[发明专利]催化活性碳结构体及使用和制造方法

权利要求书

1.催化活性碳材料，包含：

包括富氮活性碳、氧化亚铜和粘合剂的基质，

其中所述富氮活性碳包括所述富氮活性碳总重量的大约0.5重量％至大约10重量％的 氮，所述氮的至少大约30重量％是具有通过XPS测定的至少398.0eV的结合能的芳族氮物 类，和

其中所述基质材料成型为三维结构体。

2.权利要求1的材料，其中所述材料以所述材料总重量的10重量％至大约80重量％的 量包含所述富氮活性碳。

3.权利要求1的材料，其中所述材料以所述材料总重量的5重量％至大约50重量％的量 包含所述氧化亚铜。

4.权利要求1的材料，其中所述氧化亚铜具有小于大约40微米的D90粒度。

5.权利要求1的材料，其中所述三维结构体是具有每平方英寸大约10至大约1500个单 元的单元密度的蜂窝。

6.权利要求5的材料，其中所述材料具有大约200m²/g至大约3000m²/g的BET表面积。

7.权利要求1的材料，其中所述氮的至少大约50重量％是具有通过XPS测定的大约 398.0eV至大约403.1eV的结合能的芳族氮物类。

8.权利要求1的材料，其中所述富氮活性碳由包含选自木材、木屑、木粉、棉籽绒、泥炭、 煤、褐煤、石油沥青、石油焦、煤焦油沥青、碳水化合物、椰子、果渣、果核、坚果壳、坚果核、锯 屑、棕榈、蔬菜、合成聚合物、天然聚合物、木质纤维素材料及其组合的一员的碳前体形成。

9.权利要求1的材料，其中所述粘合剂包含选自陶瓷、粘土、堇青石、助熔剂、玻璃陶瓷、 金属、莫来石、瓦楞纸、有机纤维、树脂粘合剂、滑石、氧化铝粉末、氧化镁粉末、二氧化硅粉 末、高岭土粉末、可烧结无机粉末、易熔玻璃粉末及其组合的一员。

10.按照包括以下步骤的方法制备的催化活性碳材料：

(a)活化碳前体或热解活性碳，同时使所述碳材料与至少氨接触以提供富氮活性碳；

(b)将所述富氮活性碳与氧化亚铜和粘合剂混合；和

(c)由(b)的混合物成型三维结构体。

11.制备催化活性碳材料的方法，包括：

(a)活化碳前体或热解活性碳，同时使所述碳材料与含氮化合物接触以提供富氮活性 碳，其中所述富氮活性碳包括所述富氮活性碳总重量的大约0.5重量％至大约10重量％的 氮，其中所述氮的至少大约30重量％是具有通过XPS测定的至少大约398.0eV的结合能的芳 族氮物类；

(b)将所述富氮活性碳与氧化亚铜和粘合剂混合；和

(c)由(b)的混合物成型蜂窝结构体。

12.权利要求11的方法，其中通过热解活化碳前体的步骤在使所述活性碳接触或暴露 于所述含氮化合物之前进行。

13.权利要求12的方法，其中所述活性碳在至少大约700℃的温度下在所述含氮化合物 的存在下热解以提供富氮活性碳。

14.权利要求11的方法，其中所述含氮化合物是氨。

15.权利要求11的方法，其中活化碳前体的步骤包括热解所述碳前体，同时使所述碳材 料与包含氨和含氧气体的气体流接触。

16.权利要求15的方法，其中所述碳前体在大约800℃至大约1200℃的温度下热解，同 时使所述碳材料与比例最高至90:10的含氧气体和氨气接触足以从所述碳前体中去除表面 氧化物的时间。

17.权利要求11的方法，其中活化碳前体的步骤包括在高于700℃的温度下热解所述碳 前体，同时使所述碳材料与包含氨的气体流接触。

18.从流体流中去除含硫化物的化合物的方法，所述方法包括使权利要求1的催化活性 碳材料与包含含硫化物的化合物的流体流接触。