JPS62149917A - 活性炭繊維の製造方法 - Google Patents
活性炭繊維の製造方法Info
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- JPS62149917A JPS62149917A JP60290061A JP29006185A JPS62149917A JP S62149917 A JPS62149917 A JP S62149917A JP 60290061 A JP60290061 A JP 60290061A JP 29006185 A JP29006185 A JP 29006185A JP S62149917 A JPS62149917 A JP S62149917A
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- Japan
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- pitch
- infusible
- yarn
- fibers
- activated carbon
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- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〈産業上の利用分野〉
本発明の繊維状の活性炭、丁なわち活性炭繊維は、極め
て速い吸着速度、極めて高い吸着効率及び特異的な選択
吸着性が要求される分野。
て速い吸着速度、極めて高い吸着効率及び特異的な選択
吸着性が要求される分野。
例えば家屋用、業務用の空気清浄器や浄水器。
有機溶剤回収装置、複写機などのオゾン除去。
一般用マスクや防毒マスク、医療用吸着剤、化学薬品や
工業用原料の分離や精製、各種の電極(特開昭55−9
9714)として有効などッチ系繊維を前駆体とする細
孔径が40X以上の細孔を多く含む、細孔径制御の可能
な活性炭繊維の製造方法に関する。
工業用原料の分離や精製、各種の電極(特開昭55−9
9714)として有効などッチ系繊維を前駆体とする細
孔径が40X以上の細孔を多く含む、細孔径制御の可能
な活性炭繊維の製造方法に関する。
〈従来の技術〉
活性炭繊維は粒状や粉状の活性炭に比較して吸着能力が
優れて吸着速度か速い、繊維状であるため布、紙、フェ
ルトなどの各種の形態の繊維構造物への加工が可能であ
るといった利点を有するが、その細孔構造は細孔径40
A以下の微細孔が大部分を占めるために例えば尚分子物
質の吸着などに不適当であり、用途か限定される欠点が
ある。活性炭繊維にはポリアクリロニトリル系繊維を前
駆体とするもの、セルロース系繊維を前駆体とするもの
、硬化ノボラック樹脂繊維を前駆体とするもの、ピッチ
系繊維を前駆体とするものなどがあるか、いずれの場合
も。
優れて吸着速度か速い、繊維状であるため布、紙、フェ
ルトなどの各種の形態の繊維構造物への加工が可能であ
るといった利点を有するが、その細孔構造は細孔径40
A以下の微細孔が大部分を占めるために例えば尚分子物
質の吸着などに不適当であり、用途か限定される欠点が
ある。活性炭繊維にはポリアクリロニトリル系繊維を前
駆体とするもの、セルロース系繊維を前駆体とするもの
、硬化ノボラック樹脂繊維を前駆体とするもの、ピッチ
系繊維を前駆体とするものなどがあるか、いずれの場合
も。
前述したよっな細孔構造を有する活性炭繊維は容易に得
られるが、細孔径40大以上の細孔を多く含む活性炭繊
維を得るのは困難であることか知られて′いる。例えば
硬化ノボラック41+4 III繊維を前駆体とする比
表面積的1800m”/fの一般に供されろ活性炭繊維
の細孔構造の場合、その細孔容積の98%以上は細孔径
40X以下の微細孔によるものである。これら従来の微
細孔のみ発達した活性炭繊維は前述し定ような欠点を有
するものであり、従ってこれを改良する目的で比較的細
孔径の大ぎい細孔を多く有する活性炭繊維の製造方法も
いくつか知られている。
られるが、細孔径40大以上の細孔を多く含む活性炭繊
維を得るのは困難であることか知られて′いる。例えば
硬化ノボラック41+4 III繊維を前駆体とする比
表面積的1800m”/fの一般に供されろ活性炭繊維
の細孔構造の場合、その細孔容積の98%以上は細孔径
40X以下の微細孔によるものである。これら従来の微
細孔のみ発達した活性炭繊維は前述し定ような欠点を有
するものであり、従ってこれを改良する目的で比較的細
孔径の大ぎい細孔を多く有する活性炭繊維の製造方法も
いくつか知られている。
例えば特開昭59−172230のように、一定の金属
イオンを原料繊維に担持させた後、炭化賦活させる方法
がある。しかしながらこの場合、金属イオンは実質的に
原料繊維の表面に付着しているのみであり、繊維内部へ
の浸透はほとんど不可能である。かかる金属イオン担持
原料繊維を炭化後、例えば水蒸気により賦活を行なうと
、水蒸気か繊維内部に拡散して細孔を発達させるより早
く、その表面で金属イオンによる触媒作用が働き、表面
部分の炭化の酸化反応が急激に進み繊維を細らせる結果
となる。つまり上記の方法では細孔容積の増加が不光分
のうちに、−f′なわち活性炭の性能が不充分のうちに
収率の低下を招く欠点か生じる。そのTこめに細孔径の
比較的太とな細孔を有する活性炭繊維を得ても収率が低
くコスト的に不利になる。
イオンを原料繊維に担持させた後、炭化賦活させる方法
がある。しかしながらこの場合、金属イオンは実質的に
原料繊維の表面に付着しているのみであり、繊維内部へ
の浸透はほとんど不可能である。かかる金属イオン担持
原料繊維を炭化後、例えば水蒸気により賦活を行なうと
、水蒸気か繊維内部に拡散して細孔を発達させるより早
く、その表面で金属イオンによる触媒作用が働き、表面
部分の炭化の酸化反応が急激に進み繊維を細らせる結果
となる。つまり上記の方法では細孔容積の増加が不光分
のうちに、−f′なわち活性炭の性能が不充分のうちに
収率の低下を招く欠点か生じる。そのTこめに細孔径の
比較的太とな細孔を有する活性炭繊維を得ても収率が低
くコスト的に不利になる。
〈発明が解決しようとする間順点〉
従って本発明の第一の目的は、細孔径40に以上の細孔
全長く含む、細孔径制御が可能な活性炭繊維を収率よく
製造てる方法を提供てることにある。
全長く含む、細孔径制御が可能な活性炭繊維を収率よく
製造てる方法を提供てることにある。
すなわち本発明によればピッチに周期律表第1IA族元
素、遷移元素、カリウムの化合物から選ばれた少なくと
も一種の化合物全含有させ、溶融紡糸後年融化させるた
め、得られた不融化繊維の内部には上記化合物或いは上
記化合物中の金属類は均一に分散含有されている。かか
る不融化繊維を炭化後、水蒸気賦活するか又は炭化と同
時に水蒸気賦活を行うと細孔径40X以上の細孔を多く
含む活性炭繊維を収率よく製造することができろ。該化
合物の枠角と#を適宜変更したり増減することにより全
細孔中に占める40A以上の細孔径を有する細孔の割合
を増減させることが可能となる。すなわち細孔径の制御
が可能となる。
素、遷移元素、カリウムの化合物から選ばれた少なくと
も一種の化合物全含有させ、溶融紡糸後年融化させるた
め、得られた不融化繊維の内部には上記化合物或いは上
記化合物中の金属類は均一に分散含有されている。かか
る不融化繊維を炭化後、水蒸気賦活するか又は炭化と同
時に水蒸気賦活を行うと細孔径40X以上の細孔を多く
含む活性炭繊維を収率よく製造することができろ。該化
合物の枠角と#を適宜変更したり増減することにより全
細孔中に占める40A以上の細孔径を有する細孔の割合
を増減させることが可能となる。すなわち細孔径の制御
が可能となる。
本発明により比較的細孔径の大tい細孔を多く含む活性
炭繊維が収率よく製造される理由は明らかではないが、
水蒸気が繊維内部に拡散しながら賦活が進行する過程に
おいて、途中で金属類の核に出会い、その周辺で該金属
類の触媒作用を受け、他の部分よりも早く酸化反応が進
行するためと考えられる。金属類を繊維に単に担持させ
た場合に比べて繊維表面上の該金属類は極めて少く、こ
れが収率よぐ製造できる理由と考えられる。
炭繊維が収率よく製造される理由は明らかではないが、
水蒸気が繊維内部に拡散しながら賦活が進行する過程に
おいて、途中で金属類の核に出会い、その周辺で該金属
類の触媒作用を受け、他の部分よりも早く酸化反応が進
行するためと考えられる。金属類を繊維に単に担持させ
た場合に比べて繊維表面上の該金属類は極めて少く、こ
れが収率よぐ製造できる理由と考えられる。
又、他の公知の方法として例えば特開昭58−1841
8には表面積が30〜1200m”/f、かつ細孔径3
0〜300Xの細孔容積が0.1cc/f以下の炭素質
繊維に金属化合物!担持させた後、賦活化処理7行って
30X以上の細孔ン多く含む活性炭繊維を製造する方法
がある。しかしながら、この場合も金属化合物を担持て
るのに、炭素質繊維をその金属化合物θ)水溶液に浸透
した後乾燥するか、スプレー噴霧後乾燥てるなどの方法
をとり、実質的に炭素質繊維表面にのみこれらの金属化
合物が付着してしまう恐れがあるのは前述の公知の方法
と同様である。従ってこの方法は、収率の低下暑トタす
危険があるという欠点!有するのみならず、金属化合物
ン担持てる前の原料炭素質#!#!維がある一定の条件
でてでに炭化賦活され、ある一定の細孔を有しているこ
とが必須条件になっており、工程上の煩雑さが避けられ
ない欠点も有する。
8には表面積が30〜1200m”/f、かつ細孔径3
0〜300Xの細孔容積が0.1cc/f以下の炭素質
繊維に金属化合物!担持させた後、賦活化処理7行って
30X以上の細孔ン多く含む活性炭繊維を製造する方法
がある。しかしながら、この場合も金属化合物を担持て
るのに、炭素質繊維をその金属化合物θ)水溶液に浸透
した後乾燥するか、スプレー噴霧後乾燥てるなどの方法
をとり、実質的に炭素質繊維表面にのみこれらの金属化
合物が付着してしまう恐れがあるのは前述の公知の方法
と同様である。従ってこの方法は、収率の低下暑トタす
危険があるという欠点!有するのみならず、金属化合物
ン担持てる前の原料炭素質#!#!維がある一定の条件
でてでに炭化賦活され、ある一定の細孔を有しているこ
とが必須条件になっており、工程上の煩雑さが避けられ
ない欠点も有する。
従って、本発明の第二の目的は細孔径40X以上の細孔
を多く含む細孔径制御の可能な活性炭繊維を極めて容易
に製造する方法全提供する。
を多く含む細孔径制御の可能な活性炭繊維を極めて容易
に製造する方法全提供する。
く問題点!解決するための手段〉
すなわち本発明によればピッチv浴融紡糸する工程の前
において単に周期律表第1IA族元素、遷移金属、カリ
ウムの化合物から選ばれた少なくとも一種の化合物を含
有せしめておくだけで良く、製造工程の煩雑さがなく極
めて容易に繊維内部への金属化合物の均一分散が可能と
なり、よってこれ!炭化賦活てろことにより細孔径40
X以上の細孔7多く含む活性炭を製造することがでとる
。
において単に周期律表第1IA族元素、遷移金属、カリ
ウムの化合物から選ばれた少なくとも一種の化合物を含
有せしめておくだけで良く、製造工程の煩雑さがなく極
めて容易に繊維内部への金属化合物の均一分散が可能と
なり、よってこれ!炭化賦活てろことにより細孔径40
X以上の細孔7多く含む活性炭を製造することがでとる
。
本発明による活性炭繊維の製造法はピッチ100重葉部
に対し周期律表第1A族元素、遷移元素。
に対し周期律表第1A族元素、遷移元素。
カリウムの化合物から得られた少くとも一種の化合物を
0.01〜10重量部含有させ、溶融紡糸後、不融化さ
せて得r、−at維を炭化賦活すること乞特徴とする・ 本発明に用いられるピッチとは石炭から得られるコール
タールピッチやS RC(8oIventRefine
d Coal)に代表される液化石炭1石油から得ら
れる減圧残油、ブ胃パン脱瀝アスファルト、デカントオ
イル、ACRピッチ及び高温分解残分、さらに純物質系
のpvcピッチ、PZピッチ、ナフタレンピッチ及びア
セナフチレンピッチなどの一般に炭素繊維の原料となる
ものである。
0.01〜10重量部含有させ、溶融紡糸後、不融化さ
せて得r、−at維を炭化賦活すること乞特徴とする・ 本発明に用いられるピッチとは石炭から得られるコール
タールピッチやS RC(8oIventRefine
d Coal)に代表される液化石炭1石油から得ら
れる減圧残油、ブ胃パン脱瀝アスファルト、デカントオ
イル、ACRピッチ及び高温分解残分、さらに純物質系
のpvcピッチ、PZピッチ、ナフタレンピッチ及びア
セナフチレンピッチなどの一般に炭素繊維の原料となる
ものである。
又、本発明に用いられる周期律表第11A族元メタバナ
ジウム酸アンモニウムのごとぎ無機系ノV 化合物も使用できるが、例えばブザコン酸カルシウム、
サリチル酸カリウムのような有機酸の塩や、例えばフェ
ロセン、バナジノセン、モノクロロペンタアンミン酸コ
バルト塩化物のような金属配位化合物がより有利である
。これは前者に比べ後者はピッチとの相浴性が良く均一
?−金含有れ易いことと、比較的融点の低いものが多く
直接混融させろ場合には好都合である理由による。均一
含有が可能なら無機系、有機系を問わず、又水、有機溶
剤に溶解して用いてもよく、その含有方法は限定される
もσ)ではない。
ジウム酸アンモニウムのごとぎ無機系ノV 化合物も使用できるが、例えばブザコン酸カルシウム、
サリチル酸カリウムのような有機酸の塩や、例えばフェ
ロセン、バナジノセン、モノクロロペンタアンミン酸コ
バルト塩化物のような金属配位化合物がより有利である
。これは前者に比べ後者はピッチとの相浴性が良く均一
?−金含有れ易いことと、比較的融点の低いものが多く
直接混融させろ場合には好都合である理由による。均一
含有が可能なら無機系、有機系を問わず、又水、有機溶
剤に溶解して用いてもよく、その含有方法は限定される
もσ)ではない。
又本発明に用いられる化合物全ピッチに含有せしめる時
期は溶融紡糸前ならばいつでも良い。
期は溶融紡糸前ならばいつでも良い。
本発明によるピッチ100重量部に対する上記化合物の
含有量は0.01〜10重景部で貴簡。
含有量は0.01〜10重景部で貴簡。
0.011重部以下であるとその効果が極めて小さく4
0部以上の細孔径の細孔を多く含む活性炭繊維を得るの
が困難であり、10重量部以上であると溶融紡糸が困難
になると同時に、たとえできても得られる活性炭繊維の
収率が極めて低下して好ましくない。
0部以上の細孔径の細孔を多く含む活性炭繊維を得るの
が困難であり、10重量部以上であると溶融紡糸が困難
になると同時に、たとえできても得られる活性炭繊維の
収率が極めて低下して好ましくない。
かくして上記化合物を含有させたピッチを250℃〜4
00℃で浴融紡糸した後、紡糸温度近傍で、酸化性ガス
の雰囲気下で安定化処理を行い不融化繊維を得る。又、
ここで用いる酸化性ガスとは空気、二酸化窒素、オゾン
、ノ・ロゲンガスなど?いうが特に限定11.fL!、
u〜′・か◇しく得られた不融化繊維を炭化賦活するに
は、一般に知られている水蒸気、二酸化炭素、!気など
の酸化性ガスによる賦活、或いは塩化亜鉛などによる薬
品賦活で常法C二従って行えばよく、特に限定されるも
のではない。以上のごとくして、工程上の煩雑さもなく
極めて容易に収率よく得られた不融化繊維を前駆体とす
る活性炭繊維は細孔径が40部径以上の細孔ン多く含み
、細孔径制御されたものである。
00℃で浴融紡糸した後、紡糸温度近傍で、酸化性ガス
の雰囲気下で安定化処理を行い不融化繊維を得る。又、
ここで用いる酸化性ガスとは空気、二酸化窒素、オゾン
、ノ・ロゲンガスなど?いうが特に限定11.fL!、
u〜′・か◇しく得られた不融化繊維を炭化賦活するに
は、一般に知られている水蒸気、二酸化炭素、!気など
の酸化性ガスによる賦活、或いは塩化亜鉛などによる薬
品賦活で常法C二従って行えばよく、特に限定されるも
のではない。以上のごとくして、工程上の煩雑さもなく
極めて容易に収率よく得られた不融化繊維を前駆体とす
る活性炭繊維は細孔径が40部径以上の細孔ン多く含み
、細孔径制御されたものである。
以下本発明の具体的実験の概要を実施例に示す。部又は
飴は特に断りなぎ限り重量によった。
飴は特に断りなぎ限り重量によった。
又収率は炭化賦活前Q)不融化繊維に対fるものとし7
:、本特許にある化合物は単味でも又は混合物でも差支
えない。
:、本特許にある化合物は単味でも又は混合物でも差支
えない。
〈実施例〉
実施例−1
軟化点240℃の石油ピッチヶ300℃にて浴融し、こ
こにモノクロロペンタアンミン酸コバルト塩化物をピッ
チ100部に対し10部加えて均一混合した後、口数2
521ロ径0,3皿ψの紡糸ロ金ン用いて約300m/
m i nの速度で溶融紡糸7行い、コバルト含有繊維
、を得た。該叡?&ヲ空気中で300℃、10分処理し
、不融化繊維ン得Tこ。この不融化h!!、w−を内径
7Qonuφの石英管に入れ、あらかじめ80℃に調整
されている温水中に窒業を450m 17m l nの
速度で送入し、この窒素と水蒸気の混合ガスを該石英管
に導入しながら炭化賦活を行った。昇温連関は5℃/m
inとし、250℃まで昇温し定時点で上記混合ガスの
導入に開始したー さらに同一昇温速度で900℃まで昇温し。
こにモノクロロペンタアンミン酸コバルト塩化物をピッ
チ100部に対し10部加えて均一混合した後、口数2
521ロ径0,3皿ψの紡糸ロ金ン用いて約300m/
m i nの速度で溶融紡糸7行い、コバルト含有繊維
、を得た。該叡?&ヲ空気中で300℃、10分処理し
、不融化繊維ン得Tこ。この不融化h!!、w−を内径
7Qonuφの石英管に入れ、あらかじめ80℃に調整
されている温水中に窒業を450m 17m l nの
速度で送入し、この窒素と水蒸気の混合ガスを該石英管
に導入しながら炭化賦活を行った。昇温連関は5℃/m
inとし、250℃まで昇温し定時点で上記混合ガスの
導入に開始したー さらに同一昇温速度で900℃まで昇温し。
該温度で40分保持した後、窒素のみン導入しなから常
温まで冷却して活性炭繊維を得た。
温まで冷却して活性炭繊維を得た。
実施例−2
実施例−1と同一のピッチに金属化合物を加えず、あと
はすべて実施例−1と同様に行い活性炭繊維を得た◎ 実施例−3 実施例−2の不融化繊維710%モノクロロペンタアン
ミン散コバルト塩化物水浴液に浸漬し、105℃、1時
間で乾燥した後、実施例−1と同様に行い活性炭繊維を
得た。
はすべて実施例−1と同様に行い活性炭繊維を得た◎ 実施例−3 実施例−2の不融化繊維710%モノクロロペンタアン
ミン散コバルト塩化物水浴液に浸漬し、105℃、1時
間で乾燥した後、実施例−1と同様に行い活性炭繊維を
得た。
実施例1.2.3で得られた活性炭繊維の全細孔容積、
細孔径40!以上の細孔の細孔容積及び全細孔容積に占
めるその割合および収率を表−1に示した。なお、全細
孔容積は液体窒素の沸点における窒素吸着を行い、吸着
等温線上の相対圧1のところの吸着量をもとこ算出した
。
細孔径40!以上の細孔の細孔容積及び全細孔容積に占
めるその割合および収率を表−1に示した。なお、全細
孔容積は液体窒素の沸点における窒素吸着を行い、吸着
等温線上の相対圧1のところの吸着量をもとこ算出した
。
細孔径401以上の細孔の細孔容積は同様に窒素吸着等
温線からCrans ton−Inkley法〈発明の
効果〉 以上のごとく本発明による活性炭繊維は極めて容易に収
率よく得られ、細孔径40Hの以上の細孔を多く含む細
孔径の制御されたものであり、高分子物質の吸着に有効
に利用できる。
温線からCrans ton−Inkley法〈発明の
効果〉 以上のごとく本発明による活性炭繊維は極めて容易に収
率よく得られ、細孔径40Hの以上の細孔を多く含む細
孔径の制御されたものであり、高分子物質の吸着に有効
に利用できる。
Claims (1)
- 1、石炭、石油及びその他の原料から得られるピッチ1
00重量部に対し、周期律表第IIA族元素、遷移元素、
カリウムの化合物から選ばれた少なくとも一種の化合物
を0.01〜10重量部を含有させ、溶融紡糸後、不融
化させて得たピッチ系繊維を炭化賦活することを特徴と
する活性炭繊維の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60290061A JPS62149917A (ja) | 1985-12-23 | 1985-12-23 | 活性炭繊維の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60290061A JPS62149917A (ja) | 1985-12-23 | 1985-12-23 | 活性炭繊維の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62149917A true JPS62149917A (ja) | 1987-07-03 |
Family
ID=17751279
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP60290061A Pending JPS62149917A (ja) | 1985-12-23 | 1985-12-23 | 活性炭繊維の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS62149917A (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11278823A (ja) * | 1998-03-25 | 1999-10-12 | Kuraray Chem Corp | 抗菌活性炭とその製造方法 |
KR100417688B1 (ko) * | 2001-07-20 | 2004-02-11 | 재단법인 포항산업과학연구원 | 중간크기세공을 갖는 활성탄소섬유 및 그의 제조 방법 |
KR100426125B1 (ko) * | 2001-11-12 | 2004-04-08 | 재단법인 포항산업과학연구원 | 중간크기세공을 갖는 활성탄소섬유 및 그의 제조 방법 |
CN104709905A (zh) * | 2013-12-16 | 2015-06-17 | 中国科学院兰州化学物理研究所 | 一种利用混合熔盐为活化剂制备超级电容器用活性炭的方法 |
JP2017179616A (ja) * | 2016-03-28 | 2017-10-05 | 株式会社アドール | 金属単体及び金属化合物の少なくとも一方を含有する活性炭の製造方法 |
WO2018181778A1 (ja) * | 2017-03-31 | 2018-10-04 | 株式会社アドール | 活性炭の製造方法 |
-
1985
- 1985-12-23 JP JP60290061A patent/JPS62149917A/ja active Pending
Cited By (9)
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KR100417688B1 (ko) * | 2001-07-20 | 2004-02-11 | 재단법인 포항산업과학연구원 | 중간크기세공을 갖는 활성탄소섬유 및 그의 제조 방법 |
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WO2018181778A1 (ja) * | 2017-03-31 | 2018-10-04 | 株式会社アドール | 活性炭の製造方法 |
CN110461767A (zh) * | 2017-03-31 | 2019-11-15 | 株式会社安德如 | 活性炭的制造方法 |
KR20190135005A (ko) * | 2017-03-31 | 2019-12-05 | 가부시키가이샤애드올 | 활성탄의 제조 방법 |
JPWO2018181778A1 (ja) * | 2017-03-31 | 2020-03-26 | 株式会社アドール | 活性炭の製造方法 |
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