KR101484173B1 - Nanoporous Carbon Material for Gas Sstorage and Preparation Thereof - Google Patents

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게클러 커트
노아 아띠아
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Abstract

The present invention relates to a nanoporous carbon material for storage and a manufacturing method thereof and, more specifically, to an economical synthesis method for a nanoporous carbon material for gas storage with a porous structure for oxygen storage in which equivalent adsorption heat is applied. The nanoporous carbon material according an embodiment of the present invention is economical since manufacture costs are able to be reduced by using rice bran silica generated in agricultural residues as an inorganic template in a nano-casting process. The nanoporous carbon material increases average isoelectronic adsorption heat up to 7.3 KJ/mol as compared with most porous carbon materials and metal-organic frame structure preferred for hydrogen storage materials operated at room temperature by being synthesized into pores of a specific slit-shape preferring the adsorption of hydrogen molecules and small molecules similar to the same and significantly increases hydrogen storage capacity in which the whole hydrogen adsorption capacity is 5.7 wt% at 7.3 MPa and 77 k in which the volume contribution of pore is 3.29 wt%.

Description

가스 저장용 나노다공성 탄소 소재 및 이의 제조방법{Nanoporous Carbon Material for Gas Sstorage and Preparation Thereof}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a nanoporous carbon material for gas storage,

본 발명은 저장용 나노다공성 탄소 소재 및 이의 제조방법에 관한 것으로서, 구체적으로는 다공성 탄소 소재, 바람직하게는 등량 흡착열을 적용한 산소 저장용 공극 구조를 갖는 가스 저장용 나노다공성 탄소 소재의 경제적 합성방법에 관한 것이다.The present invention relates to a nanoporous carbon material for storage and a method of manufacturing the same, and more particularly, to a method for economical synthesis of a nanoporous carbon material for gas storage having a porous structure for oxygen storage using a porous carbon material, .

수소는 1차나 2차 에너지원으로부터 생산할 수 있는 연료로서, 수소를 이용한 연료전지시스템의 경우 물로부터 무한의 수소가 생산 가능하여 자원고갈의 염려가 없고, 사용 시 이산화탄소(CO2)와 같은 환경오염 물질을 전혀 배출하지 않는 장점을 가지고 있다. 그러나 이러한 연료전지시스템은 수소를 이용하기 위하여 수소저장매체를 필요로 하고, 이러한 수소저장매체로서 최근 탄소 소재를 이용하기 위한 연구가 진행되고 있다. 그러나 탄소 소재는 현재 흡수 메커니즘이 확실히 규명되어 있지 않아 그 기술적, 경제적 성과를 위한 개발이 시급한 상황이다. 이 때문에 탄소 구조는 가장 높은 효과적인 다공성을 수소저장에 이용하는데 초점이 맞춰졌다.Hydrogen is one car or two cars as a fuel that can produce from the energy source, in the case of a fuel cell system using the hydrogen to allow the endless production of hydrogen from water, there is no concern of resource depletion and environmental pollution, such as using carbon dioxide (CO 2) It has the advantage of not emitting any substance at all. However, such a fuel cell system requires a hydrogen storage medium in order to utilize hydrogen, and researches for using carbon materials in recent years as such hydrogen storage medium are under way. However, the carbon material has not been clearly identified at present, and it is urgent to develop it for its technical and economic performance. Because of this, the carbon structure is focused on using the most effective porosity for hydrogen storage.

이에, 지름 1 나노미터에서 수 나노미터까지의 작은 빈 공간을 가지는 나노다공성 탄소가 개발되었고, 이 물질은 수소 저장 매체로 관심을 받고 있는 물질들 중의 하나로써, 같은 부피를 가지고 있어도 공극의 함량에 따라서 표면적이 엄청나게 증가할 수 있어서 공극 내에 물질이나 가스 등을 함유하고 있다가 특정 환경에서 이런 물질이나 가스를 배출하여 운반체로 이용될 수 있기 때문에 최근 이런 다공성 물질의 제조와 관련된 연구가 다수 진행되고 있다. 그러나 수소 분자와 탄소 원자 사이에 상호작용(interaction energies)이 작아서 수소 분자가 분해하여 수소 원자가 되어 화학흡착하면, 통상의 온도와 압력에서는 탈착하기가 불가능하여 상온에서 사용하기에는 적당하지 않다는 문제점이 있다. 이에 대한 대응방안으로는 80 K에서 수소를 흡착제에 저장하거나 8Å의 층간 스페이서를 갖춘 나노 그래파이트 평판형의 합성과 버키볼의 유기금속첨가, 천이금속첨가의 SWNTs의 Kubas결합에 의한 수소 저장장치에 대한 연구가 진행되고 있으나, 수소 저장은 기대에 크게 못 미치고 있다는 한계가 있다.As a result, nanoporous carbon having a small empty space of 1 nm to several nanometers in diameter has been developed. This material is one of the substances of interest as a hydrogen storage medium. Therefore, a large amount of surface area can be increased, so that materials or gases are contained in the pores. However, since the porous material can be used as a carrier after discharging such substances or gases in a specific environment, . However, when hydrogen molecules are decomposed into hydrogen atoms by chemical adsorption due to small interaction energies between hydrogen molecules and carbon atoms, it is impossible to desorb at ordinary temperature and pressure, which is not suitable for use at room temperature. As a countermeasure to this, a synthesis of nano graphite plate type with hydrogen sorbent storage at 80 K or a layered spacer of 8 Å, organometallic addition of buckyball, and hydrogen storage by Kubas coupling of SWNTs with transition metal But hydrogen storage has a limit that is far below expectations.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 다공성 탄소 소재, 바람직하게는 등량 흡착열을 적용한 산소 저장용 공극 구조를 갖는 가스 저장용 나노다공성 탄소 소재의 경제적 합성방법을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an economical synthesis method of a porous carbon material, preferably a nanoporous carbon material for gas storage having an oxygen storage pore structure employing an equimolar adsorption heat.

본 발명의 대표적인 일 측면에 따르면, 기체 저장용 메조다공성 탄소 소재의 제조방법으로서,According to an exemplary aspect of the present invention, there is provided a method of producing a mesoporous carbon material for gas storage,

(a) 탄소원과 황산 수용액이 혼합된 탄소원-황산 혼합액에 왕겨 실리카 나노입자(RH-SNP) 무기 템플릿을 침지시키는 단계;(a) immersing an inorganic template of rice hull silica nanoparticles (RH-SNP) in a carbon source-sulfuric acid mixture in which a carbon source and an aqueous sulfuric acid solution are mixed;

(b) 상기 단계 (a)의 혼합물을 90-110 ℃ 온도의 건조로에서 1차 건조시킨 후, 150-170 ℃ 온도의 건조로에서 2차 건조시키는 단계;(b) subjecting the mixture of step (a) to primary drying in a drying furnace at a temperature of 90-110 ° C, followed by secondary drying in an drying furnace at a temperature of 150-170 ° C;

(c) 상기 단계 (b) 수행 후, 상기 건조물을 아르곤 기체 하에서 800-1000 ℃ 온도로 가열하여 탄소화를 종결하는 단계;(c) after the step (b), heating the dried material to 800-1000 ° C under argon gas to terminate the carbonization;

(d) 상기 단계 (c)에서 탄소화 종결 후, 염기성 수용액을 이용하여 상기 RH-SNP 템플릿을 제거하여 RH-SNP 템플릿이 제거된 메조다공성 탄소 소재를 얻는 단계;(d) removing the RH-SNP template using a basic aqueous solution after carbonization in step (c) to obtain a mesoporous carbon material from which the RH-SNP template has been removed;

(e) 상기 단계 (d)에서 얻은 RH-SNP 템플릿이 제거된 메조다공성 탄소 소재를 여과 및 세척한 후, 60-70 ℃의 온도에서 건조시켜 메조다공성 탄소를 얻는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 저장용 메조다공성 탄소 소재의 제조방법에 관한 것이다.(e) filtering and washing the mesoporous carbon material from which the RH-SNP template obtained in step (d) has been removed, followed by drying at a temperature of 60-70 ° C to obtain mesoporous carbon To a method for producing a mesoporous carbon material for gas storage.

본 발명의 여러 구현예에 따르면, 본 발명의 나노다공성 탄소 소재는 나노-캐스팅 공정에서 무기 템플릿으로서 농업 폐기물에서 발생되는 쌀겨 실리카를 사용하여 합성하였으므로 제조 비용을 절감할 수 있으므로 경제적인 효과가 있고, 상기 나노 다공성 탄소 소재는 수소 분자 및 유용한 유사 작은 분자의 흡착을 선호하는 특정 슬릿-모양의 공극으로 합성되어 상온에서 작동되는 수소 저장 소재로 선호되는 대부분의 다공성 탄소 소재 및 금속-유기 골격구조에 비해 평균 등전자 흡착열이 7.3 KJ/mol까지 증가하였고, 뿐만 아니라 상기 소재는 공극 부피의 기여도가 3.29 wt%인 7.3 MPa 및 77 k에서 총 수소 흡착 용량이 5.7 wt%으로 수소 저장 능력을 획기적으로 증가시키는 효과를 달성할 수 있다.According to various embodiments of the present invention, since the nanoporous carbon material of the present invention is synthesized by using rice bran silica produced from agricultural wastes as an inorganic template in a nano-casting process, manufacturing cost can be reduced, The nanoporous carbon material is synthesized with hydrogen molecules and certain slit-shaped voids favoring the adsorption of useful similar small molecules, and compared to most porous carbon materials and metal-organic framework structures preferred as hydrogen storage materials operating at room temperature The average heat of adsorption of electrons increased to 7.3 KJ / mol. In addition, the material significantly increased hydrogen storage capacity at 7.3 MPa and 77 k, with a contribution of 3.29 wt% of total vacancy volume, at 5.7 wt% Effect can be achieved.

도 1은 본 발명의 구현예에 따른 (a) RH-SNP의 SEM 이미지이고, (b) RH-SNP의 TEM 이미지이다.
도 2는 본 발명의 구현예에 따른 서로 다른 탄소종으로 템플레이트된 RH-SNP 덩어리를 나노케스팅법(nanocasting method)을 이용한 다공성 탄소의 합성방법 모식도이다.
도 3은 본 발명의 구현예에 따른 MCs(a, b) 및 MCg(c, d)의 SEM 및 TEM 마이크로그라프를 나타내는 도면이다.
1 is a SEM image of (a) RH-SNP and (b) a TEM image of RH-SNP according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic view illustrating a method of synthesizing porous carbon using a nanocasting method for RH-SNP masses that are differentially typed with carbon species according to an embodiment of the present invention.
3 is a SEM and TEM micrograph of MCs (a, b) and MCg (c, d) according to an embodiment of the present invention.

이하에서, 본 발명의 여러 측면 및 다양한 구현예에 대해 더욱 구체적으로 살펴보도록 한다.Hereinafter, various aspects and various embodiments of the present invention will be described in more detail.

본 발명의 일 측면에 따르면, 기체 저장용 메조다공성 탄소 소재의 제조방법으로서,According to an aspect of the present invention, there is provided a method for producing a mesoporous carbon material for gas storage,

(a) 탄소원과 황산 수용액이 혼합된 탄소원-황산 혼합액에 왕겨 실리카 나노입자(RH-SNP) 무기 템플릿을 침지시키는 단계;(a) immersing an inorganic template of rice hull silica nanoparticles (RH-SNP) in a carbon source-sulfuric acid mixture in which a carbon source and an aqueous sulfuric acid solution are mixed;

(b) 상기 단계 (a)의 혼합물을 90-110 ℃ 온도의 건조로에서 1차 건조시킨 후, 150-170 ℃ 온도의 건조로에서 2차 건조시키는 단계;(b) subjecting the mixture of step (a) to primary drying in a drying furnace at a temperature of 90-110 ° C, followed by secondary drying in an drying furnace at a temperature of 150-170 ° C;

(c) 상기 단계 (b) 수행 후, 상기 건조물을 아르곤 기체 하에서 800-1000 ℃ 온도로 가열하여 탄소화를 종결하는 단계;(c) after the step (b), heating the dried material to 800-1000 ° C under argon gas to terminate the carbonization;

(d) 상기 단계 (c)에서 탄소화 종결 후, 염기성 수용액을 이용하여 상기 RH-SNP 템플릿을 제거하여 RH-SNP 템플릿이 제거된 메조다공성 탄소 소재를 얻는 단계;(d) removing the RH-SNP template using a basic aqueous solution after carbonization in step (c) to obtain a mesoporous carbon material from which the RH-SNP template has been removed;

(e) 상기 단계 (d)에서 얻은 RH-SNP 템플릿이 제거된 메조다공성 탄소 소재를 여과 및 세척한 후, 60-70 ℃의 온도에서 건조시켜 메조다공성 탄소를 얻는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 저장용 메조다공성 탄소 소재의 제조방법이 개시된다.(e) filtering and washing the mesoporous carbon material from which the RH-SNP template obtained in step (d) has been removed, followed by drying at a temperature of 60-70 ° C to obtain mesoporous carbon A method for producing a mesoporous carbon material for gas storage is disclosed.

본 발명의 일 구현예에 따른 나노 다공성 탄소 소재는 나노-캐스팅 공정에서 무기 템플릿으로서 농업 폐기물에서 발생되는 쌀겨 실리카를 사용하여 합성하였으므로 제조 비용을 절감할 수 있으므로 경제적인 효과가 있다.The nanoporous carbon material according to an embodiment of the present invention is economically effective because it is synthesized using rice bran silica produced from agricultural wastes as an inorganic template in a nano-casting process, thereby reducing manufacturing cost.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 단계 (a)의 탄소원은 수크로오스, 글리세롤 중에서 선택되는 1종 이상의 탄소원인 것을 특징한다.According to one embodiment of the present invention, the carbon source of step (a) is characterized by being at least one carbon source selected from sucrose and glycerol.

본 발명의 다른 구현예에 따르면, 상기 단계 (d)의 염기성 수용액은 수산화나트륨 수용액인 것을 특징한다.According to another embodiment of the present invention, the basic aqueous solution of step (d) is an aqueous solution of sodium hydroxide.

상기 단계 (d)에서 NaOH의 염기성 수용액을 사용하여 실리카를 제거하는 경우, 종래 HF의 강산을 사용하여 실리카를 제거하는 것과 달리, 실리카 잔류물이 전혀 발생되지 않는 효과가 있다.In the step (d), when silica is removed using a basic aqueous solution of NaOH, there is an effect that silica residue is not generated at all, unlike the case of removing silica using a strong acid of conventional HF.

본 발명의 또 다른 구현예에 따르면, 상기 메조다공성 탄소 소재는 슬릿형 공극 구조인 것을 특징으로 한다.According to another embodiment of the present invention, the mesoporous carbon material has a slit-like void structure.

본 발명의 구현예에 따른 메조 다공성 탄소 소재는 좁고 길게 형성된 슬릿형 공극 구조를 가지고 있으므로 넓은 표면적을 형성하여 수소의 흡착을 최대화시킬 수 있고, 이러한 슬릿형 공극 구조에 의해 모세관 응축 과정이 일어남에 따라 공극이 막히는 문제점을 해결하여 수소와 같은 기체 분자를 외부에서 입자내로 신속하게 운송할 수 있는 효과가 있다.Since the mesoporous carbon material according to the embodiment of the present invention has a narrow and long slit-like void structure, it can form a large surface area to maximize adsorption of hydrogen, and the capillary condensation process is performed by the slit- There is an effect that the gas molecules such as hydrogen can be quickly transported from the outside into the particles by solving the problem of clogging of the pores.

본 발명의 다른 구현예에 따르면, 상기 메조다공성 탄소 소재는 비표면적이 600-800 m2/g 이고, 공극 부피가 0.7-1.5 cm3/g이고, 공극 직경이 4-5 nm인 것을 특징으로 한다.According to another embodiment of the present invention, the mesoporous carbon material has a specific surface area of 600-800 m 2 / g, a pore volume of 0.7-1.5 cm 3 / g, and a pore diameter of 4-5 nm do.

본 발명의 구현예에 따른 기체 저장용 메조다공성 탄소 소재에서 비표면적은 기체저장 능력을 향상시키는 데에 가장 큰 영향을 미치는 바, 비표면적이 600 m2/g 미만인 경우에는 너무 낮은 비표면적으로 인해 충분한 기체와의 접촉면적 부족에 따른 낮은 기체저장 값을 나타내는 문제점이 발생할 수 있고, 800 m2/g을 초과하는 경우에는 너무 복잡한 공극 구조로 인한 기체의 저장/방출 거동의 어려운 문제점이 있을 수 있다.The specific surface area of the mesoporous carbonaceous material for gas storage according to the embodiment of the present invention has the greatest effect on improving the gas storage ability, and when the specific surface area is less than 600 m 2 / g, the specific surface area is too low There may arise a problem of low gas storage value due to a shortage of contact area with sufficient gas, and when it exceeds 800 m 2 / g, there may be a difficult problem of gas storage / release behavior due to a too complicated pore structure .

또한, 상기 공극 부피는 기체가 실제적으로 저장될 수 있는 공간적 의미를 가지는바, 공극 부피가 0.7 cm3/g 미만인 경우에는 너무 작은 공간에 따른 기체저장의 어려움이 있으며, 1.5 cm3/g을 초과하는 경우에는 미세공극의 분율이 너무 작아져, 공간은 넓지만 실제 기체의 저장량이 낮아지는 문제점이 있다.Further, the pore volume is exceeded it is difficult for gas storage, 1.5 cm 3 / g in accordance with too little space when the gas is practically be a bar, a trivalent pore volume 0.7 cm / g with a spatial mean that to be stored is less than The fraction of the micropores becomes too small and the space is wide, but the storage amount of the actual gas is low.

나아가, 공극 직경은 미세공극의 깊이에 영향을 미치는 바, 직경이 4 nm 미만인 경우에는 실제적으로 미세기공을 부여하기 어려움이 있고, 직경이 5 nm를 초과하는 경우에는 미세기공이 외부로 돌출되지 않고 내부에 형성될 수 있는 문제점이 있다.Further, the pore diameter affects the depth of the micropore. When the diameter is less than 4 nm, it is practically difficult to provide micropore. When the diameter exceeds 5 nm, the micropore does not protrude to the outside There is a problem in that it can be formed inside.

본 발명의 또 다른 구현예에 따르면, 상기 메조다공성 탄소 소재는 평균 등전자 흡착열이 7.3 KJ/mol 이상이고, 총 수소 흡착량이 3-3.5 중량%이고, 77 K 및 7.3 MPa에서 총 수소 저장 용량이 5.5-6.5 중량%인 것을 특징으로 한다.According to another embodiment of the present invention, the mesoporous carbon material has an average equivalent electron adsorption heat of 7.3 KJ / mol or more, a total hydrogen adsorption amount of 3-3.5 wt%, a total hydrogen storage capacity at 77 K and 7.3 MPa By weight and 5.5 to 6.5% by weight.

본 발명의 구현예에 따른 메조 다공성 탄소 소재는 평균 등전자 흡착열이 7.3 KJ/mol 이상으로 종래 활성화된 탄소 AX-21_33(5.53 kJ/mol), Norit R0.8(5 kJ/mol), 및 MOF-5(4 KJ/mol)보다 높을 뿐만 아니라, 정상 물리흡착보다 큰 등전자 흡착열을 갖는 구조를 하고 있어, 3-3.5 중량%의 높은 수소 흡착량을 나타내고, 77 K의 온도 및 7.3 MPa의 압력에서 총 수소 저장 용량이 5.5-6.5 중량%로 우수한 효과를 나타내므로 탄소물질의 수소 저장 능력을 획기적으로 증가시킬 수 있다.The mesoporous carbon material according to the embodiment of the present invention has a composition of a carbon nanotube having an average electron adsorption heat of 7.3 KJ / mol or higher, a carbon activator such as conventionally activated carbon AX-21_33 (5.53 kJ / mol), Norit R0.8 (5 kJ / mol) -5 (4 KJ / mol), and has a structure with an equi-electron adsorption heat larger than the normal physical adsorption, showing a high hydrogen adsorption amount of 3-3.5% by weight, a temperature of 77 K and a pressure of 7.3 MPa The hydrogen storage capacity of the carbon material can be remarkably increased because the total hydrogen storage capacity is 5.5-6.5 wt%.

본 발명의 다른 구현예에 따르면, 상기 기체는 수소 분자, 산소 분자, 질소 분자, 헬륨 분자 중에서 선택되는 1종의 기체 또는 상기 메조다공성 탄소 소재의 공극 부피 보다 작은 물질 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.
According to another embodiment of the present invention, the gas is any one of a gas selected from the group consisting of a hydrogen molecule, an oxygen molecule, a nitrogen molecule, and a helium molecule or a material having a void volume smaller than that of the mesoporous carbon material .

이하에서 실시예 등을 통해 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 하며, 다만 이하에 실시예 등에 의해 본 발명의 범위와 내용이 축소되거나 제한되어 해석될 수 없다. 또한, 이하의 실시예를 포함한 본 발명의 개시 내용에 기초한다면, 구체적으로 실험 결과가 제시되지 않은 본 발명을 통상의 기술자가 용이하게 실시할 수 있음은 명백하다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples and the like, but the scope and content of the present invention can not be construed to be limited or limited by the following Examples. In addition, it is apparent that, based on the teachings of the present invention including the following examples, those skilled in the art can easily carry out the present invention in which experimental results are not specifically shown.

실시예Example 1: 수크로오스를 이용한  1: Using sucrose 메조기공성Siege 탄소( carbon( MCsMCs )의 제조)

메조기공성 탄소 소재는 종래 보고된 바와 같이, 탄소원으로서, 수크로오스(sucrose)를 사용하여 제조하였다. 합성 시, 5 g의 증류수에 수크로오스 및 H2SO4 일정량을 녹여 제조된 수크로오스 및 황산 수용액에 무기 템플레이트 왕겨 실리카 나노입자(RH-SNP)의 일정량을 침지시켰다. 상기 혼합물을 100 ℃의 건조로에서 6 시간 동안 건조시킨 후, 160 ℃에서 6 시간 동안 추가적으로 건조시켰다. 부분적으로 고분자화 및 탄화된 수크로오스를 함유하는 RH-SNP에 다시 일정량의 수크로오스, H2SO4 및 물 5 g을 첨가한 후, 상기와 동일하게 열처리(100 ℃/6 시간 및 160 ℃/ 6 시간)하였다. 상기 시료의 탄화 종결은 아르곤 기체분위기 하에서 6 시간 동안 900 ℃ 온도(가열속도 2 ℃/분)로 가열하여 수행하였다. 상기 탄화가 종결된 물질에 NaOH 수용액을 첨가하여 RH-SNP 템플레이트를 제거하고, 여과한 후, 물과 에탈올로 여러번 세척하여 RH-SNP 템플릿이 제거된 메조다공성 탄소 소재를 얻은 후, 65 ℃의 온도에서 24 시간 동안 건조시켜 MCs로 표시되는 메조기공성 탄소를 얻었다.The mesoporous carbon material was prepared using sucrose as a carbon source, as reported in the prior art. During the synthesis, a certain amount of inorganic template rice hull silica nanoparticles (RH-SNP) was immersed in an aqueous solution of sucrose and sulfuric acid prepared by dissolving a certain amount of sucrose and H 2 SO 4 in 5 g of distilled water. The mixture was dried in an oven at 100 DEG C for 6 hours and further dried at 160 DEG C for 6 hours. After a certain amount of sucrose, H 2 SO 4 and 5 g of water were added again to the RH-SNP containing partially polymerized and carbonized sucrose, heat treatment (100 ° C./6 hours and 160 ° C./6 hours ). The termination of the carbonization of the sample was carried out by heating at 900 DEG C (heating rate 2 DEG C / min) for 6 hours in argon gas atmosphere. The RH-SNP template was removed by adding an NaOH aqueous solution to the carbonized material, filtered, and washed several times with water and ethanol to obtain a mesoporous carbon material from which the RH-SNP template had been removed. And dried at a temperature of 24 hours to obtain mesoporous carbon represented by MCs.

실시예Example 2: 글리세롤을 이용한  2: Using glycerol 메조기공성Siege 탄소( carbon( MCgMCg )의 제조)

메조기공성 탄소 소재는 종래 보고된 바와 같이, 탄소원으로서, 글리세롤(glycerol)을 사용하여 제조하였다. 합성 시, 무게가 측정된 글리세롤 시료, 물 5 ml과 일정량의 황산을 포함하는 용액에 일정량의 RH-SNP를 첨가하였다. 상기 혼합물을 100 ℃의 건조로에서 6 시간 동안 건조시킨 후, 160 ℃에서 6 시간 동안 추가적으로 건조하였다. 상기 시료의 탄화 종결은 아르곤 기체분위기 하에서 6 시간 동안 900 ℃ 온도(가열속도 2 ℃/분)로 가열하여 수행하였다. 상기 RH-SNP 템플레이트를 NaOH 수용액을 이용하여 제거하고, 마지막으로 여과하고, 물과 에탈올로 여러번 세척하여 RH-SNP 템플릿이 제거된 메조다공성 탄소 소재를 얻은 후, 65 ℃의 온도에서 24 시간 동안 건조시켜 MCg로 표시되는 메조기공성 탄소를 얻었다.
The mesoporous carbon material was prepared using glycerol as a carbon source, as reported previously. At the time of synthesis, a certain amount of RH-SNP was added to a solution containing 5 ml of water and a predetermined amount of sulfuric acid. The mixture was dried in an oven at 100 DEG C for 6 hours and further dried at 160 DEG C for 6 hours. The termination of the carbonization of the sample was carried out by heating at 900 DEG C (heating rate 2 DEG C / min) for 6 hours in argon gas atmosphere. The RH-SNP template was removed using NaOH aqueous solution, finally filtered, washed several times with water and ethanol to obtain a mesoporous carbon material from which the RH-SNP template had been removed, and then dried at 65 ° C for 24 hours And dried to obtain mesoporous carbon represented by MCg.

SEM 및 TEM을 이용한 RH-SNP의 형태 연구결과, 도 1(a) 및 도 1(b)에 나타낸 바와 같이, 상기 RH-SNP의 SEM 이미지는 RH-SNP 평균지름이 약 50 nm인 나노다공성 덩어리 형태를 나타낸다. As shown in Figs. 1 (a) and 1 (b), the SEM image of the RH-SNP showed that the nano-porous mass having an RH-SNP average diameter of about 50 nm .

상기 RH-SNP의 기계적 조직 특성 및 공극률은 브루나우어-에메트-텔러(Brunauer-Emmett-Teller, BET) 법을 통한 질소 흡착 측정을 이용하여 연구하였다. 상기 RH-SNP 덩어리의 측정된 질소 흡착-탈착 등온선(nitrogen adsorption-desorption isotherms)은 슬릿 모양의 공극이 있는 메조기공성 소재의 특징인 전형적인 Ⅳ형 거동과 선명한 H3 -형 자기이력곡선을 나타낸다. 모세관 응축 과정으로 인한 결과로 평균 직경이 3.67 nm인 좁은 공극 크기 분포를 야기하고, 이에 따라, 상기 메조기공성 RH-SNP의 BJH 공극 직경은 전형적인 메조공극 크기를 나타내었다. The mechanical properties and porosity of the RH-SNPs were studied using nitrogen adsorption measurements via Brunauer-Emmett-Teller (BET) method. The RH-SNP loaf measured nitrogen adsorption-desorption (nitrogen adsorption-desorption isotherms) is typical Ⅳ type behavior and a burst of H 3 which is characteristic of methoxy early-porous material with the air gap of the slit shape - shows a magnetic hysteresis curve. As a result of the capillary condensation process, a narrow pore size distribution with an average diameter of 3.67 nm resulted, and thus the BJH pore diameter of the mesoporous RH-SNP showed typical mesopore size.

반면, 구조적 특성은 BET 계산법에 기초한 등온선 비표면적, 바렛-조이너-할렌다(Barrett-Joyner-Halenda, BJH)법에 기초한 메조기공성 RH-SNP의 메조공극 부피, 총 공극 부피, 및 공극 직경 중앙값, 및 t-플롯법에 기초한 미세공극 부피로부터 얻었다(표 1 참조). 도 2에 나타낸 바와 같이, 상기 메조기공성 탄소 소재는 무기 템플릿으로써, RH-SNP와 다른 탄소 전구체를 사용하여 나노-캐스팅으로 제조되었다. The structural characteristics, on the other hand, are based on the isotherm specific surface area based on the BET method, the mesopore volume of the mesoporous RH-SNP based on the Barrett-Joyner-Halenda (BJH) method, the total pore volume, , And t-plot method (see Table 1). As shown in Fig. 2, the mesoporous carbon material was prepared by nano-casting using inorganic precursors other than RH-SNP as an inorganic template.

상기 반응은 서로 다른 분자 크기를 가지는 두 개의 다른 탄소원을 사용하여 수행되었다. 글리세롤은 수크로오스보다 분자 크기가 3 배 작은 분자 크기(0.47 nm)를 갖고, 이는 수크로오스에 비애 우수한 이동성을 나타내고, 메조 기공성 RH-SNP 내부로 글리세롤 분자의 용이한 투과에 의해 이를 채울 수 있다. RH-SNP 메조공극과 일정량의 RH-SNP 템플릿을 잘 채우기 위해서는 과량의 수크로오스 탄소원이 요구되고, 상기 RH-SNP의 공극 구조는 메조기공성 탄소의 고체벽이 전환되어 얻어지고, 동시에 RH-SNP의 벽은 제조된 메조기공성 탄소의 공극이 될 수 있다.The reaction was carried out using two different carbon sources with different molecular sizes. Glycerol has a molecular size (0.47 nm) that is three times smaller than that of sucrose, which exhibits excellent mobility over sucrose and can be filled by the easy permeation of glycerol molecules into mesoporous RH-SNPs. An excess amount of sucrose carbon source is required to fill the RH-SNP mesopore and a certain amount of the RH-SNP template. The pore structure of the RH-SNP is obtained by converting the solid wall of the mesoporous carbon, The walls can be pores of the mesoporous carbon produced.

수크로오스 및 글리세롤 탄소원을 이용한 MCs 및 MCg로 표시되는 두 개의 메조기공성 탄소 소재의 기계적 특성은 각각 BET 계산법을 이용한 비표면적, 총 공극 부피, 메조기공성 부피, 미세공극 부피, 및 평균 메조기공 직경을 포함한다(표 1 참조). The mechanical properties of the two mesoporous carbon materials, MCs and MCg, using sucrose and glycerol carbon sources were determined by the BET calculation method using specific surface area, total pore volume, mesopore volume, microvoid volume, and mean mesopore diameter (See Table 1).

상기 MCs의 질소 등온선은 RH-SNP의 동일한 공극 구조를 유지한 RH-SNP의 제거 후에 형성된 메조기공성 탄소의 덩어리층으로부터 얻은 메조기공성 탄소 소재의 슬릿-모형 공극 구조의 특징인 Ⅳ-형 거동과 선명한 H3-형 자기이력곡선을 나타낸다.Nitrogen isotherms of the MCs are the IV-type behavior, which is characteristic of a slit-model pore structure of the mesoporous carbon material obtained from the clay layer of mesoporous carbon formed after the removal of the RH-SNP with the same pore structure of the RH- And a clear H 3 - type magnetic hysteresis curve.

상기 MCs의 이력현상의 시작점은 메조기공성 탄소에서 RH-SNP 벽의 용해 후 큰 직경의 공극의 형성을 나타낸 RH-SNP 템플릿(0.44)에 비해 높은 상대 압력(0.6)으로 이동하였다. 모세관 응축 과정으로 인한 결과로 4.2 nm의 직경의 메조기공 피크는 메조기공성 RH-SNP 덩어리의 벽 두께를 나타낸다. 상기 MCs의 총 공극 부피 및 표면 면적은 RH-SNP 템플릿과 비교하여 증가 되었고, 각각 0.85 cm3/g, 0.39 cm3/g 및 644 m2/g, 226 m2/g이다. MCg의 질소 등온선은 IV 형과 선명한 H3-형 자기이력곡선을 나타내고, 이는 RH-SNP의 동일한 공극 구조를 유지하는 RH-SNP를 제거한 후에 형성된 메조기공성 탄소 덩어리층으로부터 얻은 메조기공성 탄소 소재의 슬릿-모양의 공극 구조의 특징이다. The starting point of the hysteresis of the MCs migrated to a higher relative pressure (0.6) compared to the RH-SNP template (0.44), which indicated the formation of large diameter pores in the mesoporous carbon after dissolution of the RH-SNP wall. As a result of the capillary condensation process, the mesopore peak of 4.2 nm in diameter represents the wall thickness of mesoporous RH-SNP masses. The total pore volumes and surface areas of the MCs were increased compared to the RH-SNP template and were 0.85 cm 3 / g, 0.39 cm 3 / g, and 644 m 2 / g and 226 m 2 / g, respectively. Nitrogen isotherms of MCg show IV and clear H 3 -type hysteresis curves, indicating that the mesoporous carbon material obtained from the mesoporous carbonaceous clay layer formed after removing the RH-SNP to maintain the same pore structure of RH- Is a feature of the slit-shaped void structure.

표 1에 나타낸 바와 같이, MCg의 모세관 응축 과정은 좁은 공극 크기 분포와 5.13 nm의 직경의 메조기공 피크를 야기한다. 표 1에 나타낸 바와 같이, 상기 MCg는 MCs보다 큰 총 공극 부피를 가지고, 약 1.44 cm3/g이고, 표면적이 749 m2/g이다. MCg의 총 공극 부피 값은 종래 실리카 나노공극-수크로오스 나노복합체(1.02 cm3/g), SBA-16(0.72 cm3/g), SBA-15(1.3 cm3/g), 및 MCM-48 (1.0 cm3/g)와 같은 다른 종류의 실리카 템플릿을 이용하여 제조된 메조기공성 탄소 소재의 값과 비교했을 때, 높다고 말하는 것이 적합하다.As shown in Table 1, the capillary condensation process of MCg results in a narrow pore size distribution and a mesopore pore diameter of 5.13 nm in diameter. As shown in Table 1, the MCg has a total pore volume greater than MCs, about 1.44 cm 3 / g, and a surface area of 749 m 2 / g. The total pore volume values of MCg were measured using a conventional silica nanopore-sucrose nanocomposite (1.02 cm 3 / g), SBA-16 (0.72 cm 3 / g), SBA-15 (1.3 cm 3 / g) 1.0 cm < 3 > / g), it is appropriate to say that the value is high when compared to the value of the mesoporous carbonaceous material prepared using other types of silica templates.

도 3은 앞서 제조된 메조기공성 탄소 소재의 현미경 형태학 나타내었다. 도 3(a)에 나타낸 바와 같이, 메조공극을 포함하는 덩어리 탄소 입자를 함유하는 MCs의 형태를 나타내고, RH-SNP 템플릿의 용해 효과는 표면적에 반영되어 미세공극 부피의 증가를 야기한다. FIG. 3 shows a microscopic morphology of the previously prepared mesoporous carbon material. As shown in Fig. 3 (a), the shape of MCs containing lumpy carbon particles containing mesopores is shown, and the dissolution effect of the RH-SNP template is reflected in the surface area, resulting in an increase in the micropore volume.

상기 MCs 탄소 모형의 슬릿-형태 공극 구조는 도 3(b)의 TEM 이미지에 선명하게 나타났다. MCg의 SEM 및 TEM 이미지는 도 3c 및 3d에 나타내었고, MCs보다 큰 메조공극 크기를 갖는 메조기공성 탄소 덩어리의 부드러운 표면을 나타내고, 이는 MCg의 공극-기계적 특성과 일치한다. The slit-shaped void structure of the MCs carbon model was clearly shown in the TEM image of FIG. 3 (b). The SEM and TEM images of MCg are shown in Figures 3c and 3d and show a smooth surface of mesoporous sintered carbon mass with mesoporous size larger than MCs, which is consistent with the pore-mechanical properties of MCg.

표 1에 나타낸 바와 같이, 상기 RH-SNP, MCs 및 MCg의 수소 흡착 용량은 다른 압력 및 온도에서 부피 측정을 이용하여 연구하였다. 상기 수소 흡수율 측정은 77 K, 1.9 MPa, 및 7.3 MPa의 높은 압력, 303 K에서 수행되었다. 수소 분자는 RH-SNP 덩어리와 앞서 얻은 메조기공성 탄소 소재 모형의 기계적 표면에서 물리적 흡착 메커니즘을 통해 역으로 흡착되었다. 표 1에 나타낸 바와 같이, 상기 RH-SNP, MCs 및 MCg의 수소 저장 용량은 각각 1.9 MPa 및 77 K에서 0.34 wt%, 1.42 wt% 및 1.61 wt%로 확인되었다. 탄소 전구체의 종류는 메조기공성 탄소 소재의 수소 저장 용량에 결정적인 역할을 하고, 상기 MCg의 큰 공극 부피는 1.44 cm3/g으로 MCs의 0.85 cm3/g에 비해서 수소 흡수 용량에서 중요한 역할을 하였다. 한편, MCs의 미세공극 부피는 MCg보다 10 배 높으나, 77 K의 낮은 온도에서 전체 수소 흡착 용량이 총 공극 부피에 의해 조절되어 77 K에서 MCs의 최대 수소 흡수력은 1.42 wt%이고, 높은 압력에서는 수소 흡수력이 없는 것으로 확인되었다. 표 1에 나타낸 바와 같이, MCg의 수소 흡수율은 1.9 MPa 및 7.3 MPa의 압력에서 각각 1.61 wt% 및 2.41 wt%으로 수크로오스 전구체에 비해 글리세롤 전구체를 사용한 메조기공의 고도의 흑연화와 증가된 공극율이 확인되었고, 수소 흡착 용량에 현저한 효과가 있다. MCs 및 MCg의 수소 저장 용량은 303 K에서 측정하였고, 상기 온도에서, 미세 공극 부피는 수소 저장 용량에 미치는 효과가 월등히 높으며, 상기 수소 저장 용량은 7.3 MPa의 압력에서 MCs 및 MCg 각각 0.18 wt% 및 0.15 wt%에 도달했고, MCg는 큰 미세공극 부피를 갖는 MCs보다 매우 큰 공극 부피 외에 현저하게 낮은 미세공극 부피를 갖고 있으나, 303 K에서 흡수율에 영향을 준다.As shown in Table 1, the hydrogen adsorption capacities of the RH-SNP, MCs and MCg were studied using volume measurements at different pressures and temperatures. The hydrogen uptake measurements were performed at 303 K, high pressures of 77 K, 1.9 MPa, and 7.3 MPa. Hydrogen molecules were adversely adsorbed through the physical adsorption mechanism on the mechanical surface of the RH-SNP mass and the previously obtained mesoporous carbon material model. As shown in Table 1, the hydrogen storage capacities of the RH-SNP, MCs and MCg were 0.34 wt%, 1.42 wt% and 1.61 wt% at 1.9 MPa and 77 K, respectively. The type of carbon precursor plays a crucial role in the hydrogen storage capacity of the mesoporous carbonaceous material and the large pore volume of the MCg is 1.44 cm 3 / g and plays an important role in hydrogen absorption capacity as compared to 0.85 cm 3 / g of MCs . On the other hand, the microvoid volume of MCs is 10 times higher than that of MCg, but the total hydrogen adsorption capacity is controlled by the total pore volume at a low temperature of 77 K. At 77 K, the maximum hydrogen absorption capacity of MCs is 1.42 wt% It was confirmed that there was no absorption capacity. As shown in Table 1, the hydrogen uptake of MCg was 1.61 wt% and 2.41 wt% at 1.9 MPa and 7.3 MPa, respectively, and the graphitization and increased porosity of the mesopores using glycerol precursor were confirmed compared to the sucrose precursors And there is a remarkable effect on the hydrogen adsorption capacity. The hydrogen storage capacity of MCs and MCg was measured at 303 K, at which the micropore volume had a much higher effect on the hydrogen storage capacity. The hydrogen storage capacity was 0.18 wt% for MCs and MCg at 7.3 MPa, 0.15 wt%, and MCg has significantly lower microvoid volume than MCs with larger microvoid volume but much larger than MCV, but affects absorption at 303 K.

TEM 이미지 및 기계적 특성으로부터 확인된 바와 같이, RH-SNP 템플릿은 7.3 MPa 및 77 K에서 최대 용량 0.87 wt%에 달하는 수소 분자를 저장하고, 이는 슬릿-모양의 공극 구조 및 평균지름이 3.67 nm인 메조기공의 존재에 의한 결과를 나타낸다. 이러한 결과는 슬릿-모양 공극이 수소 분자 및 다른 유사 작은 분자의 저장에 선호되는 공극 모양이고, 상기 용량은 공극의 지름 및 부피에 의존함을 확인한다. As evidenced by the TEM image and mechanical properties, the RH-SNP template stores hydrogen molecules with a maximum capacity of 0.87 wt% at 7.3 MPa and 77 K, which has a slit-shaped pore structure and a meso structure with an average diameter of 3.67 nm Indicating the result of the presence of pores. These results confirm that the slit-shaped pores are a preferred pore shape for the storage of hydrogen molecules and other similar small molecules, and that the capacity depends on the diameter and volume of the pores.

반면, 등전자 흡착열(isosteric heat of adsorptions)은 클라우지우스-클라페이론 계산법을 이용하여 77 K, 87 K 및 195 K에서 흡착 등온선을 측정하여 계산하였다. 표 1에 나타낸 바와 같이, MCg의 평균 등전자 흡착열은 6.8 KJ/mol이고, MCs는 7.3 KJ/mol이다. 이는 온도 증가 시, 수소 흡수량이 감소하는 것을 나타낸다. 특히, 1 bar에서 상기 MCs의 수소 흡착 등온선은 MCg보다 높고, MCg에 비하여 MCs의 높은 수소 흡착율과 연관된 것으로서 MCg 보다 증가된 MCs의 등전자 흡착열이 반영된 것이고, 303 K에서 MCg(0.15 wt%)에 비해 MCs(0.18 wt%)의 높은 수소 흡착율을 나타낸다. MCs가 더 많은 결합 구조에 기인할 수 있고, MCg보다 많은 미세공극 부피는 수소분자와 탄소 사이트의 슬릿 모양 구조 미세공극의 많은 상호작용을 야기한다.On the other hand, the isosteric heat of adsorption was calculated by measuring the adsorption isotherms at 77 K, 87 K and 195 K using the Clausius-Clapey Theorem. As shown in Table 1, the average adsorption heat of MCg is 6.8 KJ / mol and the MCs are 7.3 KJ / mol. This indicates that the hydrogen uptake decreases when the temperature rises. In particular, the hydrogen adsorption isotherm of the MCs at 1 bar is higher than that of MCg, which is related to the higher hydrogen adsorption rate of MCs compared to MCg, and reflects the isothermal adsorption heat of MCs which is higher than MCg, and MCg (0.15 wt%) at 303 K (0.18 wt%) than that of MCs. MCs can be attributed to more bonding structures, and more microvoid volumes than MCg cause many interactions of hydrogen molecules with slit-shaped micropores in carbon sites.

낮은 압력에서 높은 등전자 합착열의 결정은 높은 수소 흡착력에 기인하고, 온도에 대한 낮은 의존도는 종래 보고된 바와 일치한다. MCs 및 MCg의 평균 등전자 흡착력이 활성화된 탄소 AX-21_33(5.53 kJ/mol), Norit R0.8(5 kJ/mol), 및 MOF-5 (4 KJ/mol)보다 더 높다는 것이 중요하다. 이는 흡착열이 공극 구조에 의존한다는 것을 나타내고, MCs 및 MCg에 슬릿-모양의 공극 구조의 존재는 비표면적에 비하여 흡착열에 중대한 영향을 미치고, 이는 MOF-5, AX-21_33 및 Norit R0.8의 경우보다 더 높다.Crystallization of high isoelectronic coalescence heat at low pressure is due to high hydrogen adsorption power and low dependence on temperature is consistent with the previously reported. It is important that the electron adsorption power, such as the average of MCs and MCg, is higher than the activated carbon AX-21_33 (5.53 kJ / mol), Norit R0.8 (5 kJ / mol), and MOF-5 (4 KJ / mol). This indicates that the heat of adsorption is dependent on the pore structure, and the presence of slit-shaped pore structure in MCs and MCg has a significant effect on adsorption heat as compared to the specific surface area, which is the case for MOF-5, AX-21_33 and Norit R0.8 .

게다가, 상기 공극 부피는 고체 소재의 공극 내에서 수소 분자의 저장과 함께 과잉 표면 흡착으로 구성되는 총 수소 저장량에 결정적인 역할을 한다. 상기 총 수소 흡착량 때문에, 77K 및 7.3 MPa에서 MCg의 총 수소 저장에서 공극 부피 효과를 나타내었다. 압축 수소 농도는 미국 국립 표준 기술국(American National Institute of Standards and Technology)으로부터 얻었다. 상기 MCg의 공극 부피는 1.44 cm3/g이고, 상기 총 수소 흡착량은 3.29 wt%이고, 이러한 결과는 77 K 및 7.3 MPa에서 5.7 wt%의 최대 총 수소 저장 용량을 야기하고, 과잉 표면의 수소 흡착 및 공극 부피 둘 다 포함하고, 공극 부피에 의해 높은 기여도를 나타내었다.In addition, the void volume plays a crucial role in the total hydrogen storage volume, which consists of excess surface adsorption with the storage of hydrogen molecules in the pores of the solid material. Due to the total hydrogen adsorption amount, the void volume effect was shown at the total hydrogen storage of MCg at 77 K and 7.3 MPa. Compressed hydrogen concentrations were obtained from the American National Institute of Standards and Technology. The pore volume of the MCg was 1.44 cm < 3 > / g, and the total hydrogen adsorption amount was 3.29 wt%, which results in a maximum total hydrogen storage capacity of 77 K and 7.3 MPa at 5.7 wt% Both adsorption and pore volume were included and showed high contribution by pore volume.

구분division RH-SNPRH-SNP MCsMCs MCgMCg SBET a(m2/g)S BET a (m 2 / g) 226226 664664 749749 Vtot b(cm3/g)V tot b (cm 3 / g) 0.390.39 0.850.85 1.441.44 Vmeso c(cm3/g)V meso c (cm 3 / g) 0.360.36 0.740.74 1.431.43 Vmicro d(cm3/g)V micro d (cm 3 / g) 0.030.03 0.110.11 0.010.01 DBJH e(nm)D BJH e (nm) 3.673.67 4.24.2 5.135.13 H2 Uptakef(wt.%)H 2 Uptake f (wt.%) 0.34(0.87)g 0.34 (0.87) g 1.421.42 1.61(2.42)g 1.61 (2.42) g HOAh(kJ/mol)HOA h (kJ / mol) -- 7.37.3 6.86.8

Claims (7)

기체 저장용 메조다공성 탄소 소재의 제조방법으로서,
(a) 탄소원과 황산 수용액이 혼합된 탄소원-황산 혼합액에 왕겨 실리카 나노입자(RH-SNP) 무기 템플릿을 침지시키는 단계;
(b) 상기 단계 (a)의 혼합물을 90-110 ℃ 온도의 건조로에서 1차 건조시킨 후, 150-170 ℃ 온도의 건조로에서 2차 건조시키는 단계;
(c) 상기 단계 (b) 수행 후, 상기 건조물을 아르곤 기체 하에서 800-1000 ℃ 온도로 가열하여 탄소화를 종결하는 단계;
(d) 상기 단계 (c)에서 탄소화 종결 후, 염기성 수용액을 이용하여 상기 RH-SNP 템플릿을 제거하여 RH-SNP 템플릿이 제거된 메조다공성 탄소 소재를 얻는 단계;
(e) 상기 단계 (d)에서 얻은 RH-SNP 템플릿이 제거된 메조다공성 탄소 소재를 여과 및 세척한 후, 60-70 ℃의 온도에서 건조시켜 메조다공성 탄소를 얻는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 저장용 메조다공성 탄소 소재의 제조방법.
A method for producing a mesoporous carbon material for gas storage,
(a) immersing an inorganic template of rice hull silica nanoparticles (RH-SNP) in a carbon source-sulfuric acid mixture in which a carbon source and an aqueous sulfuric acid solution are mixed;
(b) subjecting the mixture of step (a) to primary drying in a drying furnace at a temperature of 90-110 ° C, followed by secondary drying in an drying furnace at a temperature of 150-170 ° C;
(c) after the step (b), heating the dried material to 800-1000 ° C under argon gas to terminate the carbonization;
(d) removing the RH-SNP template using a basic aqueous solution after carbonization in step (c) to obtain a mesoporous carbon material from which the RH-SNP template has been removed;
(e) filtering and washing the mesoporous carbon material from which the RH-SNP template obtained in step (d) has been removed, followed by drying at a temperature of 60-70 ° C to obtain mesoporous carbon A method for producing a mesoporous carbon material for gas storage.
제1항에 있어서, 상기 단계 (a)의 탄소원은 수크로오스, 글리세롤 중에서 선택되는 1종 이상의 탄소원인 것을 특징으로 하는 기체 저장용 메조다공성 탄소 소재의 제조방법.The method of claim 1, wherein the carbon source of step (a) is at least one carbon source selected from sucrose and glycerol. 제1항에 있어서, 상기 단계 (d)의 염기성 수용액은 수산화나트륨(NaOH), 수산화포타슘(KOH) 중에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 수용액인 것을 특징으로 하는 기체 저장용 메조다공성 탄소 소재의 제조방법.The method for producing a mesoporous carbon material for gas storage according to claim 1, wherein the basic aqueous solution of step (d) is an aqueous solution containing at least one selected from sodium hydroxide (NaOH) and potassium hydroxide (KOH) Way. 제1항에 있어서, 상기 메조다공성 탄소 소재는 슬릿형 공극 구조인 것을 특징으로 하는 기체 저장용 메조다공성 탄소 소재의 제조방법.The method of claim 1, wherein the mesoporous carbon material has a slit-like void structure. 제1항에 있어서, 상기 메조다공성 탄소 소재는 비표면적이 600-800 m2/g 이고, 공극 부피가 0.7-1.5 cm3/g이고, 공극 직경이 4-5 nm인 것을 특징으로 하는 기제 저장용 메조다공성 탄소 소재의 제조방법.The mesoporous carbon material according to claim 1, wherein the mesoporous carbon material has a specific surface area of 600-800 m 2 / g, a pore volume of 0.7-1.5 cm 3 / g, and a pore diameter of 4-5 nm. A method for producing a mesoporous carbonaceous material. 제1항에 있어서, 상기 메조다공성 탄소 소재는 평균 등전자 흡착열이 7.3 KJ/mol 이상이고, 총 수소 흡착량이 3-3.5 중량%이고, 77 K 및 7.3 MPa에서 총 수소 저장 용량이 5.5-6.5 중량%인 것을 특징으로 하는 기체 저장용 메조다공성 탄소 소재의 제조방법.The mesoporous carbon material according to claim 1, wherein the mesoporous carbon material has an average equivalent electron adsorption heat of 7.3 KJ / mol or more, a total hydrogen adsorption amount of 3-3.5% by weight, a total hydrogen storage capacity of 77-6.3 MPa, % Of the total weight of the mesoporous carbon material. 제1항에 있어서, 상기 기체는 수소 분자, 산소 분자, 질소 분자, 헬륨 분자 중에서 선택되는 1종의 기체 또는 상기 메조다공성 탄소 소재의 공극 부피 보다 작은 물질 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 기체 저장용 메조다공성 탄소 소재의 제조방법.The gas storage device according to claim 1, wherein the gas is any one of a gas selected from the group consisting of a hydrogen molecule, an oxygen molecule, a nitrogen molecule, and a helium molecule or a material having a void volume smaller than that of the mesoporous carbon material Method of making mesoporous carbon material.
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