DE69910005T2

DE69910005T2 - Kohlenstoffhaltige rückstände mit reduzierter katalytischer wirkung

Info

Publication number: DE69910005T2
Application number: DE69910005T
Authority: DE
Inventors: A. Richard HAYDEN
Original assignee: Calgon Carbon Corp
Current assignee: Calgon Carbon Corp
Priority date: 1998-05-14
Filing date: 1999-05-05
Publication date: 2004-04-22
Anticipated expiration: 2019-05-06
Also published as: ES2201714T3; ATE246147T1; DE69910005D1; EP1077898B1; WO1999058448A1; EP1077898A1; DK1077898T3; US6514906B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein kohlenstoffhaltiges Kohlematerial mit einer verringerten katalytischen Aktivität hinsichtlich des Abbaus bzw. der Zersetzung von Wasserstoffperoxid und anderer Materialien, die für eine katalytische chemische Umwandlung in der Gegenwart des Kohlematerials anfällig sind.
Kohlenstoffhaltige Kohlematerialien wie Aktivkohlen, speziell die, welche bei hohen Temperaturen (d. h. über 700°C) hergestellt werden, besitzen oft katalytische Eigenschaften, die ihre Verwendung in bestimmten Anwendungen beeinträchtigen können. Die Ursprünge dieser katalytischen Aktivität können normalerweise auf zwei grundlegende Faktoren zurückgeführt werden: (1) die anorganischen Nicht-Kohlenstoff-Aschebestandteile des Kohlematerials, beispielsweise Eisen, Kalium und Calcium, und (2) die inhärenten katalytischen Eigenschaften des Kohlenstoffes selbst. Wenn das Kohlematerial für die Adsorption, Entfernung und/oder Wiedergewinnung von Substanzen aus Flüssigkeitsströmen verwendet wird, kann die Gegenwart von katalytischer Reaktivität in dem Kohlematerial zu einer ungewollten chemischen Umwandlung von einem oder mehreren der Stromkomponenten in Materialien führen, die den Endverfahrensstrom verunreinigen, die physikalische Adsorption der anderen Stromkomponenten beeinträchtigen oder andere beabsichtigte Funktionen des Kohlematerials oder der Stromkomponenten beeinträchtigen. Darüberhinaus sind die Reaktionen, welche zu solchen katalytischen chemischen Umwandlungen führen, oft stark exotherm, was die Wahrscheinlichkeit einer Entzündung des Kohlematerials selbst unter manchen Bedingungen erhöht.
Beispiele von Verfahren, in denen die katalytische Reaktivität des Kohlematerials eine Verbindlichkeit ist, beinhalten die Reinigung oder Verwendung von reaktiven oder oxidierbaren Produkten wie Wasserstoffperoxid und organische Glycole und die Adsorption, Wiedergewinnung und Wiederverwendung von reaktiven und oxidierbaren Lösungsmitteln wie Aceton und Methylethylketon. In diesen Anwendungensarten ist die Stromkomponente mit der größten Nützlichkeit selbst ein Material, das abgebaut bzw. zersetzt oder chemisch umgewandelt werden kann, wenn es durch den Kohlenstoff unter bestimmten Bedingungen katalysiert wird. In anderen Anwendungen kann es erwünscht sein, einen reaktiven Bestandteil des Verfahrensstroms, beispielsweise Wasserstoffperoxid, derart zu erhalten, daß er für eine Reaktion mit vom Kohlenstoff selbst verschiedenen Spezies verfügbar ist. Eine Entfernung der katalytischen Eigenschaften des Kohlenstoffes würde ermöglichen, daß mehrere solcher Komponenten für ihre beabsichtigte Funktion zur Verfügung stünden. Weniger offensichtlich ist der Bedarf nach einem nicht-katalytischen, adsorptionsfähigen Kohlenstoff für Anwendungen, in denen die potentiell reaktive Komponente eine Störung ist und nur einen kleinen Teil der Adsorbatbeladung ausmacht. Beispielsweise ist es in Strömen, die kleine Konzentrationen eines oxidierbaren Materials wie Schwefelwasserstoft und viel höhere Konzentrationen einer adsorbierbaren, wiedergewinnbaren und wiederverwendbaren organischen Verbindung enthalten, möglich, daß die Oxidation des Schwefelwasserstoffes, der an sich nur schwach physikalisch adsorbiert ist, einen zeitabhängigen Aufbau von hoch adsorbierbaren und polaren Reaktionsprodukten wie Schwefelsäure verursachen kann, der die Adsorption der organischen Stromkomponenten stark beeinträchtigen kann. Wenn die inhärent reaktiven katalytischen Zentren deaktiviert werden können, kann eine größtmögliche Verwendung von den physikalischen Adsorptionseigenschaften des Kohlenstoffes für die Entfernung und die Wiedergewinnung der organischen Stromkomponenten gemacht werden.
Verfahren des Standes der Technik zur Verringerung der katalytischen Reaktivität von kohlenstoffhaltigen Kohlematerialien wurden fast ausschließlich auf die Entfernung oder die Deaktivierung von katalytisch aktiven Aschebestandteilen gerichtet, die in dem Kohlematerial vorliegen können. Beispielsweise ist bekannt, säurelösliche Aschebestandteile durch Waschen des Kohlematerials mit Säure zu entfernen. Nach der Behandlung wird das Kohlematerial mit Wasser und/oder einer wäßrigen Lösung einer Base gleichbleibend gespült, um die Säure zu entfernen und/oder zu neutralisieren. Es wurde entdeckt, daß Flußsäurelösung, ein extrem gefährliches Material, besonders wirksam für eine Entfernung solcher Aschekomponenten ist. Normalerweise sind durch dieses Verfahren Ascheverringerungen erreichbar, die eine Größenordnung überschreiten. Andere Ascheentfernungsverfahren behandeln das Kohlematerial zuerst mit einer Ätzlösung, um Alkali-lösbare Komponenten zu entfernen, gefolgt von der vorstehend erwähnten Säureextraktionsbehandlung, um die verbleibenden säurelöslichen Komponenten zu entfernen. In anderen bekannten Ausführungsformen werden die Aschekomponenten mit Mitteln wie Silanen behandelt, um ihre katalytische Reaktivität zu verringern, ohne sie von der Kohlenstoffoberflächen zu entfernen. In allen Verfahren des Standes der Technik jedoch wurde der inhärenten katalytischen Aktivität des Kohlenstoffes selbst nur wenig Aufmerksamkeit geschenkt, die alleine ausreichend sein kann, die beabsichtigte Funktion des Kohlematerials zu beeinträchtigen.
Wenn die Reaktivität des Kohlenstoffes in Betracht gezogen wurde, wurden keine Verfahren genannt oder berichtet, welche den Kohlenstoff wirksam und größtenteils irreversibel deaktivieren können. Beispielsweise wurde beobachtet, daß Sauerstoff an die Kohlenstoffoberfläche chemisch adsorbieren und dazu führen kann, daß der Kohlenstoff weniger katalytisch aktiv wird. Jedoch wird nach einer Verwendung und unter einer thermischen Hochtemperaturbehandlung des Kohlematerials, um andere adsorbierte Materialien zu entfernen, festgestellt, daß der Sauerstoff auch aus dem Kohlenstoff verloren geht. Nach Entfernung des Sauerstoffes stellt sich wiederum eine Erhöhung der inhärenten katalytischen Aktivität des Kohlenstoffes ein, was eine zusätzliche Nachbehandlung des thermisch behandelten Kohlematerials zur Deaktivierung des Kohlenstoffes vor einer Wiederverwendung notwendig macht. Deshalb scheint der Sauerstoff die Reaktivität des Kohlenstoffes nur maskiert, aber nicht zerstört zu haben.
Demgemäß ist es die Aufgabe der folgenden Erfindung, ein kohlenstoffhaltiges Kohlematerial, das eine verringerte inhärente katalytische Aktivität aufweist, zur Verwendung in solchen Anwendungen bereitzustellen, in denen die inhärente katalytische Reaktivität des Kohlenstoffes von Belang ist. Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein kohlenstoffhaltiges Kohlematerial bereitzustellen, das eine verringerte katalytische Aktivität aufweist, wobei die verringerte Aktivität durch ein Aussetzen hohen Temperaturen größtenteils unbehelligt bleibt und tatsächlich durch solche Temperaturen ermöglicht wird.
Zusammenfassung der Erfindung
Im allgemeinen umfaßt die vorliegende Erfindung ein kohlenstoffhaltiges Kohlematerial, das ein inhärente katalytische Aktivität des Kohlenstoffes aufweist, welche verglichen mit von Holz, Nußschalen, Fruchtkernen, Torf, Lignit, subbituminöser Kohle, bituminöser Kohle, semi-Anthrazitkohle, Anthrazitkohle oder synthetischen Polymeren abgeleiteten Kohlematerialien des Standes der Technik stark verringert ist. Darüberhinaus ist die durch solche Kohlematerialien bereitgestellte, verringerte inhärente katalytische Aktivität unter thermischer Hochtemperaturbehandlung des Kohlematerials größtenteils irreversibel.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden solche Kohlematerialien durch zuerst das Kontaktieren eines Kohlematerials mit einer Brönsted-Säure, die keinen Stickstoff enthält, wie Salzsäure, bei Temperaturen von oder unter dem Siedepunkt der Säure oder der wäßrigen Säurelösung hergestellt. Danach wird das behandelte Kohlematerial auf eine Temperatur über 750°C erwärmt. Stickstoff enthaltende Säuren wie Salpetersäure sind dafür bekannt, die inhärente katalytische Aktivität von kohlenstoffhaltigen Kohlematerialien unter manchen Behandlungsbedingungen zu erhöhen, und sind deshalb im allgemeinen in der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung nicht bevorzugt. Die in der bevorzugten Ausführungsform verwendeten Säuremengen sind dergestalt, daß der Kohlenstoff bevorzugt 1 bis 10 Millimol Säurewasserstoff pro Mol Kohlenstoff vor der Erhöhung der Temperatur des Säure-enthaltenden Kohlenstoffes auf oder über 750°C enthält. Es kann auch erwünscht sein, eine solche Säure zu verwenden, um jegliche nicht-Kohlenstoft-Beiträge zur katalytischen Gesamtaktivität des Kohlematerials zu verringern. Dies ist für solche Anwendungen nicht notwendig, welche nur die Deaktivierung der inhärenten katalytischen Aktivität des Kohlenstoffes selbst erfordern.
Wenn das Kohlematerial nach der Säurebehandlung mit Waser gespült wird, wird das Spülen bevorzugt derart durchgeführt, daß der pH des Spülwassers weniger als 5 beträgt, bevorzugt weniger als 1, um sicherzustellen, daß ausreichend Säure auf dem Kohlematerial vorliegt, um die benötigte Deaktivierung der katalytisch aktiven Kohlenstoffstellen unter Erhöhen der Temperatur zu erreichen. Unter Aussetzen des Säure enthaltenden Kohlematerials Temperaturen von gleich oder mehr als 750°C wird die Deaktivierung der Kohlenstoffreaktivität größtenteils bewirkt. Das Erwärmen des Säure-enthaltenden Kohlenstoffes wird bevorzugt in einer inerten oder Sauerstofffreien Atmosphäre durchgeführt, während das Abkühlen des deaktivierten Kohlematerials auf Umgebungstemperaturen bevorzugt in einer Sauerstoffenthaltenden Atmosphäre durchgeführt wird, um dem Kohlematerial gemäß den bekannten Verfahren des Standes der Technik zusätzliche, reversible Deaktivierungseigenschaften zu verleihen. Andere Verfahren des Standes der Technik zur Deaktivierung anderer reaktiver Elemente des Kohlematerials können in der Verfahrensdurchführung der vorliegenden Erfindung verwendet werden, um dem deaktivierten Kohlematerial noch weitere erwünschte Eigenschaften zu verleihen. Für Kohlematerialien, die hohe Anteile katalytisch aktiver anorganischer Aschebestandteile enthalten, können die Aschekomponenten beispielsweise mit einer Base und/oder einer Säure sowohl nach als auch vor der Anwendung des Verfahrens der vorliegenden Erfindung entfernt werden.
Die Verfahren der vorliegend bevorzugten Ausführungsform können beliebig oft auf das gleiche Kohlematerial angewendet werden, um zusätzliche Deaktivierungsstufen zu erreichen. Für Kohlematerialien mit vergleichsweise niedrigen Niveaus an anfänglicher inhärenter Kohlenstoffreaktivität ist eine einzelne Anwendung des Verfahrens im allgemeinen ausreichend, um das kohlenstoffhaltige Kohlematerial der vorliegenden Erfindung zu erreichen.
Vorteile der Kohlematerialien der vorliegenden Erfindung werden aus einer Durchsicht der folgenden detaillierten Beschreibung der vorliegend bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung ersichtlich.
Vorliegend bevorzugte Ausführungsformen
Die folgenden Beispiele veranschaulichen die bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. In diesen Beispielen wird eine Peroxidzersetzungsreaktion als die wesentliche Messung der Kohlenstoffreaktivität verwendet. Die Reaktion wird zahlenmäßig durch die t-¾ Zeit, wie in Beispiel 1 des US-Patents 5,470,748 beschrieben, dargestellt, wobei die einzige Ausnahme in der Wahl der wäßrigen Pufferlösung besteht. In der vorliegenden Erfindung weist diese Lösung einen pH von ungefähr 12 auf und ist bezüglich K₂HPO₄ 0,5 molar und bezüglich K₃PO₄ 0,5 molar. Die Verwendung eines Puffers mit hohem pH erlaubt eine geeignetere Messung und Einordnung der katalytischen Eigenschaften von kohlenstoffhaltigen Kohlematerialien mit außergewöhnlich niedrigen katalytischen Aktivitäten. In dem modifizierten Test der vorliegenden Erfindung wird auch die maximale Delta T, gemessen in °C, bestimmt. Die maximale Delta T ist die absolute Temperaturdifferenz zwischen der Umgebungstemperatur und der während der zum Messen der t-¾ Zeit verwendeten Peroxidzersetzungsreaktion erreichten Maximaltemperatur. Das Bestimmen der maximalen Delta T erlaubt ein zusätzliches Maß, durch welches Kohlematerialien mit außergewöhnlich niedrigen katalytischen Reaktivitäten verglichen werden können. Auf diese modifizierte t-¾ Zeit, welche einen Puffer mit einem pH von 12 anstelle eines pH von 7, wie im US-Patent 5,470,748 beschrieben, verwendet, wird sich im folgenden als eine „MOD 12 t-¾ Zeit" bezogen.
Auch werden zwei unterschiedliche Maße der t-¾ in der vorliegenden Erfindung unterschieden, abhängig von der Vorgeschichte des Kohlematerials: eine scheinbare t-¾ Zeit und eine inhärente t-¾ Zeit, wie durch die MOD 12 t-¾ Zeit gemessen. Die scheinbare t-¾ Zeit betrifft die Peroxidzersetzungsneigungen von Kohlenstoff wie erhalten, welche ein Maskieren der Peroxid-aktiven Stellen durch chemisch adsorbierten Sauerstoff oder durch andere physikalisch adsorbierte Atom- bzw. Molekülarten widerspiegeln kann. Die MOD 12 t-¾ Zeit betrifft die Peroxidzersetzungsneigungen des Kohlenstoffes direkt nach inerter Kalzinierung bei Temperaturen über 700°C, bevorzugt die Temperatur, bei der Kohlenstoff hergestellt wurde, gefolgt von Abkühlen auf Umgebungstemperaturen unter inerten Bedingungen. Obwohl die meisten Kohlematerialien nach der Kalzinierung unter ihrer Aussetzung Raumluft bei Umgebungstemperaturen und -drücken wieder beginnen, Sauerstoff zu sorbieren, sind die Wirkungen dieses Sauerstoffes vernachlässigbar, wenn die t-¾ Zeit innerhalb weniger Tage nach der Kalzinierung gemessen wird oder wenn das kalzinierte Kohlematerial unter trockenen und/oder inerten Bedingungen gelagert wird. Durch dieses Kalzinierungsverfahren werden Materialien, welche die Peroxid-aktiven Stellen durch Maskierung deaktivieren, größtenteils entfernt, was die in dem Kohlenstoff inhärenten maximalen Peroxidzersetzungsneigungen eher offenbart und direkte Vergleiche der inhärenten katalytischen Aktivitäten unter verschiedenen Kohlematerialien erlaubt. Im allgemeinen wird diese MOD 12 t-¾ Zeit zu weniger oder gleich der scheinbaren t-¾ Zeit ermittelt.
In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist das Kohlematerial eine MOD 12 t-¾ Zeit gleich oder mehr als 125 Minuten oder eine maximale Delta T von weniger als oder gleich 20°C auf, wobei die MOD 12 t-¾ Zeit gleich der abgelaufenen Zeit ist, die für 0,250 Gramm pulverisiertes, kohlenstoffhaltiges Kohlematerial benötigt wird, bei Umgebungstemperatur und unter adiabatischen Bedingungen Dreiviertel von 0,42 Mol H₂O₂, enthalten in 150 mL einer wässrigen Lösung mit einem pH von etwa 12, zu zersetzen, und wobei die maximale Delta T der absolute Temperaturunterschied zwischen Umgebungstemperatur und der Maximaltemperatur, erreicht durch die H₂O₂-Zersetzung, ist, und wobei das kohlenstoffhaltige Kohlematerial vor der Messung der MOD 12 t-¾ Zeit und der maximalen Delta T bei Temperaturen von oberhalb 700°C inert kalziniert worden ist und unter inerten Bedingungen auf Umgebungstemperatur abgekühlt worden ist. Die MOD 12 t-¾ Zeit und die maximale Delta T dienen, wenn auf diese Weise bestimmt, als Maße der inhärenten katalytischen Aktivität des Kohlematerials.
Beispiel 1 stellt eine Darstellung der scheinbaren und MOD 12 t-¾ Zeiten und der entsprechenden maximalen Delta T's einer Anzahl von Kohlenstoffen des Standes der Technik bereit. Diesem Beispiel ist zu entnehmen, daß die MOD 12 t-¾ Zeit des Kohlenstoffes normalerweise deutlich weniger als die scheinbare t-¾ Zeit beträgt. In keinem Fall wurde eine MOD 12 t-¾ Zeit oder eine entsprechende maximale Delta T beobachtet, die gleich oder mehr als 105 Minuten bzw. weniger als oder gleich 24°C war.
Beispiele 2, 3 und 4 stellen Darstellungen der {MOD 12} t-¾ Zeiten und der entsprechenden maximalen Delta T's einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bereit. Diesen Beispielen ist zu entnehmen, daß die Kalzinierung des Kohlenstoffes, um die Deaktivierung der katalytischen Aktivität bereitzustellen, auch die Messung der {MOD 12} t-¾ Zeit des Kohlenstoffes ermöglicht. Der Vergleich der MOD 12 t-¾ Zeiten und der maximalen Delta T's [Ergebnisse] der Beispiele 2, 3 und 4 mit denen von Beispiel 1 zeigt, daß viel niedrigere inhärente katalytische Aktivitäten (d. h. höhere MOD 12 t-¾ Zeiten und niedrigere maximale Delta T's) durch die kohlenstoffhaltigen Kohlematerialien der vorliegenden Erfindung erreicht werden. Darüberhinaus werden die MOD 12 t-¾ Zeiten durch das Aussetzen des Kohlenstoffes hohen Temperaturen nicht verringert, sondern tatsächlich durch die Behandlung ermöglicht.
Beispiel 1. Die t-¾ Zeiten von Proben kommerziell hergestellter aktivierter Kohlenstoffe A (auf Holz basierend, granuliert), B (auf Holz basierendes Pellet), C (auf Torf basierend, granuliert), D (auf Kokosnuß basierend, granuliert), E (auf Lignit basierend, granuliert), F (auf Anthrazit basierendes Pellet), G (auf bituminöse Kohle basierendes Pellet), H (auf Holz basierendes Pellet), 1 (auf subbituminöse Kohle basierend, granuliert), J (auf Torf basierendes Pellet), K (auf Lignit basierend, granuliert), L (auf Torf basierendes Pellet), M (auf Kokosnuß basierendes Pellet) und N (auf bituminöse Kohle basierend, granuliert) wurden wie erhalten durch das in Beispiel 1 des US-Patents 5,470,748 beschriebene Verfahren gemessen, wobei die einzige Ausnahme in der Wahl der Pufferlösung bestand, welche in der vorliegenden Erfindung 50 mL einer Lösung mit einem pH von ungefähr 12 umfaßte. Diese Lösung wurde durch das Vereinigen gleicher Volumina einer 1 M K₂HPO₄-Lösung und einer 1 M K₃PO₄-Lösung hergestellt. Zusätzlich zu der t-¾ Zeit wurde auch die maximale Delta T gemessen. Die maximale Delta T ist als der maximale absolute Temperaturunterschied zwischen Umgebungstemperatur und der Maximaltemperatur, die während der Messung der t-¾ Zeit erreicht wird, definiert. Bei Tests durch dieses Verfahren ergaben sich die scheinbaren t-¾ Zeiten und die entsprechenden maximalen Delta T's dieser Kohlenstoffe wie in Tabelle 1 angegeben.
Repräsentative 25 Gramm-Portionen jedes dieser Kohlenstoffe wurden dann unter Stickstoff für etwa 30 Minuten bei etwa 925°C kalziniert und anschließend unter Stickstoff auf Umgebungstemperatur abgekühlt. Nach Test durch das vorstehende Verfahren ergaben sich die MOD 12 t-¾ Zeiten und die maximalen Delta T's dieser Kohlenstoffe nach inerter Kalzinierung wie auch in Tabelle 1 angegeben.
Beispiel 2. Repräsentative 25 Gramm-Portionen der in Beispiel 1 beschriebenen Kohlenstoffe A, B, C, D, E, F, G und N wurden wie erhalten an Luft bei etwa 150°C für etwa 4 Stunden im Ofen getrocknet und anschließend an Luft auf Umgebungstemperatur abgekühlt, um jegliche Restfeuchtigkeit zu entfernen, welche die Kohlenstoffe während der Lagerung adsorbiert haben könnten. Die Kohlenstoffe wurden anschließend auf die folgende Weise deaktiviert:
Ungefähr 15 mL einer 10 N wäßrigen Salzsäurelösung wurde auf jeden der im Ofen getrockneten Kohlenstoffe imprägniert, die anschließend für etwa 24 Stunden in einem geschlossenen Glasbehälter bei Umgebungstemperatur stehengelassen wurden. Nach dieser Behandlung wurden die Behälter und deren Inhalte an Luft bei etwa 150°C und bei Atmosphärendruck für etwa 24 Stunden direkt im Ofen getrocknet und dann an Luft auf Umgebungstemperatur abgekühlt. Nach dieser Behandlung wurden die mit Salzsäure behandelten, im Ofen getrockneten Kohlenstoffe unter Stickstoff für etwa 30 Minuten bei etwa 925°C kalziniert und anschließend unter Stickstoff auf Umgebungstemperaturen abgekühlt. Die MOD 12 t-¾ Zeiten der aus dieser Behandlung resultierenden Kohlenstoffe wurden anschließend durch das vorstehend in Beispiel 1 beschriebene Verfahren gemessen. Auf diese Weise getestet ergaben sich die MOD 12 t-¾ Zeiten und die maximalen Delta T's der deaktivierten Kohlenstoffe wie in Tabelle 1 angegeben.
Beispiel 3. Repräsentative 25 Gramm-Portionen der in Beispiel 1 beschriebenen Kohlenstoffe 1 und J wurden wie erhalten an Luft bei etwa 150°C für etwa 4 Stunden im Ofen getrocknet und anschließend an Luft auf Umgebungstemperatur abgekühlt, um jegliche Restfeuchtigkeit, welche die Kohlenstoffe während der Lagerung adsorbiert haben könnten, zu entfernen. Die Kohlenstoffe wurden anschließend auf die folgende Weise deaktiviert:
Ungefähr 15 mL einer 5 N wäßrigen Bromwasserstoffsäurelösung wurde auf jeden der im Ofen getrockneten Kohlenstoffe imprägniert, die anschließend für etwa 24 Stunden in einem geschlossenen Glasbehälter bei Umgebungstemperatur stehengelassen wurden. Nach dieser Behandlung wurden die Behälter und deren Inhalte an Luft bei etwa 150°C und bei Atmosphärendruck für etwa 24 Stunden direkt im Ofen getrocknet und dann an Luft auf Umgebungstemperatur abgekühlt. Nach dieser Behandlung wurden die mit Bromwasserstoffsäure behandelten, im Ofen getrockneten Kohlenstoffe unter Stickstoff für etwa 30 Minuten bei etwa 925°C kalziniert und anschließend unter Stickstoff auf Umgebungstemperaturen abgekühlt. Die MOD 12 t-¾ Zeiten der aus dieser Behandlung resultierenden Kohlenstoffe wurden anschließend durch das vorstehend in Beispiel 1 beschriebene Verfahren gemessen. Auf diese Weise getestet ergaben sich die MOD 12 t-¾ Zeiten und die maximalen Delta T's der deaktivierten Kohlenstoffe wie in Tabelle 1 angegeben.
Beispiel 4. Repräsentative 25 Gramm-Portionen der in Beispiel 1 beschriebenen Kohlenstoffe K, L, M und N wurden wie erhalten an Luft bei etwa 150°C für etwa 4 Stunden im Ofen getrocknet und anschließend an Luft auf Umgebungstemperatur abgekühlt, um jegliche Restfeuchtigkeit, welche die Kohlenstoffe während der Lagerung adsorbiert haben könnten, zu entfernen. Die Kohlenstoffe wurden anschließend auf die folgende Weise deaktiviert:
Ungefähr 15 mL einer 5 N wäßrigen Bromwasserstoffsäurelösung wurde auf jeden der im Ofen getrockneten Kohlenstoffe imprägniert, die anschließend für etwa 24 Stunden in einem geschlossenen Glasbehälter bei Umgebungstemperatur stehengelassen wurden. Nach dieser Behandlung wurden die Behälter und deren Inhalte an Luft bei etwa 150°C und bei Atmosphärendruck für etwa 24 Stunden direkt im Ofen getrocknet. Nach dieser Behandlung wurden die mit Bromwasserstoffsäure behandelten, im Ofen getrockneten Kohlenstoffe unter Stickstoff für etwa 30 Minuten bei etwa 925°C kalziniert und anschließend unter Stickstoff auf Umgebungstemperaturen abgekühlt.
Nach dieser Behandlung wurden 10 Gramm-Portionen der resultierenden Kohlenstoffe mit ungefähr 6 mL einer 5 N wäßrigen Bromwasserstoffsäurelösung imprägniert. Die imprägnierten Kohlenstoffe wurden anschließend für mindestens 24 Stunden in geschlossenen Glasbehältern bei Umgebungstemperatur stehengelas sen. Nach dieser Behandlung wurden die Behälter und deren Inhalte an Luft bei etwa 150°C und bei Atmosphärendruck für etwa 24 Stunden direkt im Ofen getrocknet und dann an Luft auf Umgebungstemperatur abgekühlt. Nach dieser Behandlung wurden die mit Bromwasserstoffsäure behandelten, im Ofen getrockneten Kohlenstoffe unter Stickstoff für etwa 30 Minuten bei etwa 925°C kalziniert und anschließend unter Stickstoff auf Umgebungstemperaturen abgekühlt. Die MOD 12 t-¾ Zeiten der aus dieser Behandlung resultierenden Kohlenstoffe wurden anschließend durch das vorstehend in Beispiel 1 beschriebene Verfahren gemessen. Auf diese Weise getestet ergaben sich die MOD 12 t-¾ Zeiten und die maximalen Delta T's der deaktivierten Kohlenstoffe wie in Tabelle 1 angegeben.

Claims

Kohlenstoffhaltiges Kohlematerial, abgeleitet von mindestens einem, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Holz, Nußschalen, Fruchtkernen, Torf, Lignit, subbituminöser Kohle, bituminöser Kohle, semi-Anthrazitkohle, Anthrazitkohle und synthetischen organischen Polymeren, mit einer MOD 12 t-¾ Zeit gleich oder mehr als 125 Minuten oder einer maximalen Delta T von weniger als oder gleich 20°C, wobei die MOD 12 t-¾ Zeit gleich der abgelaufenen Zeit ist, die für 0,250 g pulverisiertes, kohlenstoffhaltiges Kohlematerial benötigt wird, bei Umgebungstemperatur und unter adiabatischen Bedingungen Dreiviertel von 0,42 Mol H₂O₂, enthalten in 150 mL einer wässrigen Lösung, enthaltend einen Puffer, mit einem pH von etwa 12, zu zersetzen, und wobei die maximale Delta T der absolute Temperaturunterschied zwischen Umgebungstemperatur und der Maximaltemperatur, erreicht durch die H₂O₂ Zersetzung, ist, und wobei das kohlenstoffhaltige Kohlematerial vor der Messung der MOD 12 t-¾ Zeit und der maximalen Delta T bei Temperaturen von oberhalb 700°C inert kalziniert worden ist und unter inerten Bedingungen auf Umgebungstemperatur abgekühlt worden ist.