專(zhuān)利名稱：活性炭及其用途的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及可在有機(jī)合成或其他應(yīng)用中用作催化劑(如用于氧化反應(yīng)的催化劑和分解催化劑)的活性炭以及該活性炭的利用其催化活性的應(yīng)用。更特別地，本發(fā)明涉及例如可用作過(guò)氧化物和/或氯胺(chloroamine)的分解催化劑(或氧化催化劑)的活性炭(如在由N-(膦?；谆?亞氨基二乙酸制備N(xiāo)-(膦?；谆?氨基乙酸的工藝中，既能夠保持分解水溶液中的過(guò)氧化氫的分解活性又能夠持續(xù)保持其性能的活性炭)以及該活性炭的應(yīng)用(如用于制備N(xiāo)-(膦?；谆?氨基乙酸的工藝和用于去除氯胺的工藝)。
背景技術(shù)：
公知活性炭自身充當(dāng)催化劑。例如，已知活性炭可用于各種氧化反應(yīng)，包括硫化氫和SO2的氧化。觀察到活性炭對(duì)這種反應(yīng)具有影響?；钚蕴孔鳛榇呋瘎﹥H影響或改變反應(yīng)速率，其本身幾乎不被反應(yīng)所改變。
與由具有低氮含量的原料制得的活性炭相比，由具有高氮含量的原料制得的活性炭能有效地催化特定的反應(yīng)(如過(guò)氧化氫的分解)。而且，還已知當(dāng)活性炭在高溫下暴露于含氮化合物(如氨氣)時(shí)，由具有低氮含量的原料制得的活性炭的催化活性或催化功能得以提高。目前，通過(guò)使具有高氮含量的材料(如聚丙烯腈或聚酰胺)在低溫或高溫碳化并活化所得碳化產(chǎn)物來(lái)制備具有高催化活性的活性炭。在每種情形中，所述活性炭都是通過(guò)在高于700°C的溫度下對(duì)所述原料進(jìn)行熱處理制得的。還已知在暴露于含氮化合物之前或暴露期間，對(duì)由具有低氮含量的原料制得的活性炭進(jìn)行氧化是有利的。遺憾的是，具有催化活性的活性炭的所有常規(guī)制備工藝都有某些缺點(diǎn)，因而限制了其整體的適用性或用途。例如，具有高氮含量的原料(如聚丙烯腈或聚酰胺)價(jià)格昂貴且在碳化過(guò)程中產(chǎn)生大量的氰化物和其他有毒氣體。由具有低氮含量的原料得到的活性炭需要進(jìn)行劇烈的化學(xué)后處理以顯著改變其催化能力。在這一點(diǎn)上，通過(guò)碳收率的犧牲或降低來(lái)實(shí)現(xiàn)所需的催化活性，因此所得活性炭必然價(jià)格昂貴。此外，由于所述化學(xué)處理使用了大量有毒有害的化學(xué)物質(zhì)(如硝酸、硫酸或氨)，因此生成了相當(dāng)大量的有毒有害的副產(chǎn)物，例如SOx、NOx和氰化物。日本專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)卦S公開(kāi)No. 60-246328 (JP-60-246328A，專(zhuān)利文獻(xiàn)I)公開(kāi)了通過(guò)N-(膦?；谆?亞氨基二乙酸的氧化反應(yīng)來(lái)制備N(xiāo)-(膦?；谆?氨基乙酸的工藝，其中所述氧化反應(yīng)在氧氣或含氧氣體存在下用已經(jīng)從其表面除去了氧化物的活性炭催化劑進(jìn)行。該文獻(xiàn)還公開(kāi)了通過(guò)使碳暴露于氧化劑(如硝酸)然后在無(wú)氧氣氛中在800-1200°C的溫度使該碳熱解(或熱分解)，或者通過(guò)在800-1200°C的溫度使碳熱解(或熱分解)同時(shí)使包含氨和含氧氣體的氣流從該碳上通過(guò)來(lái)獲得所述活性炭。如上所述，該用化學(xué)物質(zhì)處理碳材料的方法需要使用有毒有害的化學(xué)物質(zhì)并生成大量有毒有害的副產(chǎn)物。有大量常規(guī)技術(shù)能處理活性炭自身的催化性能，然而除以下專(zhuān)利文獻(xiàn)4之外，很少有常規(guī)技術(shù)具體涉及活性炭的物理性質(zhì)與其催化性能之間的關(guān)系。其原因包括該關(guān)系復(fù)雜且難以解決，因?yàn)榛钚蕴康母鞣N性質(zhì)對(duì)催化性能具有多重作用。
日本專(zhuān)利No. 2685356 (JP-2685356B，專(zhuān)利文獻(xiàn)2)公開(kāi)了用于快速分解水溶液中的過(guò)氧化氫的催化活性碳質(zhì)焦。該文獻(xiàn)公開(kāi)了該碳質(zhì)焦是通過(guò)使浙青煤或浙青煤樣的材料氧化制備的，特別地，該碳質(zhì)焦是通過(guò)如下步驟制得的，使原料在低溫氧化、使氧化后的材料暴露于含氮化合物(如脲)、在惰性氣氛中高溫加熱所得材料、在蒸汽和/或二氧化碳中高溫煅燒或活化所得材料，并在惰性氣氛中冷卻所得材料。然而該工藝較復(fù)雜。日本專(zhuān)利No. 3719756 (JP-3719756B，專(zhuān)利文獻(xiàn)3)公開(kāi)了由與水、過(guò)氧化氫和活性炭共存的N-(膦?；谆?亞氨基二乙酸合成N-(膦?；谆?氨基乙酸的工藝。該文獻(xiàn)公開(kāi)了能夠使用市售的活性炭且該活性炭可重復(fù)利用多次。然而，由于沒(méi)有對(duì)活性炭進(jìn)行優(yōu)化，該活性炭可能具有較低的催化活性。此外，活性炭的循環(huán)利用顯著降低了催化活性。而且，因?yàn)樵撐墨I(xiàn)未公開(kāi)活性炭的催化活性的優(yōu)化因素或指標(biāo)，因此未披露活性炭催化劑對(duì)N-(膦?；谆?氨基乙酸制備工藝的影響。日本專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)卦S公開(kāi)No. (JP-5-811A，專(zhuān)利文獻(xiàn)4)公開(kāi)了用作過(guò)氧化氫分解催化劑的活性炭；該活性炭是以蛋白質(zhì)或聚丙烯腈纖維活性炭材料作為原料制備的，包含
1-5重量％的氮、3-30重量％的氧和40-95重量％的碳，且具有15-30 A的平均孔半徑，并且中孔占總孔體積的至少50體積％。在該文獻(xiàn)的實(shí)施例中描述的活性炭包括2. 1-4. I重量％的氮和7. 6-22. 8重量％的氧；并且在對(duì)比實(shí)施例中描述的活性炭包括包含0. 5重量％的氮和5. 6重量％的氧的活性炭。然而，這些活性炭不僅催化活性不足以分解過(guò)氧化氫而且有時(shí)在重復(fù)利用之后會(huì)降低其活性。其間，為了對(duì)自來(lái)水消毒，使用了低濃度的氯胺代替氯氣。氯胺包括一氯胺(monochloramine)、二氯胺和三氯胺。一氯胺比氯氣更穩(wěn)定且更不易揮發(fā)。而且,一氯胺甚至在甲烷存在下也不會(huì)生成鹵代甲烷。因此，氯胺(特別是一氯胺)的使用逐漸增多。然而，這些年來(lái)，很多研究者開(kāi)始了解到一氯胺對(duì)生物體是有毒的，特別是對(duì)淡水或海水水生生物，而且也是溶血性貧血的誘發(fā)劑。因此，需要開(kāi)發(fā)有效除去氯胺的方式。而且，當(dāng)在人工透析器中使用用氯胺消毒過(guò)的自來(lái)水時(shí)，氯胺會(huì)滲透通過(guò)半透膜而與血液接觸。因此，腎臟透析器裝置和其他醫(yī)療裝置都需要高度除去氯胺。相關(guān)的現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn) 專(zhuān)利文獻(xiàn)
專(zhuān)利文獻(xiàn)I JP-60-246328A (權(quán)利要求書(shū)，和第2頁(yè)左下欄到右下欄)
專(zhuān)利文獻(xiàn)2 JP-2685356B (權(quán)利要求書(shū)，和第4欄第37行至第5欄第27行)
專(zhuān)利文獻(xiàn)3 JP-3719756B (權(quán)利要求書(shū)，和第
和
段)
專(zhuān)利文獻(xiàn)4 JP-5-811A (權(quán)利要求書(shū)，實(shí)施例和對(duì)比實(shí)施例)
發(fā)明概述
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題
因此本發(fā)明的目的是提供可用作氧化催化劑(或分解催化劑)的活性炭及其應(yīng)用。本發(fā)明的另一目的是提供甚至在重復(fù)使用之后仍保持高催化活性的活性炭催化劑及其應(yīng)用。本發(fā)明的又一目的是提供能夠有效分解或除去水溶液中的過(guò)氧化物(如過(guò)氧化氫)和/或氯胺(如一氯胺)的活性炭催化劑及其應(yīng)用。本發(fā)明的又一目的是提供借助活性炭的催化活性有效制備N(xiāo)-(膦?；谆?氨基乙酸的工藝和有效分解或除去過(guò)氧化物(如過(guò)氧化氫)和/或氯胺(如一氯胺)的工藝。技術(shù)手段
本發(fā)明的發(fā)明人為實(shí)現(xiàn)以上目的進(jìn)行了大量研究，最終發(fā)現(xiàn)包含預(yù)定濃度的氧、氮、硫和氫原子的活性炭具有顯著提高的分解過(guò)氧化氫的能力，并發(fā)現(xiàn)該活性炭能有效催化N-(膦酰基甲基)亞氨基二乙酸的氧化以有效制備N(xiāo)-(膦?；谆?氨基乙酸，還發(fā)現(xiàn)該活性炭能有效地使氯胺氧化分解。基于以上發(fā)現(xiàn)完成了本發(fā)明。換而言之，本發(fā)明的活性炭(活性碳)具有在I. 40-4. 30質(zhì)量％范圍的氧含量、在0. 90-2. 30質(zhì)量％范圍的氮含量、在0. 50-1. 20質(zhì)量％范圍的硫含量和在0. 40-0. 65質(zhì)量％范圍的氫含量。本發(fā)明的活性炭可用作氧化催化劑(或分解催化劑)，例如可用作分解過(guò)氧化物或氯胺的催化劑。該活性炭(活性碳)催化劑(氧化催化劑或分解催化劑)包括具有I. 40-4. 30 質(zhì)量% (如I. 40-3. 5質(zhì)量%)的氧含量、0. 90-2. 30質(zhì)量% (如0. 90-2. 0質(zhì)量%)的氮含量、0. 50-1. 20質(zhì)量% (如0. 50-1. 00質(zhì)量%)的硫含量和0. 40-0. 65質(zhì)量% (如0. 40-0. 62質(zhì)量％)的氫含量的活性炭。在該活性炭催化劑中，氧含量可為I. 40-3. 0質(zhì)量％，氮含量可為0. 90-1. 75質(zhì)量％，硫含量可為0. 50-0. 90質(zhì)量％，氫含量可為0. 40-0. 65質(zhì)量％。所述過(guò)氧化物可包括過(guò)氧化氫。所述氯胺可包括一氯胺。該活性炭(活性炭催化劑，例如氧化催化劑或分解催化劑)可進(jìn)一步具有選自(e)酸性表面官能團(tuán)含量；(f)堿性表面官能團(tuán)含量和(g)苯吸附容量的以下特征中的至少一個(gè)
Ce)酸性表面官能團(tuán)的含量為0. 10-0. 36 meq/g (如0. 10-0. 30 meq/g)；
(f)堿性表面官能團(tuán)的含量為0.50-1. 30 meq/g (如0. 50-1. 00 meq/g);和
(g)苯吸附容量為25-50%(如25-47%)。本發(fā)明的活性炭催化N-(膦?；谆?亞氨基二乙酸在過(guò)氧化物存在下的氧化。因此，本發(fā)明還包括N-(膦?；谆?氨基乙酸的制備工藝，其包括在活性炭存在下用氧化劑氧化N-(膦?；谆?亞氨基二乙酸；該活性炭具有I. 40-4. 30質(zhì)量％的氧含量、
0.90-2. 30質(zhì)量％的氮含量、0. 50-1. 20質(zhì)量％的硫含量和0. 40-0. 65質(zhì)量％的氫含量；并且該氧化劑包括過(guò)氧化物。在該工藝中，相對(duì)于100重量份的N-(膦?；谆?亞氨基二乙酸，活性炭的用量可為0. 5-300重量份，或者可為10-100重量份。而且，所述過(guò)氧化物可以是過(guò)氧化氫。此外，在該工藝中，每克活性炭每小時(shí)的過(guò)氧化氫分解速率可為不低于IOOOmg(即過(guò)氧化氫的分解速率可為不低于1，000mg-H202/g-活性炭/小時(shí))。本發(fā)明還包括氯胺的去除工藝，其包括使氯胺與活性炭接觸；該活性炭具有
1.40-4. 30質(zhì)量％的氧含量、0. 90-2. 30質(zhì)量％的氮含量、0. 50-1. 20質(zhì)量％的硫含量和
0.40-0. 65質(zhì)量％的氫含量。該工藝通過(guò)有效分解氯胺釋放氯氣實(shí)現(xiàn)了氯胺的有效去除。該活性炭的特征，即氧含量、氮含量、硫含量、氫含量、酸性表面官能團(tuán)含量、堿性表面官能團(tuán)含量和苯吸收容量，能夠依照實(shí)施例中描述的方法測(cè)定。過(guò)氧化氫的分解速率也能夠依照實(shí)施例中描述的方法測(cè)定。發(fā)明效果
本發(fā)明的活性炭作為氧化催化劑或分解催化劑具有高催化活性。而且，該活性炭催化劑甚至在重復(fù)使用之后仍保持高催化活性。因此該活性炭催化劑能夠有效分解水溶液中的過(guò)氧化物(如過(guò)氧化氫)。此外，本發(fā)明的活性炭催化氧化反應(yīng)，因此該活性炭的催化活性有效地由N-(膦?；谆?亞氨基二乙酸在過(guò)氧化物(如過(guò)氧化氫)存在下生成N-(膦?；谆?氨基乙酸。此外，本發(fā)明的活性炭例如適用于分解氯胺(如一氯胺)以釋放和除去氯氣。而且，與常規(guī)方式制備的活性炭相比，本發(fā)明的活性炭顯著地不僅可用作分解和去除過(guò)氧化物或去除氯胺的催化劑，而且可用作多種氧化反應(yīng)的催化劑，例如硫化物(如硫化氫)的氧化、二氧化硫SO2的氧化和氮氧化物的氧化。實(shí)施方案的描述
本發(fā)明的活性炭具有以下特征
Ca)氧含量在I. 40-4. 30質(zhì)量％的范圍；
(b)氮含量在0.90-2. 30質(zhì)量％的范圍；
(c)硫含量在0.50-1. 20質(zhì)量%的范圍；和 Cd)氫含量在0. 40-0. 65質(zhì)量%的范圍。Ca)該活性炭的氧含量為約I. 40-4. 30質(zhì)量％，優(yōu)選約I. 40-3. 5質(zhì)量％ (如約
I.40-3. 0質(zhì)量％)，且更優(yōu)選約I. 40-2. 8質(zhì)量% (如約I. 40-2. 75質(zhì)量％)。過(guò)低的氧含量會(huì)降低催化活性，過(guò)高的氧含量在重復(fù)使用后會(huì)降低或削弱活性。(b )該活性炭的氮含量為約0. 90-2. 30質(zhì)量％，優(yōu)選約0. 90-2. 0質(zhì)量％ (如約0. 90-1. 75質(zhì)量％)，且更優(yōu)選約0. 90-1. 50質(zhì)量％ (如約0. 90-1. 25質(zhì)量％)。當(dāng)?shù)窟^(guò)
低時(shí)，在重復(fù)使用后活性降低。當(dāng)?shù)窟^(guò)高時(shí)，催化活性降低。(C)該活性炭的硫含量為約0. 50-1. 20質(zhì)量％，優(yōu)選約0. 50-1. 00質(zhì)量％，且更優(yōu)選約0. 50-0. 90質(zhì)量％ (如約0. 50-0. 85質(zhì)量％)。過(guò)低的硫含量在重復(fù)使用后會(huì)降低或削弱活性，過(guò)高的硫含量會(huì)降低催化活性。此外，(d)該活性炭的氫含量為約0. 40-0. 65質(zhì)量％ (如約0. 45-0. 65質(zhì)量％)，優(yōu)選約0. 40-0. 62質(zhì)量％(如約0. 50-0. 62質(zhì)量％)，或者可以為約0. 55-0. 65質(zhì)量％。當(dāng)氫含量過(guò)低時(shí)，催化活性降低。當(dāng)氫含量過(guò)高時(shí)，在重復(fù)使用后活性降低。關(guān)于活性炭的這些元素(a)_ (d)，似乎不是單一元素含量而是多個(gè)元素含量綜合參與到所述催化活性中。因此，即使一種元素含量在上述范圍內(nèi)而其他元素不在上述含量范圍內(nèi)，活性炭的催化活性也會(huì)劣化。而且，本發(fā)明的活性炭?jī)?yōu)選具有以下特征(e)酸性表面官能團(tuán)含量、Cf)堿性表面官能團(tuán)含量和(g)苯吸附容量中的至少一個(gè)。(e)該活性炭具有在0. 10-0. 36 meq/g范圍的酸性表面官能團(tuán)含量，優(yōu)選0. 10-0. 30 meq/g (如 0. 11-0. 27 meq/g)，且更優(yōu)選 0. 12-0. 25 meq/g。過(guò)低或過(guò)高含量的酸性表面官能團(tuán)在重復(fù)使用后都會(huì)降低活性炭的活性。(f)該活性炭具有在0. 50-1. 30 meq/g范圍的堿性表面官能團(tuán)含量，優(yōu)選
0.50-1. 00 meq/g (如 0. 52-0. 80 meq/g)，且更優(yōu)選 0. 55-0. 75 meq/g。過(guò)低或過(guò)高含量的堿性表面官能團(tuán)在重復(fù)使用后都會(huì)降低活性炭的活性。(g)該活性炭具有在25-50%范圍的苯吸附容量，優(yōu)選25-47%，且更優(yōu)選27_45%，或者可以具有在30-50%范圍的苯吸附容量。過(guò)低或過(guò)高的苯吸附容量在重復(fù)使用后都會(huì)降低活性炭的活性。具有該特征的活性炭可用作催化劑，例如氧化催化劑或分解催化劑。例如，本發(fā)明的活性炭可用于分解(或氧化)過(guò)氧化物、氯胺和其他物質(zhì)。所述過(guò)氧化物可包括例如過(guò)氧化氫、過(guò)酸(如過(guò)甲酸、過(guò)乙酸和過(guò)苯甲酸)和過(guò)氧化物(如過(guò)氧化苯甲酰、過(guò)氧化二乙酰、過(guò)氧化月桂酰和過(guò)氧化甲乙酮)。代表性的過(guò)氧化物包括過(guò)氧化氫。所述氯胺可以是一氯胺NH2C1、二氯胺NHCl2和三氯胺NC13。代表性的廣泛用于消毒自來(lái)水的氯胺包括一氯胺，其具有低揮發(fā)性并具有高穩(wěn)定性。因此，殘留的一氯胺通過(guò)用硫代硫酸鈉等處理來(lái)除去。本發(fā)明的活性炭催化劑有效地使氯胺(如一氯胺)分解釋放氯 氣。除如上所述的過(guò)氧化物和氯胺分解之外，本發(fā)明的活性炭催化劑還可用作很多反應(yīng)的催化劑，例如可用于硫化物(如硫化氫)、二氧化硫SO2、氮氧化物NOx和其他物質(zhì)的氧化或轉(zhuǎn)化。過(guò)氧化物、氯胺和其他物質(zhì)的分解(或氧化)可以在有機(jī)溶劑(如烴，例如甲苯；醇，例如乙醇；酯；酮；醚和羧酸)或水性溶劑(水或包含水和水溶性有機(jī)溶劑的混合溶劑)中進(jìn)行，通常在水中進(jìn)行。而且，該分解或氧化反應(yīng)特別是在過(guò)量溶劑的存在下進(jìn)行。可以使氣態(tài)物質(zhì)(如硫化物(如硫化氫)、二氧化硫SO2和氮氧化物NOx)以氣態(tài)物質(zhì)流的形式，任意地與空氣或含氧氣體一起，與活性炭接觸。該物質(zhì)(如過(guò)氧化物(如過(guò)氧化氫)和氯胺(如一氯胺))的濃度并不特別限制到特定值，且例如反應(yīng)系統(tǒng)中過(guò)氧化物(如過(guò)氧化氫)可具有約0. 1-50質(zhì)量％的濃度，優(yōu)選約0. 5-30質(zhì)量％，且更優(yōu)選約1-20質(zhì)量％。依照本發(fā)明，由于該物質(zhì)能有效地被分解或氧化，因此本發(fā)明的活性炭催化劑可用于除去少量的該物質(zhì)(如過(guò)氧化物(如過(guò)氧化氫)和氯胺(如一氯胺))。在處理殘留的少量該物質(zhì)時(shí)，例如該物質(zhì)的濃度可為約 0. Ippb 至 lOOOppm。相對(duì)于100質(zhì)量份的該物質(zhì)(如過(guò)氧化物或氯胺)，活性炭催化劑的量可為約
0.1-500質(zhì)量份，優(yōu)選約1-250質(zhì)量份，且更優(yōu)選約5-100質(zhì)量份(如約10_50質(zhì)量份)。所述分解或氧化反應(yīng)例如可以在約10_70°C，優(yōu)選約20_50°C的溫度進(jìn)行。所述分解或氧化反應(yīng)例如可以在空氣中或在含氧氣氛下進(jìn)行，或者也可以在惰性或非活性氣氛下進(jìn)行。本發(fā)明的活性炭催化劑也可用作通過(guò)借助氧化劑氧化N-(膦?；谆?亞氨基二乙酸而制備N(xiāo)-(膦?；谆?氨基乙酸的催化劑。特別地，本發(fā)明包括通過(guò)在活性炭存在下借助氧化劑氧化N-(膦?；谆?亞氨基二乙酸而制備N(xiāo)-(膦酰基甲基)氨基乙酸的工藝，其中該活性炭具有在I. 40-4. 30質(zhì)量％范圍的氧含量、在0. 90-2. 30質(zhì)量％范圍的氮含量、在0. 50-1. 20質(zhì)量％范圍的硫含量和在0. 40-0. 65質(zhì)量％范圍的氫含量，且該氧化劑是過(guò)氧化物。作為過(guò)氧化物，可以提及與上述相同的過(guò)氧化物。這些過(guò)氧化物可以單獨(dú)使用或結(jié)合使用。在所述過(guò)氧化物中，使用水溶性過(guò)氧化物，通常是過(guò)氧化氫。作為過(guò)氧化氫，能夠使用市售的30-60質(zhì)量％的水溶液。如果需要，可以對(duì)該溶液進(jìn)行稀釋。相對(duì)于Imol N-(膦?；谆?亞氨基二乙酸，過(guò)氧化物(如過(guò)氧化氫)的用量為約
1.5-1OmoI,優(yōu)選約2_5mol,且更優(yōu)選約2_3mol?；钚蕴康挠昧靠梢栽诨钚蕴磕軌虼呋柚趸瘎┑难趸磻?yīng)的范圍內(nèi)選擇，例如相對(duì)于100質(zhì)量份N-(膦酰基甲基)亞氨基二乙酸，選自0. 1-500質(zhì)量份的范圍。相對(duì)于100質(zhì)量份N-(膦?；谆?亞氨基二乙酸，活性炭用量通常為約0. 5-300質(zhì)量份，優(yōu)選約5-200質(zhì)量份，且更優(yōu)選約10-100質(zhì)量份(如約20-80質(zhì)量份)。上述反應(yīng)可以在有機(jī)溶劑存在下進(jìn)行。該反應(yīng)通常在水性溶劑(通常為水)存在下進(jìn)行。溶劑(特別是水)并不限于特定量，只要能夠形成均勻的反應(yīng)體系即可。相對(duì)于I質(zhì)量份N-(膦酰基甲基)亞氨基二乙酸，溶劑的用量通?？梢詾榧s1-50質(zhì)量份，且優(yōu)選約
2-25質(zhì)量份。 該反應(yīng)可以在約50_100°C的溫度進(jìn)行，優(yōu)選約55_90°C，且更優(yōu)選約60_80°C。該反應(yīng)可以在外加壓力或普通壓力(常壓)下進(jìn)行，通常在大氣壓下進(jìn)行。該反應(yīng)可以在空氣中或在含氧氣氛下進(jìn)行，或者也可以在惰性或非活性氣氛下進(jìn)行。在反應(yīng)完成之后，如果需要，能夠使該反應(yīng)混合物經(jīng)受常規(guī)分離和凈化步驟(如濃縮、沉淀、溶劑萃取或重結(jié)晶)，以得到高純度和高收率的N-(膦?；谆?氨基乙酸。例如，依照本發(fā)明，能夠以不低于80%的收率得到純度不低于93%的N-(膦?；谆?氨基乙酸。實(shí)踐中，通過(guò)沉淀、重結(jié)晶或其他方式自反應(yīng)體系中得到晶體形式的N-(膦?；谆?氨基乙酸。此外，本發(fā)明的活性炭催化劑即使在重復(fù)使用之后也能維持其高催化能力而不降低催化活性。例如，在實(shí)施例中描述的測(cè)試方法中(評(píng)估水溶液中過(guò)氧化氫的分解和測(cè)定過(guò)氧化氫的分解速率)，在分批式(batch)水溶液中每克活性炭每小時(shí)的過(guò)氧化氫分解速率不低于1，000mg-H202/g-活性炭/小時(shí)(例如約2，000-100, 000mg-H202/g-活性炭/小時(shí)，優(yōu)選約 2，500-75, 000mg-H202/g-活性炭 / 小時(shí)，且更優(yōu)選約 3，000-50, 000mg-H202/g-活性炭/小時(shí))。進(jìn)一步地，即使將該活性炭重復(fù)用于該測(cè)試方法(在分批式水溶液中的過(guò)氧化氫的分解測(cè)試)不低于10次(如約10-25次，且優(yōu)選約12-30次)，該活性炭仍保持或具有其高催化活性。換而言之，在上述測(cè)試方法中，在保持在水溶液中的過(guò)氧化氫分解效率不低于1，000mg-H202/g-活性炭/小時(shí)的情況下，本發(fā)明的活性炭催化劑能夠重復(fù)使用不低于10次。更特別地，在實(shí)施例所述的方法中(評(píng)估水溶液中過(guò)氧化氫的分解和測(cè)定過(guò)氧化氫的分解速率)，即使在重復(fù)使用次數(shù)不低于10次的情況下，過(guò)氧化氫和本發(fā)明活性炭催化劑共存于N-(膦酰基甲基)亞氨基二乙酸水溶液中也能夠?qū)崿F(xiàn)以不低于80%的收率制備純度不低于93%的N-(膦?；谆?氨基乙酸。所述活性炭催化劑通常是通過(guò)用硝酸或硫酸、次氯酸鈉或其他氧化性化學(xué)物質(zhì)氧化活性炭，然后使經(jīng)氧化的活性炭與氨氣在高溫下接觸；或者通過(guò)使富氮原料(如聚丙烯腈)活化或碳化來(lái)制備。依照本發(fā)明，通過(guò)管理或控制多種參數(shù)能夠以低成本制備多種各自具有高催化活性的活性炭。特別地，本發(fā)明的活性炭催化劑能夠通過(guò)使碳質(zhì)材料碳化并在850°C -IOOO0C的溫度下在包含水蒸汽、氮?dú)夂投趸嫉幕旌蠚夥罩袑?duì)碳化后的碳材料熱處理超過(guò)3-48小時(shí)得到。在該熱處理中，碳化后的碳材料可能部分氣化。所述碳質(zhì)材料可以選自所有已知的適用于制備活性炭的材料。例如，該碳質(zhì)材料可以包括植物(如椰殼、谷殼(稻殼)、咖啡渣和木材)、天然聚合物(如淀粉、纖維素和木質(zhì)素)、半合成聚合物(如纖維素酯、纖維素醚和木質(zhì)素樹(shù)脂)、合成聚合物(如酚系列樹(shù)脂、呋喃系列樹(shù)脂和環(huán)氧樹(shù)脂)和浙青材料。這些原料可以單獨(dú)使用或結(jié)合使用。所述原料可優(yōu)選為植物原料，例如木材。特別優(yōu)選使用含氮或硫的煤(如選自泥煤、褐煤、次煙煤、浙青煤、半無(wú)煙煤和無(wú)煙煤的煤)。本發(fā)明的活性炭是通過(guò)常規(guī)活性炭制備裝置制備的，例如流化床、多段(或多級(jí))爐和回轉(zhuǎn)(或旋轉(zhuǎn))爐。所述碳化能夠通過(guò)常規(guī)方法進(jìn)行，例如通過(guò)在切斷氧氣或空氣供應(yīng)的情況下在400-8000C，優(yōu)選500-800°C，且更優(yōu)選600-800°C的溫度加熱碳質(zhì)材料來(lái)進(jìn)行。碳化產(chǎn)物的熱處理(活化)能夠在高于750°C，優(yōu)選850-1000°C (如850_950°C)的溫度下，在包含水蒸汽、氮?dú)夂投趸嫉幕旌衔锏臍夥罩?混合物氣氛、混合氣體)，在流化床、多段(或多級(jí))爐或回轉(zhuǎn)(或旋轉(zhuǎn))爐內(nèi)進(jìn)行。在混合物氣氛下的活化使碳化產(chǎn)物部分氣化以提供活性炭。用于使所述碳質(zhì)材料的碳化產(chǎn)物的一部分氣化的氣體(由水蒸汽、氮?dú)夂投趸冀M成的混合氣體)也能夠通過(guò)燃燒包含天然氣、石油或烴的其他可燃物得到。活化溫度通常在約± 25 °C的范圍內(nèi)變化。
活化時(shí)間可以為約3-48小時(shí)，優(yōu)選約4-24小時(shí)，且更優(yōu)選約5_20小時(shí)(如約6_12小時(shí))。當(dāng)活化時(shí)間過(guò)短時(shí)，活性炭的活性降低；而當(dāng)活化時(shí)間過(guò)長(zhǎng)時(shí)，生產(chǎn)率降低。氣體分壓具有約7. 5-40%且優(yōu)選約10-30% (例如約10_20%)的水蒸汽分壓、約10-50%且優(yōu)選約15-45% (例如約20-40%)的二氧化碳分壓和約30-80%且優(yōu)選約40-70%(例如約45-65%)的氮?dú)夥謮?。氣體分壓可以具有約10-40%的水蒸汽分壓、約10-40%的二氧化碳分壓和約40-80%的氮?dú)夥謮?。氣體的總壓力通常為I個(gè)大氣壓(約0. IMPa)。過(guò)低的水蒸汽分壓使得活化不充分，而過(guò)高的水蒸汽分壓使活性炭的活性劣化。當(dāng)二氧化碳分壓過(guò)低時(shí)，活化不充分，而當(dāng)二氧化碳分壓過(guò)高時(shí)，使活性炭的活性劣化。過(guò)低的氮?dú)夥謮菏够钚蕴康幕钚粤踊?，而過(guò)高的氮?dú)夥謮菏够罨怀浞?。而且，相?duì)于IOOg作為原料的碳質(zhì)產(chǎn)物，總供氣量(流率)為約10-50L/分鐘，優(yōu)選約15-45L/分鐘，且更優(yōu)選約20-40L/分鐘。過(guò)低的流率使活化不充分，而過(guò)高的流率使活性炭的活性劣化。這些條件的結(jié)合實(shí)現(xiàn)了具有目標(biāo)氧含量、氮含量、硫含量和氫含量的活性炭催化齊U。本發(fā)明的活性炭催化劑的制備工藝的細(xì)節(jié)參見(jiàn)實(shí)施例。所述活性炭可以是粉末、微粒或顆粒的形式。如果需要，可以將活性炭成型為蜂窩狀或其他形狀。
實(shí)施例以下實(shí)施例目的在于更詳細(xì)地描述本發(fā)明，而不應(yīng)當(dāng)解釋為限制本發(fā)明的范圍。以下實(shí)施例和對(duì)比實(shí)施例的活性炭的性能按如下方式評(píng)估。[評(píng)估水溶液中過(guò)氧化氫的分解和測(cè)定過(guò)氧化氫的分解速率]
將0. Ig干活性炭添加到25°C的過(guò)氧化氫濃度為3，000mg/L的400mL水溶液中。測(cè)定該水溶液中剩余的過(guò)氧化氫濃度。評(píng)估過(guò)氧化氫濃度隨時(shí)間的變化過(guò)程，直至殘留的過(guò)氧化氫達(dá)到零。過(guò)氧化氫的分解速率=(Ctl-C) X 0.4/A/T
C0=過(guò)氧化氫的初始濃度(mg/L) ;C=給定時(shí)間之后的過(guò)氧化氫濃度(mg/L)；
A=活性炭的量(g)；
T=給定時(shí)間(hr)。
重復(fù)使用中的過(guò)氧化氫分解的評(píng)估按如下方式進(jìn)行將濃度為30質(zhì)量％的過(guò)氧化氫水溶液添加到殘留過(guò)氧化氫為0的溶液中以得到3000mg/L的過(guò)氧化氫濃度，再次評(píng)估過(guò)氧化氫濃度隨時(shí)間的變化過(guò)程，直至殘留的過(guò)氧化氫達(dá)到零。重復(fù)該程序直至過(guò)氧化氫的分解速率低于1，000mg-H202/g-活性炭/小時(shí)。[測(cè)定活性炭的氮、硫和氫含量]
用磺胺酸作為標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，使用Vario EL III (ELEMENTAR制造)測(cè)定了活性炭的氮、硫和氫含量?？紤]到各測(cè)量值的散布(scattering)，對(duì)作為標(biāo)準(zhǔn)樣的活性炭P-GLCR(KurarayChemical Co., Ltd.制造)進(jìn)行了平行測(cè)量以校正各測(cè)量值，并測(cè)定了該活性炭的氮、硫和氫含量。[測(cè)定活性炭的氧含量]
用苯甲酸作為標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，使用Vario EL III(ELEMENTAR制造)測(cè)定了活性炭的氧含量。考慮到各測(cè)量值的散布，對(duì)作為標(biāo)準(zhǔn)樣的活性炭P-GLCR (Kuraray Chemical Co., Ltd.制 造)進(jìn)行了平行測(cè)量以校正各測(cè)量值，并測(cè)定了該活性炭的氧含量。[測(cè)定活性炭的酸性表面官能團(tuán)含量]
將活性炭(0. 5g)添加到25mL 25°C的0. lmol/L乙醇鈉水溶液中，并將混合物搖動(dòng)24小時(shí)。然后，用離心分離器將混合物離心以沉淀活性炭，收集IOmL上清液，并用0. I mol/LHCl滴定以測(cè)定酸性表面官能團(tuán)含量。[測(cè)定活性炭的堿性表面官能團(tuán)含量]
將活性炭(0. 5g)添加到25mL 25°C的0. lmol/L HCl水溶液中，將混合物搖動(dòng)24小時(shí)。然后，用離心分離器將混合物離心以沉淀活性炭，收集IOmL上清液，并用0. I mol/L NaOH滴定以測(cè)定堿性表面官能團(tuán)含量。[測(cè)定活性炭的苯吸附容量]
依照日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JIS K1474的活性炭測(cè)試方法，測(cè)定活性炭的苯吸附容量。[使碳質(zhì)原料碳化和活化的工藝]
為了測(cè)定各種原料的效果，用不同原料制備了活性炭。特別地，使碳質(zhì)原料在700°C碳化；然后將500g所得碳化產(chǎn)物放入爐中；將各自具有不同預(yù)設(shè)分壓的水蒸汽、二氧化碳?xì)怏w和氮?dú)庠?50-980°C以I個(gè)大氣壓的總氣體壓力和預(yù)設(shè)流率供入該爐中；將該碳化產(chǎn)物活化預(yù)設(shè)的活化時(shí)間以制備活性炭。[制備N(xiāo)-(膦?；谆?氨基乙酸的工藝]
將5g表I中所示的活性炭和20. Og N-(膦酰基甲基)亞氨基二乙酸添加到IOOmL水中。在3小時(shí)內(nèi)在65°C和攪拌下向該混合物中滴加20. Og濃度為30質(zhì)量％的過(guò)氧化氫水溶液，同時(shí)保持溫度為65°C。在滴加完成后，將所得混合物保持I小時(shí)，然后分離N-(膦酰基甲基)氨基乙酸晶體。通過(guò)高速液相色譜定量測(cè)定分離出的晶體，并測(cè)定重量收率和純度。[對(duì)比實(shí)施例1-7]
使表中所示的各種原料各自經(jīng)受上述碳化處理，將所得碳化產(chǎn)物放入爐中。將具有30%的水蒸汽分壓、30%的二氧化碳分壓和40%的氮?dú)夥謮旱幕旌蠚怏w以相對(duì)于500g所得碳化產(chǎn)物為40L/分鐘的流率引入所述爐中，并將碳化產(chǎn)物在900°C的活化溫度處理I小時(shí)的活化時(shí)間以制備活性炭。
在上述對(duì)比實(shí)施例中，使用以下碳質(zhì)原料。對(duì)比實(shí)施例I :無(wú)煙煤；
對(duì)比實(shí)施例2 :煙煤；
對(duì)比實(shí)施例3 :浙青煤；
對(duì)比實(shí)施例4 :石油焦；
對(duì)比實(shí)施例5 :不溶性纖維狀聚丙烯腈(PAN)；
對(duì)比實(shí)施例6 :椰殼木炭；
對(duì)比實(shí)施例7 :木炭。 對(duì)比實(shí)施例I (原料無(wú)煙煤)的活性炭證實(shí)具有各自超出給定范圍的氮含量、硫含量和氫含量，且作為催化劑具有低至I的重復(fù)使用次數(shù)。對(duì)比實(shí)施例2 (原料煙煤)的活性炭證實(shí)具有各自超出給定范圍的氮含量和硫含量，且作為催化劑具有低至I的重復(fù)使用次數(shù)。對(duì)比實(shí)施例3 (原料浙青煤)的活性炭證實(shí)具有各自超出給定范圍的氧含量、氮含量和硫含量，且作為催化劑具有低至3的重復(fù)使用次數(shù)。對(duì)比實(shí)施例4 (原料石油焦)的活性炭證實(shí)具有各自超出給定范圍的氧含量、硫含量和氫含量，且作為催化劑具有低至5的重復(fù)使用次數(shù)。對(duì)比實(shí)施例5 (原料聚丙烯腈(PAN))的活性炭證實(shí)具有各自超出給定范圍的氮含量和硫含量，且作為催化劑具有低至9的重復(fù)使用次數(shù)。對(duì)比實(shí)施例6 (原料椰殼木炭)的活性炭證實(shí)具有各自超出給定范圍的硫含量和氫含量，且作為催化劑具有低至I的重復(fù)使用次數(shù)。對(duì)比實(shí)施例7 (原料木炭)的活性炭證實(shí)具有各自超出給定范圍的氧含量、氮含量和氫含量，且作為催化劑具有低至3的重復(fù)使用次數(shù)。[對(duì)比實(shí)施例8和9]
向IOOg對(duì)比實(shí)施例2的活性炭中添加IL 6N硝酸，將所得產(chǎn)物煮沸超過(guò)I小時(shí)，然后用水洗滌制得對(duì)比實(shí)施例8的活性炭。對(duì)比實(shí)施例8的活性炭證實(shí)具有各自超出給定范圍的氧含量、硫含量和氫含量，且作為催化劑具有低至I的重復(fù)使用次數(shù)。將對(duì)比實(shí)施例8的活性炭在930°C在氮?dú)鈿夥障聼崽幚?小時(shí)以制得對(duì)比實(shí)施例9的活性炭。對(duì)比實(shí)施例9的活性炭證實(shí)具有超出給定范圍的硫含量，且作為催化劑具有低至4的重復(fù)使用次數(shù)。[對(duì)比實(shí)施例10]
向IOOg對(duì)比實(shí)施例4的活性炭中添加IL 6N硝酸，將所得產(chǎn)物煮沸超過(guò)I小時(shí)，然后用水洗滌制得對(duì)比實(shí)施例10的活性炭。所得活性炭證實(shí)具有各自超出給定范圍的氧含量、氮含量、硫含量和氫含量，且作為催化劑具有低至I的重復(fù)使用次數(shù)。[對(duì)比實(shí)施例11]
對(duì)比實(shí)施例11的活性炭是以與對(duì)比實(shí)施例1-7相同的方式制備的，只是使用浙青煤作為碳質(zhì)原料且活化是以20L/分鐘的混合氣體引入速率進(jìn)行2小時(shí)的活化時(shí)間。所得活性炭證實(shí)具有超出給定范圍的氧含量，且作為催化劑的重復(fù)使用次數(shù)為6。[對(duì)比實(shí)施例12]
對(duì)比實(shí)施例12的活性炭是以與對(duì)比實(shí)施例11相同的方式制備的，只是使用煙煤作為碳質(zhì)原料。所得活性炭證實(shí)具有超出給定范圍的氫含量，且作為催化劑的重復(fù)使用次數(shù)為3。[對(duì)比實(shí)施例13]
使用專(zhuān)利文獻(xiàn)3中描述的由Kuraray Chemical Co. , Ltd.制造的“KURARAY COAL KW”(由浙青煤作為原料制得的活性炭)作為催化劑。該活性炭證實(shí)具有各自超出給定范圍的氧含量、氮含量和硫含量，且作為催化劑具有低至3的重復(fù)使用次數(shù)。[對(duì)比實(shí)施例14]
使用專(zhuān)利文獻(xiàn)3中描述的由Kuraray Chemical Co. , Ltd.制造的“KURARAY COAL GC”(由椰殼作為原料制得的活性炭)作為催化劑。該活性炭證實(shí)具有超出給定范圍的硫含量，且作為催化劑具有低至I的重復(fù)使用次數(shù)。[對(duì)比實(shí)施例15]
使用專(zhuān)利文獻(xiàn)3中描述的由Kuraray Chemical Co. , Ltd.制造的“KURARAY COAL GLC”(由椰殼作為原料制得的活性炭)作為催化劑。該活性炭證實(shí)氧含量、氮含量、硫含量和氫含量全部各自超出給定的范圍，且作為催化劑具有低至I的重復(fù)使用次數(shù)。[對(duì)比實(shí)施例16]
將對(duì)比實(shí)施例5的活性炭在氮?dú)鈿夥障略?30°C熱處理3小時(shí)，制得對(duì)比實(shí)施例16的活性炭。所得活性炭證實(shí)具有各自超出給定范圍的氮含量、硫含量和氫含量，且作為催化劑的重復(fù)使用次數(shù)為9。[實(shí)施例I]
使作為碳質(zhì)原料的浙青煤經(jīng)受上述碳化處理，將所得碳化產(chǎn)物放入爐中。將具有20%的水蒸汽分壓、40%的二氧化碳分壓和40%的氮?dú)夥謮旱幕旌蠚怏w以相對(duì)于500g所得碳化產(chǎn)物為IOL/分鐘的流率引入所述爐中，將碳化產(chǎn)物在900°C的活化溫度處理5小時(shí)的活化時(shí)間以制備實(shí)施例I的活性炭。所得活性炭證實(shí)所有物理性質(zhì)的數(shù)值均在給定范圍內(nèi)，且作為催化劑的重復(fù)使用次數(shù)為15。[實(shí)施例2]
實(shí)施例2的活性炭是以與實(shí)施例I中相同的方式制備的，只是使用無(wú)煙煤作為碳質(zhì)原料。所得活性炭證實(shí)所有物理性質(zhì)的數(shù)值均在給定范圍內(nèi)，且作為催化劑的重復(fù)使用次數(shù)為14。[實(shí)施例3]
實(shí)施例3的活性炭是以與實(shí)施例I中相同的方式制備的，只是使用木炭作為碳質(zhì)原料。所得活性炭證實(shí)所有物理性質(zhì)的數(shù)值均在給定范圍內(nèi)，且作為催化劑的重復(fù)使用次數(shù)為13。[實(shí)施例4]
使作為碳質(zhì)材料的浙青煤經(jīng)受上述碳化處理，將所得碳化產(chǎn)物放入爐中。將具有10%的水蒸汽分壓、20%的二氧化碳分壓和70%的氮?dú)夥謮旱幕旌蠚怏w以相對(duì)于500g所得碳化產(chǎn)物為20L/分鐘的流率弓I入所述爐中，將碳化產(chǎn)物在900°C的活化溫度處理20小時(shí)的活化時(shí)間以制備實(shí)施例4的活性炭。所得活性炭證實(shí)所有物理性質(zhì)的數(shù)值均在給定范圍內(nèi)，且作為催化劑的重復(fù)使用次數(shù)為13。[實(shí)施例5]使作為碳質(zhì)材料的浙青煤經(jīng)受上述碳化處理，將所得碳化產(chǎn)物放入爐中。將具有15%的水蒸汽分壓、30%的二氧化碳分壓和55%的氮?dú)夥謮旱幕旌蠚怏w以相對(duì)于500g所得碳化產(chǎn)物為IOL/分鐘的流率弓I入所述爐中，并將碳化產(chǎn)物在900°C的活化溫度處理10小時(shí)的活化時(shí)間以制備實(shí)施例5的活性炭。所得活性炭證實(shí)所有物理性質(zhì)的數(shù)值均在給定范圍內(nèi)，且作為催化劑的重復(fù)使用次數(shù)為14。[實(shí)施例6]
使作為碳質(zhì)材料的浙青煤經(jīng)受上述碳化處理，將所得碳化產(chǎn)物放入爐中。將具有15%的水蒸汽分壓、20%的二氧化碳分壓和65%的氮?dú)夥謮旱幕旌蠚怏w以相對(duì)于500g所得碳化產(chǎn)物為IOL/分鐘的流率弓I入所述爐中，并將碳化產(chǎn)物在900°C的活化溫度處理18小時(shí)的活化時(shí)間以制備實(shí)施例6的活性炭。所得活性炭證實(shí)所有物理性質(zhì)的數(shù)值均在給定范圍內(nèi)，且作為催化劑的重復(fù)使用次數(shù)為15。實(shí)施例1-6和對(duì)比實(shí)施例1-16中得到的活性炭的評(píng)估結(jié)果示于表I中。 [表 I]
權(quán)利要求
1.活性炭，具有 (a)在I.40-4. 30質(zhì)量％范圍的氧含量； (b)在0.90-2. 30質(zhì)量％范圍的氮含量； (c)在0.50-1. 20質(zhì)量%范圍的硫含量；和 (d)在0.40-0. 65質(zhì)量%范圍的氫含量。
2.用于分解過(guò)氧化物或氯胺的分解催化劑，包括具有以下的活性炭 (a)I. 40-4. 30質(zhì)量%的氧含量； (b)0. 90-2. 30質(zhì)量%的氮含量； (c)0. 50-1. 20質(zhì)量%的硫含量；和 Cd) 0. 40-0. 65質(zhì)量%的氫含量。
3.權(quán)利要求2的分解催化劑，其中該活性炭具有 (a)I. 40-3. 5質(zhì)量％的氧含量； (b)0.90-2. 0質(zhì)量％的氮含量； (c)0. 50-1. 00質(zhì)量%的硫含量；和 Cd) 0. 40-0. 65質(zhì)量%的氫含量。
4.權(quán)利要求2或3的分解催化劑，用于分解過(guò)氧化氫或一氯胺，其中該活性炭具有 (a)I. 40-3. 0質(zhì)量％的氧含量； (b)0. 90-1. 75質(zhì)量%的氮含量； (c)0. 50-0. 90質(zhì)量%的硫含量；和 Cd) 0. 40-0. 65質(zhì)量%的氫含量。
5.權(quán)利要求2-4中任一項(xiàng)的分解催化劑，其進(jìn)一步具有選自(e)酸性表面官能團(tuán)含量、(f)堿性表面官能團(tuán)含量和(g)苯吸附容量的以下特征中的至少一個(gè) (e)酸性表面官能團(tuán)含量為0.10-0. 36 meq/g; (f)堿性表面官能團(tuán)含量為0.50-1. 30 meq/g;和 (g)苯吸附容量為25-50%。
6.權(quán)利要求2-5中任一項(xiàng)的分解催化劑，其進(jìn)一步具有選自(e)酸性表面官能團(tuán)含量、(f)堿性表面官能團(tuán)含量和(g)苯吸附容量的以下特征中的至少一個(gè) (e)酸性表面官能團(tuán)含量為0.10-0. 30 meq/g; (f)堿性表面官能團(tuán)含量為0.50-1. 00 meq/g;和 (g)苯吸附容量為25-47%。
7.制備N(xiāo)-(膦酰基甲基)氨基乙酸的工藝，其包括在活性炭存在下借助氧化劑氧化N-(膦酰基甲基)亞氨基二乙酸， 其中該活性炭具有(a) I. 40-4. 30質(zhì)量％的氧含量、(b) 0. 90-2. 30質(zhì)量％的氮含量、(c)0. 50-1. 20質(zhì)量%的硫含量和(d) 0. 40-0. 65質(zhì)量%的氫含量；以及 該氧化劑包括過(guò)氧化物。
8.權(quán)利要求7的制備N(xiāo)-(膦?；谆?氨基乙酸的工藝，其中相對(duì)于100重量份的N-(膦?；谆?亞氨基二乙酸，所述活性炭的用量為0. 5-300重量份。
9.權(quán)利要求7或8的制備N(xiāo)-(膦酰基甲基)氨基乙酸的工藝，其中相對(duì)于100重量份的N-(膦酰基甲基)亞氨基二乙酸，所述過(guò)氧化物的用量為10-100重量份。
10.權(quán)利要求7-9中任一項(xiàng)的制備N(xiāo)-(膦?；谆?氨基乙酸的工藝，其中所述過(guò)氧化物是過(guò)氧化氫。
11.權(quán)利要求10的制備N(xiāo)-(膦?；谆?氨基乙酸的工藝，其中過(guò)氧化氫的分解速率不小于1，OOOmg-H2O2/g-活性炭/小時(shí)。
12.過(guò)氧化物或氯胺的去除工藝，其包括使過(guò)氧化物或氯胺與活性炭接觸，其中該活性炭具有(a) I. 40-4. 30質(zhì)量%的氧含量、(b) O. 90-2. 30質(zhì)量%的氮含量、(c) O. 50-1. 20質(zhì)量％的硫含量和(d) O. 40-0. 65質(zhì)量％的氫含量。
全文摘要
本發(fā)明提供了具有作為氧化催化劑或分解催化劑的高催化活性的活性炭及其用途。該活性炭具有(a)1.40-4.30質(zhì)量%的氧含量、(b)0.90-2.30質(zhì)量%的氮含量、(c)0.50-1.20質(zhì)量%的硫含量和(d)0.40-0.65質(zhì)量%的氫含量。該活性炭可具有至少一個(gè)以下特征(e)酸性表面官能團(tuán)含量為0.10-0.36meq/g；(f)堿性表面官能團(tuán)含量為0.50-1.30meq/g；和(g)苯吸附容量為25-50%。該活性炭催化借助過(guò)氧化物(如過(guò)氧化氫)氧化N-(膦?；谆?亞氨基二乙酸的氧化反應(yīng)，并且即使在重復(fù)使用之后也能實(shí)現(xiàn)N-(膦?；谆?氨基乙酸的有效制備。該活性炭還能有效地分解氯胺。
文檔編號(hào)B01J21/18GK102822093SQ20118001693
公開(kāi)日2012年12月12日 申請(qǐng)日期2011年3月24日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月31日
發(fā)明者人見(jiàn)充則, 吉川貴行, 山田隆之 申請(qǐng)人:可樂(lè)麗化學(xué)株式會(huì)社