JP2018039719A - 活性化ナノ多孔質炭素の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
a)有機酸触媒と混合物を作るための添加剤用いて、フルフリル官能基化合物の少なくとも1つであることを特徴とする液体有機化合物を混合する工程;
b)混合物を加熱して固体重合物質を作製する工程;
c)制御された温度で加熱することによって固体重合物質を炭化させて全ての揮発性化合物を追い出して炭化物質を形成する工程;および
d)制御された環境で炭化物質を活性化して、電気二重層キャパシタの電極、液相および気相濾過、精製および貯蔵用途に使用される、活性化ナノ多孔質炭素を形成する工程。
本発明の他の目的は、以下の明細書および特許請求の範囲を読むことによって当業者に明らかであり得る。
本出願は、EDLCおよび他の用途に使用することができる活性ナノ多孔質炭素を製造するための、ナノ多孔質炭素の製造方法を説明している。ナノ多孔質炭素を製造するためにエッチング工程を用いない。本明細書で使用される用語は、特定の実施形態のみを説明するためのものであり、本出願の範囲は、添付の特許請求の範囲およびそれらの均等物によってのみ限定されるため、限定することを意図するものではないことも理解されたい。
Claims (20)
- 活性化ナノ多孔質炭素の製造方法であって、
a)フルフリル官能基化合物の少なくとも1種であることを特徴とする液体有機化合物と有機酸触媒および添加剤とを混合して混合物を生成する工程と、
b)前記混合物を加熱して固体重合物質を生成する工程と、
c)制御された温度で加熱することによって前記固体重合物質を炭化させて、全ての揮発性化合物を追い出して炭化物質を形成する工程と、そして、
d)制御された環境で前記炭化物質を活性化して、電気二重層キャパシタの電極、液相および気相濾過、精製および貯蔵用途に使用される活性化ナノ多孔質炭素を形成する工程と
を含む、方法。 - 前記フルフリル官能基化合物が、フルフリルアルコール、フルフルアルデヒド、5-ヒドロキシメチルフルフラールおよび5-メチルフルフラールの少なくとも1種である、請求項1に記載の方法。
- 前記有機酸触媒がシュウ酸、酒石酸、マレイン酸、クエン酸および安息香酸の少なくとも1種である、請求項1に記載の方法。
- 前記添加剤が、カーボンブラック、グラフェン、カーボンナノチューブおよびリグニンの少なくとも1種である、請求項1に記載の方法。
- 前記有機酸触媒と混合する前に前記有機化合物にアセトンである有機溶媒を添加する工程と
をさらに含む、請求項1に記載の方法。 - 前記添加剤がカーボンブラックであり、前記カーボンブラックが100℃から400℃の温度で最初に部分的に酸化される、請求項1に記載の方法。
- 前記混合および前記重合が、室温から200℃の範囲の特定の制御温度下で実施される、請求項1に記載の方法。
- 前記炭化が360℃から800℃の間で行われる、請求項1に記載の方法。
- 前記活性化は、二酸化炭素、窒素、アルゴンおよび水蒸気の少なくとも1つを用いて制御された雰囲気下で加熱することによって行われる、請求項1に記載の方法。
- 酸、強塩基および塩のうちの1つを含む制御された環境下で熱を用いて行われる活性化の工程
をさらに含む、請求項1に記載の方法。 - エッチング工程が不要である請求項1に記載の方法。
- 前記炭化工程と前記活性化工程とを、窒素、アルゴン、二酸化炭素および蒸気のうちの少なくとも1つである気体の制御された環境下で同時に行う、請求項1に記載の方法。
- 活性化ナノ多孔質炭素の製造方法であって、
a)フルフリル官能基化合物の少なくとも1つである液体有機化合物を、カーボンブラックである添加剤と混合する工程と、
b)混合物を加熱して固体重合物質を生成する工程と、
c)制御された温度で加熱することによって前記固体重合物質を炭化させて、全ての揮発性化合物を追い出して炭化物質を形成する工程と、そして、
d)制御された環境において前記炭化物質を活性化して、活性化ナノ多孔質炭素を形成する工程と
を含む、方法。 - 前記フルフリル官能基化合物が、フルフリルアルコール、フルフルアルデヒド、5-ヒドロキシメチルフルフラールおよび5-メチルフルフラールの1つまたは複数である、請求項13に記載の方法。
- 前記カーボンブラック添加剤が、100℃から400℃である制御された温度で最初に部分的に酸化される、請求項13に記載の方法。
- 前記混合および前記重合が、室温から200℃の範囲の特定の制御温度で実施される、請求項13に記載の方法。
- 前記炭化が360℃から800℃の間で行われる、請求項13に記載の方法。
- 前記活性化は、二酸化炭素、窒素、アルゴンおよび水蒸気雰囲気の少なくとも1つを用いて制御された温度で加熱することによって行われる、請求項13に記載の方法。
- 活性化ナノ多孔質炭素の製造方法であって、
a)フルフリルアルコールをアセトンである有機溶媒と混合して混合物を作る工程と、
b)前記混合物に有機酸とカーボンブラックとの組み合わせを添加する工程と、
c)前記混合物を重合させて、大気条件下で固体重合物質を形成する工程と、
d)前記固体重合物質を600℃から800℃の間で加熱して炭化物質を生成する工程と、そして、
e)炭化と活性化を、窒素、アルゴン、二酸化炭素および蒸気のうちの少なくとも1つである気体の制御された環境下で同時に行う工程と
を含む、方法。 - エッチング工程が不要である請求項19に記載の方法。
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