KR101918652B1 - 포름알데히드 가스 제거용 활성탄소 및 그 제조방법 - Google Patents

포름알데히드 가스 제거용 활성탄소 및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 포름알데히드에 대한 흡착량이 우수한 포름알데히드 가스 제거용 활성탄소 및 그 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 포름알데히드 가스 제거용 활성탄소는 아미노산계 유기화합물을 염기성 물질이 용해된 알칼리수에 용해한 첨착물질 수용액에 유기물 지지체를 함침 및 첨착하여 제조된다.

Description

포름알데히드 가스 제거용 활성탄소 및 그 제조방법{ACTIVATED CARBON FOR REMOVAL OF FORMALDEHYDE GAS AND THE METHOD THEREOF}
본 발명은 포름알데히드 가스 제거용 활성탄소 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 포름알데히드에 대한 흡착량이 우수한 포름알데히드 가스 제거용 활성탄소 및 그 제조방법에 관한 것이다.
실내 공기를 오염시킬 수 있는 원인은 크게 세 가지로 구분될 수 있다. 우선 에너지 절약 차원에서 건물이 점차 기밀화되는 가운데 단열성능을 높이기 위해 내외부가 보다 기밀하게 시공되고 자연환기가 줄면서 실내에서 방출되는 오염물질이 외부로 빠져 나가지 못해 실내에 누적되는 현상을 들 수 있다. 또한 내외장재에서 사용되는 건축자재가 이전보다 많은 화학물질을 사용해 오염 물질을 보다 많이 방출하여 과거보다 실내오염물질이 증가하였다. 그리고 외부의 차량이나 건설 현장에서의 분진 등이 실내에 누적되기도 한다.
이러한 원인으로 건물 내부에서의 실내공기의 오염은 심각한 상황이다. 오늘날 실내공기오염의 사회 문제로 부각되는 것은 과거에 비해 현대인의 실외활동이 줄고, 실내에서 거주하는 시간이 증가하였고, 이로 인해 새집증후군이나 화학물과민증 등의 질병으로 나타나기 때문이다.
이러한 실내공기오염 물질로는, 이산화탄소(CO2), 일산화탄소(CO), 질소산화물(NOx), 라돈(Rn), 휘발성 유기화합물(TVOC) 및 포름알데히드(HCHO) 등이 있다.
이중에서 본 발명에서 중점을 두고 연구한 포름알데히드는 실내공기오염의 주요 원인물질로 일반주택 및 공공건물에 많이 사용되는 우레아수지폼 단열재나 섬유옷감, 실내가구의 칠, 난방연료의 연소과정, 흡연, 생활용품, 의약품, 접착제 등에 의해 발생된다.
따라서 실내에서의 포름알데히드의 농도는 신축 건물에서 높게 나타나며, 조리, 벽난로, 기타 난로 등에서도 방출된다.
사람이 포름알데히드에 단시간 노출되면 눈, 코, 기관지에 심한 자극을 느끼며, 두통, 어지러움, 눈물을 야기하고, 장기간 노출될 경우 피부에는 알레르기성 접촉성 피부염 및 습진을, 호흡기계에는 기침, 가래, 천식, 만성기관지염 등의 폐쇄성 폐증상을 일으키며, 생식기계에 대한 영향으로는 자연유산과 저체중아 출산, 임신중독증 등을 유발하게 된다.
이러한 포름알데히드를 제거하기 위하여 종래에는 목재 야자각, 석탄, 피치, 셀룰로오스 섬유 및 화학섬유를 원료로 하여 불활성가스로 처리함으로써 제조되는 활성탄을 사용하였다. 이러한 활성탄은 비교적 넓은 비표면적과 미세 세공이 잘 발달되어 있어 다양한 유해가스를 흡착하기에 적절하였다. 하지만, 단순히 물리적인 흡착을 통해 포름알데히드 가스를 제거하는 방식이어서, 흡착과 탈착이 반복되는 문제가 있었다. 즉, 도 2에 도시된 바와 같이, 종래기술에 따른 활성탄은 0.01g/㎖ 미만의 포름알데히드 흡착제 당량을 나타내어 이에 대한 개선방안이 요구되었다.
KR 10-1648551 B
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 포름알데히드에 대한 흡착량이 우수한 포름알데히드 가스 제거용 활성탄소 및 그 제조방법을 제공하는 데 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은, 포름알데히드 가스 제거용 활성탄소에 관한 것으로, 아미노산계 유기화합물을 염기성 물질이 용해된 알칼리수에 용해한 첨착물질 수용액에 유기물 지지체를 함침 및 첨착하여 제조된다.
이때 상기 유기물 지지체는 석탄계, 야자계, 목탄계 및 고분자 물질을 탄화 활성화하여 생성된다.
그리고 상기 아미노산계 유기화합물은 아미노기와 카르복시기를 함께 가지고 있는 사용하되, 글리신, 베타 알라닌, 알파 알리닌, 리신, 세린 및 아미노 벤조산 중 하나인 것이 바람직하다.
한편, 상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 포름알데히드 가스 제거용 활성탄소의 제조방법은, 탄화 활성화된 유기물 지지체를 형성하는 단계; 아미노산계 유기화합물을 알칼리수에 용해하여 첨착물질 수용액을 제조하는 단계; 상기 유기물 지지체를 상기 첨착물질 수용액에 함침하는 단계; 상기 함침된 유기물 지지체를 상기 첨착물질 수용액으로부터 분리하는 단계; 및 상기 수용액으로부터 분리된 유기물 지지체를 건조하는 단계;를 포함한다.
이때 상기 유기물 지지체 형성단계에서는, 석탄계, 야자계, 목탄계 및 고분자 물질을 불활성 기체하에서 열처리하여 탄화한다.
그리고 상기 수용액 제조 단계에서는, 아미노산계 유기화합물 1 ∼ 10중량%, 염기성 물질 1 ∼ 20중량% 및 증류수 70 ∼ 98중량%를 혼합하여 첨착물질 수용액을 제조한다.
또한 상기 아미노산계 유기화합물은 4-아미노 벤조산이고, 상기 염기성 물질은 수산화칼륨인 것이 바람직하다.
그리고 상기 함침 단계에서는, 15 ∼ 90℃의 수용액에서 2 ∼ 12시간 동안 함침되고, 상기 건조 단계에서는, 상온 상태로 0.5 ∼ 10시간 범위 내에서 이루어지는 1차 저온건조와, 50 ∼ 150℃로 1 ∼ 48시간 범위 내에서 이루어지는 2차 고온건조로 이루질 수 있다.
본 발명에 따른 포름알데히드 가스 제거용 활성탄소 및 그 제조방법에 따르면, 포름알데히드에 대한 흡착량이 우수하여 실내 공기 중에 함유된 포름알데이드를 효율적으로 제거할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 활성탄소의 제조방법의 개략적인 순서도,
도 2는 첨착조건(pH)별 포름알데히드 흡착량을 비교한 그래프,
도 3은 아미노산 유기물 함량에 따른 포름알데히드 흡착량을 비교한 그래프이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 포름알데히드 가스 제거용 활성탄소 및 그 제조방법의 구성을 자세히 설명한다.
<포름알데히드 가스 제거용 활성탄소>
본 발명에 따른 포름알데히드 가스 제거용 활성탄소는 유기물 지지체에 아미노산계 유기화합물을 함침 및 첨착하여 제조된다.
상기 유기물 지지체는 석탄계, 야자계, 목탄계 및 고분자 물질을 탄화 활성화하여 생성된다. 이러한 유기물 지지체의 비표면적은 BET 기준으로 500 ∼ 3000㎡/g일 수 있다. 비표면적이 너무 작으면, 포름알데히드 가스가 흡착할 수 있는 면적이 작아져, 흡착량이 적어질 수 있다. 본 발명에서는 유기화합물이 도입되므로, 유기화합물이 도입되지 않은 일반 활성탄소에 비해서는 비표면적이 작을 수 있다.
상기 유기화합물은 표면에 아미노기 및 카르복시기를 포함하여, 포름알데히드 가스와 수소 결합을 통해 흡착하거나, 포름알데히드 가스를 가수분해한 후 흡착함으로써, 포름알데히드 가스의 흡착량을 증가시키게 된다.
아미노기 및 카르복시기를 포함하는 유기화합물은 한 분자 내에 아미노기 및 카르복시기를 기능기로서 포함하는 유기화합물을 의미한다. 구체적으로 아미노기 및 카르복시기를 포함하는 유기화합물은 글리신, 베타 알라닌, 알파 알리닌, 리신, 세린 및 아미노 벤조산을 포함할 수 있다. 그리고 이러한 유기화합물 중에서 4-아미노 벤조산을 사용하는 것이 가장 바람직하다.
아미노기 및 카르복시기를 포함하는 유기화합물은 염기성 물질이 용해된 알칼리수에 용해된다. 즉, 증류수 70 ∼ 98중량%에 염기성 물질 1 ∼ 20중량%가 용해된 알칼리수에 유기화합물 1 ∼ 10중량%가 용해되어 첨착물질 수용액을 형성한다. 이때 유기화합물의 도입량이 너무 적으면, 포름알데히드 가스의 흡착량이 적어질 수 있고, 반대로 유기화합물이 너무 많이 도입되면, 유기화합물이 유기물 지지체의 기공을 일부 막아버려, 오히려 포름알데히드 가스의 흡착량이 적어질 수 있다.
또한 본 발명에서 염기성 물질로는 다양한 물질이 사용될 수 있지만, 수산화칼륨(KOH)가 4-아미노 벤조산과 함께 사용될 때 포름알데히드 가스의 흡착성능이 가장 우수하여 본 실시예에서는 수산화칼륨이 예시되고 있다.
<포름알데히드 가스 제거용 활성탄소의 제조방법>
다음으로 포름알데히드 가스 제거용 활성탄소의 제조방법에 대해 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 활성탄소의 제조방법의 개략적인 순서도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 활성탄소의 제조방법은, 탄화 활성화된 유기물 지지체를 형성하는 단계(S10); 아미노산계 유기화합물을 알칼리수에 용해하여 첨착물질 수용액을 제조하는 단계(S20); 상기 유기물 지지체를 상기 첨착물질 수용액에 함침하는 단계(S30); 상기 함침된 유기물 지지체를 상기 첨착물질 수용액으로부터 분리하는 단계(S40); 및 상기 수용액으로부터 분리된 유기물 지지체를 건조하는 단계(S50);를 포함하여 구성된다. 이러한 단계를 통해 표면에 아미노기 및 카르복시기를 포함하는 유기화합물이 도입된 활성탄소를 제조할 수 있다.
보다 상세히 설명하면, 유기물 지지체 형성단계에서는, 석탄계, 야자계 및 목탄계 물질을 불활성 기체하에서 열처리하여 탄화하여 유기물 지지체를 형성한다. 이때 탄화된 유기물 지지체를 이산화탄소 및 스팀 혼합 기체 하에서 열처리하는 활성화 단계가 더 포함될 수 있다.
그리고 유기물 지지체는 상술한 재료로만 제조되는 것은 아니고, 전구체로 이용 가능한 다양한 식물질 기반의 물질은 모두 사용 가능하다. 이러한 저렴한 식물질 기반의 물질을 전구체로 사용함으로써, 저가 활성탄소의 제조가 가능한 이점이 있다.
또한 전구체로는 고분자수지 물질이 사용될 수 있다. 즉, 폴리(비닐리덴 플루오라이드)[Poly(vinylidene fluoride)], 폴리(비닐리덴 플루오라이드-코-헥사플루오로프로필렌)[Poly(vinylidene fluoride-co-hexafluoropropylene)], 폴리(비닐리덴 클로라이드-코-아크릴로나이트릴)[Poly(vinylidene chloride-co-acrylonitrile)], 폴리(비닐리덴 클로라이드-코-아크릴로나이트릴-코-메틸 메타크리레이트[Poly(vinylidene chloride-co-acrylonitrile-co-methyl methacrylate)], 폴리(비닐리덴 클로라이드-코-비닐- 클로라이드)[Poly(vinylidene chloride-co-vinyl chloride)] 및 폴리(비닐리덴클로라이드-코-메틸 아크릴레이트)[Poly(vinylidene chloride-co-methyl acrylate)]를 포함하는 군에서 선택된 1종 이상이 전구체로서 될 수 있다.
유기물 지지체 형성 단계에서는, 탄화된 유기물 지지체를 분쇄하는 단계, 세척단계 및 선별단계가 추가될 수 있다. 분쇄단계는 상기 유기물 지지체를 균일하게 분말화하는 것이고, 세척단계는 불순물 제거를 위해 산을 이용하여 세척하는 것이며, 선별단계는 입자크기별로 선별하는 것으로, 균일한 입자크기별로 선별하여 용도에 맞게 사용될 수 있다.
또한 펠렛화 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 펠렛화 단계는 상기 유기물 지지체를 바인더와 결합하여 펠렛이나 알갱이 형태로 변형한다.
이후, 활성탄소 전구체를 불활성 기체 하에서 열처리하여 탄화한다. 불활성 기체로는 일반적으로 알려진 불활성 기체를 제한 없이 사용할 수 있다. 구체적으로 질소(N2), 또는 아르곤(Ar)을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니다.
탄화 단계의 열처리 온도는 700 ∼ 1000℃일 수 있다. 온도가 너무 낮으면 탄화가 완전히 이루어지지 않을 수 있다. 700 ∼ 1000℃의 온도에서 충분하게 탄화가 이루어지기 때문에 더 높은 온도로 열처리할 필요는 없다. 온도가 너무 높은 경우, 불필요한 비용이 발생하고, 탄화수율이 감소하는 문제가 발생할 수 있다.
이후, 탄화물을 이산화탄소 및 스팀을 포함하는 혼합기체에 투입하고 열처리하여 활성화한다. 이때, 이산화탄소와 스팀을 포함하는 혼합 기체를 이용하여 활성탄소 전구체를 활성화(이산화탄소-스팀 활성화)시킴으로써, 스팀 분자의 활성도를 높여 탄소표면에 선택적으로 직경 1㎚ 이하의 초미세기공의 발현을 증대시킬 수 있다. 이에, 활성탄소의 비표면적 및 기공의 균일도가 증가할 수 있다.
활성화 단계는 700 ∼ 1000℃의 온도에서 수행되는 것일 수 있다. 너무 낮은 온도에서는 활성화 효과가 좋지 않으며, 너무 높은 온도에서는 급격한 수율저하가 발생할 수 있다.
활성화 단계는, 1시간 내지 5시간 이하의 시간 동안 수행되는 것일 수 있다. 활성화 시간이 너무 긴 경우, 수율의 문제와 소재 전체적인 기공구조가 무너지는 문제가 발생할 수 있다. 반면, 너무 짧은 경우, 활성화 효과가 미비한 문제가 발생할 수 있다.
다음으로 상기 유기물 지지체를 함침하여 첨착하기 위한 첨착물질 수용액을 제조한다. 이러한 첨착물질 수용액은 염기성 물질 1 ∼ 20중량%, 유기화합물 1 ∼ 10중량% 및 증류수 70 ∼ 98중량%를 혼합하여 제조되는데, 보다 상세하게는, 먼저 증류수에 염기성 물질을 용해하여 알칼리수를 생성한 후, 유기화합물을 추가하여 첨착물질 수용액을 제조한다. 이때 염기성 물질과 유기화합물로는 다양한 재료가 사용될 수 있으나, 가장 우수한 포름알데히드 흡착성능을 발휘하는 것으로 확인된 수산화칼륨과 4-아미노 벤조산이 각각 염기성 물질과 유기화합물로 사용되는 것이 바람직하다.
다음으로 함침 단계에서는, 상기 유기물 지지체를 15 ∼ 90℃의 첨착물질 수용액에서 2 ∼ 12시간 동안 함침한다. 이때 적절한 온도 조건에서 제조할 시, 아미노 벤조산의 용해 및 첨착율이 증가하여 포름알데히드 가스의 흡착량이 증가할 수 있으므로, 상기 수용액의 온도는 15 ∼ 90℃가 바람직하고, 20 ∼ 40℃의 범위가 보다 바람직하다.
또한 함침 시간은 2 ∼ 12시간으로 되는데, 시간이 너무 짧으면 적절한 양의 유기 화합물이 도입되기 어렵고, 시간이 너무 길면 유기물 지지체가 수분을 다량 흡수하여, 건조에 과도한 시간과 에너지가 소모될 수 있다.
그리고 함침되어 소정 시간이 경화한 후에 상기 유기물 지지체는 상기 첨착물질 수용액으로부터 분리되어 건조된다. 이때 건조 단계는, 상온 상태로 0.5 ∼ 10시간 범위 내에서 이루어지는 1차 저온건조와, 50 ∼ 150℃로 1 ∼ 48시간 범위 내에서 이루어지는 2차 고온건조로 이루어진다.
상기 1차 저온건조는 수용액으로부터 분리되어 유기물 지지체에 많이 함유된 수분을 1차적으로 제거하기 위한 것으로, 유기물 지지체의 무게를 감소시켜 2차 고온건조 작업의 편의성을 증대시킬 수 있다.
그리고 2차 고온건조시의 온도는 첨착된 물질의 물성을 고려하여 결정된다. 즉, 첨착물질 수용액에서 증류수만 증발될 수 있도록 온도조건을 설정하는 것이 바람직하며, 이를 위해 증류수의 증발온도인 100℃ 이상이면서 아미노 벤조산 및 수산화칼륨의 증발온도보다 낮은 150℃ 이하인 것이 바람직하다.
<실시예 및 비교예>
다음으로 본 발명에 따른 활성탄소의 실시예와 이에 대비되는 비교예를 설명한다.
먼저 첨착조건(pH)별 포름알데히드 흡착량을 확인하기 위하여, 실시예 1은 4-아미노 벤조산 5중량%, H3PO4 5중량%를 증류수에 혼합하여 상술한 유기물 지지체를 함침 및 첨착시켜 활성탄소(산성)를 제조하고, 실시예 2는 4-아미노 벤조산 5중량%, H3PO4 5중량% 및 KOH 10중량%를 증류수에 혼합하여 활성탄소(중성)를 제조하며, 실시예 3은 4-아미노 벤조산 5중량%, KOH 5중량%를 증류수에 혼합하여 활성탄소(염기성)를 제조하였다. 또한 이러한 실시예와 대비하여 위하여 기존의 일반활성탄을 비교예 1로 하고, 일반활성탄에 아닐린 10중량%를 첨착한 아닐린계열의 첨착활성탄을 비교예 2로 하여 제조하였다.
여기서 아미노산계 유기화합물로 4-아미노 벤조산을 사용한 실시예만 예시되었지만, 이는 다양한 아미노산계 유기화합물에 대한 시험결과, 4-아미노 벤조산의 포름알데히드 제거성능이 확인되었기에 4-아미노 벤조산을 유기화합물로 고정한 후에 다양한 첨착물질을 대비하여 시험한 것이다.
한편, 시험방법은 다음과 같다.
즉, 10L/min로 포름알데히드 가스를 흘려주되 시험 전에 온도와 습도(23℃/45%RH)를 확인 후 가스의 농도를 맞춘다. 실시예 1 내지 3과 비교예 1 및 2에 따른 흡착제 10㎖의 무게를 정량 후 시험을 진행한다. 상기 흡착제 후단 농도를 측정하여 흡착효율이 70% 이하로 저하되면 시험을 종료하고, 흡착제의 무게를 확인한다.
그리고 이러한 실시예 1 내지 3과 비교예 1 및 2에 대한 시험결과는 도 2에 도시된 바와 같다.
도시된 바와 같이, 일반활성탄으로 제조된 흡착제인 비교예 1에 비해 아닐린계열 첨착활성탄인 비교예 2가 향상된 효능을 보였고, 실시예 1은 비교예 1에 대해서도 저하된 성능을 나타내었지만, 실시예 2 및 3은 비교예 1은 물론 비교예 2에 비해서도 월등히 향상된 성능을 발휘하였다. 특히, 염기성을 갖는 활성탄소인 실시예 3의 흡착제 당량이 0.02158g/㎖로서 가장 높게 측정되어, 활성탄소에 대한 첨착물질이 염기성일 때 가장 우수한 포름알데히드 흡착성능을 발휘하는 것으로 확인되었다.
다음으로, 도 1을 통해 결정된 첨착물질의 함량에 따른 흡착량을 확인하기 위하여, 실시예 a는 아미노산 유기물 1.5중량% 및 염기성 물질 1.5중량%를 사용한 형태로 제조하고, 실시예 b는 아미노산 유기물 3중량% 및 염기성 물질 3중량%를 사용한 형태로 제조하며, 실시예 c는 아미노산 유기물 5중량% 및 염기성 물질 5중량%를 사용한 형태로 제조하고, 실시예 d는 아미노산 유기물 10중량% 및 염기성 물질 10중량%를 사용한 형태로 제조하며, 실시예 e는 아미노산 유기물 15중량% 및 염기성 물질 15중량%를 사용한 형태로 제조하였다. 그리고 이러한 실시예 a 내지 e를 비교예 1 및 2와 대비하기 위해 상술한 시험을 동일하게 실시하였고, 그 결과는 도 3에 도시된 바와 같다.
도시된 바와 같이, 실시예 e를 제외한 실시예 a 내지 d가 비교예 1 및 2에 비해 향상된 흡착성능을 나타내었고, 실시예 a 및 b가 우수하나 실시예 b가 보다 우수한 성능을 발휘하였다.
여기서 실시예 b에 비해 실시예 c 이후로 갈수록 흡착량이 저하되는 것은, 과첨착으로 인한 BET 감소로 인하여 흡착량이 저하된 것으로 추정된다. 이렇게 아미노산 유기물과 염기성 물질의 양이 증가하여 포름알데히드 흡착량이 저하된다 하더라도 비교예 1 및 2에 비해서는 향상된 성능을 발휘하기 때문에, 본 발명에서 아미노산 유기물 1 ∼ 10중량% 범위에서는 기존 흡착제보다 우수한 포름알데히드 흡착제로서 사용될 수 있음을 확인할 수 있다.
이상에서와 같이 본 발명의 권리는 위에서 설명된 실시예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다.

Claims (10)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 탄화 활성화된 유기물 지지체를 형성하는 단계;
    아미노산계 유기화합물을 알칼리수에 용해하여 첨착물질 수용액을 제조하는 단계;
    상기 유기물 지지체를 상기 첨착물질 수용액에 함침하는 단계;
    상기 함침된 유기물 지지체를 상기 첨착물질 수용액으로부터 분리하는 단계; 및
    상기 수용액으로부터 분리된 유기물 지지체를 건조하는 단계;를 포함하고,
    상기 수용액 제조 단계에서는, 아미노산계 유기화합물 1 ∼ 10중량%, 염기성 물질 1 ∼ 20중량% 및 증류수 70 ∼ 98중량%를 혼합하여 첨착물질 수용액을 제조하며,
    상기 함침 단계에서는, 15 ∼ 90℃의 수용액에서 2 ∼ 12시간 동안 함침되고,
    상기 건조 단계에서는, 상온 상태로 0.5 ∼ 10시간 범위 내에서 이루어지는 1차 저온건조와, 100 ∼ 150℃로 1 ∼ 48시간 범위 내에서 이루어지는 2차 고온건조로 이루어 지 는 것을 특징으로 하는 포름알데히드 가스 제거용 활성탄소의 제조방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 유기물 지지체 형성단계에서는,
    석탄계, 야자계, 목탄계 및 고분자 물질을 불활성 기체하에서 열처리하여 탄화하는 것을 특징으로 하는 포름알데히드 가스 제거용 활성탄소의 제조방법.
  7. 삭제
  8. 제5항에 있어서,
    상기 아미노산계 유기화합물은 4-아미노 벤조산이고, 상기 염기성 물질은 수산화칼륨인 것을 특징으로 하는 포름알데히드 가스 제거용 활성탄소의 제조방법.
  9. 삭제
  10. 삭제
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CN110585910A (zh) * 2019-09-25 2019-12-20 深圳市绿安居科技有限公司 一种室内甲醛清除剂及其制备方法

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109225141A (zh) * 2018-10-19 2019-01-18 上海纳米技术及应用国家工程研究中心有限公司 用于甲醛去除的多官能团碳基常温净化材料的制备方法及产品和应用
CN110860179B (zh) * 2019-12-04 2021-10-26 燕山大学 一种甲醛清除剂及其制备方法
CN111389177A (zh) * 2020-04-10 2020-07-10 王建华 一种甲醛净化滤芯及其加工系统与加工方法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59216839A (ja) * 1983-05-26 1984-12-06 Koei Chem Co Ltd ホルムアルデヒドの除去方法
KR20060036866A (ko) * 2004-10-26 2006-05-02 오석원 알데히드계 가스 제거용 흡착제 및 이의 제조 방법
KR101279924B1 (ko) * 2010-10-14 2013-07-04 주식회사 이에스티 알데히드가스 제거용 유기촉매-나노실리카의 제조방법

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110585910A (zh) * 2019-09-25 2019-12-20 深圳市绿安居科技有限公司 一种室内甲醛清除剂及其制备方法

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