[发明专利]负载金属氧化物的活性炭材料及其制法与应用

权利要求书

1.一种负载金属氧化物的活性炭材料，所述材料包括活性炭、分散于活性炭上的二氧化锰和变价过渡金属氧化物，以负载金属氧化物的活性炭材料重量为基准计，活性炭含量为20%～95%，优选为20%～90%；二氧化锰含量为4%～60%，优选为5%～50%；变价过渡金属氧化物含量为0.9%～40%；优选为1%～30%。

2.按照权利要求1所述负载金属氧化物的活性炭材料，其特征在于：材料比表面积为300～2500m²/g；优选为500～1600m²/g。

3.按照权利要求1所述负载金属氧化物的活性炭材料，其特征在于：材料的缺陷化程度为0.8～2.0，优选0.9～1.7；所述缺陷化程度是指拉曼分析中波数在1590 cm^-1的吸收峰与波数在1340 cm^-1的吸收峰的峰强度之比。

4.按照权利要求1所述负载金属氧化物的活性炭材料，其特征在于：活性炭为石油焦基活性炭。

5.按照权利要求1所述负载金属氧化物的活性炭材料，其特征在于：变价过渡金属氧化物为氧化铈、氧化镧、三氧化二铁、四氧化三铁、五氧化二钒、氧化铜中的一种或几种，优选为氧化铈和/或氧化镧。

6.一种负载金属氧化物的活性炭材料的制备方法，包括如下步骤：

（1）将含锰化合物、变价过渡金属氧化物、石油焦和活化剂混合，得到第一物料；

（2）将步骤（1）得到的第一物料进行活化处理，得到第二物料；

（3）将步骤（2）得到的第二物料进行氧化处理，然后经洗涤干燥后得到材料。

7.按照权利要求6所述负载金属氧化物的活性炭材料的制备方法，其特征在于：含锰化合物为高锰酸钾、锰酸钾、硝酸锰、氯化锰、硫酸锰、乙酸锰、碳酸锰、磷酸锰中的一种或几种，优选为高锰酸钾和/或锰酸钾。

8.按照权利要求6所述负载金属氧化物的活性炭材料的制备方法，其特征在于：变价过渡金属氧化物为氧化铈、氧化镧、三氧化二铁、四氧化三铁、五氧化二钒、氧化铜中的一种或几种，优选氧化铈和/或氧化镧。

9.按照权利要求6所述负载金属氧化物的活性炭材料的制备方法，其特征在于：含锰化合物与变价过渡金属氧化物的质量比为15:1～1:1，优选为12:1～1:1。

10.按照权利要求6所述负载金属氧化物的活性炭材料的制备方法，其特征在于：石油焦来自于石油烃热加工得到的产物，石油焦挥发分含量在5wt%～20wt%之间。

11.按照权利要求6所述负载金属氧化物的活性炭材料的制备方法，其特征在于：活化剂为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钾、碳酸钠、碳酸氢钾、碳酸氢钠、氢氧化钙、氢氧化镁中的一种或几种，优选氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钾中的一种或几种。

12.按照权利要求6所述负载金属氧化物的活性炭材料的制备方法，其特征在于：石油焦与活化剂的质量比为1:0.2～1:10，优选1:0.5～1:5。

13.按照权利要求6所述负载金属氧化物的活性炭材料的制备方法，其特征在于：石油焦与含锰化合物的质量比为12:1～1:5，优选10：1～1:5。

14.按照权利要求6所述负载金属氧化物的活性炭材料的制备方法，其特征在于：步骤（2）中活化处理在惰性气氛下进行，惰性气氛为氮气、氦气、氖气、氩气中的一种或几种，优选氮气和/或氦气。

15.按照权利要求6所述负载金属氧化物的活性炭材料的制备方法，其特征在于：步骤（2）中活化处理温度为700～1000℃，优选为700～900℃。