CN108367269B - 吸附剂与流体供应包装及包括其的设备 - Google Patents

Abstract

本发明描述不同类型及形式的吸附剂，如有用地用于气体供应包装中，所述气体供应包装包含盛放此吸附剂以将吸附气体存储于其上的气体存储及施配容器，及固定于所述容器以在其施配条件下从所述气体供应包装排放所述吸附气体的气体施配组合件。同样描述对应气体供应包装，及处理所述吸附剂，及制造所述气体供应包装的各种方法。

Description

吸附剂与流体供应包装及包括其的设备

相关申请案

本申请案主张2015年11月7日申请的第62/252,437号美国临时申请案的权益及优先权，所述美国申请案出于所有目的以全文引用方式并入本文中。

技术领域

本发明涉及可用作用于流体的可逆存储介质的吸附剂，流体可经吸附于所述吸附剂上以供存储，且吸附流体可从所述吸附剂解吸以供后续使用或安置。本发明进一步涉及包括吸附剂作为流体存储介质的流体供应包装，且涉及包括其的设备。

背景技术

基于吸附剂的流体供应包装已在半导体制造及其它产业中广泛商业化，其中流体经可逆地吸附在固相物理吸附剂上以存储于其上，且在流体施配条件下从吸附剂解吸以提供流体以供使用。此类流体供应包装的实例包括商业上可购自Entegris,Inc.(英特格公司)(美国马萨诸塞州比尔里卡)、依据商标SDS、PDS、Pure Delivery System及SAGE的所述流体供应包装。

各种类型的吸附剂已用于此类流体供应包装中。碳吸附剂经广泛利用，且可形成有变化多孔性、孔径、孔径分布、吸附亲和力、流体特异性、块体密度、粒子或件尺寸、形状及其它特性，从而致使所述碳吸附剂非常有利于用于流体供应包装中。

所属领域正在继续努力开发用于流体供应包装中的吸附剂，以及开发流体供应包装，其中此类吸附剂用作用于流体在流体存储条件下的吸附保留且用于流体在流体施配条件下的解吸释放的介质。

发明内容

本发明涉及可用作可逆流体存储及施配介质的吸附剂，以及涉及流体供应包装及包括其的设备，且涉及制作并使用此类吸附剂、流体供应包装及设备的方法。

一方面，本发明涉及一种用于供应流体以供使用的组合物，其包括使流体可逆地吸附于其上的吸附剂，其中吸附剂包括选自由氧化钛、氧化锆、硅质岩、金属有机架构(MOF)材料及聚合物架构(PF)材料组成的群组的材料，其中流体包括用于制造半导体产品、平板显示器、太阳能面板或其组件或子组合件的流体，且其中当流体包括硅烷或乙硅烷时，吸附剂可额外地包括硅石。在特定方面中，流体包括选自由硅烷、乙硅烷、锗烷、乙硼烷及乙炔组成的群组的流体。

本发明的另一方面涉及一种用于供应硅烷以供使用的组合物，其包括使硅烷可逆地吸附于其上的硅石或硅质岩。

本发明的另一方面涉及一种流体供应包装，其包括含有如上文所描述的组合物的流体存储及施配容器，及经配置以在施配条件下从容器施配流体的施配组合件。

另一方面，本发明涉及一种供应流体以供使用的方法，其包括使如上文描述的组合物经受施配条件。

本发明的又另一方面涉及一种供应流体以供使用的方法，其包括在施配条件下从如上文描述的流体供应包装施配流体。

本发明的另一方面涉及一种制造选自由半导体产品、平板显示器、太阳能面板及其组件及子组合件组成的群组的产物的方法，此方法包括在此方法的制造操作中使用从如上文描述的组合物解吸的流体。

本发明的另一方面涉及一种制造选自由半导体产品、平板显示器、太阳能面板及其组件及子组合件组成的群组的产物的方法，此方法包括在此方法的制造操作中使用从如上文描述的流体供应包装施配的流体。

一方面，本发明涉及一种从纳米多孔碳起始材料产生纳米多孔碳的减小尺寸粒子的方法，所述方法包括：将浸润剂引入到纳米多孔碳起始材料的多孔性中；及活化浸润剂以对纳米多孔碳起始材料的多孔性施加剥离性有效膨胀作用，以剥离纳米多孔碳起始材料且从所述纳米多孔碳起始材料产生减小尺寸的纳米多孔碳粒子。

另一方面，本发明涉及例如可通过上述类型描述的方法产生的纳米多孔剥离碳粒子。

在另一方面中，本发明涉及一种形成可热解以形成碳热解物吸附剂的多层组合件结构的方法，此方法包括形成包括至少一层可热解起始材料及至少一层渐逝材料的多层结构，及处理所述多层结构以形成倍增多层结构，其包含相对于在此处理之前的多层结构的增加数目个可热解起始材料层及渐逝材料层，作为可热解以形成碳热解物吸附剂的多层组合件结构。

本发明的另一方面涉及一种形成碳热解吸附物的方法，其包括使通过上文描述的方法产生的多层组合件结构经受热解，以使渐逝材料渐逝，同时热解多层组合件结构中的可热解起始材料层中的可热解起始材料，以产生碳热解物吸附剂。

本发明的又另一方面涉及一种通过上文描述的方法产生的碳热解物吸附剂。

另一方面，本发明涉及一种制作碳热解物吸附剂的方法，其包括：将可热解起始材料与金属丝掺合以形成复合可热解起始材料；热解可热解起始材料以形成复合热解物；及使复合热解物与有效地从所述复合热解物至少部分移除金属丝的移除剂接触，以形成碳热解物吸附剂。

本发明的另一方面涉及一种使用如前述段落中描述的过程制造的碳热解物吸附剂。

本发明的另一方面涉及一种用于制造气体供应包装的过程，其包括在热解炉中热解可热解起始材料以形成在排放位置处从热解炉排放的碳热解物吸附剂，及将排放位置处的碳热解物吸附剂包装在包含施配组合件的气体存储及施配容器中，以形成气体供应包装。

本发明的另一方面涉及一种碳热解物物品的预包装，其包括盛放碳热解物物品阵列的容器，所述容器不透气且经配置以在碳热解物物品的预包装已经安装于气体供应包装中之后随后在原位打开。

另一方面，本发明涉及一种气体供应包装，其包括盛放如上文描述的碳热解物物品的预包装的气体存储及施配容器，及固定于所述气体存储及施配容器的气体施配组合件。

在另一方面中，本发明涉及一种供应气体以供使用的方法，其包括提供如上文描述的碳热解物物品的预包装以安装在气体供应包装中。

本发明的又一方面涉及一种供应气体以供使用的方法，其包括将如上文描述的碳热解物物品的预包装安装于气体供应包装中。

本发明的又另一方面涉及一种供应气体以供使用的方法，其包括在气体供应包装中原位打开如上文描述的碳热解物物品的预包装。

本发明的另一方面涉及一种提高碳热解物吸附剂的纯度的方法，其包括使吸附剂与有效地从所述吸附剂置换杂质的置换气体接触，及从吸附剂移除置换气体，以产生提高纯度碳热解物吸附剂。

另一方面，本发明涉及一种气体供应包装，其包括用于盛放吸附气体以存储于其上且在包装的施配条件下解析气体以从气体供应包装排放的吸附剂，其中所述吸附剂包括二硫化钼(MoS₂)。

本发明的另一方面涉及一种提高碳热解物吸附剂的纯度的方法，其包括以分开形式及分开形式尺寸提供吸附剂以在吸附剂经受脱气时实现移除碳热解物吸附剂中的至少98％重量的杂质，及脱气吸附剂以实现所述移除。

本发明的又另一方面涉及一种气体供应包装，其包括盛放吸附剂气体存储介质的气体存储及施配容器，及固定于所述容器的气体施配组合件，其中容器包括具有易受所述容器的内部体积中的出口影响的相对较高含量的杂质且呈现所述容器的内部体积中的内表面的构造材料，其中内表面镀覆有具有易受容器的内部体积中的出口影响的相对较低含量的杂质的材料。

另一方面，本发明涉及一种气体供应包装，其包括盛放吸附剂气体存储介质的气体存储及施配容器，及固定于所述容器的气体施配组合件，其中容器包括铝或铝合金作为构造材料。

本发明进一步涉及一种提高从包括盛放吸附剂气体存储介质的气体存储及施配容器，及固定于所述容器的气体施配组合件的气体供应包装施配的气体的纯度的方法，此方法包括制造气体供应包装的容器以包括具有抛光平滑内表面饰面的内部容器表面。

本发明的另一方面涉及一种提高从使用中的气体供应包装施配的气体的纯度的方法，所述气体供应包装包括盛放吸附剂气体存储介质的气体存储及施配容器，及固定于所述容器的气体施配组合件，其中容器包括包含吸附剂气体存储介质上方的顶部空间的内部体积，所述方法包括在用吸附气体填充包装之前或之后快速泵抽顶部空间。

另一方面，本发明涉及一种气体供应包装套组，其包括(i)气体供应包装，其包括盛放使吸附气体吸附于其上的吸附剂气体存储介质的气体存储及施配容器，及固定于所述容器以在其施配条件下从包装排放吸附气体的气体施配组合件，及(ii)数据表示物品或装置中的用于供应气体的填充后分析数据，其包含气体纯度。

在另一方面中，本发明涉及一种气体供应包装，其包括盛放吸附剂气体存储介质以将吸附气体存储于其上的气体存储及施配容器，及固定于所述容器以在其施配条件下从包装排放吸附气体的气体施配组合件，其中容器包括DOT3AA圆筒，且吸附剂气体存储介质包括基于PVDC聚合物或共聚物热解物吸附剂，例如，PVDC-MA碳热解物吸附剂。此包装中的吸附剂可呈丸粒及/或珠粒形式。

本发明的另一方面涉及一种棒形式的碳热解物吸附剂物品，其具有从20到90的范围中的长度(L)对直径(D)比。

本发明的另一方面涉及棒形式的此类碳热解物吸附剂物品的集束。

本发明的又另一方面涉及一种气体供应包装，其包括盛放吸附剂气体存储介质以将吸附气体存储于其上的气体存储及施配容器，及固定于所述容器以在其施配条件下从包装排放吸附气体的气体施配组合件，其中吸附剂介质包括碳热解物吸附剂物品的集束，其中所述集束经定位在容器的颈部中且包括棒形式的碳热解物吸附剂物品，其具有从20到90的范围中的长度(L)对直径(D)比。

一方面，本发明涉及一种制造包含用来供应不同气体的包装的气体供应包装的方法，其中所述气体供应包装各自包括盛放吸附剂以将吸附气体存储于其上的气体存储及施配容器，及固定于所述容器以在其施配条件下从包装排放吸附气体的气体施配组合件，所述方法包括通过包含可热解起始材料的热解及后续活化及脱气的处理而制备吸附剂，接着进行将吸附剂包装在气体供应包装中，其中根据对于用于包括此吸附剂的气体供应包装中的吸附气体特定的处理条件实施处理，且其中处理条件对于包装在不同气体供应包装中以供应不同气体的吸附剂来说不同。

本发明的另一方面涉及一种减少在气体供应包装耗尽时的跟含量的方法，所述气体供应包装包括盛放吸附剂以将吸附气体存储于其上的气体存储及施配容器，及固定于所述容器以在其施配条件下从包装排放吸附气体的气体施配组合件，此方法包括提供不同类型及不同形式中的至少一者的吸附剂种类作为所述吸附剂，其中相对于此类吸附剂种类的单个者的吸附剂，不同类型及/或形式增大在施配条件下从吸附剂解吸的吸附气体量。

本发明的又另一方面涉及一种减少在气体供应包装耗尽时的跟含量的方法，所述气体供应包装包括盛放吸附剂以将同位素富集吸附气体存储于其上的气体存储及施配容器，及固定于所述容器以在其施配条件下从包装排放吸附气体的气体施配组合件，此方法包括最初用足以建立气体跟的数量的对应非同位素富集吸附气体填充气体供应包装的气体存储及施配容器中的吸附剂，及在建立气体跟之后，用同位素富集吸附气体将气体存储及施配容器中的吸附剂填充到气体供应包装的经预先确定填充容量。

另一方面，本发明涉及一种气体供应包装，其包括盛放吸附剂以将吸附气体存储于其上的气体存储及施配容器，及固定于所述容器以在其施配条件下从包装排放吸附气体的气体施配组合件，其中气体存储及施配容器中的吸附气体总量包括包括非同位素富集吸附气体的跟部，及包括对应同位素富集吸附气体的非跟部。

将从随后描述及所附权利要求书更充分地明白本发明的其它方面、特征及实施例。

附图说明

图1是根据本发明的一个实施例的本发明的流体供应包装的透视图。

图2展示过程序列，其中多层结构通过连续折叠步骤转换为多层组合件结构。

图3是用来将起始多层结构转换为多层组合件结构的循序展开、切割及堆叠过程的示意性表示。

图4是包括包括渐逝材料及可热解材料的多层多组件缠绕材料的料卷的示意性透视图。

图5是由包括渐逝材料层及可热解材料层的多层片状物形成的块的透视图。

图6是图5中展示的块的透视示意图，其展示从其切割以产生多层材料的离散件的多种形状。

图7时由包括渐逝材料层及可热解材料层的前驱体物品形成的热解物气体接触物品的透视示意图。

图8是一类型的气体接触碳热解物物品的透视示意图，已由可热解材料的片状物及渐逝材料的片状物的分层、接着进行冲孔、切割或其它形成操作而形成所述类型，以产生圆柱物品，其中邻近片状物彼此平行、在圆柱物品中纵向延伸，使得后续热解移除其交替片状物中的渐逝材料，以产生大体上矩形横截面、横向于碳热解物物品的纵轴的流动通路。

图9是以图8的碳热解物物品的方式由可热解材料的片状物及渐逝材料的片状物的交替分层形成但具有方形横截面而非图8的物品中的圆形横截面的气体接触碳热解物物品的透视示意图。

图10是呈现包括可热解材料及渐逝材料的进给料卷的过程系统的示意性正视图，其中在由关联箭头指示的方向上驱动进给料卷，使得将可热解材料及渐逝材料的相应片状物接纳在卷绕料卷上，以提供可能经受热解以形成图7中展示的类型的碳热解物物品的凝胶料卷确认前驱体物品。

图11是图10的过程系统的简化示意性透视图，其展示其相应料卷。

图12是类似于图11中展示的过程系统的过程系统的简化示意性透视图，但其中顶部料卷是网筛的进给料卷，且底部料卷是可热解材料的进给料卷，使得所得缠绕前驱体物品的凝胶料卷构造由网筛及可热解材料的交替层组成。

图13是另一过程系统的简化示意性透视图，其中可热解材料的进给料卷提供在可热解物品料卷上卷绕的此可热解材料的片状物，且其中进给与卷绕料卷中间的可热解材料的片状物从涂料施配器接纳渐逝材料的涂层。

图14展示可热解以形成其中具有从已在热解操作中移除的渐逝材料导出的通路的产物碳热解物物品的块积层。

图15是包括三个不同类型的层的多层可热解物品的透视图。

图16是图15的多层可热解物品的透视图，可从其切割许多成形件。

图17是根据本发明的另一实施例的如从包含与可热解材料层交替的充满渐逝材料网筛的圆柱缠绕层的凝胶料卷构造前驱体物品制造的碳热解物流体接触物品的透视示意图，其中前驱体物品已经受热解条件以在碳热解物薄片之间形成流体通路，其中由未受热解操作影响的材料形成的网筛充当碳热解物层之间的间隔件。

图18是根据本发明的一个方面的用于制造气体供应包装的制造设施的示意性表示。

图19是用于将高纯度碳热解物吸附剂引入到接着用安装的阀头组合件完成的气体供应容器的处理序列的示意性表示，随后吸附剂暴露在原位。

图20是根据本发明的另一方面的气体供应包装的示意性表示，其包括呈包含捆绑在此包装的气体存储及施配容器的颈部中的棒的许多形式的吸附剂。

具体实施方式

本发明涉及可用作可逆流体存储及施配介质的吸附剂，以及涉及其中流体经存储在吸附剂上且随后在流体施配条件下从吸附剂解吸释放的流体供应包装，以及包括此类吸附剂的流体供应包装，及包括其的设备。

如本文中所使用，术语“施配条件”意味着有效地解吸流体使得其脱离其已吸附于其上的吸附剂，且使得脱离流体从吸附剂施配以供使用的条件。举例来说，吸附剂可经安置在含有使流体吸附于其上的吸附剂的容器中的流体供应包装中。用于从吸附剂解吸流体的施配条件可包含：(i)加热吸附剂以实现流体的热介导解吸；(ii)使吸附剂暴露于减小压力条件以实现流体的压力介导解吸；(iii)使使流体吸附于其上的吸附剂与载体流体接触以实现流体的浓度梯度介导解吸且将解吸流体传递到载体流体中；(iv)将除热能以外的能量输入到吸附剂以实现流体的解吸；(v)使吸附剂与起作用以置换现存吸附流体使得其(例如)通过吸附剂上的作用吸附位点处的竞争位移而解吸的可吸附流体接触；及(vi)两个或两个以上前述条件的组合。

图1是根据其一个方面的本发明的流体供应包装的透视图，其中在本发明的各种实施方案中，本发明的吸附剂可经安置在流体存储及施配容器中以将流体可逆存储于其上。

如说明，流体供应包装10包括包含围封容器的内部体积16的外接壁14及地面的容器12，将吸附剂18安置在内部体积16中。吸附剂18是对所关注流体具吸附亲和力的类型，且此流体可在施配条件下从吸附剂解吸以从容器排放。容器12在其上端部接合到顶盖20，顶盖20在其外周边部分上可具有平坦特征、外接其上表面上的向上延伸凸部28。顶盖20具有接纳流体施配组合件的对应螺纹下部26的中心螺纹开口。

流体施配组合件包括阀头22，将可通过与其耦合的手动操作手轮30的动作而在完全打开位置与完全闭合位置之间平移的流体施配阀元件(图1中未展示)安置在阀头22中。流体施配组合件包含出口端口24以在通过手轮30的操作打开阀时从流体供应包装施配流体。代替手轮30，流体施配组合件可包括自动阀致动器，例如可气动致动以在阀的完全打开位置与完全闭合位置之间平移流体施配组合件中的阀的气动阀致动器。

通过与含有可平移阀元件的阀头22中的阀室连通的对应管状延伸的开端界定流体施配组合件的出口端口24。此管状延伸可螺合在其外表面上，以供应流体施配组合件耦合到流动线路以将施配流体递送到下游使用位置，例如，适于例如集成电路或其它微电子装置的半导体制造产物的制造的流体利用工具，或适于太阳能面板或平板显示器的制造的流体利用工具。代替螺纹特性，管状延伸可经配置成具有其它耦合结构，例如，快速连接耦合件，或其可以其它方式适于将流体施配到使用位置。

容器12的内部体积16中的吸附剂18可属如本文中揭示的任何适合类型，且可举例来说包括呈粉末、微粒、丸粒、珠粒、单块、锭或其它适当形式的吸附剂。吸附剂经选择以对将在存储及运输条件期间存储于容器中且在施配条件下从容器施配的所关注流体具有吸附亲和力。举例来说，此类施配条件可包括打开阀头22中的阀元件以供应以吸附形式存储于吸附剂上的流体的解吸，及通过流体施配组合件将流体从容器排放到出口端口24及关联流动线路，其中出口端口24处的压力引起来自流体供应包装的流体的压力介导解吸及排放。举例来说，施配组合件可耦合到流动线路，其处于比容器中用于此压力介导解吸及施配的压力更低的压力，例如，适于借由前述流动线路耦合到流体供应包装的下游流体利用工具的亚大气压力。

替代地，施配条件可包括结合加热吸附剂18打开阀头22中的阀元件以引起流体的热介导解吸以从流体供应包装排放。可采用任何其它解吸介导条件及技术，或此类条件及技术的任何组合。

流体供应包装10可通过来自容器12的内部体积16的流体的初始抽空、接着进行容器中的流体流过出口端口24而填充有存储于吸附剂上的流体，其借此服务来自流体供应包装的流体的填充以及施配的双重功能。替代地，在第一例子中，阀头22可具备单独流体引入端口以用引入流体填充容器及装载吸附剂。

可在任何适合压力条件下存储容器中的流体。使用吸附剂作为流体存储介质的优点是可在低压(例如，亚大气压力或低超大气压力)下存储流体，借此相对于例如高压气体圆筒的流体供应包装而增强流体供应包装的安全性。

图1的流体供应包装可用于容纳如本文中揭示的任何吸附剂，以为包装流体提供适当存储介质，且流体可在施配条件下从其解吸以由流体供应包装供应到特定使用位置或供应到特定流体利用设备。

一方面，本发明涉及一种用于供应流体以供使用的组合物，其包括使流体可逆地吸附于其上的吸附剂，其中吸附剂包括选自由氧化钛、氧化锆、硅质岩、金属有机架构(MOF)材料及聚合物架构(PF)材料组成的群组的材料，其中流体包括用于制造半导体产品、平板显示器、太阳能面板或其组件或子组合件的流体，且其中当流体包括硅烷或乙硅烷时，吸附剂可额外地包括硅石。在特定方面中，流体包括选自由硅烷、乙硅烷、锗烷、乙硼烷及乙炔组成的群组的流体。

在另一方面中，本发明涉及一种流体供应包装，其包括含有如在前述段落中各种描述的组合物的流体存储及施配容器，及经配置以在施配条件下从容器施配流体的施配组合件。

在一个特定方面中，本发明涉及一种用于供应硅烷以供使用的组合物，其包括使硅烷可逆地吸附于其上的硅石或硅质岩。

本发明的另一方面涉及一种供应流体以供使用的方法，其包括使如上文描述的组合物经受施配条件，例如，使组合物暴露于减小压力、加热、与载体气体接触等等。

本发明的又另一方面涉及一种供应流体以供使用的方法，其包括在施配条件下从如上文描述的流体供应包装施配流体。

另一方面，本发明涉及一种制造选自由半导体产品、平板显示器、太阳能面板及其组件及子组合件组成的群组的产物的方法，此方法包括在此制造方法的制造操作中使用从如上文描述的组合物解吸的流体。

本发明的又另一方面涉及一种制造选自由半导体产品、平板显示器、太阳能面板及其组件及子组合件组成的群组的产物的方法，此方法包括在此制造方法的制造操作中使用从如上文描述的流体供应包装施配的流体。

关于涉及包括选自由氧化钛、氧化锆、硅石、硅质岩、金属有机架构(MOF)材料及聚合物架构(PF)材料组成的群组的至少一个吸附剂的吸附剂存储介质的硅烷存储及施配的前述内容提供伴随硅烷的使用的问题的有效解决方案。举例来说，虽然各种碳材料已用作吸附剂存储介质，气体被吸附保留在吸附剂存储介质上，且所述气体随后在施配操作中从吸附剂存储介质解吸，但归因于此类气体与吸附剂材料中的碳及/或碳缺陷位点的表面上的杂质的反应，此类材料作为存储介质用于例如硅烷的反应性气体的长期存储是有问题的。

氧化钛、氧化锆、硅石、硅质岩、金属有机架构(MOF)材料及聚合物架构(PF)材料的使用避免此类问题。吸附剂形成有适当定尺寸细孔，例如，狭窄孔径分布的亚纳米细孔，其中具有0.37nm的动力学直径的硅烷可被有效吸附，且随后在施配条件下解吸。吸附剂材料可用作粉末或经按压或以其它方式制成硬凝块、珠粒、丸粒、锭、单块或其它适合形式。可组成吸附剂以在小于1nm尺寸的细孔中提供其多孔性的实质部分，例如，在小于1nm尺寸的细孔中具有至少30％、40％、50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％或95％以上的其多孔性的多孔吸附剂。

硅质岩(全硅石沸石)提供所要吸附剂介质。举例来说，硅质岩-1是具有10元环及～0.6nm的孔径的疏水/亲油、结晶材料。具有不同细孔结构/孔径的硅质岩的变体(本质上铝硅酸盐沸石的全硅石模拟物)也可用来提供有利多孔性特性。

在硅质岩吸附剂中，可通过使用例如胶溶体凝胶制备技术的各种技术或通过选择表面活性剂、辅助化学品及反应条件而控制孔径以铸模特定孔径的生长，或真空沉积技术以用埃级分辨率有效地缩小孔径。通过此类湿式制备技术形成的吸附剂材料在暴露于可吸附气体之前经适合地干燥。可通过在真空中或在流动惰性气体中将吸附剂材料加热到高温(通常>150℃)而完成干燥。脱水的温度及时间将取决于吸附剂的特定特性(孔径、孔径分布、形状因子等等)及其存储历史。

上述吸附剂材料可用于硅烷或例如乙硅烷、锗烷、乙硼烷、乙炔等等的其它反应性气体在取决于待存储气体的数量的任何适合压力(大气、亚大气或超大气)下且在任何适当温度下的存储及施配。

一方面，本发明涉及一种从纳米多孔碳起始材料产生纳米多孔碳的减小尺寸粒子的方法，所述方法包括：将浸润剂引入到纳米多孔碳起始材料的多孔性中；及活化浸润剂以对纳米多孔碳起始材料的多孔性施加剥离性有效膨胀作用，以剥离纳米多孔碳起始材料且从所述纳米多孔碳起始材料产生减小尺寸的纳米多孔碳粒子。

浸润剂可具有任何适合类型，且可举例来说包括酸、酸混合物，例如，硫酸：硝酸混合物、碱金属、氨、有机溶剂及两个或两个以上前述物质的混合物。

如下文更充分地描述，可通过任何适合活化条件(例如，通过加热、通过与活化剂的反应、通过暴露于活化压力条件，或通过有效地引起浸润剂对纳米多孔碳起始材料施加膨胀剥离作用的任何其它活化技术)各种实现此类浸润剂的活化。

此尺寸缩减方法使表面积与体积的比能够大幅增大，以提供广泛用于许多各种不同应用中的纳米多孔碳。

举例来说，形成为聚偏二氯乙烯(PVDC)聚合物或共聚物的碳热解物的纳米多孔碳可形成有在0.5与～1nm之间的细孔(狭缝)尺寸，且可具有高密度(例如，大约～1.1g/cc)，具有大微孔体积(>40％，其中大孔隙(>5nm)及空穴体积仅大约10％)，及高表面积(例如，～1100m2/g)。在微观级，此类纳米多孔碳材料由石墨烯片(sp2杂化石墨平面)组成，在某种程度随机定向上折叠并使石墨烯片交错，从而产生相对较高电及热传导性。

如果需要，那么可在0.05nm的容限内通过适当前驱体聚合物(例如，PVDC或PVDC-聚甲基丙烯酸酯(PMA)共聚物)的选择、高温热解条件的适当选择及碳热解物的适当后处理而控制纳米多孔碳中的细孔(狭缝)尺寸。对于粉末，粒径可说明性地为大约150μm，或更广泛地在从50μm到300μm的范围中，此取决于前驱体聚合物的尺寸。能量存储应用所需的粒径通常小于25微米，此由阳极厚度(其通常为大约25微米)限制。因此，纳米多孔碳成功用于这些应用中可能需要明显尺寸缩减，以提供较高表面积及较短扩散长度的纳米级粒子，从而供应较高功率操作。

考虑到此类碳的高摩擦阻力、高压缩强度及高杨氏(Young)模量，且例如球式碾磨的技术倾向于产生锯齿状粒子形状且从球引入潜在污染物，通过例如机械研磨或行星式、球式及/或空气/气流碾磨的技术缩减硬碳的粒径是困难的。此外，经受热解的聚合起始材料可能极软，使得研磨/碾磨操作可导致粒子附聚及/或阻塞细孔的玻璃表面的形成。

石墨由于其柔软及非反应性特性所致而可经研磨成微米尺寸粒子。不管石墨的二维分层结构如何，这些小粒子本质上是三维的。可使用插入/剥离/加热过程来形成微米长与纳米级厚的二维石墨片晶(石墨烯纳米粒子)。容易插入到石墨(及其它分层材料)中且增大层间间距的典型分子包含酸及酸混合物、碱金属、氨、有机溶剂等等。加热这些材料导致快速膨胀/碎裂及因此明显粒径缩减。接着，这些“蓬松”粒子的后研磨/碾磨可用来提供更均匀粒径分布。

因此，为减小纳米多孔硬碳的粒径而不阻塞细孔/狭缝入口，采用多种材料(例如，酸、酸混合物(举例来说，4:1硫酸：硝酸)、碱金属、氨、有机溶剂等等)中的一或多者的浸润，接着进行膨胀。归因于较大细孔/狭缝尺寸(例如，>0.5nm相对于0.35nm)，分子渗透到纳米多孔碳中将比插入到石墨中快得多且深得多。为有效，石墨插入/剥离的起始尺寸可为大约100微米，其中较大起始粒径需要多个插入/剥离步骤以达到所要小粒径。快速浸润有利于最小化处理时间及成本。

可通过加热(例如，利用炉子、火焰暴露、微波、红外、射频感应、激光、电流行进穿过样本，或其它加热形式，例如放热化学反应、电化学插入或超声处理)实现快速膨胀。所得温度上升导致超过将石墨烯平面保持在一起的范德华力(5.9kJ/摩尔)的增大气体压力。替代地，化学反应或化学分解可产生推动平面使其分开的气体(例如，碱金属+水→氢及金属氢氧化物，或NH₄HCO₃(aq)→NH₃(g)+CO₂(g)+H₂O(g))。已证实石墨可在快速加热过程期间膨胀200到300倍。

然而，运用纳米多孔碳时膨胀/剥离可能更困难，这是因为如与纳米多孔碳中的更多三维结构(具有更多sp3键结)相比，石墨是二维分层结构(sp2键结)。因此，可能需要添加的能量或更快速能量斜升(例如，利用微波加热或其它强化加热形式)。归因于石墨的用于吸收微波能量的高横截面，微波加热可能在特定应用中极为有利。插层较深地渗透到纳米多孔碳中可用来提供增强剥离。进一步加热及/或运用水及/或溶剂的漂洗可用来完全移除任何剩余插层。由于纳米多孔碳的三维结构所致，可实现小三维粒子。可采用过程后研磨或碾磨及/或筛选，此取决于最终粒径、粒径分布及所要粒子形状。

除减小粒径以外，浸润及活化剥离过程可经实施以实现密度(粒子之间的间隙空间)的降低、表面积的增大、热及电传导性的降低、细孔(狭缝)尺寸的增大及更多边缘缺陷。如碳材料的特定应用所预期，进一步化学处理可用来控制材料性质，例如，疏水性、亲水性、表面钝化及/或掺杂。

因此，本发明预期硬纳米多孔碳的粒径的缩减以提供可用于流体存储及施配应用且用于能量存储应用的高表面积小尺寸碳粒子，其中纳米多孔碳的明显尺寸缩减可经实施以实现较高表面积及较短扩散长度。

在本发明的过程中，过程包括使用浸润剂，其引入到纳米多孔碳的多孔性中且接着经活化以对纳米多孔碳的多孔性施加剥离性有效膨胀作用，以剥离纳米多孔碳且从所述纳米多孔碳产生减小尺寸的粒子，纳米多孔碳起始材料可具有包括任何适合特征的细孔的多孔性。在各种实施例中，纳米多孔碳起始材料的至少30％的多孔性由从0.5nm到1nm尺寸的细孔构成。在其它实施例中，至少40％、50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％或甚至更高百分比的多孔性可由此0.5nm到1nm尺寸的细孔构成。细孔可为狭缝形或具有其它形状特性且可能在深度、弯曲度及其它细孔特性方面变化。

浸润剂可具有能够在纳米多孔碳的多孔性中原位活化以产生细孔的快速膨胀的任何适合类型，从而产生剥离以从纳米多孔碳起始材料产生减小尺寸粒子。可能出于此目的可用于本发明的特定实施例中的浸润剂包含(无限制)：酸以及酸混合物，例如，4:1硫酸：硝酸；碱金属；氨；有机溶剂等等。期望选择浸润剂，这是因为其快速且深入地渗透纳米多孔碳起始材料的能力。举例来说，纳米多孔碳起始材料可具有特定实施例中从100到200μm的范围中的件尺寸。在其它实施例中，纳米多孔碳起始材料可具有从100到200μm的范围中的平均件尺寸，但是可采用更大或更小件尺寸或平均件尺寸，其中更大件尺寸经受运用浸润剂的重复处理、其活化，及剥离性尺寸缩减，以实现纳米多孔碳产物粒子的所要减小尺寸特性。如本文中先前所指示，浸润剂快速浸润到纳米多孔碳的多孔性中期望实现处理时间的最小化及关联成本的缩减。在此方面，可在此项技术的技术范围内基于本文中的本发明容易地凭经验确定浸润速度。

通过上述方法产生的纳米多孔碳的减小尺寸粒子可具有粒子的任何适合尺寸或尺寸分布。在特定实施例中，举例来说，通过此方法产生的纳米多孔碳的减小尺寸粒子可包括从5μm到50μm的范围，或从10μm到40μm的范围，或从12μm到30μm的范围，或从15μm到25μm的范围，或适于预期减小尺寸粒子的应用的其它范围中的尺寸的粒子。

如先前所描述，可以有效地由纳米多孔碳的多孔性中的活化浸润剂引起剥离性作用的任何适合方式实施浸润剂的活化。举例来说，此可涉及能量输入到浸润剂，使得由于(例如)炉子中、通过火焰暴露、微波辐射暴露、红外辐射暴露、射频(RF)感应、激光照射、电流行进穿过纳米多孔碳或以实现浸润剂的加热的其它适合方式的加热所致而可发生快速膨胀。替代地，浸润剂可通过对应活化技术而经活化以经历放热化学反应或电化学插入。作为另一替代例，纳米多孔碳可经受超声处理以活化浸润剂，使得起始膨胀剥离作用。在其它实施例中，浸润剂的活化可涉及pH、压力及/或温度的选择性改变、所述浸润剂与用于其的活化剂的接触，或引起所述浸润剂对纳米多孔碳起始材料施加膨胀剥离作用的其它作用。因此将理解，可采用许多各种不同浸润剂及对应活化技术。

可能需要减小尺寸纳米多孔碳粒子的剥离后处理以移除浸润剂及/或其反应副产物、残余活化剂等等。此处理可能涉及进一步加热减小尺寸纳米多孔碳粒子及/或用水及/或其它溶剂漂洗减小尺寸纳米多孔碳粒子以从剥离纳米多孔碳粒子的多孔性移除外来材料。可能需要筛选或其它剥离后处理以复原经预先确定粒径范围中的粒子或经预先确定粒径分布。剥离后处理可进一步包含化学处理以控制纳米多孔碳的疏水性及亲水性，及/或实现表面钝化或将其它有用性质导入到产物纳米多孔碳粒子。纳米多孔碳粒子可掺杂在剥离后处理中以改进其物理化学性质。

因此，浸润及剥离过程使能在不阻塞多孔性的细孔/狭缝入口的情况下产生减小尺寸纳米多孔碳。在特定实施例中，源自浸润及剥离过程的纳米多孔碳的性质的额外变化可包含由于粒子之间的增大空间所致的降低密度、增大表面积、由于散射电子及声子的增大粒子/粒子界面所致的降低热及电传导性，及来自膨胀浸润剂的增大细孔/狭缝尺寸。

本发明的另一方面涉及通过产生纳米多孔碳的减小尺寸粒子作为剥离粒子的此方法所产生的纳米多孔碳粒子。

本发明的另一方面涉及一种流体供应包装，其包括与经布置用于在流体施配条件下从容器施配流体的阀头组合件耦合的流体存储及施配容器，其中所述流体存储及施配容器包括通过本发明的剥离方法产生的纳米多孔剥离碳粒子。

另一方面中的本发明涉及一种制作具有经预先确定多孔性的碳热解物吸附剂的方法。在此方法中，形成多层(例如，共层)材料，其包括至少一层可热解起始材料，例如，包括PVDC或PVDC共聚物的基于PVDC的可热解起始材料及用来增强或支撑方法中产生的碳热解物吸附剂的任何添加剂。多层材料进一步包含在高温下热解多层结构中的可热解起始材料的过程期间消除或几乎消除的至少一层渐逝材料，其可包含惰性气体环境。可通过此材料在热解过程期间的挥发，或从热解多层结构消除的其它形式而实现渐逝材料的消除。

呈其最简单形式的多层结构包括共层结构，其包含单层可热解起始材料及单层渐逝材料。可根据需要添加相应材料的额外层。多层结构中的相应层的厚度可相对于彼此变化，以提供所要比例的渐逝材料到可热解起始材料，其又将提供方法中产生的碳热解物吸附剂中的所要多孔性。

因此，多层结构中的可热解起始材料及渐逝材料层的类型及相对厚度，及热解过程的条件将确定碳热解物吸附剂的多孔性(细孔体积、孔径、孔径分布等等)及密度，且可基于本文中的本发明、通过无过度实验的凭经验评估实现经预先确定多孔性及密度特征的碳热解物吸附剂。

一般来说，可由多层结构中相对于渐逝材料含量的对应高含量的可热解起始材料实现高密度碳热解物吸附剂。如与渐逝材料层厚度相比，此借由多层结构中的可热解起始材料层的基本上更大厚度实现。相反地对于具有高空穴体积的低密度碳热解物吸附剂，可采用相对于渐逝材料层的厚度的可热解起始材料层的更低厚度。此类高空穴体积碳热解物吸附剂可用于应用中，其中与其中压降考虑并非主要的其它应用相对照时，需要可吸附流体与吸附剂接触中的低压降。

将认识到，多层结构可包括单层可热解起始材料及单层渐逝材料，或此类材料中的一者或两者的多个层可用于多层结构中。

多层结构一旦形成，就接着折叠至少一次，且优选地一次以上，以形成多层组合件结构。通过适合长度的多层结构的最初布建，折叠组装过程可用来通过重复倍增折叠及重整操作实现大量层。当完成折叠组装过程时，多层组合件结构可接着被包裹及/或铺设在较厚结构(例如，板或块)中，且接着经热解以将可热解起始材料转换为纳米多孔碳，以产生所要碳热解物吸附剂。此折叠及重整过程可为自动化的，且可与中间拉伸、展开或薄化操作组合，其中增大折叠及重整多层结构的面积范围且减小结构中的组成层的厚度。

替代地，多层结构一旦形成，就可被切割成相同或类似尺寸的较小长度或部分，且切割部分接着可经受中间拉伸、展开或薄化操作，其中增大复合多层结构的面积范围且减小结构中的组成层的厚度，接着进行进一步堆叠面积膨胀层，及后续切割、面积膨胀及堆叠操作，重复直到实现所要多层组合件结构为止。作为又另一替代例，多层结构代替经受循序切割、面积膨胀及堆叠操作，可运用在堆叠操作之后但在切割操作之前的复合多层结构的面积膨胀来实施，使得过程操作的序列涉及连续堆叠、面积膨胀及切割操作。

作为又另一选项，多层结构或通过循序切割、面积膨胀及堆叠操作，或通过循序堆叠、面积膨胀及切割操作所形成的后续复合多层结构可经受折叠操作。同样地，可运用额外循序切割、面积膨胀及堆叠操作，及/或循序堆叠、面积膨胀及切割操作来实施最初描述的折叠操作。

对最初多层结构执行以将其转换为多层组合件结构以供后续热解的全部上述过渡处理步骤，或其所选择的一或多者，可在执行多个此类操作时以任何适合排列或组合用来产生所要特性的碳热解物吸附剂。

多层结构中提供的渐逝材料可经适当选择以具有熔点及适应折叠组装过程的其它性质，但其在热解操作中热不稳定，使得渐逝材料在可热解起始材料被转换为碳热解物吸附剂时降解且剩下最小残余。以此方式，渐逝材料可经选择使得可热解起始材料层被转换为碳热解物产物中的高密度碳片，以产生包括硬碳吸附剂的平行微片的稳健堆叠的热解物产物。通过在热解期间将多层组合件结构维持成平坦构造，吸附剂板可经形成具有有益热性质及渗透性。

此方面中的本发明预期碳热解物产物中的碳层厚度及间距的定制以产生具有分子筛选特性的吸附剂。

渐逝材料可具有任何适合类型，且可举例来说包括具有适当热性质的任何可升华固体(有机或无机)材料，或具有相对较低沸点的粘性浆液材料。说明性渐逝材料包括(无限制)碳酸铵、氯化铵、对苯二酸、萘、烷基萘、萘醌、樟脑及类似物。

现在参考图式，图2展示过程序列，其中多层结构通过连续折叠步骤而转换为多层组合件结构。

多层结构300包括一层可热解起始材料304，及沉积于其上的一层渐逝材料302。接着，此多层结构300在由箭头A指示的折叠操作中经折叠以形成折叠多层中间结构306，其接着在由箭头B指示的另一折叠操作中经折叠以形成多层组合件结构308。接着，多层组合件结构308可经受热解操作，其中渐逝材料层302在热解操作期间经挥发或以其它方式移除，以产生碳热解物作为具有所要空穴体积及多孔性特性的碳吸附剂产物。热解操作可在任何适合热解条件下进行，且可举例来说以涉及从环境起始温度斜升到所要升高热解温度的温度(例如，在从600℃到1000℃的温度范围中)的渐近式方式实施，其中热解处理时间可从1天各种变化到7天或更长，这取决于热解操作中预期的特定时间-温度调度及产物性质。

图3是用来将起始多层结构转换为多层组合件结构的循序展开、切割及堆叠过程的示意性表示。

如图3中说明，起始多层结构320包括一层可热解起始材料324及沉积于其上的一层渐逝材料322。此多层结构在其相应顶面及底面上经受由箭头P指示的面部压缩，使得由箭头330指示的展开操作导致在面积范围中膨胀的多层结构，如说明。接着，通过由箭头332指示的切割操作沿着由虚线C指示的切割线处理面积延伸多层结构，以形成如在由箭头334指示的堆叠操作中由箭头S指示那样堆叠的切割多层区段以形成中间多层堆叠342。

中间多层堆叠342在由箭头336指示的展开操作中于其相应顶面及底面上经受由箭头P指示的面部压缩，以形成接着在由箭头338指示的切割操作中由虚线C指示那样切割的面积膨胀中间多层堆叠342。所得切割多层区段346及348在由箭头340指示的堆叠操作中如由箭头S指示那样堆叠以形成多层组合件结构350。多层组合件结构350可经热解以形成碳热解物吸附剂产物。可以任何适合方式实施热解操作，以从多层组合件结构驱散或以其它方式移除渐逝材料以形成具有适合多孔性特征、密度及其它所要特性的碳热解物吸附剂。

将认识到，结合图3描述的展开、切割及堆叠过程仅具有说明性特性，且说明的方法论的展开、切割及堆叠步骤可替代地以其它序列且运用其它数目个重复循环实施，以形成任何所要类型及性质的多层组合件结构。

因此，一个方面中的本发明预期一种形成可热解以形成碳热解物吸附剂的多层组合件结构的方法，此方法包括形成包括至少一层可热解起始材料及至少一层渐逝材料的多层结构，及处理所述多层结构以形成包含相对于在此处理之前的多层结构的增加数目个可热解起始材料层及渐逝材料层的倍增多层结构，作为可热解以形成碳热解物吸附剂的多层组合件结构。

在前述过程中处理多层结构以形成倍增多层结构可包括折叠多层结构，例如，如图2中所描述，或包括以任何适合序列(例如，结合图3说明性地描述的展开/切割/堆叠序列)执行的展开、切割及堆叠操作的处理步骤，或任何其它处理操作，例如，单独切割，从而产生倍增多层结构，作为可热解以形成碳热解物吸附剂的多层组合件结构。

在一个实施例中，处理多层结构以形成倍增多层结构包括卷起可热解起始材料层及渐逝材料层以形成所述倍增多层结构作为料卷。在另一实施例中，处理多层结构以形成倍增多层结构包括将充满渐逝材料的网筛插置于可热解起始材料层之间。在另一实施例中，处理多层结构以形成倍增多层结构包括将一层渐逝材料施覆于一层可热解起始材料；制造方法接着可视需要进一步包含卷起使渐逝材料层施覆于其的可热解起始材料层，以形成倍增多层结构作为料卷。

在此类实施例的任何者中或以其它方式在本文中揭示的广泛方法论内的渐逝材料可含有在所述渐逝材料渐逝后旋即组成碳热解物吸附剂中的间隔材料的非渐逝材料。

本发明的广泛实践中的非渐逝材料可包括选自由碳纳米管、石墨烯薄片、碳须晶、碳黑、巴克球、铝硅酸盐粉末、碳化硅粒子、沸石材料、金属有机架构(MOF)材料及金属及金属合金体组成的群组的至少一个材料。

接着，此多层组合件结构可经热解以使渐逝材料渐逝同时热解多层组合件结构中的可热解起始材料层中的可热解起始材料，以产生碳吸附剂作为所要特性的热解物产物。如下文更充分地揭示，碳热解物吸附剂可用来形成碳热解物物品，且如下文也更充分地揭示，此碳热解物物品可用来形成流体过滤、冲洗或分离设备。

因此，本发明预期制备包括组成层中的渐逝材料及可热解材料的多层结构，其接着经热解以产生定制多孔性及/或密度的微孔碳热解物吸附剂。

在此制造过程中，多层材料可以连续方式形成且拉伸，且经受其它处理步骤。举例来说，过程可为卷到卷过程，其中产生多层多组件凝胶料卷结构。

图4是料卷352的示意性透视图，其中多层片状物358已形成在安装于可旋转主轴356上的圆柱芯体354上。卷起多层多组件材料可随后以任何数目个方式从料卷切下，以在整平后产生较小料卷或块或片状物。图5是由例如图4中展示的多层片状物形成的此块360的透视图。接着，这些片状物或块可经处理为多层单块块或片状物。一旦热解，片状物或组块就可具有所要多孔性及/或密度，且归因于硬碳(近石墨)平面的分层及定向，其可制成在一个轴向方向上相对于彼此具有传导性、渗透性、强度的非常不同性质。替代地，其可被切割或冲孔成所要尺寸及形状件。

图6是图5中展示的块360的透视示意图，其中多种形状362可经切割用于多层材料的离散件的对应产生。接着，此类多层件可被热解。

另外，包含与可热解硬碳前驱体材料组合的渐逝分层种类的凝胶料卷多层多组件物品可用来产生用作气体过滤或气体分离物品的定制微孔吸附剂结构，其中可运用跨越热解物物品的最小压降完成粒子过滤及杂质捕获，使得高流体流率可用于有效气体过滤及气体分离应用中。

图7是从包含渐逝层及可热解硬碳前驱体材料层的凝胶料卷多层多组件物品产生的热解物气体接触物品的透视示意图，其中热解已实现渐逝材料的移除以产生具有通过从凝胶料卷前驱体物品移除渐逝材料所形成的流体流动通路的热解物气体接触物品。通过此结构，在由箭头“A”指示的方向上流动的流体纵向流过通路且接触物品中的碳热解物材料，其中所得经过滤及/或杂质减少流体在由箭头“B”指示的方向上从物品排放。

相应地，本发明预期其中包含流动通路的碳热解物物品，其中物品中的碳热解物具有由于凝胶料卷前驱体物品的处理所致的各向异性特性。各向异性可包括选自多孔性、密度、传导性、渗透性等等的各向异性性质/若干性质。

将了解，代替凝胶料卷前驱体物品，如可预期或适于给定最终用途应用，过滤及气体分离物品也可由其它几何形状及构造(例如，平坦、弓形等等)的多积层前驱体物品形成。

在凝胶料卷前驱体物品，或上述类型的其它多层前驱体物品中，如期望用于流体可流过其的碳热解物产物物品，强加或以其它方式集合可热解及渐逝材料的相应层的“铺设”过程可视需要包含并入非渐逝间隔元件的前驱体物品中，以实现硬碳热解物层之间的适合开放空间，使得产物物品具有足够气流导率以用作通流过滤器或分离结构。举例来说，此类非渐逝间隔元件可包括分散在渐逝树脂中的金属粒子，例如，bb或球轴承，且在渐逝材料从经热解或可热解材料挥发或以其它方式移除之后保持在其间隔件后，使得硬碳热解物层由残余间隔元件隔开。间隔元件如果由金属形成那么具有高热传导性的优点，使得其也辅助使后续使用中的碳热解物产物物品的整个多积层矩阵等温。

更广泛地，产物物品中的间隔元件可由微孔热解物碳粉末形成作为多层复合前驱体物品的渐逝层中的填充材料。间隔元件也可由例如碳纳米管、石墨烯薄片、碳须晶、碳黑、巴克球、水合硅酸铝粉末、碳化硅粒子、沸石材料、金属有机架构(MOF)材料、金属或金属合金体，或将在热解操作的气态副产物存在时幸免于热热解过程的其它材料的材料形成。残余间隔材料可充当惰性物理间隔件或充当提供另外性质或性能特性(例如导电性、导热性、用于特定气体或杂质的吸附容量、捕集特征等等)到产物碳热解物物品的添加剂。

作为通过将间隔材料安置在用来形成第一例子中的多层前驱体物品的渐逝介质中而布建间隔元件的替代例，可采用网筛或栅格部件，其(例如)通过辊子涂覆或其它应用技术而充满渐逝材料，使得此类多孔元件中的开口填充有渐逝材料且在铺设操作中被并入多层前驱体物品中。铺设积层中的渐逝材料的后续挥发将使网筛或栅格作为硬碳层之间的间隔件。在此方面，网筛的纵向及横向股的尺寸可经适当定制以实现碳热解物产物物品的适当最终流体流导。栅格元件的类似定尺寸可用来实现产物物品中的所要导率。

再次考虑经受热解的多层前驱体材料，将了解，此多层前驱体材料可在热解之前经切割、形成或塑造成多种可能形状，以产生产物物品的特定所要形状，例如，圆形、方形或其它几何上规则或不规则形状。

图8是一类型的气体接触碳热解物物品366的透视示意图，所述类型已通过可热解材料的片状物及渐逝材料的片状物的分层、接着进行冲孔、切割或其它形成操作而形成，以产生圆柱物品，其中邻近片状物彼此平行、在圆柱物品中纵向延伸，使得后续热解移除其交替片状物中的渐逝材料，以产生横向于碳热解物物品的纵轴的大体上矩形横截面的流动通路。如图8中说明，在由箭头“A”指示的方向上流动的流入流体流过此类矩形横截面流动通路，接触碳热解物层以供杂质的吸附移除、固体粒子的过滤，及/或其它接触操作，其中所得经处理流体在由箭头“B”指示的方向上在产物物品的远端处排放。

图9是以图8的碳热解物物品366的方式由可热解材料的片状物及渐逝材料的片状物的交替分层形成的气体接触碳热解物物品368的透视示意图，但其具有方形横截面而非图8的物品中的圆形横截面。气体接触碳热解物物品368可被部署成此类物品的阵列，其中组成物品中的每一者与此类物品中的至少另一者成邻接关系，以提供其组合件，气体可按适当体积流率及表面速度与所述组合件接触以进行所要流体接触操作。由流入流体指向性箭头“A”及排放流体指向性箭头“B”指示图9中的流体流动的方向。

图10是呈现分别包括可热解材料及渐逝材料的进给料卷372及374的过程系统370的示意性正视图，其中在由关联箭头指示的方向上驱动进给料卷，使得可热解材料及渐逝材料的相应片状物被接纳在卷绕料卷376上，以提供可能经受热解以形成图7中展示的类型的碳热解物物品的凝胶料卷确认前驱体物品。卷绕料卷376可具有与其相关联的压缩料卷378，其经弹簧偏置或以其它方式操作以在由箭头“W”指示的方向上施加力以确保可热解材料及渐逝材料的相应层彼此完全面积接触，而不存在在卷绕料卷376上卷绕时此类层之间的气泡或其它空凹穴。

图11是图10的过程系统的简化示意性透视图，其展示其相应料卷372、374及376。

图12是类似于图11中展示的过程系统的过程系统的简化示意性透视图，但其中顶部料卷378是网筛的进给料卷，且底部料卷380是可热解材料的进给料卷，使得所得缠绕前驱体物品382的凝胶料卷构造由网筛及可热解材料的交替层组成。

图13是另一过程系统的简化示意性透视图，其中可热解材料的进给料卷384提供在可热解物品料卷390上卷绕的此可热解材料的片状物，且其中进给料卷与卷绕料卷中间的可热解材料的片状物从涂料施配器388接纳渐逝材料的涂层386。接着，所得凝胶料卷配置前驱体物品可经纵向切断以形成如图14中展示的块积层391，其可经热解以形成其中具有从已在热解操作中移除的渐逝材料导出的通路的产物碳热解物物品。

将了解，可运用许多不同材料层实施多层前驱体物品的形成。

图15是包括三个不同类型的层的多层可热解物品392的透视图。图16是此多层可热解物品392的透视图，如说明，可从所述多层可热解物品392切割许多成形件393。

图17是根据本发明的另一实施例的如从包含与可热解材料层交替的充满渐逝材料网筛的圆柱形缠绕层的凝胶料卷构造前驱体物品制造的碳热解物流体接触物品394的透视示意图，其中前驱体物品已经受热解条件以在碳热解物薄片之间形成流体通路，其中由未受热解操作影响的材料形成的网筛充当碳热解物层之间的间隔件。流体流过物品394的路径如由流入流体指向性箭头“A”展示且由排放箭头“B”指示流体排放方向。

本发明另一方面涉及一种制作碳热解物吸附剂的方法，其包括：将可热解起始材料与金属丝(例如，铁丝)掺合，以形成复合可热解起始材料；热解可热解起始材料以形成复合热解物；及使复合热解物与有效地从所述复合热解物至少部分移除金属丝的移除剂接触，以形成碳热解物吸附剂。

此方法具有孔径及多孔性特性可由金属丝的尺寸特性密切控制的优点。移除剂可具有对于从复合热解物至少部分移除金属丝有效的任何适合类型。在特定实施例中，移除剂可包括酸，例如盐酸、硫酸、硝酸或类似物，其有效地与金属丝化学反应以实现其从复合热解物的移除。替代地，移除剂可包括有效地从复合热解物溶解或滤去金属丝的溶剂。

可通过涉及变化金属丝含量的样本的配制，及此类样本的热解，及其移除剂处理的样本实验而根据经验确定用来形成碳热解物的金属丝的数量，以确定将与可热解起始材料掺合的金属丝的浓度以实现最终碳热解物吸附剂产物的所要多孔性及渗透性特性。

在其中铁丝用作金属丝的实施例中，可由密度或感磁性器具容易地测量经处理热解物的铁含量，使得移除剂及接触协议可容易确定以从复合热解物实现基本上完全(例如，95到100％)金属丝移除。

本发明进一步预期通过此方法形成的碳热解物吸附剂。

另一方面中的本发明涉及提高来自基于吸附剂的气体供应包装的施配气体的纯度，且涉及用于制造气体供应包装以实现此纯度提高的方法。

一方面，本发明涉及一种用于制造气体供应包装的过程，其包括在热解炉中热解可热解起始材料以形成在排放位置处从热解炉排放的碳热解物吸附剂，及在包含施配组合件的气体存储及施配容器中包装排放位置处的碳热解物吸附剂，以形成气体供应包装。

可热解起始材料可呈粉末、颗粒、丸粒或单块形式(例如砖块、块、球体、圆柱盘)，或此类形式的两者或两者以上的组合的形式，或其它适合形状及形式的起始材料，使得在碳热解物吸附剂中实现对应形式或若干形式。本发明也预期相同形式的可热解起始材料的两个或两个以上尺寸的并发使用，以形成对应碳热解物吸附剂。

气体存储及施配容器可具有圆柱形或其它容器几何形状。在一个实施例中，气体存储及施配容器具有圆柱形且碳热解物吸附剂呈引入到气体存储及施配容器的内部体积中，以界定此类圆柱盘的堆叠阵列的圆柱盘的形式，其中此类盘中的每一者具有密切逼近容器的内径的直径，例如，在此内径的1.5cm内，以最大化容器中被吸附剂占据的体积，且其中堆叠中的每一连续对圆柱盘以面对面邻接关系彼此毗邻。

可在包括其中安置热解炉的壳体的制造设施中实施气体供应包装的制造。壳体可额外地包括热解炉的排放位置中的填充站，其可任选地进一步包含热解炉中的活化区，其中填充站经布置用于将碳热解物吸附剂包装在气体供应包装中。壳体可供应有有益于制造过程的惰性气体及/或其它气体。碳热解物吸附剂可在惰性氛围(例如，包括氮、氦、氩、氙及氪中的一或多者)下或在氢、硫化氢或其它适合气体的还原氛围，或惰性气体及还原气体的组合中包装于气体供应包装中。可在制造设施的单独毗连区中实施制造过程，其中每一者提供有不同周围气体环境，以促进相应热解、气体存储及施配容器的吸附剂装载，及将气体施配组合件固定于气体存储及施配容器。

施配组合件可包括含有可由阀控制器或致动器而在完全打开位置与完全闭合位置之间平移的阀元件的阀头。所述阀头可包含用于气体填充及气体施配的单个端口，或所述阀头可替代地包含单独专用气体填充及气体施配端口。所述阀头可经配置用于(例如)由手轮或类似机械结构的手动阀控制，或所述阀头可经配置用于阀元件由阀致动器(例如，气动阀致动器)的致动及调制。

图18是根据本发明的一个方面的用于制造气体供应包装的制造设施的示意性表示。

如图18中所展示，制造设施400可包含热解炉416安置于其中的过程设施壳体402，其中可热解起始材料物品424经热解以形成碳热解物吸附剂物品426，其中将可热解起始材料物品安置在安置于可旋转辊子420及422上的传送带418上，由适合运动驱动器(图13中未展示)驱动可旋转辊子420及422的一者或两者。

过程设施壳体402可由气体供应线406而在所述壳体内提供有适当氛围，所述气体供应线406可与用来在壳体402中建立氛围的适合气体源耦合。气体可为例如氮、氩、氪等等的惰性气体，或适当特性的还原气体。

源自热解炉416中的热解的碳热解物吸附剂物品426在含有滑片428的排放位置处从炉子排放。因此，排放吸附剂物品426沿着滑动结构重力向下滑动到定位于移动传送带440上的气体存储及施配容器430中，使得连续引入的吸附剂物品在容器的内部体积中形成吸附剂物品堆叠432。容器一旦在其中填充有适合高度的堆叠，即平移到组合件站，其中阀头施配组合件436配接且固定于容器，以形成气体供应包装。阀头施配组合件436可以任何适合方式固定于容器430，且可举例来说由适合机械紧固件机械地接合到容器，或替代地阀头组合件及容器可通过沿着其接点处的接缝焊接而固定，或可以任何其它适合方式实现将阀头组合件固定在容器中。

过程设施壳体402可配备有用于由运动流体驱动器410从壳体402的内部体积404退出的气体的气体排放线408，运动流体驱动器410可包括排气扇、吹风机、喷射器或类似物，其中气体被排放到通风线412中的氛围或其它沉积物。排放气体可举例来说在流出消除单元中经处理以移除所述排放气体的有毒或危险成分，或所述排放气体可运用适当验证或其它处理再循环以重新用于制造设施400中。

可如提及那样针对在制造设施400中实施的相应制造操作改变壳体402的内部体积404中的气体环境。热解炉因此具有有益于热解操作的内部周围环境。可由碳热解物活化腔室补充热解炉，其中经热解吸附剂在高温下活化以制备吸附剂以供期望在气体供应包装的施配操作中存储于吸附剂上且随后从吸附剂解吸的气体的吸附利用。将热解吸附剂物品包装于气体存储及施配容器中可在另一周围气体环境下(例如，在氢环境下)实施，以辅助反应性地挥发吸附剂物品中的任何残余杂质种类，或以其它方式实现杂质种类的移除或抑制如果吸附物品暴露于周围大气条件那么将以其它方式出现的吸附剂物品的污染。最后，可在有益于固定操作的氛围下实施将阀头组合件固定于气体存储及施配容器。

因此，制造设施400包括排放位置，在所述位置处来自热解操作(或来自热解/活化处理，如果活化额外地适应于经热解吸附剂物品的处理)的经热解吸附剂物品被立即引入到气体供应包装的容器且容器完成，使得在此制造期间将经热解吸附剂物品维持在高纯度条件中。在排放位置处制造气体供应包装，且施配组合件可在此排放位置处与气体存储及施配容器焊接或可螺合地啮合。经热解吸附剂物品可在惰性氛围(例如，包括氮、氦、氩、氙及氪的一或多者)下或在氢、硫化氢或其它适合气体的还原氛围，或惰性气体及还原气体的组合中引入到气体存储及施配容器中。

在本发明的另一方面中，高纯度碳热解物物品可经包装为预包装以后续安装在气体供应包装中。举例来说，碳热解物物品一旦形成即可在热解或热解/活化系统的排放位置处包装于经配置以在包装吸附剂已经安装于气体供应包装中之后随后原位打开的不透气袋或其它预包装容器中。

用于碳热解物吸附剂物品的此包装方法使物品能够在存储、运输等等期间维持于高纯度条件中，使得其可被引入到气体供应包装而不损及吸附剂物品的高纯度特性。碳热解物吸附剂物品包装在其中的袋或其它容器可由对于有害气体种类足够不可渗透的任何适合材料形成，以维持吸附剂物品的高纯度特性。举例来说，此不透气材料可包括聚脂薄膜或其它金属化膜，或多层聚合膜，或任何其它适合材料。袋可被密封。

接着，可将装袋或以其它方式包装的吸附剂物品安装在流体供应包装的容器中，其中所述容器接着接合到阀头组合件以完成包装，且其中袋或其它包装接着在容器中原位打开以暴露吸附剂物品，使得其可能吸附地吸收其后填充到容器的气体。替代地，可将预包装吸附剂物品的袋或其它容器引入到气体存储及施配容器的内部体积中且在将施配组合件安装于容器上之前可能打开袋或容器。

可以任何适合方式实现吸附剂原位打开或暴露在气体供应包装中。在一个实施例中，将吸附剂物品引入到袋中的容器中，其在固定阀头组合件后经受真空条件，以引起袋爆裂，借此暴露吸附剂以供使用。在另一实施例中，可通过将高压气体引入到气体存储及施配容器而引起袋爆裂，借此所述袋上的所得压力差引起其爆开。替代地，袋可由通过加热容器而热降解以使袋破裂并暴露其中的吸附剂的材料形成。作为另一实施例，可由保持在容器中的特定气体降解袋，使得气体与袋材料反应以形成可忽略蒸汽压力的固体反应产物。另一实施例中的袋可提供有通过射频活化的封闭件以实现吸附剂的原位暴露。将认识到，可以多种其它方法中的任何者实施袋中的吸附剂的暴露。

一旦已暴露吸附剂，存储在吸附剂上且随后从吸附剂解吸并施配的气体可(例如)通过阀头组合件的填充端口填充到容器。

图19是用于将高纯度碳热解物吸附剂引入到气体供应容器接着以安装阀头组合件随后原位暴露吸附剂完成的处理序列的示意性表示。

如展示，高纯度条件中的圆柱形盘形碳热解物吸附剂物品的堆叠464已经包装在袋460中，袋460在其上端处由封闭件462固定。以此方式，防止装袋吸附剂接触周围气体。

在过程序列的由图5中的对应箭头所指示的步骤1中，将装袋吸附剂引入到气体存储及施配容器464的内部体积468中，在此之后在步骤2中阀头组合件470与容器啮合且固定于所述容器。接着，所得气体供应包装(其中阀头组合件470被固定于气体存储及施配容器466且含有装袋吸附剂464)在阀头组合件的填充端口处借助于流体导管476耦合到真空泵474。接着，真空泵474对含有吸附剂464的袋施加足够真空，以使袋破裂，从而在袋中产生开口472，且借此暴露吸附剂以供可分类气体的后续吸附。

代替对包装施加真空以迫使所述包装的爆裂，当举例来说已在大气压力下包装吸附剂时，泵474可代替地接合到高压气体的外部源，其接着在泵的作用下引入到内部体积以对袋施加压力且对应地引发袋的爆裂以暴露吸附剂。将认识到，存在众多方式，吸附剂可以所述方式包装且暴露在原位以供气体的吸附及存储，及后续气体施配责任。

因此，本发明预期一种碳热解物物品的预包装，其包括盛放碳热解物物品阵列的容器，所述容器不透气且经配置以在碳热解物物品的预包装已经安装于气体供应包装中之后随后原位打开。

如上文所描述，碳热解物物品的预包装可包括袋作为容器，且包装可含有圆柱盘形碳热解物物品堆叠中的碳热解物物品阵列，其中堆叠中的邻近对碳热解物物品彼此呈相对面邻接关系。

本发明进一步涉及一种气体供应包装，其包括盛放如上文描述的碳热解物物品的预包装的气体存储及施配容器，及固定于所述气体存储及施配容器的气体施配组合件。

在另一方面中，本发明涉及一种供应气体以供使用的方法，其包括提供如上文描述的碳热解物物品的预包装以安装在气体供应包装中。本发明的另一方面涉及一种供应气体以供使用的方法，其包括将如上文描述的碳热解物物品的预包装安装在气体供应包装中。本发明的又另一方面涉及一种供应气体以供使用的方法，其包括在气体供应包装中原位打开如上文描述的碳热解物物品的预包装。

在另一方面中，本发明涉及一种提高碳热解物吸附剂的纯度的方法，其包括使吸附剂与有效地从所述吸附剂置换杂质的置换气体接触，及从所述吸附剂移除置换气体，以产生提高纯度碳热解物吸附剂。

因此，此过程提供酸洗技术以提高吸附剂的纯度。酸洗方法可在高温下经温度的调制达延长时间段(例如，足以从吸附剂移除至少98％重量的杂质的一段时间)，及/或经压力的调制，且以涉及若干泵/冲洗步骤的循环重复方式实施，其中置换气体流动到吸附剂以与其接触，接着进行从吸附剂冲洗置换气体，且接触/冲洗步骤经实施达至少一个重复循环。

在特定应用中，置换气体可用作有效地实现来自吸附剂的吸附杂质的所要位移的替代化合物。置换气体可为还原气体，例如氢、硫化氢或其它适合气体，而非预期吸附气体，以实现杂质的位移且在填充预期吸附气体以吸附存储于吸附剂上之前提高吸附剂的纯度，及在气体于施配条件下从吸附剂解吸时的后续施配使用。当预期吸附气体是例如四氟化锗(GeF₄)的昂贵气体时，例如氢或硫化氢的还原气体的此使用特别具成本效率。在其它实施例中，置换气体可包括惰性气体，例如，氮、氦、氩、氮、氪或此类气体的两者或两者以上的组合。在又其它实施例中，置换气体可包括与还原气体组合的惰性气体。

可运用吸附剂的高温脱气，且可任选地使用高压置换气体(例如，在20到1600psig的压力下，或在其它适合超大气压力下)来实施纯度的上述提高，以最初最大化杂质的移除，接着进行脱气以从吸附剂移除置换气体。

可由在气体供应包装的阀头组合件的排放端口处使用过滤器而提高由所述气体供应包装所供应的气体的纯度。过滤器可包括可替换过滤元件，或能够经处理用于污染物的移除的元件，以便于过滤元件的重新使用。

可通过有效地移除所关注杂质种类的干燥剂或涤气介质(例如，CO₂吸气剂)的气体存储及施配容器的内部体积中的部署而额外地或替代地提高供应到气体供应包装的气体的纯度。

虽然本文中的本发明主要涉及碳热解物吸附剂，但就替代吸附剂可为有用且有利的来说，在本文中描述的任何应用中可采用替代吸附剂。一方面，本发明预期一种替代吸附剂，其包括二硫化钼(MoS₂)，其可提供有任何形状因子，包含本文中在碳热解物吸附剂的使用中各种描述的形状及构造(例如，粉末、颗粒、丸粒、单块形式等等)。在特定实施例中，吸附剂包括单块形式的许多吸附剂物品。

相应地，另一方面中的本发明涉及一种气体供应包装，其包括用于盛放吸附气体以存储在其上及解吸气体以在包装的施配条件下从气体供应包装排放的吸附剂，其中吸附剂包括二硫化钼(MoS₂)。

可通过使用在吸附剂物品之间提供适当程度的间隙空间以提供使能实施吸附剂的更有效脱气的间隙空穴体积的吸附剂物品形式，以及作得较小以提供更多空穴空间以供杂质移除的更有效脱气的吸附剂材料物品(例如，锭或丸粒或其它适合形式)而进一步提高通过吸附剂材料上的杂质种类的移除的提高纯度。

一方面，本发明涉及一种提高碳热解物吸附剂的纯度的方法，其包括以分开形式及分开形式尺寸提供吸附剂以在吸附剂经受脱气时实现移除碳热解物吸附剂中的至少98％重量的杂质，及脱气吸附剂以实现此移除。

一种额外杂质减少方法涉及气体存储及施配容器的构造材料，所述容器可含有杂质种类或适应杂质种类的扩散进入，其接着随后可在气体供应包装的后续运输、存储、安装及使用中脱气。举例来说，气体存储及施配容器可由容易经钝化以最小化来自容器壁及地板表面的非所要杂质流出的铝或其它材料形成，或所述气体存储及施配容器可在容器上其内表面上方且可任选地在容器的外表面上方经镀覆、涂覆或以其它方式提供有此低杂质材料的膜或层。

相应地，本发明另一方面涉及一种气体供应包装，其包括盛放吸附剂气体存储介质的气体存储及施配容器，及固定于所述容器的气体施配组合件，其中容器包括具有易受容器的内部体积中的出口影响的相对较高含量的杂质且呈现容器的内部体积中的内表面的构造材料，其中内表面镀覆有具有易受容器的内部体积中的出口影响的相对较低含量的杂质的材料。

另一方面，本发明涉及一种气体供应包装，其包括盛放吸附剂气体存储介质的气体存储及施配容器，及固定于所述容器的气体施配组合件，其中容器包括铝或铝合金作为构造材料。

除用纯度提高材料镀覆或叠加容器表面以外，所述容器可经处理以提供抛光或较平滑内表面饰面，例如，所述容器的内表面上的镜饰面。

因此，本发明另一方面预期一种提高从气体供应包装施配的气体的纯度的方法，所述气体供应包装包括盛放吸附剂气体存储介质的气体存储及施配容器，及固定于所述容器的气体施配组合件，此方法包括制造气体供应包装的容器以包括具有抛光平滑内表面饰面的内部容器表面。

提高在包装的使用中从气体供应包装施配的气体的纯度的额外技术包含气体存储及施配容器的内部体积中的顶部空间的快速泵抽，以移除可能已集中在所述顶部空间中的杂质。顶部空间是上覆吸附剂的容器的内部体积的部分，且由于吸附气体的位移，或在填充吸附气体之前或之后密封气体容器中的蒸汽压力效应所致的杂质可累积在顶部空间中，使得顶部空间通过阀头组合件的端口(例如，其填充端口或排放端口)的快速瞬时泵抽有效地移除顶部空间杂质。

因此，本发明在另一方面中预期一种提高从使用中的气体供应包装施配的气体的纯度的方法，所述气体供应包装包括盛放吸附剂气体存储介质的气体存储及施配容器，及固定于所述容器的气体施配组合件，其中容器包括包含吸附剂气体存储介质上方的顶部空间的内部体积，所述方法包括在用吸附气体填充包装之前或之后快速泵抽顶部空间。

结合提高纯度的前述方法，其可用于各种个别技术的任何组合及排列中，可提供气体供应包装以与涉及容器中的气体的特性(包含其纯度级别)的填充后分析数据的补充一起使用。此数据可提供在容器上的RFID标签或其它数据存储装置上，或呈容器上的打印标记形式，或作为单独打印报告，使得容器在出售、运输、存储及/或安装时可容易地验证为符合特定气体纯度准则，除供应气体及/或其中提供气体的气体供应包装的其它特性的识别以外。

因此，本发明在另一方面中预期一种气体供应包装套组，其包括：(i)气体供应包装，其包括盛放使吸附气体吸附于其上的吸附剂气体存储介质的气体存储及施配容器，及固定于所述容器以在其施配条件下从包装排放吸附气体的气体施配组合件；及(ii)数据表示物品或装置中的用于供应气体的填充后分析数据，包含气体纯度。

本发明在另一方面中涉及一种气体供应包装，其包括盛放吸附剂气体存储介质以将吸附气体存储于其上的气体存储及施配容器，及固定于所述容器以在其施配条件下从包装施配吸附气体的气体施配组合件，其中容器包括DOT3AA圆筒，且吸附剂气体存储介质包括基于PVDC的聚合物或共聚物热解物吸附剂，例如，PVDC-MA碳热解物吸附剂。吸附剂可能呈任何适合形式，例如，呈丸粒及/或珠粒形式。

吸附剂的丸粒及/或珠粒可适合地具有不同碳热解物类型或若干类型，其具有变化吸附剂特性，例如孔径、孔径分布、块体密度、灰分含量、渗透性等等，以便提供适于由使用中的气体供应包装递送的特定吸附气体的吸附剂物品的掺合物。

在另一方面中，本发明涉及一种以棒的形式提供为可举例来说具有在从20到90的范围中的长度(L)对直径(D)比或具有其它L/D特性的长形吸附剂物品的碳热解物吸附剂。如此上下文中所使用，术语直径是指垂直于吸附剂物品的轴向或长度方向的最大横向尺寸。棒可具有任何适合横截面形状，例如，方形、矩形、圆形、卵形、十字形等等。吸附剂棒可从挤出穿过圆形横截面挤出裸片的可热解起始材料容易地形成有圆形横截面，其中按所要长度切断挤出物以提供起始材料，其通过热解及后续任选活化产生呈棒形式的碳热解物吸附剂。

举例来说可形成碳热解物吸附剂的棒，且许多此类棒可经捆绑以组成棒组合件，其可举例来说与彼此联合或以其它方式固结成单个组合件。因此，集束可包括棒物品的组合件，其中棒中的每一者与集束中的其它棒平行定向。举例来说，此类棒的集束可被放置在气体存储及施配容器的颈部开口中，以“调谐”在施配条件下从容器施配气体。在此例子中，吸附剂棒物品的棒集束可被保持在颈部中的适当位置或由定位装置(例如压缩楔可靠弹簧)以其它方式保持在气体存储及施配容器的内部体积中以确保将棒集束的特定位置维持在内部体积中。

图20是根据本发明的另一方面的气体供应包装的示意性表示，其包括呈许多形式的吸附剂，形式包含捆绑在此包装的气体存储及施配容器的颈部中的棒。

如说明，气体供应包装500包含在其内界定内部体积、由容器壁504围封的气体存储及施配容器502。在容器的内部体积中，提供许多形式的碳热解物吸附剂，包含盘形吸附剂物品堆叠506，其中邻近对盘与彼此呈面对面邻接关系。在堆叠中的最上盘上提供吸附剂的棒及珠粒的混合群体508。如果需要，那么吸附剂的棒及珠粒的混合群体可由网筛514或内部体积中的其它多孔保持元件而保持在适当位置。上覆吸附剂的棒及珠粒的混合群体的是插入容器502的颈部中的吸附剂棒的集束510。棒可在其下端处静置于网筛514上，或以其它方式保持在容器的颈部中的适当位置。

容器在其上端处固定于施配头组合件512，其含有用于将气体填充到容器及用于在包装的施配条件下从所述包装施配气体的填充及排放端口。施配头组合件512可包含用于在完全打开位置与完全闭合位置之间平移所述施配头组合件中的阀的阀致动器或其它结构。

因此，图20中说明的气体供应包装其说明本发明的气体供应包装，其中采用许多形式的碳热解物吸附剂。因此，如布置成集束的棒包含邻近棒之间的间隙空间，气体可在从容器到施配头组合件的出口中穿过所述间隙空间以供此施配头组合件的排放端口处的后续排放。因此，可提供棒以调制来自容器的气体释放，使得施配头组合件中的先前闭合阀的最初打开并不导致施配气体的流动的压力尖峰或其它扰动的传播。

可根据本发明利用气体供应包装，作为包括包装中的多种吸附剂类型及形式。举例来说，可连同提供较高填充及气体递送速率的较高渗透性吸附剂提供具有相对较慢气体传送特性的特定形式的吸附剂，以提供来自包装的施配气体的所要流动。

一方面，本发明涉及一种气体供应包装，其包括盛放吸附剂气体存储介质以将吸附气体存储于其上的气体存储及施配容器，及固定于所述容器以在其施配条件下从包装排放吸附气体的气体施配组合件，其中吸附剂介质包括如上文描述的碳热解物吸附剂物品的集束，其中所述集束经定位在容器的颈部中。

此气体供应包装可进一步包括任何适合组合及排列中的呈其它非棒形式(例如单块形式(例如，圆柱盘物品)、珠粒形式及/或丸粒形式)的吸附剂介质。

另一方面中的本发明涉及用于增大气体供应包装的可递送容量的方法，所述气体供应包装包括盛放吸附剂气体存储介质以将吸附气体存储于其上的气体存储及施配容器，及固定于所述容器以在其施配条件下从包装排放吸附气体的气体施配组合件。

如气体供应包装的各种实施例中采用的一个此方法是在其中利用通过可热解起始材料的热解及后续活化及脱气所处理的吸附剂，其中处理取决于待存储于吸附剂上且随后从所述吸附剂施配的吸附气体，且经应用以实现碳热解物吸附剂的容量的增大。经选择以实现碳热解物吸附剂的经预先确定活化的处理的过程变量包含活化温度及活化时间。可同样出于相对于热解时间及温度提高用于吸附气体的碳热解物吸附剂的容量的目的选择热解操作。其中从碳热解物吸附剂移除外来种类的脱气操作可对应地经受特定脱气温度、最终(在脱气操作结束时)压力及脱气时间的选择，以实现碳热解物吸附剂的容量提高的特定等级。

相应地，本发明预期一种制造包含用来供应不同气体的包装的气体供应包装的方法，其中所述气体供应包装各自包括盛放吸附剂以将吸附气体存储于其上的气体存储及施配容器，及固定于所述容器以在其施配条件下从包装排放吸附气体的气体施配组合件，所述方法包括通过包含可热解起始材料的热解及后续活化及脱气的处理而制备吸附剂，接着进行将吸附剂包装在气体供应包装中，其中根据对于用于包括此吸附剂的气体供应包装中的吸附气体特定的处理条件实施处理，且其中处理条件对于包装在不同气体供应包装中以供不同气体的供应的吸附剂不同。

在此方法中，不同处理条件可能在选自由活化温度、活化时间、热解时间、热解温度、脱气温度、最终脱气压力及脱气时间组成的群组的至少一个条件方面不同。

用于提高气体供应包装的可递送容量的另一方法聚焦于减少跟，即，气体供应包装中在施配操作完结时剩余的残余气体。耗尽气体供应包装的跟含量表示气体的浪费，其在产物(例如半导体产品、平板显示器及太阳能面板)的制造的各种应用中可表示过程的显著成本，这是因为包装的跟含量可在使用完结时仅留在容器中，且可随后以未能实现气体的利用的方式排出或以其它方式处理，其可具有昂贵特性。

在努力最小化耗尽气体供应包装中的跟时，利用包装中的不同类型或形式的碳热解物吸附剂可能有利，借此更容易地解吸跟气体以供施配，使得包装的更多气体总量实际上经排放以供使用。

因此，本发明预期一种减少在气体供应包装耗尽时的跟含量的方法，所述气体供应包装包括盛放吸附剂以将吸附气体存储于其上的气体存储及施配容器，及固定于所述容器以在其施配条件下从包装排放吸附气体的气体施配组合件，所述方法包括提供不同类型及不同形式中的至少一者的吸附剂种类作为吸附剂，其中相对于所述吸附剂种类中的单个者的吸附剂，不同类型及/或形式增大在所述施配条件下从吸附剂解吸的吸附气体量。

作为用于最小化气体供应包装的跟含量的另一方法，在其中吸附气体包括同位素富集气体(即，富集处于超出同位素的自然丰度的等级的一或多个同位素的气体)的例子中，且其中同位素富集气体基本上比对应自然丰度气体更昂贵，含有气态化合物的相应同位素的自然发生补充。在此类例子中，利用对应自然丰度气体来将气体供应包装填充到低初始压力以建立跟可能有利，其中对应同位素富集气体接着用作主要填充气体以用所要吸附气体装载气体供应包装中的碳热解物吸附剂，使得同位素富集气体用来将“预剩余”吸附剂填充到所要填充压力或填充容量的其它测量。

以此方式，同位素富集气体可在标准施配操作期间施配而自然丰度气体被保留为容器中的气体的跟部分，使得不会由于跟气体的不可施配特征而付出极大的经济代价。

相应地，本发明预期一种减少在气体供应包装耗尽时的跟含量的方法，所述气体供应包装包括盛放吸附剂以将同位素富集吸附气体存储于其上的气体存储及施配容器，及固定于所述容器以在其施配条件下从包装排放吸附气体的气体施配组合件，所述方法包括最初用足以建立气体跟的数量的对应非同位素富集吸附气体填充气体供应包装的气体存储及施配容器中的吸附剂，及在建立气体跟之后，用同位素富集吸附气体将气体存储及施配容器中的吸附剂填充到气体供应包装的经预先确定填充容量。

此方法中的吸附气体可包括任何适合气体，例如，选自由三氟化硼、硅烷、四氟化硅、四氟化锗及锗烷组成的群组的气体。

本发明在对应方面中还涉及一种气体供应包装，其包括盛放吸附剂以将吸附气体存储于其上的气体存储及施配容器，及固定于所述容器以在其施配条件下从包装排放吸附气体的气体施配组合件，其中气体存储及施配容器中的吸附气体总量包括包括非同位素富集吸附气体的跟部分，及包括对应同位素富集吸附气体的剩余非跟部分。

在各种实施例中，此气体供应包装中的吸附剂可包括适合类型的碳热解物吸附剂，且更一般地可包括本文中揭示的任何吸附剂。

吸附气体同样可具有任何适合类型，且可举例来说包括选自由三氟化硼、硅烷、四氟化硅、四氟化锗及锗烷组成的群组的气体。

虽然本文中已参考特定方面、特征及说明性实施例陈述本发明，但将了解，本发明的实用性并不因此受限，而延伸到且涵盖众多其它变化、修改及替代实施例，如将基于本文中的描述向本发明的所属领域中的一般技术人员建议。对应地，如下文主张的本发明希望广泛解释并解译为包含其精神及范围内的所有此类变化、修改及替代实施例。

Claims (8)

1.一种用于供应流体以供使用的组合物，其包括使硅烷或乙硅烷可逆地吸附于其上的吸附剂，其中所述吸附剂包括选自由氧化钛、氧化锆、硅质岩及金属有机架构MOF材料组成的群组的材料，其中所述吸附剂呈多孔性，其中至少40％的细孔具有小于1nm的尺寸，且其中当所述流体包括硅烷或乙硅烷时，所述吸附剂任选地包括硅石。

2.根据权利要求1所述的组合物，其中所述流体包括硅烷。

3.根据权利要求1所述的组合物，其中所述吸附剂包括使硅烷可逆地吸附于其上的硅质岩或硅石。

4.根据权利要求1所述的组合物，其中所述吸附剂呈选自由粉末、珠粒、丸粒、锭、硬凝块及单块组成的群组的形式。

5.一种流体供应包装，其包括含有根据权利要求1到4中任一权利要求所述的组合物的流体存储及施配容器，及经配置以在施配条件下从所述容器施配流体的施配组合件。

6.根据权利要求5所述的流体供应包装，其中所述施配组合件经配置以在亚大气施配条件下从所述容器施配流体。

7.一种供应流体以供流体利用工具使用的方法，其包括：

从流体供应包装施配硅烷或乙硅烷，所述流体供应包装包括包含使所述流体可逆地吸附于其上的吸附剂的吸附剂组合物，其中所述吸附剂包括选自由氧化钛、氧化锆、硅质岩及金属有机架构MOF材料组成的群组的材料，其中所述吸附剂呈多孔性，其中至少40％的细孔具有小于1nm的尺寸。

8.根据权利要求7所述的方法，其进一步包括使所述吸附剂组合物暴露于减小压力及从所述吸附剂组合物解吸所述流体。

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