欧宝app本发明涉及可在有机合成或其他应用中用作催化剂(如用于氧化反应的催化剂和分解催化剂)的活性炭以及该活性炭的利用其催化活性的应用。更特别地，本发明涉及例如可用作过氧化物和/或氯胺(chloroamine)的分解催化剂(或氧化催化剂)的活性炭(如在由N-(膦酰基甲基)亚氨基二乙酸制备N-(膦酰基甲基)氨基乙酸的工艺中，既能够保持分解水溶液中的过氧化氢的分解活性又能够持续保持其性能的活性炭)以及该活性炭的应用(如用于制备N-(膦酰基甲基)氨基乙酸的工艺和用于去除氯胺的工艺)。

　　公知活性炭自身充当催化剂。例如，已知活性炭可用于各种氧化反应，包括硫化氢和SO2的氧化。观察到活性炭对这种反应具有影响。活性炭作为催化剂仅影响或改变反应速率，其本身几乎不被反应所改变。

　　与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应(如过氧化氢的分解)。而且，还已知当活性炭在高温下暴露于含氮化合物(如氨气)时，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，通过使具有高氮含量的材料(如聚丙烯腈或聚酰胺)在低温或高温碳化并活化所得碳化产物来制备具有高催化活性的活性炭。在每种情形中，所述活性炭都是通过在高于700°C的温度下对所述原料进行热处理制得的。还已知在暴露于含氮化合物之前或暴露期间，对由具有低氮含量的原料制得的活性炭进行氧化是有利的。遗憾的是，具有催化活性的活性炭的所有常规制备工艺都有某些缺点，因而限制了其整体的适用性或用途。例如，具有高氮含量的原料(如聚丙烯腈或聚酰胺)价格昂贵且在碳化过程中产生大量的氰化物和其他有毒气体。由具有低氮含量的原料得到的活性炭需要进行剧烈的化学后处理以显著改变其催化能力。在这一点上，通过碳收率的牺牲或降低来实现所需的催化活性，因此所得活性炭必然价格昂贵。此外，由于所述化学处理使用了大量有毒有害的化学物质(如硝酸、硫酸或氨)，因此生成了相当大量的有毒有害的副产物，例如SOx、NOx和氰化物。日本专利申请特许公开No. 60-246328 (JP-60-246328A，专利文献I)公开了通过N-(膦酰基甲基)亚氨基二乙酸的氧化反应来制备N-(膦酰基甲基)氨基乙酸的工艺，其中所述氧化反应在氧气或含氧气体存在下用已经从其表面除去了氧化物的活性炭催化剂进行。该文献还公开了通过使碳暴露于氧化剂(如硝酸)然后在无氧气氛中在800-1200°C的温度使该碳热解(或热分解)，或者通过在800-1200°C的温度使碳热解(或热分解)同时使包含氨和含氧气体的气流从该碳上通过来获得所述活性炭。如上所述，该用化学物质处理碳材料的方法需要使用有毒有害的化学物质并生成大量有毒有害的副产物。有大量常规技术能处理活性炭自身的催化性能，然而除以下专利文献4之外，很少有常规技术具体涉及活性炭的物理性质与其催化性能之间的关系。其原因包括该关系复杂且难以解决，因为活性炭的各种性质对催化性能具有多重作用。

　　日本专利No. 2685356 (JP-2685356B，专利文献2)公开了用于快速分解水溶液中的过氧化氢的催化活性碳质焦。该文献公开了该碳质焦是通过使浙青煤或浙青煤样的材料氧化制备的，特别地，该碳质焦是通过如下步骤制得的，使原料在低温氧化、使氧化后的材料暴露于含氮化合物(如脲)、在惰性气氛中高温加热所得材料、在蒸汽和/或二氧化碳中高温煅烧或活化所得材料，并在惰性气氛中冷却所得材料。然而该工艺较复杂。日本专利No. 3719756 (JP-3719756B，专利文献3)公开了由与水、过氧化氢和活性炭共存的N-(膦酰基甲基)亚氨基二乙酸合成N-(膦酰基甲基)氨基乙酸的工艺。该文献公开了能够使用市售的活性炭且该活性炭可重复利用多次。然而，由于没有对活性炭进行优化，该活性炭可能具有较低的催化活性。此外，活性炭的循环利用显著降低了催化活性。而且，因为该文献未公开活性炭的催化活性的优化因素或指标，因此未披露活性炭催化剂对N-(膦酰基甲基)氨基乙酸制备工艺的影响。日本专利申请特许公开No. (JP-5-811A，专利文献4)公开了用作过氧化氢分解催化剂的活性炭；该活性炭是以蛋白质或聚丙烯腈纤维活性炭材料作为原料制备的，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的平均孔半径，并且中孔占总孔体积的至少50体积％。在该文献的实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；并且在对比实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，这些活性炭不仅催化活性不足以分解过氧化氢而且有时在重复利用之后会降低其活性。其间，为了对自来水消毒，使用了低浓度的氯胺代替氯气。氯胺包括一氯胺(monochloramine)、二氯胺和三氯胺。一氯胺比氯气更稳定且更不易挥发。而且,一氯胺甚至在甲烷存在下也不会生成卤代甲烷。因此，氯胺(特别是一氯胺)的使用逐渐增多。然而，这些年来，很多研究者开始了解到一氯胺对生物体是有毒的，特别是对淡水或海水水生生物，而且也是溶血性贫血的诱发剂。因此，需要开发有效除去氯胺的方式。而且，当在人工透析器中使用用氯胺消毒过的自来水时，氯胺会渗透通过半透膜而与血液接触。因此，肾脏透析器装置和其他医疗装置都需要高度除去氯胺。相关的现有技术文献 专利文献

　　专利文献I JP-60-246328A (权利要求书，和第2页左下栏到右下栏)

　　因此本发明的目的是提供可用作氧化催化剂(或分解催化剂)的活性炭及其应用。本发明的另一目的是提供甚至在重复使用之后仍保持高催化活性的活性炭催化剂及其应用。本发明的又一目的是提供能够有效分解或除去水溶液中的过氧化物(如过氧化氢)和/或氯胺(如一氯胺)的活性炭催化剂及其应用。本发明的又一目的是提供借助活性炭的催化活性有效制备N-(膦酰基甲基)氨基乙酸的工艺和有效分解或除去过氧化物(如过氧化氢)和/或氯胺(如一氯胺)的工艺。技术手段

　　本发明的发明人为实现以上目的进行了大量研究，最终发现包含预定浓度的氧、氮、硫和氢原子的活性炭具有显著提高的分解过氧化氢的能力，并发现该活性炭能有效催化N-(膦酰基甲基)亚氨基二乙酸的氧化以有效制备N-(膦酰基甲基)氨基乙酸，还发现该活性炭能有效地使氯胺氧化分解。基于以上发现完成了本发明。换而言之，本发明的活性炭(活性碳)具有在I. 40-4. 30质量％范围的氧含量、在0. 90-2. 30质量％范围的氮含量、在0. 50-1. 20质量％范围的硫含量和在0. 40-0. 65质量％范围的氢含量。本发明的活性炭可用作氧化催化剂(或分解催化剂)，例如可用作分解过氧化物或氯胺的催化剂。该活性炭(活性碳)催化剂(氧化催化剂或分解催化剂)包括具有I. 40-4. 30 质量% (如I. 40-3. 5质量%)的氧含量、0. 90-2. 30质量% (如0. 90-2. 0质量%)的氮含量、0. 50-1. 20质量% (如0. 50-1. 00质量%)的硫含量和0. 40-0. 65质量% (如0. 40-0. 62质量％)的氢含量的活性炭。在该活性炭催化剂中，氧含量可为I. 40-3. 0质量％，氮含量可为0. 90-1. 75质量％，硫含量可为0. 50-0. 90质量％，氢含量可为0. 40-0. 65质量％。所述过氧化物可包括过氧化氢。所述氯胺可包括一氯胺。该活性炭(活性炭催化剂，例如氧化催化剂或分解催化剂)可进一步具有选自(e)酸性表面官能团含量；(f)碱性表面官能团含量和(g)苯吸附容量的以下特征中的至少一个

　　(g)苯吸附容量为25-50%(如25-47%)。本发明的活性炭催化N-(膦酰基甲基)亚氨基二乙酸在过氧化物存在下的氧化。因此，本发明还包括N-(膦酰基甲基)氨基乙酸的制备工艺，其包括在活性炭存在下用氧化剂氧化N-(膦酰基甲基)亚氨基二乙酸；该活性炭具有I. 40-4. 30质量％的氧含量、

　　0.90-2. 30质量％的氮含量、0. 50-1. 20质量％的硫含量和0. 40-0. 65质量％的氢含量；并且该氧化剂包括过氧化物。在该工艺中，相对于100重量份的N-(膦酰基甲基)亚氨基二乙酸，活性炭的用量可为0. 5-300重量份，或者可为10-100重量份。而且，所述过氧化物可以是过氧化氢。此外，在该工艺中，每克活性炭每小时的过氧化氢分解速率可为不低于IOOOmg(即过氧化氢的分解速率可为不低于1，000mg-H202/g-活性炭/小时)。本发明还包括氯胺的去除工艺，其包括使氯胺与活性炭接触；该活性炭具有

　　0.40-0. 65质量％的氢含量。该工艺通过有效分解氯胺释放氯气实现了氯胺的有效去除。该活性炭的特征，即氧含量、氮含量、硫含量、氢含量、酸性表面官能团含量、碱性表面官能团含量和苯吸收容量，能够依照实施例中描述的方法测定。过氧化氢的分解速率也能够依照实施例中描述的方法测定。发明效果

　　本发明的活性炭作为氧化催化剂或分解催化剂具有高催化活性。而且，该活性炭催化剂甚至在重复使用之后仍保持高催化活性。因此该活性炭催化剂能够有效分解水溶液中的过氧化物(如过氧化氢)。此外，本发明的活性炭催化氧化反应，因此该活性炭的催化活性有效地由N-(膦酰基甲基)亚氨基二乙酸在过氧化物(如过氧化氢)存在下生成N-(膦酰基甲基)氨基乙酸。此外，本发明的活性炭例如适用于分解氯胺(如一氯胺)以释放和除去氯气。而且，与常规方式制备的活性炭相比，本发明的活性炭显著地不仅可用作分解和去除过氧化物或去除氯胺的催化剂，而且可用作多种氧化反应的催化剂，例如硫化物(如硫化氢)的氧化、二氧化硫SO2的氧化和氮氧化物的氧化。实施方案的描述

　　低时，在重复使用后活性降低。当氮含量过高时，催化活性降低。(C)该活性炭的硫含量为约0. 50-1. 20质量％，优选约0. 50-1. 00质量％，且更优选约0. 50-0. 90质量％ (如约0. 50-0. 85质量％)。过低的硫含量在重复使用后会降低或削弱活性，过高的硫含量会降低催化活性。此外，(d)该活性炭的氢含量为约0. 40-0. 65质量％ (如约0. 45-0. 65质量％)，优选约0. 40-0. 62质量％(如约0. 50-0. 62质量％)，或者可以为约0. 55-0. 65质量％。当氢含量过低时，催化活性降低。当氢含量过高时，在重复使用后活性降低。关于活性炭的这些元素(a)_ (d)，似乎不是单一元素含量而是多个元素含量综合参与到所述催化活性中。因此，即使一种元素含量在上述范围内而其他元素不在上述含量范围内，活性炭的催化活性也会劣化。而且，本发明的活性炭优选具有以下特征(e)酸性表面官能团含量、Cf)碱性表面官能团含量和(g)苯吸附容量中的至少一个。(e)该活性炭具有在0. 10-0. 36 meq/g范围的酸性表面官能团含量，优选0. 10-0. 30 meq/g (如 0. 11-0. 27 meq/g)，且更优选 0. 12-0. 25 meq/g。过低或过高含量的酸性表面官能团在重复使用后都会降低活性炭的活性。(f)该活性炭具有在0. 50-1. 30 meq/g范围的碱性表面官能团含量，优选

　　0.50-1. 00 meq/g (如 0. 52-0. 80 meq/g)，且更优选 0. 55-0. 75 meq/g。过低或过高含量的碱性表面官能团在重复使用后都会降低活性炭的活性。(g)该活性炭具有在25-50%范围的苯吸附容量，优选25-47%，且更优选27_45%，或者可以具有在30-50%范围的苯吸附容量。过低或过高的苯吸附容量在重复使用后都会降低活性炭的活性。具有该特征的活性炭可用作催化剂，例如氧化催化剂或分解催化剂。例如，本发明的活性炭可用于分解(或氧化)过氧化物、氯胺和其他物质。所述过氧化物可包括例如过氧化氢、过酸(如过甲酸、过乙酸和过苯甲酸)和过氧化物(如过氧化苯甲酰、过氧化二乙酰、过氧化月桂酰和过氧化甲乙酮)。代表性的过氧化物包括过氧化氢。所述氯胺可以是一氯胺NH2C1、二氯胺NHCl2和三氯胺NC13。代表性的广泛用于消毒自来水的氯胺包括一氯胺，其具有低挥发性并具有高稳定性。因此，残留的一氯胺通过用硫代硫酸钠等处理来除去。本发明的活性炭催化剂有效地使氯胺(如一氯胺)分解释放氯 气。除如上所述的过氧化物和氯胺分解之外，本发明的活性炭催化剂还可用作很多反应的催化剂，例如可用于硫化物(如硫化氢)、二氧化硫SO2、氮氧化物NOx和其他物质的氧化或转化。过氧化物、氯胺和其他物质的分解(或氧化)可以在有机溶剂(如烃，例如甲苯；醇，例如乙醇；酯；酮；醚和羧酸)或水性溶剂(水或包含水和水溶性有机溶剂的混合溶剂)中进行，通常在水中进行。而且，该分解或氧化反应特别是在过量溶剂的存在下进行。可以使气态物质(如硫化物(如硫化氢)、二氧化硫SO2和氮氧化物NOx)以气态物质流的形式，任意地与空气或含氧气体一起，与活性炭接触。该物质(如过氧化物(如过氧化氢)和氯胺(如一氯胺))的浓度并不特别限制到特定值，且例如反应系统中过氧化物(如过氧化氢)可具有约0. 1-50质量％的浓度，优选约0. 5-30质量％，且更优选约1-20质量％。依照本发明，由于该物质能有效地被分解或氧化，因此本发明的活性炭催化剂可用于除去少量的该物质(如过氧化物(如过氧化氢)和氯胺(如一氯胺))。在处理残留的少量该物质时，例如该物质的浓度可为约 0. Ippb 至 lOOOppm。相对于100质量份的该物质(如过氧化物或氯胺)，活性炭催化剂的量可为约

　　0.1-500质量份，优选约1-250质量份，且更优选约5-100质量份(如约10_50质量份)。所述分解或氧化反应例如可以在约10_70°C，优选约20_50°C的温度进行。所述分解或氧化反应例如可以在空气中或在含氧气氛下进行，或者也可以在惰性或非活性气氛下进行。本发明的活性炭催化剂也可用作通过借助氧化剂氧化N-(膦酰基甲基)亚氨基二乙酸而制备N-(膦酰基甲基)氨基乙酸的催化剂。特别地，本发明包括通过在活性炭存在下借助氧化剂氧化N-(膦酰基甲基)亚氨基二乙酸而制备N-(膦酰基甲基)氨基乙酸的工艺，其中该活性炭具有在I. 40-4. 30质量％范围的氧含量、在0. 90-2. 30质量％范围的氮含量、在0. 50-1. 20质量％范围的硫含量和在0. 40-0. 65质量％范围的氢含量，且该氧化剂是过氧化物。作为过氧化物，可以提及与上述相同的过氧化物。这些过氧化物可以单独使用或结合使用。在所述过氧化物中，使用水溶性过氧化物，通常是过氧化氢。作为过氧化氢，能够使用市售的30-60质量％的水溶液。如果需要，可以对该溶液进行稀释。相对于Imol N-(膦酰基甲基)亚氨基二乙酸，过氧化物(如过氧化氢)的用量为约

　　1.5-1OmoI,优选约2_5mol,且更优选约2_3mol。活性炭的用量可以在活性炭能够催化借助氧化剂的氧化反应的范围内选择，例如相对于100质量份N-(膦酰基甲基)亚氨基二乙酸，选自0. 1-500质量份的范围。相对于100质量份N-(膦酰基甲基)亚氨基二乙酸，活性炭用量通常为约0. 5-300质量份，优选约5-200质量份，且更优选约10-100质量份(如约20-80质量份)。上述反应可以在有机溶剂存在下进行。该反应通常在水性溶剂(通常为水)存在下进行。溶剂(特别是水)并不限于特定量，只要能够形成均匀的反应体系即可。相对于I质量份N-(膦酰基甲基)亚氨基二乙酸，溶剂的用量通常可以为约1-50质量份，且优选约

　　2-25质量份。 该反应可以在约50_100°C的温度进行，优选约55_90°C，且更优选约60_80°C。该反应可以在外加压力或普通压力(常压)下进行，通常在大气压下进行。该反应可以在空气中或在含氧气氛下进行，或者也可以在惰性或非活性气氛下进行。在反应完成之后，如果需要，能够使该反应混合物经受常规分离和净化步骤(如浓缩、沉淀、溶剂萃取或重结晶)，以得到高纯度和高收率的N-(膦酰基甲基)氨基乙酸。例如，依照本发明，能够以不低于80%的收率得到纯度不低于93%的N-(膦酰基甲基)氨基乙酸。实践中，通过沉淀、重结晶或其他方式自反应体系中得到晶体形式的N-(膦酰基甲基)氨基乙酸。此外，本发明的活性炭催化剂即使在重复使用之后也能维持其高催化能力而不降低催化活性。例如，在实施例中描述的测试方法中(评估水溶液中过氧化氢的分解和测定过氧化氢的分解速率)，在分批式(batch)水溶液中每克活性炭每小时的过氧化氢分解速率不低于1，000mg-H202/g-活性炭/小时(例如约2，000-100, 000mg-H202/g-活性炭/小时，优选约 2，500-75, 000mg-H202/g-活性炭 / 小时，且更优选约 3，000-50, 000mg-H202/g-活性炭/小时)。进一步地，即使将该活性炭重复用于该测试方法(在分批式水溶液中的过氧化氢的分解测试)不低于10次(如约10-25次，且优选约12-30次)，该活性炭仍保持或具有其高催化活性。换而言之，在上述测试方法中，在保持在水溶液中的过氧化氢分解效率不低于1，000mg-H202/g-活性炭/小时的情况下，本发明的活性炭催化剂能够重复使用不低于10次。更特别地，在实施例所述的方法中(评估水溶液中过氧化氢的分解和测定过氧化氢的分解速率)，即使在重复使用次数不低于10次的情况下，过氧化氢和本发明活性炭催化剂共存于N-(膦酰基甲基)亚氨基二乙酸水溶液中也能够实现以不低于80%的收率制备纯度不低于93%的N-(膦酰基甲基)氨基乙酸。所述活性炭催化剂通常是通过用硝酸或硫酸、次氯酸钠或其他氧化性化学物质氧化活性炭，然后使经氧化的活性炭与氨气在高温下接触；或者通过使富氮原料(如聚丙烯腈)活化或碳化来制备。依照本发明，通过管理或控制多种参数能够以低成本制备多种各自具有高催化活性的活性炭。特别地，本发明的活性炭催化剂能够通过使碳质材料碳化并在850°C -IOOO0C的温度下在包含水蒸汽、氮气和二氧化碳的混合气氛中对碳化后的碳材料热处理超过3-48小时得到。在该热处理中，碳化后的碳材料可能部分气化。所述碳质材料可以选自所有已知的适用于制备活性炭的材料。例如，该碳质材料可以包括植物(如椰壳、谷壳(稻壳)、咖啡渣和木材)、天然聚合物(如淀粉、纤维素和木质素)、半合成聚合物(如纤维素酯、纤维素醚和木质素树脂)、合成聚合物(如酚系列树脂、呋喃系列树脂和环氧树脂)和浙青材料。这些原料可以单独使用或结合使用。所述原料可优选为植物原料，例如木材。特别优选使用含氮或硫的煤(如选自泥煤、褐煤、次烟煤、浙青煤、半无烟煤和无烟煤的煤)。本发明的活性炭是通过常规活性炭制备装置制备的，例如流化床、多段(或多级)炉和回转(或旋转)炉。所述碳化能够通过常规方法进行，例如通过在切断氧气或空气供应的情况下在400-8000C，优选500-800°C，且更优选600-800°C的温度加热碳质材料来进行。碳化产物的热处理(活化)能够在高于750°C，优选850-1000°C (如850_950°C)的温度下，在包含水蒸汽、氮气和二氧化碳的混合物的气氛中(混合物气氛、混合气体)，在流化床、多段(或多级)炉或回转(或旋转)炉内进行。在混合物气氛下的活化使碳化产物部分气化以提供活性炭。用于使所述碳质材料的碳化产物的一部分气化的气体(由水蒸汽、氮气和二氧化碳组成的混合气体)也能够通过燃烧包含天然气、石油或烃的其他可燃物得到。活化温度通常在约± 25 °C的范围内变化。

　　活化时间可以为约3-48小时，优选约4-24小时，且更优选约5_20小时(如约6_12小时)。当活化时间过短时，活性炭的活性降低；而当活化时间过长时，生产率降低。气体分压具有约7. 5-40%且优选约10-30% (例如约10_20%)的水蒸汽分压、约10-50%且优选约15-45% (例如约20-40%)的二氧化碳分压和约30-80%且优选约40-70%(例如约45-65%)的氮气分压。气体分压可以具有约10-40%的水蒸汽分压、约10-40%的二氧化碳分压和约40-80%的氮气分压。气体的总压力通常为I个大气压(约0. IMPa)。过低的水蒸汽分压使得活化不充分，而过高的水蒸汽分压使活性炭的活性劣化。当二氧化碳分压过低时，活化不充分，而当二氧化碳分压过高时，使活性炭的活性劣化。过低的氮气分压使活性炭的活性劣化，而过高的氮气分压使活化不充分。而且欧宝app，相对于IOOg作为原料的碳质产物，总供气量(流率)为约10-50L/分钟，优选约15-45L/分钟，且更优选约20-40L/分钟。过低的流率使活化不充分，而过高的流率使活性炭的活性劣化。这些条件的结合实现了具有目标氧含量、氮含量、硫含量和氢含量的活性炭催化齐U。本发明的活性炭催化剂的制备工艺的细节参见实施例。所述活性炭可以是粉末、微粒或颗粒的形式。如果需要，可以将活性炭成型为蜂窝状或其他形状。

　　实施例以下实施例目的在于更详细地描述本发明，而不应当解释为限制本发明的范围。以下实施例和对比实施例的活性炭的性能按如下方式评估。[评估水溶液中过氧化氢的分解和测定过氧化氢的分解速率]

　　将0. Ig干活性炭添加到25°C的过氧化氢浓度为3，000mg/L的400mL水溶液中。测定该水溶液中剩余的过氧化氢浓度。评估过氧化氢浓度随时间的变化过程，直至残留的过氧化氢达到零。过氧化氢的分解速率=(Ctl-C) X 0.4/A/T

　　C0=过氧化氢的初始浓度(mg/L) ;C=给定时间之后的过氧化氢浓度(mg/L)；

　　重复使用中的过氧化氢分解的评估按如下方式进行将浓度为30质量％的过氧化氢水溶液添加到残留过氧化氢为0的溶液中以得到3000mg/L的过氧化氢浓度，再次评估过氧化氢浓度随时间的变化过程，直至残留的过氧化氢达到零。重复该程序直至过氧化氢的分解速率低于1，000mg-H202/g-活性炭/小时。[测定活性炭的氮、硫和氢含量]

　　用磺胺酸作为标准物质，使用Vario EL III (ELEMENTAR制造)测定了活性炭的氮、硫和氢含量。考虑到各测量值的散布(scattering)，对作为标准样的活性炭P-GLCR(KurarayChemical Co., Ltd.制造)进行了平行测量以校正各测量值，并测定了该活性炭的氮、硫和氢含量。[测定活性炭的氧含量]

　　用苯甲酸作为标准物质，使用Vario EL III(ELEMENTAR制造)测定了活性炭的氧含量。考虑到各测量值的散布，对作为标准样的活性炭P-GLCR (Kuraray Chemical Co., Ltd.制 造)进行了平行测量以校正各测量值，并测定了该活性炭的氧含量。[测定活性炭的酸性表面官能团含量]

　　将活性炭(0. 5g)添加到25mL 25°C的0. lmol/L乙醇钠水溶液中，并将混合物摇动24小时。然后，用离心分离器将混合物离心以沉淀活性炭，收集IOmL上清液，并用0. I mol/LHCl滴定以测定酸性表面官能团含量。[测定活性炭的碱性表面官能团含量]

　　将活性炭(0. 5g)添加到25mL 25°C的0. lmol/L HCl水溶液中，将混合物摇动24小时。然后，用离心分离器将混合物离心以沉淀活性炭，收集IOmL上清液，并用0. I mol/L NaOH滴定以测定碱性表面官能团含量。[测定活性炭的苯吸附容量]

　　依照日本工业标准JIS K1474的活性炭测试方法，测定活性炭的苯吸附容量。[使碳质原料碳化和活化的工艺]

　　为了测定各种原料的效果，用不同原料制备了活性炭。特别地，使碳质原料在700°C碳化；然后将500g所得碳化产物放入炉中；将各自具有不同预设分压的水蒸汽、二氧化碳气体和氮气在850-980°C以I个大气压的总气体压力和预设流率供入该炉中；将该碳化产物活化预设的活化时间以制备活性炭。[制备N-(膦酰基甲基)氨基乙酸的工艺]

　　将5g表I中所示的活性炭和20. Og N-(膦酰基甲基)亚氨基二乙酸添加到IOOmL水中。在3小时内在65°C和搅拌下向该混合物中滴加20. Og浓度为30质量％的过氧化氢水溶液，同时保持温度为65°C。在滴加完成后，将所得混合物保持I小时，然后分离N-(膦酰基甲基)氨基乙酸晶体。通过高速液相色谱定量测定分离出的晶体，并测定重量收率和纯度。[对比实施例1-7]

　　使表中所示的各种原料各自经受上述碳化处理，将所得碳化产物放入炉中。将具有30%的水蒸汽分压、30%的二氧化碳分压和40%的氮气分压的混合气体以相对于500g所得碳化产物为40L/分钟的流率引入所述炉中，并将碳化产物在900°C的活化温度处理I小时的活化时间以制备活性炭。

　　对比实施例7 :木炭。 对比实施例I (原料无烟煤)的活性炭证实具有各自超出给定范围的氮含量、硫含量和氢含量，且作为催化剂具有低至I的重复使用次数。对比实施例2 (原料烟煤)的活性炭证实具有各自超出给定范围的氮含量和硫含量，且作为催化剂具有低至I的重复使用次数。对比实施例3 (原料浙青煤)的活性炭证实具有各自超出给定范围的氧含量、氮含量和硫含量，且作为催化剂具有低至3的重复使用次数。对比实施例4 (原料石油焦)的活性炭证实具有各自超出给定范围的氧含量、硫含量和氢含量，且作为催化剂具有低至5的重复使用次数。对比实施例5 (原料聚丙烯腈(PAN))的活性炭证实具有各自超出给定范围的氮含量和硫含量，且作为催化剂具有低至9的重复使用次数。对比实施例6 (原料椰壳木炭)的活性炭证实具有各自超出给定范围的硫含量和氢含量，且作为催化剂具有低至I的重复使用次数。对比实施例7 (原料木炭)的活性炭证实具有各自超出给定范围的氧含量、氮含量和氢含量，且作为催化剂具有低至3的重复使用次数。[对比实施例8和9]

　　向IOOg对比实施例2的活性炭中添加IL 6N硝酸，将所得产物煮沸超过I小时，然后用水洗涤制得对比实施例8的活性炭。对比实施例8的活性炭证实具有各自超出给定范围的氧含量、硫含量和氢含量，且作为催化剂具有低至I的重复使用次数。将对比实施例8的活性炭在930°C在氮气气氛下热处理3小时以制得对比实施例9的活性炭。对比实施例9的活性炭证实具有超出给定范围的硫含量，且作为催化剂具有低至4的重复使用次数。[对比实施例10]

　　向IOOg对比实施例4的活性炭中添加IL 6N硝酸，将所得产物煮沸超过I小时，然后用水洗涤制得对比实施例10的活性炭。所得活性炭证实具有各自超出给定范围的氧含量、氮含量、硫含量和氢含量，且作为催化剂具有低至I的重复使用次数。[对比实施例11]

　　对比实施例11的活性炭是以与对比实施例1-7相同的方式制备的，只是使用浙青煤作为碳质原料且活化是以20L/分钟的混合气体引入速率进行2小时的活化时间。所得活性炭证实具有超出给定范围的氧含量，且作为催化剂的重复使用次数为6。[对比实施例12]

　　对比实施例12的活性炭是以与对比实施例11相同的方式制备的，只是使用烟煤作为碳质原料。所得活性炭证实具有超出给定范围的氢含量，且作为催化剂的重复使用次数为3。[对比实施例13]

　　使用专利文献3中描述的由Kuraray Chemical Co. , Ltd.制造的“KURARAY COAL KW”(由浙青煤作为原料制得的活性炭)作为催化剂。该活性炭证实具有各自超出给定范围的氧含量、氮含量和硫含量，且作为催化剂具有低至3的重复使用次数。[对比实施例14]

　　使用专利文献3中描述的由Kuraray Chemical Co. , Ltd.制造的“KURARAY COAL GC”(由椰壳作为原料制得的活性炭)作为催化剂。该活性炭证实具有超出给定范围的硫含量，且作为催化剂具有低至I的重复使用次数。[对比实施例15]

　　使用专利文献3中描述的由Kuraray Chemical Co. , Ltd.制造的“KURARAY COAL GLC”(由椰壳作为原料制得的活性炭)作为催化剂。该活性炭证实氧含量、氮含量、硫含量和氢含量全部各自超出给定的范围，且作为催化剂具有低至I的重复使用次数。[对比实施例16]

　　将对比实施例5的活性炭在氮气气氛下在930°C热处理3小时，制得对比实施例16的活性炭。所得活性炭证实具有各自超出给定范围的氮含量、硫含量和氢含量，且作为催化剂的重复使用次数为9。[实施例I]

　　使作为碳质原料的浙青煤经受上述碳化处理，将所得碳化产物放入炉中。将具有20%的水蒸汽分压、40%的二氧化碳分压和40%的氮气分压的混合气体以相对于500g所得碳化产物为IOL/分钟的流率引入所述炉中，将碳化产物在900°C的活化温度处理5小时的活化时间以制备实施例I的活性炭。所得活性炭证实所有物理性质的数值均在给定范围内，且作为催化剂的重复使用次数为15。[实施例2]

　　实施例2的活性炭是以与实施例I中相同的方式制备的，只是使用无烟煤作为碳质原料。所得活性炭证实所有物理性质的数值均在给定范围内，且作为催化剂的重复使用次数为14。[实施例3]

　　实施例3的活性炭是以与实施例I中相同的方式制备的，只是使用木炭作为碳质原料。所得活性炭证实所有物理性质的数值均在给定范围内，且作为催化剂的重复使用次数为13。[实施例4]

　　使作为碳质材料的浙青煤经受上述碳化处理，将所得碳化产物放入炉中。将具有10%的水蒸汽分压、20%的二氧化碳分压和70%的氮气分压的混合气体以相对于500g所得碳化产物为20L/分钟的流率弓I入所述炉中，将碳化产物在900°C的活化温度处理20小时的活化时间以制备实施例4的活性炭。所得活性炭证实所有物理性质的数值均在给定范围内，且作为催化剂的重复使用次数为13。[实施例5]使作为碳质材料的浙青煤经受上述碳化处理，将所得碳化产物放入炉中。将具有15%的水蒸汽分压、30%的二氧化碳分压和55%的氮气分压的混合气体以相对于500g所得碳化产物为IOL/分钟的流率弓I入所述炉中，并将碳化产物在900°C的活化温度处理10小时的活化时间以制备实施例5的活性炭。所得活性炭证实所有物理性质的数值均在给定范围内，且作为催化剂的重复使用次数为14。[实施例6]

　　使作为碳质材料的浙青煤经受上述碳化处理，将所得碳化产物放入炉中。将具有15%的水蒸汽分压、20%的二氧化碳分压和65%的氮气分压的混合气体以相对于500g所得碳化产物为IOL/分钟的流率弓I入所述炉中，并将碳化产物在900°C的活化温度处理18小时的活化时间以制备实施例6的活性炭。所得活性炭证实所有物理性质的数值均在给定范围内，且作为催化剂的重复使用次数为15。实施例1-6和对比实施例1-16中得到的活性炭的评估结果示于表I中。 [表 I]

　　5.权利要求2-4中任一项的分解催化剂，其进一步具有选自(e)酸性表面官能团含量、(f)碱性表面官能团含量和(g)苯吸附容量的以下特征中的至少一个 (e)酸性表面官能团含量为0.10-0. 36 meq/g; (f)碱性表面官能团含量为0.50-1. 30 meq/g;和 (g)苯吸附容量为25-50%。

　　6.权利要求2-5中任一项的分解催化剂，其进一步具有选自(e)酸性表面官能团含量、(f)碱性表面官能团含量和(g)苯吸附容量的以下特征中的至少一个 (e)酸性表面官能团含量为0.10-0. 30 meq/g; (f)碱性表面官能团含量为0.50-1. 00 meq/g;和 (g)苯吸附容量为25-47%。

　　7.制备N-(膦酰基甲基)氨基乙酸的工艺，其包括在活性炭存在下借助氧化剂氧化N-(膦酰基甲基)亚氨基二乙酸， 其中该活性炭具有(a) I. 40-4. 30质量％的氧含量、(b) 0. 90-2. 30质量％的氮含量、(c)0. 50-1. 20质量%的硫含量和(d) 0. 40-0. 65质量%的氢含量；以及 该氧化剂包括过氧化物。

　　8.权利要求7的制备N-(膦酰基甲基)氨基乙酸的工艺，其中相对于100重量份的N-(膦酰基甲基)亚氨基二乙酸，所述活性炭的用量为0. 5-300重量份。

　　9.权利要求7或8的制备N-(膦酰基甲基)氨基乙酸的工艺，其中相对于100重量份的N-(膦酰基甲基)亚氨基二乙酸，所述过氧化物的用量为10-100重量份。

　　10.权利要求7-9中任一项的制备N-(膦酰基甲基)氨基乙酸的工艺，其中所述过氧化物是过氧化氢。

　　11.权利要求10的制备N-(膦酰基甲基)氨基乙酸的工艺，其中过氧化氢的分解速率不小于1，OOOmg-H2O2/g-活性炭/小时。

　　12.过氧化物或氯胺的去除工艺，其包括使过氧化物或氯胺与活性炭接触，其中该活性炭具有(a) I. 40-4. 30质量%的氧含量、(b) O. 90-2. 30质量%的氮含量、(c) O. 50-1. 20质量％的硫含量和(d) O. 40-0. 65质量％的氢含量。

　　本发明提供了具有作为氧化催化剂或分解催化剂的高催化活性的活性炭及其用途。该活性炭具有(a)1.40-4.30质量%的氧含量、(b)0.90-2.30质量%的氮含量、(c)0.50-1.20质量%的硫含量和(d)0.40-0.65质量%的氢含量。该活性炭可具有至少一个以下特征(e)酸性表面官能团含量为0.10-0.36meq/g；(f)碱性表面官能团含量为0.50-1.30meq/g；和(g)苯吸附容量为25-50%。该活性炭催化借助过氧化物(如过氧化氢)氧化N-(膦酰基甲基)亚氨基二乙酸的氧化反应，并且即使在重复使用之后也能实现N-(膦酰基甲基)氨基乙酸的有效制备。该活性炭还能有效地分解氯胺。

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