[发明专利]制备具有选择性确定的氧化水平的铜的负载型铜吸附剂的方法

说明书

早期国家申请的优先权要求

本申请要求2012年2月6日提交的美国申请No.13/367,348的优先权。

发明领域

本公开内容一般性地涉及从烃液体和气体中除去污染物。在某些实施方案中，本公开内容涉及铜基吸着剂从烃料流中除去污染物的用途。在某些实施方案中，本公开内容涉及包含金属铜的吸着剂的用途，其中金属铜通过铜含氧盐的直接还原而制备。

发明背景

含铜吸着剂通常用于从流体(即气体或液体)料流中清除污染物。吸着剂的活性组分通常为特定氧化水平的铜化合物。氧化水平基于流体料流中的特定污染物和各种操作条件选择。例如，含铜(II)(+2氧化态的铜)的吸着剂(氧化铜(CuO)的形式)对硫和汞清除而言非常有效。含铜(I)(+1氧化态的铜)的吸着剂(氧化亚铜(Cu₂O)的形式)对在升高的温度下的污染物脱除而言非常有效。最后，包含金属铜(Cu)(+0氧化态的铜)的吸着剂对O₂、CO和H₂脱除而言非常有效。

现有技术方法包括第一步骤：通过暴露于热下而使铜碳酸盐如Cu-Zn碳酸盐热分解以产生负载型氧化铜(CuO)。在第二步骤中，包含+2氧化态的铜的氧化铜然后在较高温度下还原以产生负载型金属铜(Cu)。

材料的许蒂希(Hüttig)温度和塔曼(Tamman)温度表示可发生材料烧结(或附聚)时的温度并与熔融温度有关。当材料的温度升高时，材料中原子的迁移率提高。在许蒂希温度下，材料内晶体缺陷处的原子开始显示出迁移。在塔曼温度下，本体材料内的原子开始显示出迁移。在材料的熔点下，材料内原子的迁移率如此高以致观察到液相行为。以K表示的塔曼温度和许蒂希温度的半经验近似值显示于(1)和(2)中。

T_许蒂希(K)＝0.3*T_熔点(K)  (1)

T_塔曼(K)＝0.5*T_熔点(K)  (2)

关于许蒂希温度和塔曼温度的其它讨论可在J.Moulijn，Applied Catalysis A：General 212，9-10(2001)中找到，其提供金属铜、氧化铜和氧化亚铜的许蒂希温度和塔曼温度的具体值，如表1中所列。

表1

材料T_熔点T_许蒂希T_塔曼金属铜(Cu)1083℃405℃134℃氧化铜(CuO)1326℃527℃207℃氧化亚铜(Cu₂O)1235℃481℃179℃

然而，铜基材料的实际许蒂希温度和塔曼温度基于几个因素如材料的结构、尺寸和形态而不同于表1中的数。