使用包含熔融形式的盐的吸集物质的二氧化碳去除以及相关系统和方法

摘要

一般性地描述了使用包括熔融形式的盐的吸集物质进行的二氧化碳去除，以及相关系统和方法。

说明书

相关申请

本申请根据35U.S.C.§119(e)要求于2018年10月5日提交且标题为“CarbonDioxide Removal Using Sequestration Materials that Include Salts in MoltenForm,and Related Systems and Methods”的美国临时申请No.62/742,078和于2019年3月8日提交且标题为“Carbon Dioxide Removal Using Sequestration Materials thatInclude Salts in Molten Form,and Related Systems and Methods”的美国临时申请No.62/815,656的优先权，其各自出于所有目的通过引用整体并入本文。

技术领域

一般性地描述了使用包含熔融形式的盐的吸集物质(sequestration material)的二氧化碳去除，以及相关系统和方法。

发明内容

一般性地描述了使用包含熔融形式的盐的吸集物质的二氧化碳去除，以及相关系统和方法。描述了使用吸集物质捕获二氧化碳的方法，其在一些实施方案中涉及将吸集物质暴露于包含二氧化碳的环境，使得二氧化碳中至少一些与吸集物质相互作用并从环境中吸除(sequester)。在一些情况下，吸集物质在暴露于包含二氧化碳的环境期间处于至少200摄氏度(℃)的温度下。某些实施方案涉及包含熔融形式的盐的吸集物质，该熔融形式的盐包含至少一种碱金属阳离子以及至少一种硼氧化物阴离子和/或其解离形式。在某些实施方案中，至少一种硼氧化物阴离子的构成元素(硼(B)和氧(O))已解离为例如离子形式(例如，分别为B

根据某些实施方案，吸集物质可以以相对迅速的速率捕获二氧化碳。在一些实施方案中，吸集物质可重复循环，同时几乎不损失任何吸集二氧化碳的能力。

在一些情况下，本发明的主题涉及相关的产物、针对特定问题的替代解决方案、和/或一种或更多种体系和/或制品的多种不同用途。

某些方面涉及方法。在一些实施方案中，所述方法包括将包含熔融形式的盐的吸集物质暴露于含有二氧化碳的环境，使得二氧化碳中至少一些与吸集物质相互作用并从环境中吸除，其中所述熔融形式的盐包含：至少一种碱金属阳离子；硼；和氧。在一些实施方案中，硼是至少一种硼阳离子的形式(例如，包含B

在一些实施方案中，所述方法包括将包含熔融形式的盐的吸集物质暴露于含有二氧化碳的环境，使得二氧化碳中至少一些与吸集物质相互作用并从环境中吸除，其中所述熔融形式的盐包含：至少一种碱金属阳离子；以及至少一种硼氧化物阴离子和/或其解离形式。在一些实施方案中，在至少一部分二氧化碳的吸集期间，吸集物质的温度为至少200℃。

在一些实施方案中，所述方法包括使包含盐(例如碱金属硼酸盐)的吸集物质熔融，以及使用熔融的吸集物质来吸集二氧化碳。

在一些实施方案中，所述方法包括在至少200℃的温度下将二氧化碳吸集物质暴露于含有二氧化碳的环境，使得二氧化碳中至少一些与吸集物质相互作用并从环境中吸除。

在一些实施方案中，所述方法包括在使得至少未反应的熔融盐保持熔融形式的条件下，将包含熔融形式的盐的吸集物质暴露于含有二氧化碳的环境，使得二氧化碳中至少一些与吸集物质相互作用并从环境中吸除。

根据以下对本发明的多种非限制性实施方案的详细描述，当结合附图考虑时，本发明的其他优点和新特征将变得明显。在本说明书和通过引用并入的文献包括冲突和/或不一致的公开内容的情况下，应以本说明书为准。

附图说明

将参照附图通过举例的方式来描述本发明的一些非限制性实施方案，附图为示意性的并且不旨在按比例绘制。在附图中，示出的每个相同或几乎相同的组件通常由单一数字表示。为清楚起见，在不需要图解来使本领域普通技术人员理解本发明的地方，不是每个组件在每幅附图中都被标记，也不是本发明的每个实施方案的每个组件都被示出。

在附图中：

图1是根据某些实施方案，吸集物质暴露于含有二氧化碳的环境的示意图；

图2是根据某些实施方案，吸集物质暴露于含有二氧化碳的环境的示意图，所述环境是燃烧过程的输出的一部分和/或来源于燃烧过程的输出；

图3A是根据某些实施方案，示出了吸集物质对CO

图3B是根据某些实施方案，示出了吸集物质对CO

图3C是根据某些实施方案，示出了在不同温度下，吸集物质对CO

图3D是根据某些实施方案，示出了与CO

图3E是根据某些实施方案，示出了通过吸集物质的CO

图4A是根据某些实施方案，示出了根据温度-波动(temperature-swing)方法的吸集物质的循环可再生性的图；

图4B是根据某些实施方案，图4A的前八十分钟的图；

图4C是根据某些实施方案，示出了根据压力-波动(pressure-swing)方法的吸集物质的循环可再生性的图；

图4D是根据某些实施方案，图4C的前八十分钟的图；

图4E是根据某些实施方案，示出了根据压力-波动方法的另外吸集物质的循环可再生性的图；

图4F是根据某些实施方案，图4E的前三十分钟的图；

图5A是根据某些实施方案，示出了利用不同碱金属的多种吸集物质对CO

图5B是根据某些实施方案，具有不同混合比(x)的K

图5C是根据某些实施方案，示出了Na

图5D是根据某些实施方案，示出了(Li-Na)

图5E是根据某些实施方案，示出了(Li-Na-K)

图6A是根据某些实施方案，具有不同混合比(x)的Na

图6B是根据某些实施方案，具有不同混合比(x)的Na

图7A是根据某些实施方案，正在加热的吸集物质的热流的图；

图7B是根据某些实施方案，在100％N

图7C是根据某些实施方案，在100％CO

图8是根据某些实施方案，吸集物质在与CO

图9是根据某些实施方案，多种吸集物质的黏度作为剪切速率的函数的图；

图10A是根据某些实施方案，间歇波动(batch swing)操作系统的示意图；

图10B是根据某些实施方案，连续波动操作系统的示意图；

图10C是根据某些实施方案，连续温度波动操作系统的示意图；

图10D是根据某些实施方案，连续压力波动操作系统的示意图；

图11A是根据某些实施方案，吸集物质Na

图11B是根据某些实施方案，吸集物质(Li

图11C是根据某些实施方案，吸集物质Na

图11D是根据某些实施方案，吸集物质(Li

具体实施方式

本公开内容涉及使用包含熔融形式的盐的吸集物质去除二氧化碳。在一些实施方案中，二氧化碳的去除可在升高的温度下发生(例如，处于盐的熔融温度下或高于该温度，使得至少未反应的熔融盐保持熔融形式)。

根据本发明的某些实施方案，在有利于吸集的条件下将盐暴露于二氧化碳。例如，根据某些实施方案，可以以促进两者之间高度接触的方式将包含熔融形式的盐的吸集物质暴露于包含二氧化碳的环境，例如，在吸集物质暴露于包含二氧化碳的环境期间，吸集物质可以是流动的(任选地连续流动)和/或喷洒的。相对于通过完全固体吸集物质捕获二氧化碳的速率，在吸集物质暴露于包含二氧化碳的环境期间，吸集物质的流动和/或喷洒可有利地提高通过吸集物质捕获二氧化碳的速率。例如，包含熔融形式的盐的吸集物质(在本文中也称为吸着剂)可沿一个方向流动和/或喷洒，而包含二氧化碳的环境以错流或逆流类型的操作沿不同方向(例如，相反方向)流动，以使吸集物质与环境之间的热和/或质量传递最大化。

根据本发明的某些实施方案，吸集物质对二氧化碳的摄取可处于期望的水平。在暴露于包含二氧化碳的环境1分钟之内，包含熔融形式的盐(其中盐包含碱金属阳离子以及硼氧化物阴离子和/或其解离形式)的吸集物质的摄取量对于每克吸集物质可为多至或大于5mmol二氧化碳，在类似条件下，这是比具有类似组成的固体颗粒吸集物质显著更快的摄取速率。

另外，根据某些实施方案，使包含熔融形式的盐的吸集物质流动的能力促进连续的二氧化碳吸集过程，其中负载有二氧化碳的吸集物质可从吸附器容器流动至解吸器容器，和/或未负载的吸集物质可从解吸器容器流动至吸附器容器，进行多个循环而不停止该过程。在一些实施方案中，连续操作提供了包括但不限于以下的优点：二氧化碳捕获过程持续时间的降低、二氧化碳捕获过程中所需的能量输入的潜在降低、以及用吹扫而不是使单元离线来使中毒的吸集物质恢复的能力。

根据某些实施方案，包含熔融形式的盐的吸集物质的另一个重要优点是在升高的温度下使用吸集物质的能力，例如在大于或等于吸集物质的熔融温度的温度下，例如大于或等于200℃。温度也可更高，例如，大于或等于250℃、大于或等于300℃、大于或等于350℃、大于或等于400℃、大于或等于至450℃、或者大于或等于500℃、或者更高。在其中吸集物质在升高的温度下使用的一些实施方案中，多种合适量的吸集物质中的任一种(例如，大于或等于1wt％、大于或等于10wt％、大于或等于50wt％、大于或等于75wt％、大于或等于90wt％、大于或等于99wt％、或者所有的吸集物质)将处于升高的温度下(例如，大于或等于200℃、大于或等于250℃、大于或等于300℃、大于或等于350℃、大于或等于400℃、大于或等于450℃、大于或等于500℃、和/或者在以上或本文中其他地方提及的任何其他温度范围内)。在某些实施方案中，该过程可任选地在压力波动操作中发生。本文中使用的操作温度是指吸集物质本身的温度，其可基本上等于或不同于吸集物质暴露于其的环境的温度。

一般来说，在本文中描述的某些实施方案的压力波动操作中，在吸集物质暴露于含有二氧化碳的环境期间，将吸集物质暴露于具有二氧化碳的第一分压的环境，并随后将负载有二氧化碳的吸集物质暴露于具有二氧化碳的第二较低分压(例如，0巴CO

该过程可任选地在温度波动操作中发生。通常来说，在根据本文中所述的某些实施方案的温度波动操作中，在吸集物质暴露于包含二氧化碳的环境期间，将吸集物质暴露于第一温度，并随后在包含较少二氧化碳或不包含二氧化碳的第二环境中将负载有二氧化碳的吸集物质暴露于第二较高温度，使得未负载的吸集物质再生。一旦吸集物质已再生，则该温度波动操作可重复多个循环。第一温度可大于或等于吸集物质的熔融温度，例如，大于或等于200℃。第一温度也可更高，例如，大于或等于250℃、大于或等于300℃、大于或等于350℃、大于或等于400℃、大于或等于450℃、或者大于或等于500℃、或者更高，和/或小于或等于700℃。在一些实施方案中，第二温度等于第一温度。第二温度可比第一温度高至少10℃、至少20℃、至少30℃、至少40℃或至少50℃。第二温度可比第一温度高至多300℃、至多200℃、至多100℃、至多90℃、至多80℃、至多70℃或至多60℃。上述范围的组合也是可以的(例如，大于或等于10℃且小于或等于300℃更高、大于或等于20℃且小于或等于200℃更高、大于或等于40℃且小于或等于100℃更高)。其他范围也是可以的。

应注意，在某些实施方案中，除非另有说明，否则本文中所述的温度和其他条件处于约大气压下，但是可发生相对于大气压的偏差同时满足本文中所公开的目标。考虑到本公开内容，本领域普通技术人员可选择不同的压力来获得本文中概述的结果。

某些实施方案涉及吸集物质。本文中使用的短语“吸集物质”用于描述能够从包含二氧化碳的环境中去除二氧化碳的物质。

某些方面涉及包含熔融形式的盐的吸集物质，可选择该盐的组成以使其具有相对于其他盐的低熔融温度，使得需要较少的能量来使该盐熔融。另外，可选择盐的组成以调节盐的熔点(例如，在1atm下的熔融温度)，例如来与二氧化碳(该盐暴露于其)从二氧化碳源排放的温度接近或相似。

在某些实施方案中，盐为熔融形式。例如，在一些实施方案中，可在高于包含碱金属阳离子以及硼氧化物阴离子(和/或其解离形式)的固体盐的熔融温度下对其加热，这导致固体转变成液态。根据某些实施方案，包含碱金属阳离子以及硼氧化物阴离子(和/或其解离形式)的盐是当在大气压下时熔点大于或等于200℃且小于或等于700℃的盐。本领域普通技术人员将理解，熔融盐不同于溶解盐(即，已溶解在溶剂中的盐)。

熔融形式的盐可具有许多化学组成。根据某些实施方案，熔融形式的盐包含至少一种碱金属阳离子以及至少一种硼氧化物阴离子和/或其解离形式。

本文中使用的术语“碱金属”是指周期表第1族的以下六种化学元素：锂(Li)、钠(Na)、钾(K)、铷(Rb)、铯(Cs)、和钫(Fr)。

在一些实施方案中，至少一种碱金属阳离子包含阳离子锂(Li)、钠(Na)、钾(K)、铷(Rb)和/或铯(Cs)。在一些实施方案中，至少一种碱金属阳离子包含阳离子锂(Li)、钠(Na)和/或钾(K)。

在一些实施方案中，熔融形式的盐包含至少一种其他金属阳离子。在一些实施方案中，至少一种其他金属阳离子包含碱金属阳离子、碱土金属阳离子或过渡金属阳离子。在一些实施方案中，熔融形式的盐包含至少两种碱金属阳离子(例如，3种碱金属阳离子)。在某些实施方案中，熔融形式的盐包含阳离子锂和阳离子钠。

在一些实施方案中，包含阳离子锂和阳离子钠的熔融形式的盐可在温度波动操作中提供优势，例如，相对于包含阳离子钠的熔融形式的类似盐或者包含阳离子锂、阳离子钠和阳离子钾的熔融形式的类似盐。与包含阳离子钠的熔融形式的类似盐或者包含阳离子锂、阳离子钠和阳离子钾的熔融形式的类似盐相比，包含阳离子锂和阳离子钠的熔融形式的盐的一个优点可以是在大于或等于500℃且小于或等于700℃的温度范围内更高的二氧化碳摄取容量。相对于包含阳离子钠的熔融形式的类似盐或者包含阳离子锂、阳离子钠和阳离子钾的熔融形式的类似盐，包含阳离子锂和阳离子钠的熔融形式的盐的另一个优点可以是：对于二氧化碳捕获和释放的相同再生效率，在温度波动操作中可采用较小的温度差(例如，温度差是对于类似盐所采用的温度差的大于或等于0.25倍且小于或等于0.5倍)。

本文中使用的术语“碱土金属”是指周期表第2族中的六种化学元素：铍(Be)、镁(Mg)、钙Ca)、锶(Sr)、钡(Ba)和镭(Ra)。

“过渡金属”元素是钪(Sc)、钇(Y)、镧(La)、锕(Ac)、钛(Ti)、锆(Zr)、铪(Hf)、钌(Rf)、钒(V)、铌(Nb)、钽(Ta)、钍(Db)、铬(Cr)、钼(Mo)、钨(W)、

在某些实施方案中，对于熔融形式的盐，以共熔组成的或接近共熔组成的组成形式包含碱金属阳离子和一种其他金属阳离子可以是有利的，这使得该盐的熔融温度低于具有碱金属阳离子和一种其他金属阳离子的不同组成的盐的熔融温度，降低了获得用于二氧化碳吸集操作的熔融形式的盐所需的能量。

本文中所述的某些吸集物质具有相对低的熔融温度，并且可在相对低的温度下促进二氧化碳的吸集(例如吸收)。例如，与其中组分以其他相对量存在的组合物相比，能够彼此形成共熔组合物的组分在共熔组成和共熔组成附近的组成下具有降低的熔点。作为另一个实例，包含碱金属阳离子和/或碱土金属阳离子的组合物相比于包含其他金属阳离子的组合物具有相对低的熔点。在相对低的温度下吸收二氧化碳的能力可以是有利的，因为根据某些但不必是所有的实施方案，其可降低吸收二氧化碳所需的能量的量。

在一些实施方案中，吸集物质包含至少两种能够彼此形成共熔组合物的组分(例如，金属阳离子、碱金属阳离子)。如本领域普通技术人员将理解的，“共熔组合物”是在低于组合物成分的熔点的温度下熔融的组合物。在一些共熔组合物中，在共熔温度下，液相与第一固相和不同于第一固相的第二固相二者均相平衡。在某些情况下，在平衡冷却条件下，从高于共熔温度的温度冷却至低于共熔温度的温度的共熔组合物在共熔温度下经历固化，以同时从液体形成第一固相和第二固相。如本领域普通技术人员还将理解的，在某些情况下，能够彼此形成共熔组合物的两种组分还能够彼此形成非共熔组合物。非共熔组合物通常在一定温度范围内经历固化，因为在一定温度范围内液相可与固相相平衡。

本文中使用的术语“硼氧化物阴离子”是指包含至少一个硼和至少一个氧的带负电荷的离子。熔融形式的盐中的硼氧化物阴离子可以是完整的(例如，阴离子B

根据一些实施方案，至少一种硼氧化物阴离子包含阴离子B

在一些实施方案中，硼氧化物阴离子包含B

在一些实施方案中，本文中所述的盐的分数化学计量(fractionalstoichiometry)可表示为M

本文中使用的吸集物质中碱金属阳离子或金属阳离子的组合的术语“混合比”是指吸集物质中金属阳离子的摩尔数与吸集物质中金属阳离子的摩尔数加上硼的摩尔数的总和的比。例如，在Na

熔融形式的盐的一些非限制性实例包括但不限于熔融形式的Na

在一些实施方案中，少于1wt％的吸集物质由包含硝酸根和/或亚硝酸根的盐构成。

在一些实施方案中，吸集物质的熔融形式的盐可伴有该盐的未熔融部分。也就是说，在所有实施方案中，不需要以熔融形式存在的所有盐类型的完全熔融。在一些实施方案中，存在于吸集物质内的至少10wt％、至少20wt％、至少30wt％、至少40wt％、至少50wt％、至少60wt％、至少70wt％、至少80wt％、至少90wt％或更多的盐是熔融的。在一些实施方案中，存在于吸集物质内的少于100wt％、少于99wt％、少于90wt％或更少的盐是熔融的。上述范围的组合也是可以的。其他范围也是可以的。

在一些实施方案中，吸集物质包含至少一种盐，所述盐包含至少一种碱金属阳离子以及至少一种硼氧化物阴离子和/或其解离形式(例如，包括但不限于，Na

在一些实施方案中，在吸集物质中，包含至少一种碱金属阳离子以及至少一种硼氧化物阴离子和/或其解离形式并且为熔融形式的所有盐的总量为至少10wt％、至少20wt％、至少30wt％、至少40wt％、至少50wt％、至少60wt％、至少70wt％、至少80wt％、至少90wt％或更多。作为非限制性示例性的举例说明，在一些实施方案中，吸集物质可以是50克Na

在一些实施方案中，吸集物质还包含添加剂。可包含在吸集物质中的添加剂的类型的一些实例包括但不限于缓蚀剂、黏度调节剂、润湿剂、高温表面活性剂和阻垢剂。在一些实施方案中，吸集物质包含多种添加剂(例如，两种、三种、四种或更多种)。

在一些实施方案中，在暴露于包含二氧化碳的环境期间，至少一部分熔融形式的盐与二氧化碳中至少一些进行化学反应并在吸集物质内形成一种或更多种产物(例如，包含碳酸盐)。这些一种或更多种产物(例如碳酸盐产物)可以是固体形式或液体形式，这取决于例如盐(例如碱金属硼酸盐)的温度和/或组成。

在一些实施方案中，在暴露于包含二氧化碳的环境期间，至少一部分熔融形式的盐与二氧化碳中至少一些进行化学反应并在吸集物质内形成固体颗粒(例如，包含碳酸盐)，从而提高吸集物质的黏度。可使用浆料泵使这些负载有二氧化碳的固体颗粒在剩余的熔融形式的盐中流动至解吸器以进行再生(例如，由固体颗粒再生熔融形式的盐)，或者作为替代，这些固体颗粒可在形成固体颗粒的相同容器中再生。

在一些实施方案中，相对大的百分比的吸集物质由熔融形式的盐构成。例如，在一些实施方案中，至少10重量百分比(wt％)、至少20wt％、至少30wt％、至少40wt％、至少50wt％、至少60wt％、至少70wt％、至少80wt％、至少90wt％或更多的吸集物质由熔融形式的盐构成。在一些实施方案中，至多100wt％、至多99wt％或至多90wt％的吸集物质由熔融形式的盐构成。上述范围的组合也是可以的(例如，大于或等于10wt％且小于或等于100wt％、大于或等于20wt％且小于或等于99wt％、大于或等于50wt％且小于或等于90wt％)。其他范围也是可以的。在一些实施方案中，所有吸集物质都是熔融的。在另一些实施方案中，仅一部分吸集物质是熔融的。

在一些实施方案中，在吸集(例如吸收)期间，相对大的百分比的吸集物质被化学转化为负载有二氧化碳的固体颗粒。例如，在一些实施方案中，至少1wt％、至少10wt％或至少20wt％的吸集物质由负载有二氧化碳的固体颗粒构成。在一些实施方案中，至多90wt％、至多80wt％或至多50wt％的吸集物质由负载有二氧化碳的固体颗粒构成。上述范围的组合也是可以的(例如，大于或等于1wt％且小于或等于90wt％、大于或等于10wt％且小于或等于80wt％、大于或等于10wt％且小于或等于50wt％、大于或等于20wt％且小于或等于50wt％)。其他范围也是可以的。

在一些实施方案中，吸集物质还包含碱金属的氢氧化物。例如，在一些实施方案中，吸集物质包含NaOH、KOH和/或LiOH。根据某些实施方案，碱金属的氢氧化物可作为吸集物质与二氧化碳之间反应的副产物形成。

根据某些实施方案，吸集物质能够与二氧化碳相互作用，使得相对大量的二氧化碳被吸集。吸集物质与二氧化碳之间的相互作用可涉及化学反应、吸附和/或扩散。

例如，在某些实施方案中，吸集物质能够与二氧化碳相互作用，使得每克吸集物质吸集至少1.0mmol的二氧化碳(例如从环境中，例如从大气中、从流中)。在一些实施方案中，吸集物质能够与二氧化碳相互作用，使得每克吸集物质吸集至少2.0mmol、至少3.0mmol、至少4.0mmol或至少5.0mmol的二氧化碳(例如从环境中，例如从大气中、从流中)。在某些实施方案中，吸集物质能够与二氧化碳相互作用，使得每克吸集物质吸集至多10.0mmol、至多9.0mmol、至多8.0mmol、至多7mmol或至多6mmol的二氧化碳(例如从环境中，例如从大气中、从流中)。上述范围的组合也是可以的(例如，大于或等于每克1.0mmol且小于或等于每克10.0mmol、大于或等于每克2.0mmol且小于或等于每克8.0mmol、大于或等于每克4.0mmol且小于或等于每克7.0mmol)。

根据某些实施方案，吸集物质能够与二氧化碳相互作用，使得即使当环境(例如，大气、流)中的二氧化碳浓度相对低时，仍有相对大量的二氧化碳被吸集。例如，在一些实施方案中，当吸集物质暴露于包含低至50mol％、低至25mol％、低至10mol％或低至1mol％二氧化碳的稳态环境(例如，环境的剩余部分为氩)时，对于每克吸集物质，吸集物质能够吸集至少1.0mmol、至少2.0mmol、至少3.0mmol、至少4.0mmol、至少5.0mmol，和/或至多10.0mmol、至多9.0mmol、至多8.0mmol、至多7mmol或至多6mmol的二氧化碳。

根据某些实施方案，吸集物质能够与二氧化碳相互作用，使得即使在相对低的温度下，相对大量的二氧化碳被吸集。例如，在一些实施方案中，当吸集物质处于700℃或更低的温度、650℃或更低的温度、600℃或更低的温度、550℃或更低的温度、或者520℃或更低的温度下(和/或处于至少200℃、至少300℃、至少400℃、至少450℃或至少500℃的温度下)时，对于每克吸集物质，吸集物质能够吸集至少1.0mmol、至少2.0mmol、至少3.0mmol、至少4.0mmol、至少5.0mmol，和/或至多10.0mmol、至多9.0mmol、至多8.0mmol、至多7mmol或至多6mmol的二氧化碳。上述范围的组合也是可以的(例如，大于或等于200℃且小于或等于700℃、大于或等于200℃且小于或等于600℃、大于或等于400℃且小于或等于550℃)。其他范围也是可以的。

根据某些实施方案，吸集物质的盐在1atm下具有这样的熔融温度：其在足够高以提供高的二氧化碳吸集速率的范围内，但未高至使二氧化碳吸集成为过度能耗的过程。在一些实施方案中，吸集物质的盐在1atm下的熔融温度为至少200℃、至少300℃、至少400℃、至少450℃或至少500℃。在一些实施方案中，吸集物质的盐在1atm下的熔融温度为至多700℃、至多650℃、至多600℃、至多550℃或至多520℃。上述范围的组合也是可以的(例如，大于或等于200℃且小于或等于700℃、大于或等于200℃且小于或等于600℃、大于或等于400℃且小于或等于550℃)。其他范围也是可以的。

根据某些实施方案，吸集物质能够与二氧化碳相互作用，使得在相对短的时间内，相对大量的二氧化碳被吸集。例如，在一些实施方案中，当吸集物质暴露于包含二氧化碳的环境中持续24小时或更少、12小时或更少、8小时或更少、4小时或更少、1小时或更少、30分钟或更少、10分钟或更少或者2分钟或更少的时间(和/或至少10秒、至少20秒、至少30秒或至少1分钟)时，对于每克吸集物质，吸集物质能够吸集至少1.0mmol、至少2.0mmol、至少3.0mmol、至少4.0mmol、至少5.0mmol，和/或至多10.0mmol、至多9.0mmol、至多8.0mmol、至多7mmol或至多6mmol的二氧化碳。上述范围的组合也是可以的(例如，大于或等于10秒且小于或等于24小时、大于或等于20秒且小于或等于12小时、大于或等于30秒且小于或等于8小时、大于或等于1分钟且小于或等于4小时、大于或等于1分钟且小于或等于10分钟、大于或等于1分钟且小于或等于2分钟)。其他范围也是可以的。

被吸集物质吸集的二氧化碳的量可例如使用热重分析来确定。

除吸集物质之外，还描述了使用吸集物质捕获二氧化碳的方法。例如，可使用本文中所述的某些吸集物质从化学过程流(例如，燃烧系统的排气流)和/或从包含二氧化碳的环境(例如，反应器或其他单元操作内的环境)中去除二氧化碳。

在一些实施方案中，所述方法包括将包含本文中所述的盐(例如碱金属硼酸盐)的固体吸集物质熔融，以及使用熔融的吸集物质来吸集二氧化碳。在一些实施方案中，熔融形式的盐(例如碱金属硼酸盐)包含碱金属阳离子、硼氧化物阴离子、硼阳离子和/或氧阴离子。在某些实施方案中，所有这些物质均存在于熔融形式的盐中。在一些实施方案中，熔融形式的盐(例如碱金属硼酸盐)包含碱金属阳离子、硼阳离子和氧阴离子。

某些方面涉及使用本文中所述的吸集物质吸集CO

吸集物质可以以许多方式暴露于包含二氧化碳的环境。例如，在一些实施方案中，可将吸集物质添加至包含二氧化碳的环境(例如大气、流)。根据某些实施方案，可将包含二氧化碳的环境运输到(例如，流过)容纳有吸集物质的容器。在某些实施方案中，包含熔融形式的盐的吸集物质可流动或喷洒通过环境驻留在其中的容器和/或以与吸集物质的流动方向或喷洒方向相同和/或相反的方向流动。这些方法的组合也是可以的。吸集物质暴露于其的二氧化碳通常是流体形式(例如，气体和/或超临界流体的形式)。在某些实施方案中，吸集物质暴露于其的二氧化碳的至少一部分是亚临界气体的形式。

吸集物质暴露于其的包含二氧化碳的环境可例如包含在化学处理单元操作内。这样的单元操作的一些非限制性实例包括反应器(例如填充床反应器、流化床反应器、降膜塔、鼓泡塔)、分离器(例如颗粒过滤器，例如柴油机颗粒过滤器)和混合器。根据某些实施方案，包含二氧化碳的环境被包含在降膜塔内。根据某些实施方案，包含二氧化碳的环境是燃烧过程的输出的一部分和/或来源于燃烧过程的输出。

在某些实施方案中，方法包括将吸集物质暴露于包含二氧化碳的流。图1是根据某些实施方案，吸集物质暴露于包含二氧化碳的环境的示意图。如图1中所示，方法100a可包括将吸集物质102暴露于包含二氧化碳的流104a。吸集物质暴露于其的流可以是例如化学过程的含二氧化碳的流的一部分和/或来源于化学过程的含二氧化碳的流。例如，在一些实施方案中，吸集物质暴露于其的流可以是燃烧过程的输出(例如，排气流)的一部分和/或来源于燃烧过程的输出(例如，排气流)。图2是根据某些实施方案，吸集物质暴露于包含二氧化碳的环境的示意图，所述环境是燃烧过程的输出的一部分和/或来源于燃烧过程的输出。如图2中所示，方法100b可包括将吸集物质102暴露于包含二氧化碳的流104b，所述流是燃烧过程108的输出的一部分和/或来源于燃烧过程108的输出。在一些实施方案中，燃烧过程的输出流的至少一部分直接运输通过吸集物质。例如，如图2中所示，燃烧过程108的流104b的至少一部分直接运输通过吸集物质102。

吸集物质暴露于其的流可例如运输通过化学处理单元操作。这样的单元操作的一些非限制性实例包括反应器(例如填充床反应器、流化床反应器、降膜塔、鼓泡塔)、分离器(例如颗粒过滤器，例如柴油机颗粒过滤器)和混合器。例如，参考回图1，在一些实施方案中，吸集物质102位于任选的反应器110内。根据某些实施方案，吸集物质暴露于其的流运输通过降膜塔。

本文中所述的吸集物质可用于去除由多种系统产生的二氧化碳。例如，在一些实施方案中，吸集物质用于从以下中去除二氧化碳：从来自锅炉(例如，在发电厂中)的排气流、从来自整体气化联合循环(integrated gasification combined cycle，IGCC)发电厂的排气流、从来自内燃机(例如，来自机动车辆)的排气流、从来自高温处理炉(pyro-processing furnace)(例如，如在水泥工业中使用的)的排气流和/或从来自制氢工艺(hydrogen generation process)(例如，通过吸附增强蒸汽重整(sorption enhancedsteam reforming，SESR))的流。

吸集物质暴露于其的流体中二氧化碳的浓度可在多种范围内。在一些实施方案中，吸集物质暴露于其的含二氧化碳的环境(例如，大气、流)包含至少1mol％的量的二氧化碳。在某些实施方案中，吸集物质暴露于其的含二氧化碳的环境(例如，大气、流)包含至少5mol％、至少10mol％、至少20mol％、至少30mol％、至少40mol％、至少50mol％、至少75mol％、至少90mol％、至少95mol％、至少99mol％或至少99.9mol％的量的二氧化碳。在一些实施方案中，吸集物质可暴露于基本上纯的二氧化碳。在一些实施方案中，方法涉及将吸集物质暴露于包含至少1mol％的量的二氧化碳的环境。

某些实施方案包括将吸集物质暴露于包含二氧化碳的环境(例如，大气、流)，使得至少一部分二氧化碳与吸集物质相互作用并从环境中(例如，从大气中、从流中)吸除。例如，如图1中所示，流104a中的二氧化碳的至少一部分与吸集物质102相互作用并从流104a中吸除，从而不存在于流106a中。在某些实施方案中，在流104a中的二氧化碳的至少一部分与吸集物质102相互作用并从流104a中吸除之后，流106a可包含比流104a更少的二氧化碳。被吸集的二氧化碳与吸集物质之间的相互作用可采取多种形式。例如，在某些实施方案中，二氧化碳被吸收到吸集物质中。在一些实施方案中，二氧化碳被吸附到吸集物质上。在一些实施方案中，二氧化碳与吸集物质进行化学反应。在一些实施方案中，二氧化碳扩散到吸集物质中。这些机制中的两种或更多种(即吸收、吸附、化学反应和/或扩散)的组合也是可以的。在一些实施方案中，CO

根据某些实施方案，在吸集物质暴露于二氧化碳期间，相对大量的二氧化碳被吸集物质吸集(例如，从大气中、从流中)。例如，在某些实施方案中，每克吸集物质吸集至少1.0mmol的二氧化碳(例如，从环境中，例如从大气中、从流中)。在一些实施方案中，每克吸集物质吸集至少2.0mmol、至少3.0mmol、至少4.0mmol或至少5.0mmol的二氧化碳(例如，从环境中，例如从大气中、从流中)。在某些实施方案中，每克吸集物质吸集至多10.0mmol、至多9.0mmol、至多8.0mmol、至多7mmol或至多6mmol的二氧化碳(例如，从环境中，例如从大气中、从流中)。上述范围的组合也是可以的(例如，大于或等于每克1.0mmol且小于或等于每克10.0mmol、大于或等于每克2.0mmol且小于或等于每克8.0mmol、大于或等于每克4.0mmol且小于或等于每克7.0mmol)。其他范围也是可以的。在一些实施方案中，包括在本文中所述的一些方法中，每克吸集物质从环境中吸集大于或等于1.0mmol且小于或等于10mmol的二氧化碳。

根据某些实施方案，在至少10秒、至少20秒、至少30秒或至少1分钟的时间内，至少一部分二氧化碳与吸集物质相互作用并从包含CO

在某些实施方案中，每24小时每克吸集物质吸集至少1.0mmol的二氧化碳(例如从大气中、从流中)。在一些实施方案中，每24小时每克吸集物质从流中吸集至少2.0mmol、至少3.0mmol、至少4.0mmol或至少5.0mmol的二氧化碳。根据一些实施方案，每24小时每克吸集物质从流中吸集至多10.0mmol、至多9.0mmol、至多8.0mmol、至多7mmol或至多6mmol的二氧化碳。上述范围的组合也是可以的(例如，大于或等于每克1.0mmol且小于或等于每克10.0mmol、大于或等于每克2.0mmol且小于或等于每克8.0mmol、大于或等于每克4.0mmol且小于或等于每克7.0mmol)。其他范围也是可以的。

在某些实施方案中，在至少一部分二氧化碳的吸集期间，吸集物质的温度为小于或等于700℃。在某些实施方案中，在至少一部分二氧化碳的吸集期间，吸集物质的温度大于盐的熔融温度，使得该盐为熔融形式。在某些实施方案中，在至少一部分二氧化碳的吸集期间，吸集物质的温度为至多700℃、至多650℃、至多600℃、至多550℃或至多520℃。在一些实施方案中，在至少一部分二氧化碳的吸集期间，吸集物质的温度为至少200℃、至少300℃、至少400℃、至少450℃或至少500℃。上述范围的组合也是可以的(例如，大于或等于200℃且小于或等于700℃、大于或等于200℃且小于或等于600℃、大于或等于400℃且小于或等于550℃)。其他范围也是可以的。

在某些实施方案中，在至少一部分二氧化碳的吸集期间，包含二氧化碳的环境的温度为小于或等于700℃。在某些实施方案中，在至少一部分二氧化碳的吸集期间，包含二氧化碳的环境的温度为至多700℃、至多650℃、至多600℃、至多550℃或至多520℃。在一些实施方案中，在至少一部分二氧化碳的吸集期间，包含二氧化碳的环境的温度为至少200℃、至少300℃、至少400℃、至少450℃或至少500℃。上述范围的组合也是可以的(例如，大于或等于200℃且小于或等于700℃、大于或等于200℃且小于或等于600℃、大于或等于400℃且小于或等于550℃)。其他范围也是可以的。

在一些实施方案中，在吸集期间，相对大的重量百分比的吸集物质吸集二氧化碳。例如，在一些实施方案中，在吸集期间，至少1wt％、至少10wt％或至少20wt％的吸集物质吸集二氧化碳。在一些实施方案中，在吸集期间，至多100wt％、至多90wt％、至多80wt％或至多50wt％的吸集物质吸集二氧化碳。上述范围的组合也是可以的(例如，大于或等于1wt％且小于或等于100wt％、大于或等于10wt％且小于或等于90wt％、大于或等于10wt％且小于或等于80wt％、大于或等于20wt％且小于或等于50wt％)。其他范围也是可以的。

在一些实施方案中，方法还包括通过从吸集物质中去除至少95mol％的被吸集物质吸集的二氧化碳来使吸集物质再生。在一些实施方案中，从吸集物质中去除至少96mol％、至少97mol％、至少98mol％、至少99mol％或至少99.9mol％的被吸集物质吸集的二氧化碳。在一些实施方案中，吸集物质在整个吸集和再生过程中保持液态。例如，在一些实施方案中，盐在整个吸集和再生过程中保持液态。

在某些实施方案中，方法包括进行至少一次吸集/再生循环(例如，至少一次温度波动循环、至少一次压力波动循环)。每个吸集/再生循环由吸集步骤(其中CO

在一个或更多个吸集/再生循环的一个或更多个(或全部)吸集步骤期间，吸集物质可暴露于上述或本文中其他地方所述的任何环境(例如，大气、流)。吸集/再生循环的一个或更多个(或全部)再生步骤可使用多种合适的第二环境(例如，流体、大气、流)进行。在一些实施方案中，吸集物质的再生可通过使惰性气体(例如氩、N

在一些实施方案中，解吸器容器中的气体空间(在本文中其他地方进一步描述)包含二氧化碳，例如，解吸器容器中大于或等于50体积％的气体空间由二氧化碳构成。如本领域普通技术人员将理解的，由二氧化碳构成的气体空间的体积％可通过将气体空间中的二氧化碳分压除以气体空间中的气体总压力并乘以100％来确定。本文中使用的术语“气体空间”是指容器(例如，吸附器容器、解吸器容器)中气体所占据的空间或体积。在一些实施方案中，解吸器容器中的气体空间与吸附器容器(在本文中其他地方进一步描述)中的气体空间处于相同压力下。在另一些实施方案中，解吸器容器中的气体空间处于与吸附器容器中的气体空间不同(例如，更低)的压力下。

在一些实施方案中，在再生步骤期间，在被配置用于间歇操作的系统(在本文中其他地方进一步描述)中，容器中的气体空间包含二氧化碳，例如容器中大于或等于50体积％的气体空间由二氧化碳构成。在一些实施方案中，在再生步骤期间，在被配置用于间歇操作的系统中，容器中的气体空间与吸集步骤期间容器中的气体空间处于相同压力下。在另一些实施方案中，在再生步骤期间，在被配置用于间歇操作的系统中，容器中的气体空间与吸集步骤期间容器中的气体空间处于不同(例如，更低)的压力下。

根据某些实施方案，方法包括使吸集物质循环至少2次(或至少5次、至少10次、至少50次、至少100次、至少1000次或至少10,000次)。在一些这样的实施方案中，在循环的2个吸集步骤中的每个期间(或在5个中的每个、10个中的每个、50个中的每个、100个中的每个、1000个中的每个、和/或10,000个中的每个期间)，被吸集物质吸集的CO

在一些实施方案中，提供了用于使用包含熔融形式的盐的吸集物质来吸集二氧化碳的系统。本文中所述的系统可用于使用本文中所述的吸集物质来实施本文中所述的方法。

在一些实施方案中，提供了被配置用于以间歇操作吸集二氧化碳的系统。被配置用于间歇操作的系统可包括许多合适组件中的任一种。在一些实施方案中，被配置用于间歇操作的系统包括容器的入口、容器和容器的出口。在一些实施方案中，在吸集步骤期间，入口被配置为接收富含二氧化碳的流体，该流体可从入口流至容器。在某些实施方案中，容器被配置为包含本文中所述的吸集物质。在一些实施方案中，在再生步骤期间，出口被配置为从容器接收二氧化碳贫乏的流体，与富含二氧化碳的流体相比，二氧化碳贫乏的流体具有更低的二氧化碳摩尔百分比，这至少是因为在容器中发生了通过吸集物质的一些吸集。在一些实施方案中，在再生步骤期间，入口被配置为接收能量或功(例如，来自加热和/或加压的气体)，其可从入口流至容器。在一些实施方案中，在再生步骤期间，由于容器中吸集物质的再生，出口被配置为从容器接收纯二氧化碳。

在一些实施方案中，提供了被配置用于以连续操作吸集二氧化碳的系统。被配置用于连续操作的系统可包括许多合适组件中的任一种。在一些实施方案中，被配置用于连续操作的系统包括吸附器容器的入口、吸附器容器和吸附器容器的出口。在一些实施方案中，被配置用于连续操作的系统还包括解吸器容器的入口、解吸器容器和解吸器容器的出口。在一些实施方案中，用于连续操作的系统还包括在吸附器容器与解吸器容器之间的第一导管，其被配置为将负载有二氧化碳的吸集物质从吸附器容器运输至解吸器容器。在一些实施方案中，系统还包括第一泵，其被配置为与第一导管一致以运输负载有二氧化碳的吸集物质。在某些实施方案中，第一泵是浆料泵。在一些实施方案中，用于连续操作的系统还包括在吸附器容器与解吸器容器之间的第二导管，其被配置为将未负载的吸集物质从解吸器容器运输至吸附器容器。在一些实施方案中，系统还包括第二泵，其被配置为与第二导管一致以运输未负载的吸集物质。在一些实施方案中，系统还包括与第一导管和/或第二导管一致的热交换器(例如，被配置用于温度波动操作)。在一些实施方案中，系统还包括与解吸器容器和泵流体地连接的再沸器或加热器(例如，被配置用于温度波动操作)。在一些实施方案中，系统还包括与解吸器容器流体地连接的压缩机，其被配置为输出纯二氧化碳流。本文中提供的系统可包括组件的任何合适的组合。

还考虑了被配置用于间歇操作的系统和被配置用于连续操作的系统的混合体的系统。

本文中使用的“负载有二氧化碳的”吸集物质是指其至少一部分(例如，大于或等于1wt％且小于或等于90wt％)已吸集二氧化碳的吸集物质。

本文中使用的“未负载的”吸集物质是指其至少一部分(例如，大于或等于75wt％且小于或等于100wt％、大于或等于85wt％且小于或等于100wt％、大于或等于95wt％且小于或等于100wt％)已去除二氧化碳的吸集物质。

在一些实施方案中，本文中提供的系统(例如，用于间歇操作的系统、用于连续操作的系统)包括至少一个温度控制器，其被配置为控制容器(例如，吸附器容器、解吸器容器)的温度。例如，可使用温度控制器将容器的温度设置为处于吸集物质的盐的熔融温度下或高于其，以在吸集期间使至少一些盐保持熔融形式。

本文中所述的系统(例如，用于间歇操作的系统、用于连续操作的系统)可使用本文中所述的吸集物质在高温(例如，大于或等于200℃且小于或等于700℃、大于或等于500℃且小于或等于550℃)下用于压力波动二氧化碳分离操作。例如，在一些实施方案中，在吸集步骤期间(例如，在吸附器容器中)，吸集物质暴露于其的第一环境中二氧化碳的分压为大于或等于0.01巴且小于或等于20巴(例如，大于或等于0.1巴且小于或等于10巴)，并且吸集物质暴露于其的第一环境的总压力为大于或等于1巴且小于或等于30巴，或者大于或等于1巴且小于或等于50巴。在一些实施方案中，吸集物质暴露于其的第一环境的总压力可以是至少1巴、至少2巴、至少5巴、至少10巴、至少20巴、至少50巴、至少100巴或更高。在某些实施方案中，在吸集步骤期间，二氧化碳为大于或等于第一环境(例如，流)的10mol％且小于或等于第一环境(例如，流)的30mol％。在一些实施方案中，在再生步骤期间(例如，在解吸器容器中)，吸集物质暴露于其的第二环境中二氧化碳的分压为大于或等于0巴且小于或等于0.01巴，并且吸集物质暴露于其的第二环境的总压力为大于或等于1巴且小于或等于20巴。在一些实施方案中，吸集物质暴露于其的第二环境的总压力可小于20巴、小于10巴、小于5巴、小于2巴、小于1.5巴、小于1.2巴、小于1.1巴、小于1巴(例如，在真空下)、小于0.5巴、小于0.1巴或小于0.01巴。在一些实施方案中，第一环境的总压力与第二环境的总压力之间的差为大于或等于0巴且小于或等于20巴。在某些实施方案中，第一环境的总压力与第二环境的总压力之间的差为至少0.1巴、至少1巴、至少5巴、至少10巴、至少50巴、至少100巴或更多。在一些实施方案中，第一环境中二氧化碳的分压与第二环境中二氧化碳的分压之间的差为大于或等于1巴且小于或等于20巴。其他范围也是可以的。例如，在压力波动操作中，在吸集步骤期间吸集物质可暴露于压力为30巴且二氧化碳分压为1巴的第一环境，并且在再生步骤期间，吸集物质可暴露于压力为20巴且二氧化碳分压为0巴的第二环境。

本文中所述的系统(例如，用于间歇操作的系统、用于连续操作的系统)可在高的基本温度(例如，大于或等于200℃且小于或等于600℃)下用于温度波动二氧化碳分离操作。例如，在一些实施方案中，在吸集步骤期间(例如，在吸附器容器中)，吸集物质的第一温度保持在大于或等于200℃且小于或等于600℃下。在一些实施方案中，在再生步骤期间(例如，在解吸器容器中)，吸集物质的第二温度保持在大于或等于250℃且小于或等于700℃下。在一些实施方案中，第二温度与第一温度之间的差为大于或等于10℃且小于或等于100℃(例如，大于或等于20℃且小于或等于70℃，50℃)。例如，在温度波动操作中，吸集物质可在吸集步骤期间保持在500℃下，并且在再生步骤期间保持在550℃下。

于2018年10月5日提交且标题为“Carbon Dioxide Removal UsingSequestration Materials that Include Salts in Molten Form,and Related Systemsand Methods”的美国临时申请No.62/742,078和于2019年3月8日提交且标题为“CarbonDioxide Removal Using Sequestration Materials that Include Salts in MoltenForm,and Related Systems and Methods”的美国临时申请No.62/815,656二者均出于所有目的通过引用整体并入本文。

以下实施例旨在举例说明本发明的某些实施方案，但不例示本发明的全部范围。

实施例1

以下实施例描述了非限制性吸集物质的制备。氢氧化锂(LiOH，98％)、氢氧化钠(NaOH，97％)、氢氧化钾(KOH，99.9％)和硼酸(H

实施例2

以下实施例描述了非限制性吸集物质的表征和分析。使用热重分析仪(TGA，TGAQ50；TAInstrument)在所测量的大气压下在100％干燥CO

实施例3

以下实施例描述了通过吸集物质的CO

CO

接下来，检测了吸集物质中存在的碱金属物质对CO

还检测了在碱金属硼酸盐中碱金属的摩尔数(与碱金属的摩尔数和硼的摩尔数)的混合比(x)对CO

以上结果表明，在中高温度下至少一些碱金属硼酸盐表现出高的CO

不希望受理论的束缚，熔融氧化物所特有的CO

A

其中，(s)和(m)分别表示固体和熔融的离子氧化物状态。当CO

碳酸根阴离子(CO

对于在不与CO

通过吸集物质实现的循环可再生性也可通过熔融氧化物的行为来解释。由于液体的流体特性，不会发生由于形态变形引起的循环劣化。不希望受理论的束缚，无论操作循环的数量如何提高，熔融氧化物中离子物质的迅速质量传递可能已经迅速地将分子分布的缺陷或不均匀性平均化以维持原始的摄取性能。

为了实现实际的CO

实施例4

以下实施例描述了吸集物质对CO

虽然本文中已经描述并举例说明了本发明的数个实施方案，但是本领域普通技术人员将容易想到用于执行功能和/或获得本文中所述的结果和/或一个或更多个优点的多种其他方式和/或结构，并且每个这样的变化和/或修改都被认为在本发明的范围内。更一般地，本领域技术人员将容易认识到，本文中所述的所有参数、尺寸、材料和配置意在是示例性的，并且实际的参数、尺寸、材料和/或配置将取决于使用本发明的教导的一个或更多个具体应用。仅使用常规实验，本领域技术人员将认识到或能够确定本文中所述的本发明的具体实施方案的许多等同方案。因此，应理解，前述实施方案仅通过实例的方式给出，并且在所附权利要求书及其等同方案的范围内，本发明可以以除具体描述和要求保护之外的方式实施。本发明涉及本文中所述的各个单独的特征、系统、制品、材料和/或方法。此外，如果这样的特征、系统、制品、材料和/或方法没有相互不一致，则两个或更多个这样的特征、系统、制品、材料和/或方法的任意组合包含在本发明的范围内。

除非明确地指出相反，否则如本文中在说明书和权利要求书中使用的没有数量词修饰的名词应理解成意指“至少一者”。

如本文中在说明书和权利要求书中使用的短语“和/或”应理解成意指如此连接的要素中的“之一或两者”，即在一些情况下要素共同存在，而在另一些情况下要素分别存在。除非明确地指出相反，否则除了由“和/或”子句具体地所指明的要素之外，其他要素可任选地存在，不管与具体地所指明的那些要素相关或不相关。因此，作为一个非限制性实例，当与开放式语言例如“包括”结合使用时，提及“A和/或B”在一个实施方案中可以指A而没有B(任选地包括除B之外的要素)；在另一个实施方案中可以指B而没有A(任选地包括除A之外的要素)；在又一个实施方案中可以指A和B二者(任选地包括其他要素)；等等。

如本文中在说明书和权利要求书中使用的，“或/或者”应理解为具有与如上所定义的“和/或”相同的含义。例如，当分离列表中的项目时，“或”或“和/或”应被解释为包含性的，即包含多个要素或要素列表中的至少一个，但也包含其中的多于一个，并且任选地包含另外的未列举项目。仅明确地指出相反的术语，例如“仅一个”或“恰好一个”，或者当在权利要求书中使用时“由……组成”，是指包含多个要素或要素列表中的恰好一个要素。一般而言，当前面有排他性术语例如“两者之一”、“其一”、“仅有其一”或“恰好其一”时，如本文中使用的术语“或”应解释为表示排他性的替代方案(即“一个或另一个，但非两者”)。“基本由...组成”当在权利要求书中使用时应具有其在专利法领域中所使用的一般含义。

如本文中在说明书和权利要求书中使用的，短语“至少一个”在提及一个或更多个要素的列表时应理解为意指从要素列表中的任一个或更多个要素中选择的至少一个要素，但并不一定包括要素列表中具体列举的各个和每个要素中的至少一个，也不排除要素列表中要素的任意组合。该定义还允许除了在短语“至少一个”所提及的要素列表中具体地所指明的要素之外的要素可任选地存在，不管与具体地所指明的那些要素相关或不相关。因此，作为一个非限制性实例，“A和B中的至少一个”(或等同地，“A或B中的至少一个”，或等同地，“A和/或B中的至少一个”)在一个实施方案中可以指至少一个A，任选地包括多于一个A，但不存在B(并且任选地包括除B之外的要素)；在另一个实施方案中，可以指至少一个B，任选地包括多于一个B，但不存在A(并且任选地包括除A之外的要素)；在又一个实施方案中，可以指至少一个A，任选地包括多于一个A，和至少一个B，任选地包括多于一个B(并且任选地包括其他的要素)；等等。

在权利要求书中以及在以上说明书中，所有过渡性短语例如“包含”、“包括”、“带有”、“具有”、“含有”、“涉及”、“持有”等均被理解为开放式的，即意指包括但不限于。如美国专利局专利审查程序手册第2111.03节中所述，仅过渡性短语“由……组成”和“基本上由……组成”应当分别是封闭式或半封闭式的过渡性短语。