～１８個の炭素原子を有する炭化水素である。幾つかの実施形態において、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３又はＲ４のうちの少なくとも１つは、１２～１８個の炭素原子を有する炭化水素である。幾つかの実施形態において、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３又はＲ４のうちの少なくとも１つは、１３～１８個の炭素原子を有する炭化水素である。幾つかの実施形態において、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３又はＲ４のうちの少なくとも１つは、１４～１８個の炭素原子を有する炭化水素である。幾つかの実施形態において、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３又はＲ４のうちの少なくとも１つは、１５～１８個の炭素原子を有する炭化水素である。幾つかの実施形態において、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３又はＲ４のうちの少なくとも１つは、１６～１８個の炭素原子を有する炭化水素である。幾つかの実施形態において、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３又はＲ４のうちの少なくとも１つは、１７～１８個の炭素原子を有する炭化水素である。
【0060】
幾つかの実施形態において、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３又はＲ４のうちの少なくとも１つは、１～１７個の炭素原子を有する炭化水素である。幾つかの実施形態において、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３又はＲ４のうちの少なくとも１つは、１～１６個の炭素原子を有する炭化水素である。幾つかの実施形態において、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３又はＲ４のうちの少なくとも１つは、１～１５個の炭素原子を有する炭化水素である。幾つかの実施形態において、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３又はＲ４のうちの少なくとも１つは、１～１４個の炭素原子を有する炭化水素である。幾つかの実施形態において、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３又はＲ４のうちの少なくとも１つは、１～１３個の炭素原子を有する炭化水素である。幾つかの実施形態において、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３又はＲ４のうちの少なくとも１つは、１～１２個の炭素原子を有する炭化水素である。幾つかの実施形態において、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３又はＲ４のうちの少なくとも１つは、１～１１個の炭素原子を有する炭化水素である。幾つかの実施形態において、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３又はＲ４のうちの少なくとも１つは、１～１０個の炭素原子を有する炭化水素である。幾つかの実施形態において、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３又はＲ４のうちの少なくとも１つは、１～９個の炭素原子を有する炭化水素である。幾つかの実施形態において、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３又はＲ４のうちの少なくとも１つは、１～８個の炭素原子を有する炭化水素である。幾つかの実施形態において、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３又はＲ４のうちの少なくとも１つは、１～７個の炭素原子を有する炭化水素である。幾つかの実施形態において、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３又はＲ４のうちの少なくとも１つは、１～６個の炭素原子を有する炭化水素である。幾つかの実施形態において、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３又はＲ４のうちの少なくとも１つは、１～５個の炭素原子を有する炭化水素である。幾つかの実施形態において、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３又はＲ４のうちの少なくとも１つは、１～４個の炭素原子を有する炭化水素である。幾つかの実施形態において、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３又はＲ４のうちの少なくとも１つは、１～３個の炭素原子を有する炭化水素である。幾つかの実施形態において、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３又はＲ４のうちの少なくとも１つは、１～２個の炭素原子を有する炭化水素である。
【0061】
幾つかの実施形態において、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３又はＲ４のうちの少なくとも１つは、２～１８個の炭素原子を有する炭化水素である。幾つかの実施形態において、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３又はＲ４のうちの少なくとも１つは、３～１７個の炭素原子を有する炭化水素である。幾つかの実施形態において、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３又はＲ４のうちの少なくとも１つは、４～１６個の炭素原子を有する炭化水素である。幾つかの実施形態において、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３又はＲ４のうちの少なくとも１つは、５～１５個の炭素原子を有する炭化水素である。幾つかの実施形態において、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３又はＲ４のうちの少なくとも１つは、６～１４個の炭素原子を有する炭化水素である。幾つかの実施形態において、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３又はＲ４のうちの少なくとも１つは、７～１３個の炭素原子を有する炭化水素である。幾つかの実施形態において、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３又はＲ４のうちの少なくとも１つは、８～１２個の炭素原子を有する炭化水素である。幾つかの実施形態において、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３又はＲ４のうちの少なくとも１つは、９～１１個の炭素原子を有する炭化水素である。
【0062】
幾つかの実施形態において、少なくとも１つのハロゲン化ホスホニウムの炭化水素は、アルキル、アリール又は環状アルキルから選ばれる。幾つかの実施形態において、少なくとも１つのハロゲン化ホスホニウムの炭化水素は、アルキル、アリール又は環状アルキルからなる群より選ばれる。
【0063】
幾つかの実施形態において、少なくとも１つのハロゲン化ホスホニウムは、第四級ホスホニウムヨージド、第四級ホスホニウムブロミド、第四級ホスホニウムトリヨージド又はそれらの任意の組み合わせを含む。幾つかの実施形態において、少なくとも１つのハロゲン化ホスホニウムは、第四級ホスホニウムヨージド、第四級ホスホニウムブロミド、第四級ホスホニウムトリヨージド又はそれらの任意の組み合わせからなる群より選ばれる。
【0064】
幾つかの実施形態において、少なくとも１つのハロゲン化ホスホニウムは、第四級ホスホニウムヨージドを含む。幾つかの実施形態において、少なくとも１つのハロゲン化ホスホニウムは、第四級ホスホニウムブロミドを含む。幾つかの実施形態において、少なくとも１つのハロゲン化ホスホニウムは、第四級ホスホニウムトリヨージドを含む。幾つかの実施形態において、少なくとも１つのハロゲン化ホスホニウムは、第四級ホスホニウムトリブロミドを含む。
【0065】
幾つかの実施形態において、少なくとも１つのハロゲン化ホスホニウムは、テトラブチルホスホニウムヨージド（ＴＢＰＩ）、エチルトリフェニルホスホニウムトリヨージド（ＥＴＰＰＩ３）、テトラブチルホスホニウムブロミド（ＴＢＰＢｒ）、エチルトリフェニルホスホニウムブロミド（ＥＴＰＰＢｒ）、エチルトリフェニルホスホニウムヨージド（ＥＴＰＰＩ）又はそれらの任意の組み合わせを含む。幾つかの実施形態において、少なくとも１つのハロゲン化ホスホニウムは、テトラブチルホスホニウムヨージド（ＴＢＰＩ）、エチルトリフェニルホスホニウムトリヨージド（ＥＴＰＰＩ３）、テトラブチルホスホニウムブロミド（ＴＢＰＢｒ）、エチルトリフェニルホスホニウムブロミド（ＥＴＰＰＢｒ）、エチルトリフェニルホスホニウムヨージド（ＥＴＰＰＩ）及びそれらの任意の組み合わせを含む。
【0066】
幾つかの実施形態において、少なくとも１つのハロゲン化ホスホニウムは、テトラブチルホスホニウムヨージド（ＴＢＰＩ）、エチルトリフェニルホスホニウムトリヨージド（ＥＴＰＰＩ３）、テトラブチルホスホニウムブロミド（ＴＢＰＢｒ）、エチルトリフェニルホスホニウムブロミド（ＥＴＰＰＢｒ）又はそれらの任意の組み合わせを含む。幾つかの実施形態において、少なくとも１つのハロゲン化ホスホニウムは、テトラブチルホスホニウムヨージド（ＴＢＰＩ）、エチルトリフェニルホスホニウムトリヨージド（ＥＴＰＰＩ３）、テトラブチルホスホニウムブロミド（ＴＢＰＢｒ）、エチルトリフェニルホスホニウムブロミド（ＥＴＰＰＢｒ）及びそれらの任意の組み合わせからなる群より選ばれる。
【0067】
幾つかの実施形態において、少なくとも１つのハロゲン化ホスホニウムは、エチルトリフェニルホスホニウムヨージド（ＥＴＰＰＩ）である。
【0068】
幾つかの実施形態において、少なくとも１つのハロゲン化ホスホニウムは、１８０℃を超える温度で、少なくとも１つのハロゲン化ホスホニウムが単一の分子式を保持するように、熱的に安定である。幾つかの実施形態において、少なくとも１つのハロゲン化ホスホニウムは、２００℃を超える温度で、少なくとも１つのハロゲン化ホスホニウムが単一の分子式を保持するように、熱的に安定である。幾つかの実施形態において、少なくとも１つのハロゲン化ホスホニウムは、２２０℃を超える温度で、少なくとも１つのハロゲン化ホスホニウムが単一の分子式を保持するように、熱的に安定である。幾つかの実施形態において、少なくとも１つのハロゲン化ホスホニウムは、２４０℃を超える温度で、少なくとも１つのハロゲン化ホスホニウムが単一の分子式を保持するように、熱的に安定である。幾つかの実施形態において、少なくとも１つのハロゲン化ホスホニウムは、２６０℃を超える温度で、少なくとも１つのハロゲン化ホスホニウムが単一の分子式を保持するように、熱的に安定である。幾つかの実施形態において、少なくとも１つのハロゲン化ホスホニウムは、２８０℃を超える温度で、少なくとも１つのハロゲン化ホスホニウムが単一の分子式を保持するように、熱的に安定である。幾つかの実施形態において、少なくとも１つのハロゲン化ホスホニウムは、３００℃を超える温度で、少なくとも１つのハロゲン化ホスホニウムが単一の分子式を保持するように、熱的に安定である。幾つかの実施形態において、少なくとも１つのハロゲン化ホスホニウムは、３２０℃を超える温度で、少なくとも１つのハロゲン化ホスホニウムが単一の分子式を保持するように、熱的に安定である。幾つかの実施形態において、少なくとも１つのハロゲン化ホスホニウムは、３４０℃を超える温度で、少なくとも１つのハロゲン化ホスホニウムが単一の分子式を保持するように、熱的に安定である。幾つかの実施形態において、少なくとも１つのハロゲン化ホスホニウムは、３６０℃を超える温度で、少なくとも１つのハロゲン化ホスホニウムが単一の分子式を保持するように、熱的に安定である。幾つかの実施形態において、少なくとも１つのハロゲン化ホスホニウムは、３８０℃を超える温度で、少なくとも１つのハロゲン化ホスホニウムが単一の分子式を保持するように、熱的に安定である。幾つかの実施形態において、少なくとも１つのハロゲン化ホスホニウムは、４００℃を超える温度で、少なくとも１つのハロゲン化ホスホニウムが単一の分子式を保持するように、熱的に安定である。
【0069】
幾つかの実施形態において、少なくとも１つのハロゲン化ホスホニウムは、１８０℃～４００℃の温度で、少なくとも１つのハロゲン化ホスホニウムが単一の分子式を保持するように、熱的に安定である。幾つかの実施形態において、少なくとも１つのハロゲン化ホスホニウムは、２００℃～４００℃の温度で、少なくとも１つのハロゲン化ホスホニウムが単一の分子式を保持するように、熱的に安定である。幾つかの実施形態において、少なくとも１つのハロゲン化ホスホニウムは、２２０℃～４００℃の温度で、少なくとも１つのハロゲン化ホスホニウムが単一の分子式を保持するように、熱的に安定である。幾つかの実施形態において、少なくとも１つのハロゲン化ホスホニウムは、２４０℃～４００℃の温度で、少なくとも１つのハロゲン化ホスホニウムが単一の分子式を保持するように、熱的に安定である。幾つかの実施形態において、少なくとも１つのハロゲン化ホスホニウムは、２６０℃～４００℃の温度で、少なくとも１つのハロゲン化ホスホニウムが単一の分子式を保持するように、熱的に安定である。幾つかの実施形態において、少なくとも１つのハロゲン化ホスホニウムは、２８０℃～４００℃の温度で、少なくとも１つのハロゲン化ホスホニウムが単一の分子式を保持するように、熱的に安定である。幾つかの実施形態において、少なくとも１つのハロゲン化ホスホニウムは、３００℃～４００℃の温度で、少なくとも１つのハロゲン化ホスホニウムが単一の分子式を保持するように、熱的に安定である。幾つかの実施形態において、少なくとも１つのハロゲン化ホスホニウムは、３２０℃～４００℃の温度で、少なくとも１つのハロゲン化ホスホニウムが単一の分子式を保持するように、熱的に安定である。幾つかの実施形態において、少なくとも１つのハロゲン化ホスホニウムは、３４０℃～４００℃の温度で、少なくとも１つのハロゲン化ホスホニウムが単一の分子式を保持するように、熱的に安定である。幾つかの実施形態において、少なくとも１つのハロゲン化ホスホニウムは、３６０℃～４００℃の温度で、少なくとも１つのハロゲン化ホスホニウムが単一の分子式を保持するように、熱的に安定である。幾つかの実施形態において、少なくとも１つのハロゲン化ホスホニウムは、３８０℃～４００℃の温度で、少なくとも１つのハロゲン化ホスホニウムが単一の分子式を保持するように、熱的に安定である。
【0070】
幾つかの実施形態において、少なくとも１つのハロゲン化ホスホニウムは、１８０℃～３８０℃の温度で、少なくとも１つのハロゲン化ホスホニウムが単一の分子式を保持するように、熱的に安定である。幾つかの実施形態において、少なくとも１つのハロゲン化ホスホニウムは、１８０℃～３６０℃の温度で、少なくとも１つのハロゲン化ホスホニウムが単一の分子式を保持するように、熱的に安定である。幾つかの実施形態において、少なくとも１つのハロゲン化ホスホニウムは、１８０℃～３４０℃の温度で、少なくとも１つのハロゲン化ホスホニウムが単一の分子式を保持するように、熱的に安定である。幾つかの実施形態において、少なくとも１つのハロゲン化ホスホニウムは、１８０℃～３２０℃の温度で、少なくとも１つのハロゲン化ホスホニウムが単一の分子式を保持するように、熱的に安定である。幾つかの実施形態において、少なくとも１つのハロゲン化ホスホニウムは、１８０℃～３００℃の温度で、少なくとも１つのハロゲン化ホスホニウムが単一の分子式を保持するように、熱的に安定である。幾つかの実施形態において、少なくとも１つのハロゲン化ホスホニウムは、１８０℃～２８０℃の温度で、少なくとも１つのハロゲン化ホスホニウムが単一の分子式を保持するように、熱的に安定である。幾つかの実施形態において、少なくとも１つのハロゲン化ホスホニウムは、１８０℃～２６０℃の温度で、少なくとも１つのハロゲン化ホスホニウムが単一の分子式を保持するように、熱的に安定である。幾つかの実施形態において、少なくとも１つのハロゲン化ホスホニウムは、１８０℃～２４０℃の温度で、少なくとも１つのハロゲン化ホスホニウムが単一の分子式を保持するように、熱的に安定である。幾つかの実施形態において、少なくとも１つのハロゲン化ホスホニウムは、１８０℃～２２０℃の温度で、少なくとも１つのハロゲン化ホスホニウムが単一の分子式を保持するように、熱的に安定である。幾つかの実施形態において、少なくとも１つのハロゲン化ホスホニウムは、１８０℃～２００℃の温度で、少なくとも１つのハロゲン化ホスホニウムが単一の分子式を保持するように、熱的に安定である。
【0071】
幾つかの実施形態において、少なくとも１つのハロゲン化ホスホニウムは、２００℃～３８０℃の温度で、少なくとも１つのハロゲン化ホスホニウムが単一の分子式を保持するように、熱的に安定である。幾つかの実施形態において、少なくとも１つのハロゲン化ホスホニウムは、２２０℃～３６０℃の温度で、少なくとも１つのハロゲン化ホスホニウムが単一の分子式を保持するように、熱的に安定である。幾つかの実施形態において、少なくとも１つのハロゲン化ホスホニウムは、２４０℃～３４０℃の温度で、少なくとも１つのハロゲン化ホスホニウムが単一の分子式を保持するように、熱的に安定である。幾つかの実施形態において、少なくとも１つのハロゲン化ホスホニウムは、２６０℃～３２０℃の温度で、少なくとも１つのハロゲン化ホスホニウムが単一の分子式を保持するように、熱的に安定である。幾つかの実施形態において、少なくとも１つのハロゲン化ホスホニウムは、２８０℃～３００℃の温度で、少なくとも１つのハロゲン化ホスホニウムが単一の分子式を保持するように、熱的に安定である。
【0072】
本開示の幾つかの実施形態は、方法に関する。幾つかの実施形態において、この方法は、煙道ガス流、例えば、限定するわけではないが、本明細書に記載の任意の煙道ガス流を処理することを含む。幾つかの実施形態において、この方法は、燃焼プロセスから煙道ガス流を得ることを含む。幾つかの実施形態において、この方法は、煙道ガス流が完全に燃焼副生成物からなるように、燃焼プロセスから煙道ガス流を直接得ることを含む。幾つかの実施形態において、この方法は、燃焼プロセスから煙道ガス流を間接的に得る工程を含み、それにより、前記煙道ガス流は、本明細書に記載の他の処理工程が実行される前に、少なくとも１つの中間工程（例えば、スクラビング）を受ける。
【0073】
幾つかの非限定的な実施形態において、処理される煙道ガス流は、本明細書に記載の少なくとも１つのＳＯｘ化合物を含む初期煙道ガス流に水蒸気及び酸素を添加することによって得られる。しかしながら、幾つかの実施形態において、水蒸気及び酸素は、初期煙道ガス流に添加されず、代わりに、燃焼プロセスの副生成物として存在する。幾つかの非限定的な実施形態において、処理される煙道ガス流は、水銀蒸気を含む初期煙道ガス流に水蒸気及び酸素を添加することによって得られる。幾つかの非限定的な実施形態において、処理される煙道ガス流は、本明細書に記載の少なくとも１つのＳＯｘ化合物及び水銀蒸気の混合物を含む初期煙道ガス流に水蒸気及び酸素を加えることによって得られる。幾つかの非限定的な実施形態において、処理される煙道ガス流は、まず水蒸気及び酸素を、少なくとも１つのＳＯｘ化合物を含む第一の初期煙道ガス流に加えて混合物を形成すること、次いで、水銀蒸気を含む第二の初期煙道ガス流を前記混合物に添加することによって得られる。幾つかの非限定的な実施形態において、処理される煙道ガス流は、水蒸気及び酸素を、水銀蒸気を含む第一の初期煙道ガス流に加えて混合物を形成すること、次いで、少なくとも１つのＳＯｘ化合物を含む第二の初期煙道ガス流を前記混合物に添加することによって得られる。幾つかの実施形態において、処理される任意の煙道ガス流、本明細書に記載の任意の初期煙道ガス流、又はそれらの任意の組み合わせは、燃焼プロセスからの排気流であることができる。
【0074】
幾つかの実施形態において、煙道ガス流を処理する方法は、さらに、煙道ガス流を、デバイス、例えば、限定するわけではないが、本明細書に記載の任意のデバイスに通すことを含む。幾つかの実施形態において、煙道ガス流を処理する方法は、さらに、煙道ガス流からの酸素及び水蒸気を、収着剤ポリマー複合材（例えば、本明細書に記載の任意の収着剤ポリマー複合材）上で、煙道ガス流の少なくとも１つのＳＯｘ化合物と反応させて、硫酸を生成することを含む。幾つかの実施形態において、煙道ガス流を処理する方法は、さらに、水銀蒸気を少なくとも１つのハロゲン化ホスホニウム（例えば、本明細書に記載の任意のホスホニウムイオン）と反応させて、水銀蒸気の分子を収着剤ポリマー複合材に固定することを含む。
【実施例】
【0075】
例
以下の実施例は、本開示の特定の実施形態を例示するものであり、限定を意図するものではない。
以下の実施例は、本開示の特定の実施形態を例示するものであり、限定を意図するものではない。
【0076】
図３は、本開示の幾つかの実施形態による、様々な例示的なハロゲン化ホスホニウムのラングミュア吸着等温線を示すチャートである。具体的には、図３は、活性炭収着剤へのＴＢＰＩ及びＥＴＰＰＩの例示的な吸着を示す。溶液からのＴＢＰＩ及びＥＴＰＰＩの吸着は、幾つかの実施形態において、吸着容量の指標を提供しうる結合Ｋ値によって特性化されうる。別の言い方をすれば、より高いＫ値は、所与の収着剤に対する所与のハロゲン化ホスホニウムの親和性を示していることができる。図３の例に示すように、ＥＴＰＰＩの場合、Ｋ値は約３４，０００ｍｇヨウ素/ｇ炭素/(モル/Ｌ)であった。
【0077】
Ｋ値は、図３のデータを適合させること又はラングミュア吸着等温線への類似のプロットによって導き出すことができる。具体的には、ラングミュア吸着等温線θ=(KCeq/(1+KCeq)。ラングミュア吸着等温線θは、無次元部分表面被覆率として特性化されうる。ラングミュア吸着等温線θは、測定吸収容量（ｇ／ｇ収着剤）を最大吸収容量（ｇ／ｇ収着剤）で割った値として定義されうる。最大吸収容量は、データを適合させることから導き出すことができる。Ｋは、吸着平衡定数と見なすことができる。例えば、炭素収着剤上のＥＴＴＰＩでは、平衡反応は、ＥＴＰＰＩ(aq)＋炭素⇔ＥＴＰＰＩ(ads)であることができ、ここで、「ａｑ」は水相中のＥＴＴＰＩの量を示し、「ａｄｓ」は炭素収着剤に吸着されたＥＴＴＰＩの量を示す。もちろん、同様の平衡反応は、本明細書に記載の他のタイプの収着剤及びホスホニウム塩にも存在しうる。
【0078】
一般的に言えば、Ｋ値が大きいほど、平衡は右にあり(すなわち、吸着相に向かう)、その結果、吸着された種(例えば、少なくとも１つのハロゲン化ホスホニウム)は浸出に対してより耐久性がある。
【0079】
図４～８は、幾つかのハロゲン化ホスホニウムが分解する温度を示す熱重量分析（ＴＧＡ）を示す。ＴＡ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ製のＴＧＡ Ｖ５０００熱重量分析装置を使用して、ＴＡ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ Ｈｉ－Ｒｅｓ Ｄｙｎａｍｉｃ Ｍｅｔｈｏｄを使用して、空気雰囲気下で質量損失を測定しながら、サンプル温度を周囲温度から８００℃までゆっくりと上昇させることによって、熱重量分析を行った。収着剤ポリマー複合材の製造及びその後の処理工程において、収着剤ポリマー複合材が特定時間、１８０℃を超える温度にさらされることは珍しくない。時折、プロセスの混乱により、高温にさらされる時間が長くなることがある。同様に、適用において、プロセスの混乱により、収着剤ポリマー複合材が高温の煙道ガス流にさらされる可能性がある。２００℃を超えるピーク分解温度を有するホスホニウム塩は、幾つかの実施形態において、これらの温度に達する用途に適している可能性がある。
【0080】
図４～８の各々において、実線は質量の変化を示す。点線は一次導関数である。導関数のピークは分解の最大速度を示し、ハロゲン化ホスホニウムの相対的な熱安定性の指標と考えることができる。
【0081】
図４及び５は、それぞれＥＴＰＰＩ（４０２）及びＴＢＰＩ（４０３）のＴＧＡデータであり、それぞれ２８０℃及び３１３℃のピーク分解温度を有する。したがって、幾つかの実施形態において、特定のハロゲン化ホスホニウムについて、ホスホニウムを組み込んだ収着剤ポリマー複合材は、２００℃を超える温度で有意な劣化なしに処理に耐えることができる。
【0082】
図６及び７は、それぞれＥＴＰＰＢｒ及びＴＢＰＢｒのＴＧＡデータである。これらの化合物のピーク分解温度はそれぞれ３０４℃及び３５５℃であり、使用可能な範囲が３００℃を超えて拡張される。ＥＴＰＰＢｒは３０４℃に最大脱着ピークがあり、ＴＢＰＢｒは３５５℃に最大脱着ピークがあった。
【0083】
図８はまた、ＥＴＰＰＩ３のＴＧＡを示している。ＥＴＰＰＩ３の最大分解速度は２９７℃で発生し、ＥＴＰＰＩ３(つまり、２９７℃)は、ＥＴＰＰＩの分解温度に類似しているが、２００℃をはるかに下回る温度で初期分解が開始され、ＥＴＰＰＩは幾つかの実施形態において１５０℃までの用途により適している。
【0084】
第四級ホスホニウムヨウ化物の収着剤ポリマー複合材への組み込みは、当業者に知られている任意の数の方法によって達成することができる。それは、初期配合物中に成分として含まれてよく、又は溶液又は溶融物から予備成形された複合材に吸収されてもよい。例示の目的で、ＴＰＢＩ及びＥＴＴＰＩを、メタノール溶液から収着剤ポリマー複合材に吸収させた。幾つかの実施形態において、収着剤は、収着剤ポリマー複合材への加工前、加工中又は加工後に、ヨウ化物塩とともに含浸されうる。
【0085】
水銀蒸気除去の例示的な試験
【0086】
水銀蒸気除去の例示的な試験は、（１）質量流量コントローラによって調整される空気供給源、（２）水銀透過管を含む、ＤＹＮＡＣＡＬＩＢＲＡＴＲ Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ Ｇａｓ Ｇｅｎｅｒａｔｏｒｓ（ＶＩＣＩ Ｍｅｔｒｏｎｉｃｓ，Ｉｎｃ．米国ワシントン州ポールズボ）小窒素パージスルーによって生成される水銀源、（３）バイパスを備えており、そして６５℃に維持されたオーブン内に配置されているサンプルセル、（４）酸化型水銀を元素水銀に転化するための塩化第一スズ/Ｈ２ＳＯ４バブラー、及び、（５）短経路長ガスセルを備えた、ＲＡ９１５＋水銀アナライザー(ＯＨＩＯ ＬＵＭＥＸ Ｃｏ., Ｉｎｃ.、米国オハイオ州)による水銀検出器を含む、装置を用いて行った。
【0087】
水銀修復効率(η)は、入口水銀レベル(サンプルをバイパスする)と出口レベル(サンプルを通過する)の差を入口濃度で割ったものとして報告される。
【0088】
η=(入口濃度－出口濃度)/(入口濃度)
【0089】
ヨウ化ホスホニウム例:
【0090】
ヨウ化ホスホニウム例１: ＥＴＰＰＩを吸収した５５/４５炭素/ＰＴＦＥ収着剤ポリマー複合材による水銀蒸気の吸着
【0091】
５５部の活性炭（Ｗｅｓｔｖａｃｏ ＮＵＣＨＡＲ ＳＡ２０）及び４５部のＰＴＦＥを含む収着剤ポリマー複合材を、米国特許第７，４４２，３５２号明細書に記載されているように調製した。この材料を１０ｍｍｘ１５０ｍｍのストリップに切断し、重量は０．６３ｇであった。ストリップを、メタノール(Ｓｉｇｍａ Ａｌｄｒｉｃｈ Ｉｎｃ.、米国ミシガン州)に溶解した０．１グラムのＥＴＰＰＩ(Ｄｅｅｐｗａｔｅｒ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ Ｉｎｃ.、米国オクラホマ州)を含む１０ｍｌの溶液と一晩接触させた。この処理されたストリップ又はテープを取り出して空気乾燥し、１ｃｍｘ１ｃｍ正方形のガラス容器での水銀除去効率を試験した。総流量は１０ｓｌｐｍ(標準リットル／分)であり、水銀濃度は１２０μｇ/ｍ３であった。除去効率は、短光路長セルを使用したＲＡ９１５+水銀アナライザーによって測定して、入口と出口の水銀濃度の比較によって決定した。乾燥空気及び８０～９０％の相対湿度に加湿された空気を使用して個別の効率を測定し、乾燥空気流と湿潤空気流でそれぞれ２７．３％及び２６．３％の効率を得た。
【0092】
ヨウ化ホスホニウム比較例１：未処理の５５／４５炭素／ＰＴＦＥ収着剤ポリマー複合材による水銀の吸着
【0093】
ヨウ化ホスホニウム例１からの未処理収着剤ポリマー複合材ストリップのサンプルも、例１に記載されたものと同じ条件を使用して、ハロゲン化ホスホニウムを添加しないで効率について試験した。測定効率は、それぞれ、乾燥空気流及び湿潤空気流で９．５％及び１．６％であった。処理済み及び未処理の炭素/ポリマーの効率を比較すると、水銀の一部は懸濁炭素のみに吸着されているように見えるが、ヨウ化ホスホニウムを含めると、特に、湿潤空気流の中での吸着速度が増加することが示される。
【0094】
ヨウ化ホスホニウム例２: ＥＴＰＰＩを吸収した８０/２０炭素/ＰＴＦＥ収着剤ポリマー複合材による水銀の吸着
【0095】
８０部の活性炭（ＮＯＲＩＴ－ＣＡＢＯＴ ＰＡＣ２０ＢＦ）及び２０部のＰＴＦＥを含む収着剤ポリマー複合材を、Ｍｉｔｃｈｅｌｌらの米国特許第７，７９１，８６１Ｂ２号明細書に教示されている一般的な環式混合法を用いて調製して、Ｇｏｒｅの米国特許第３，９５３，５６６号明細書の教示に従って一軸延伸された複合材テープを形成した。この材料を１０ｍｍｘ１５０ｍｍのストリップに切断し、重量は０．８７ｇであった。ヨウ化物例１に関して上述したように、ストリップを、メタノール（Ｓｉｇｍａ Ａｌｄｒｉｃｈ Ｉｎｃ．、米国ミシガン州）に溶解した０．１グラムのＥＴＰＰＩを含む１０ｍｌの溶液と一晩接触させ、次いで溶液から取り出し、空気乾燥した。この材料を、ヨウ化ホスホニウム例１と同じ条件下、すなわち総流量１０ｓｌｐｍ及び水銀濃度１２０μｇ／ｍ３で、１ｃｍ×１ｃｍ正方形のガラス容器内で水銀除去効率について試験した。除去効率はまた、RA915+水銀アナライザーを使用して短い経路長のセルを使用しヨウ化ホスホニウム例１と同じ方法で測定し、乾燥空気及び湿潤空気でそれぞれ３１．６％及び２９．２％の測定効率を得た。
【0096】
ヨウ化ホスホニウム比較例２：未処理の８０／２０炭素／ＰＴＦＥ収着剤ポリマー複合材による水銀の吸着
【0097】
ヨウ化ホスホニウム例２からの未処理収着剤ポリマー複合材シートのサンプルも、ヨウ化ホスホニウム例２に記載されたのと同じ条件を使用して効率について試験した。それぞれ、乾燥空気流及び８０～９０％湿潤空気流において測定効率は２４．１％及び１２．７％であった。ヨウ化ホスホニウム例１と同様に、処理及び未処理収着剤ポリマー複合材の比較は、幾つかの実施形態において、ハロゲン化ホスホニウムの含有が、特に、湿潤空気流における水銀捕捉性を劇的に改善することを示す。
【0098】
ヨウ化ホスホニウム例３: ＴＢＰＩを吸収した５５/４５炭素/ＰＴＦＥ収着剤ポリマー複合材による水銀の吸着
【0099】
５５部の活性炭（Ｗｅｓｔｖａｃｏ ＮＵＣＨＡＲ ＳＡ２０）及び４５部のＰＴＦＥを含む収着剤ポリマー複合材を、米国特許第７，４４２，３５２号明細書に記載されているように調製した。材料を１０ｍｍ×１５０ｍｍストリップ（０．６１ｇ）に切断した。１００ｍｌの脱イオン（ＤＩ）水に溶解した０．５ｇのＴＢＰＩ(Alfa Aesar, Inc.、米国マサチューセッツ州)を含むＴＢＰＩ溶液を調製した。収着剤ポリマー複合材ストリップを１０ｍｌのＴＢＰＩ溶液及び１０ｍｌのＤＩ水と一晩接触させ、続いて溶液から取り出し、１２０℃で１時間過乾燥させた。この材料を、１０ｓｌｐｍの全流速及び１２０μｇ／ｍ３の水銀濃度で、上記の例に関して記載されたのと同じ方法に従って、１ｃｍ×１ｃｍ正方形のガラス容器内で水銀除去効率について試験した。除去効率はまた、例１と同じ方法で測定され、乾燥空気及び８０～９０％の湿潤空気においてそれぞれ３２．８％及び３１．８％の測定効率を得た。
【0100】
ヨウ化ホスホニウム例４：ＴＢＰＩを吸収した８０／２０炭素／ＰＴＦＥ収着剤ポリマー複合材による水銀の吸着
【0101】
８０部の活性炭(ＮＯＲＩＴ-ＣＡＢＯＴ ＰＡＣ２０ＢＦ)及び２０部のＰＴＦＥを含む収着剤ポリマー複合材は、Ｍｉｔｃｈｅｌｌらに付与された米国特許第７，７９１，８６１号明細書で教示されている一般的な乾式混合法を使用して調製し、Ｇｏｒｅの米国特許第３，９５３，５６６号明細書の教示に従って一軸延伸された複合テープを形成した。この材料を、１０ｍｍｘ１５０ｍｍのストリップに切断し、０．８５ｇの重さであった。１００ｍｌのＤＩ水に溶解した０．５ｇのＴＢＰＩを含むＴＢＰＩ溶液を調製した。収着剤ポリマー複合材ストリップを１０ｍｌのＴＢＰＩ溶液及び１０ｍｌのＤＩ水と一晩接触させ、次いで、取り出し、１２０℃のオーブンで１時間乾燥させた。この材料を、上記の例と同じ条件下、総流量１０ｓｌｐｍ、水銀濃度１２０μｇ／ｍ３で、１ｃｍ×１ｃｍ正方形のガラス容器内で水銀除去効率について試験した。ヨウ化ホスホニウム例１と同じ方法によって除去効率も決定され、乾燥空気及び８０～９０％の湿潤空気において、それぞれ２６．１及び２３．６％の測定効率を得た。
【0102】
上述のように、ＥＴＰＰＩ及びＴＢＰＩの両方を使用して形成された処理済み複合材は、約２６～３２％（ＥＴＰＰＩ）及び約２４～３３％（ＴＢＰＩ）のオーダーの水銀除去効率を達成し、これらはすべて、炭素のみを使用した複合材よりも改善された処理済み複合材の水銀捕捉を示している。
【0103】
エチルトリフェニルホスホニウムトリヨージド（ＥＴＰＰＩ３）の調製
【0104】
ＥＴＰＰＩ３を、以下のように、溶液中のＥＴＰＰＩをヨウ素溶液と反応させることによって調製した。ＥＴＰＰＩ溶液を、１ｇのＥＴＰＰＩを１００ｍｌのイソプロパノール（ＩＰＡ）に溶解することにより調製した。この溶液３０ｍｌ（公称０．７２ミリモル）を０．１Ｎヨウ素溶液１５ｍｌ（１．５ｍｅｑ）と反応させた。１５分後に、１００ｍｌのＤＩ水を添加して、ヨウ素溶液から過剰のＫＩを可溶化するのを助け、三ヨウ化物塩の溶解度を低下させた。生成物をろ過し、真空デシケータで一晩乾燥させた。青銅褐色の結晶生成物０．４６５７グラムを回収した。
【0105】
反応は次のとおりである: ＥｔＰｈ３ＰＩ＋Ｉ２→ＥｔＰｈ３ＰＩ３
【0106】
反応生成物を微量分析のためにテネシー州ノックスビルのガルブレイス・ラボラトリーズに提出した。ＥＴＰＰＩ３の理論上の組成は、Ｃ＝３５．７％、Ｈ＝３．０％、Ｐ＝４．６％、Ｉ＝５６．６％である。分析により、Ｃ＝３６．４％、Ｈ＝２．９４％、Ｐ＝４．６３％、Ｉ＝５６．９６％の組成であることが判った。したがって、生成物の微量分析は、理論上の組成とよく一致している。
【0107】
ヨウ化ホスホニウム例５：ＥＴＰＰＩ３を吸収した８０／２０炭素／ＰＴＦＥ収着剤ポリマー複合材による水銀の吸着
【0108】
８０部の活性炭(ＮＯＲＩＴ-ＣＡＢＯＴ ＰＡＣ２０ＢＦ)及び２０部のＰＴＦＥを含む収着剤ポリマー複合材を、Ｍｉｔｃｈｅｌｌらに付与された米国特許第７，７９１，８６１号明細書で教示されている一般的な乾式混合法を使用して調製し、Ｇｏｒｅの米国特許第３，９５３，５６６号明細書の教示に従って一軸延伸された複合テープを形成する。この材料を１０ｍｍｘ１５０ｍｍのストリップに切断し、重量は０．８ｇであった。次いで、ストリップを、上記のように調製して３ｍｌの塩化メチレンに溶解した、０．０２１１ｇのＥＴＰＰＩ３を含む溶液と１５分間の接触時間で接触させ、次いで１２０℃のオーブンで１時間乾燥させた。処理された複合材を、１２０μｇ／ｍ３の水銀濃度で、１０ｓｌｐｍの総流量で、上記の例に記載されるとおりの試験方法に従って、１ｃｍ×１ｃｍ正方形のガラス容器内で水銀除去効率について試験した。除去効率はまた、上述の例と同じ方法で測定され、乾燥空気及び８０～９０％の湿潤空気でそれぞれ２６．５及び２４．６％の測定効率を得た。
【0109】
臭化ホスホニウム例：
【0110】
臭化ホスホニウム例１：ＥＴＰＰＢｒを吸収した６０/４０炭素/ＰＴＦＥ収着剤ポリマー複合材による水銀の吸着
【0111】
６０部の活性炭（Ｗｅｓｔｖａｃｏ ＮＵＣＨＡＲ ＳＡ２０）及び４０部のＰＴＦＥを含む収着剤ポリマー複合材を、米国特許第７，４４２，３５２号明細書に記載されているように調製した。この材料を１０ｍｍｘ１５０ｍｍのストリップに切断し、重量は０．６７ｇであった。次いで、このストリップを、１０ｍｌのメタノールに溶解した０．１グラムのＥＴＰＰＢｒを含む溶液（両方ともＳｉｇｍａ Ａｌｄｒｉｃｈ Ｉｎｃ．、米国ミシガン州から入手）と約１時間接触させた。処理したテープを溶液から取り出し、空気乾燥し、次いで、１ｃｍｘ１ｃｍ正方形のガラス容器内で、総流量１０ｓｌｐｍで、水銀濃度１２０μｇ/ｍ３で水銀除去効率を試験した。除去効率は、短経路長セルを使用した ＲＡ９１５＋水銀アナライザーによって測定して、入口と出口の水銀濃度の比較によって決定した。乾燥空気及び８０～９０％の相対湿度に加湿された空気を使用して別々の効率を測定し、乾燥空気及び湿潤空気でそれぞれ２８．６％及び２０．０％の測定効率を得た。
【0112】
臭化ホスホニウム比較例１：未処理の６０／４０炭素／ＰＴＦＥ収着剤ポリマー複合材による水銀の吸着
【0113】
上記の臭化物例１からの未処理収着剤ポリマー複合シートのサンプルも、例１に記載されたのと同じ条件を使用して効率について試験した。測定効率は、乾燥空気流及び湿潤空気流でそれぞれ０．２％及び１．１％であった。吸収された炭素/ポリマーと未処理の炭素/ポリマーの効率を比較すると、水銀の一部は懸濁炭素のみに吸着されているように見えるが、臭化ホスホニウムを含めると、特に、湿潤空気流で吸着速度が向上することが示されている。上記のヨウ化ホスホニウム例と同様の性能を有する。
【0114】
臭化ホスホニウム例２：ＥＴＰＰＢｒを吸収した７０/３０炭素/ＰＴＦＥ収着剤ポリマー複合材による水銀の吸着
【0115】
７０部の活性炭(ＮＯＲＩＴ-ＣＡＢＯＴ ＰＡＣ２０ＢＦ)及び３０部のＰＴＦＥを含む収着剤ポリマー複合材を、米国特許第７，４４２，３５２号明細書に記載されているように調製した。この材料を１０ｍｍｘ１５０ｍｍのストリップに切断し、重量は１．１ｇであった。処理されたストリップを、１０ｍｌのメタノール（Ｓｉｇｍａ Ａｌｄｒｉｃｈ Ｉｎｃ．、米国ミシガン州）に溶解された、０．１グラムのＥＴＰＰＢｒを含む１０ｍｌの溶液と約１時間接触させた。溶液からテープを取り出し、空気乾燥し、１ｃｍｘ１ｃｍ正方形のガラス容器内で総流量１０ｓｌｐｍ、水銀濃度１２０μｇ/ｍ３で水銀除去効率について試験した。除去効率は、短経路長セルを使用してＲＡ９１５＋水銀アナライザーで測定された、入口と出口の水銀濃度の比較によって決定した。効率は、乾燥空気及び８０～９０％の相対湿度に加湿された空気を使用して測定され、乾燥空気及び湿潤空気でそれぞれ３１．９％及び２４．９％の測定効率を得た。
【0116】
臭化ホスホニウム比較例２：未処理の７０／３０炭素／ＰＴＦＥ収着剤ポリマー複合材による水銀の吸着
【0117】
臭化ホスホニウム例２からの未処理収着剤ポリマー複合シートのサンプルも、上記と同じ条件を使用して効率について試験した。測定効率は、乾燥空気流及び湿潤空気流でそれぞれ１９．６％及び５．７％であり、臭化ホスホニウムを含めると、特に、湿潤空気流で吸着率が増加することも示される。
【0118】
臭化物例３：ＴＢＰＢｒを吸収した６０／４０炭素／ＰＴＦＥ収着剤ポリマー複合材による水銀の吸着
【0119】
６０部の活性炭（Ｗｅｓｔｖａｃｏ ＮＵＣＨＡＲ ＳＡ２０）及び４０部のＰＴＦＥを含む収着剤ポリマー複合材を、米国特許第７，４４２，３５２号明細書に記載されているように調製した。この材料を１０ｍｍｘ１５０ｍｍのストリップ（０．６６ｇ）に切断した。１０ｍｌのメタノールに溶解した０．１ｇのＴＢＰＢｒを含む溶液を調製した (両方ともＳｉｇｍａ Ａｌｄｒｉｃｈ Ｉｎｃ.、米国ミシガン州から入手)。収着剤ポリマー複合材ストリップを１０ｍｌのＴＢＰＢｒ溶液と約１時間接触させた後に、溶液から取り出し、１２０℃のオーブンで１時間乾燥させた。処理された材料は、１０ｓｌｐｍの総流量及び１２０μｇ/ｍ３の水銀濃度で、１ｃｍｘ１ｃｍ正方形のガラス容器内で水銀除去効率について試験した。除去効率は、短経路長セルを使用したＲＡ９１５＋水銀アナライザーによって測定して、入口と出口の水銀濃度の比較によって決定した。乾燥空気及び８０～９０％の相対湿度に加湿された空気を使用して別々の効率を測定し、乾燥空気及び湿潤空気でそれぞれ２８．０％及び２０．３％の測定効率を得た。
【0120】
臭化ホスホニウム例４：ＴＢＰＢｒを吸収した７０／３０炭素／ＰＴＦＥ収着剤ポリマー複合材による水銀の吸着
【0121】
７０部の活性炭(ＮＯＲＩＴ-ＣＡＢＯＴ ＰＡＣ２０ＢＦ)及び３０部のＰＴＦＥを含む収着剤ポリマー複合材を、米国特許第７，４４２，３５２号明細書に記載されているように調製した。この材料を１０ｍｍｘ１５０ｍｍのストリップに切断し、重量は１．１ｇであった。１０ｍｌのメタノールに溶解した０．１ｇのＴＢＰＢｒを含む溶液を調製した (両方ともＳｉｇｍａ Ａｌｄｒｉｃｈ Ｉｎｃ.、米国ミシガン州から入手)。収着剤ポリマー複合材ストリップを１０ｍｌのＴＢＰＢｒ溶液と約１時間接触させた後、溶液から取り出し、１２０℃のオーブンで１時間乾燥させた。この材料を、１ｃｍｘ１ｃｍ正方形のガラス容器で水銀除去効率について試験した。総流量は１０ｓｌｐｍで、水銀濃度は１２０μｇ/ｍ３であった。除去効率は、短経路長セルを使用したＲＡ９１５＋水銀アナライザーによって測定して、入口と出口の水銀濃度の比較によって決定した。効率を、乾燥空気及び８０～９０％の相対湿度に加湿された空気を使用して測定し、乾燥空気及び湿潤空気でそれぞれ２８．８％及び２２．７％の測定効率を得た。
【0122】
ヨウ化ホスホニウム例１～６及び臭化ホスホニウム例１～４に関する上記の水銀除去効率を、参考のために以下の表１に要約する。
【表1】
【0123】
上述の本開示の実施形態に対する変形、変更及び改変は、当業者に明らかであろう。そのようなすべての変形、変更、改変などは、添付の特許請求の範囲によってのみ限定される本開示の主旨及び範囲内に入ることが意図されている。
【0124】
本開示の幾つかの実施形態を説明してきたが、これらの実施形態は例示にすぎず、限定的ではなく、当業者に多くの変更が明らかとなりうることが理解される。例えば、本明細書で議論されるすべての寸法は、例としてのみ提供され、例示を目的としており、限定することを意図していない。
【0125】
本記載で明確に識別される任意の特徴又は要素は、特許請求の範囲で規定される本発明の実施形態の特徴又は要素として明確に除外されることもある。
【0126】
本明細書に記載された開示は、本明細書に具体的に開示されていない1つ以上の要素、１つ以上の限定がなくても実施することができる。したがって、例えば、本明細書の各例において、用語「含む(comprising)」、「から本質的になる(consisting essentially of)」及び「からなる(consisting of)」のいずれも、本明細書で定義されるそれぞれの意味を変更することなく、他の２つの用語のいずれかに置き換えることができる。使用されている用語及び表現は、限定ではなく説明の用語として使用されており、そのような用語及び表現の使用において、示され、記載されている機能又はその一部の均等形態を除外する意図はなく、本開示の範囲内において種々の変更が可能であることに留意されたい。
【図1】
【図2A】
【図2B】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
