KR101998190B1 - 침상 코크스로부터 2단 수증기 활성화를 통한 활성탄 제조방법 - Google Patents

침상 코크스로부터 2단 수증기 활성화를 통한 활성탄 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 침상 코크스로부터 2단 수증기 활성화를 이용하여 활성탄을 제조하는 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 침상 코크스로부터 제1 수증기 활성화(1st steam activation)로 2 nm 이상의 크기를 갖는 기공을 생성하고, 기공 속에 저분자량 물질을 코팅 및 함침하여 제2 수증기 활성화(2nd steam activation)을 통해 기공을 확장시키고 고 비표면적을 갖는 메조 기공 활성탄을 제조하는 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 2단 수증기 활성화 방법은 침상 코크스로부터 약 1134 m2/g의 높은 비 표면적과 약 70% 이상의 메조 기공 체적을 갖는 메조 기공 활성탄을 제조할 수 있다.

Description

침상 코크스로부터 2단 수증기 활성화를 통한 활성탄 제조방법{Method for Preparation of mesoporous activated carbon from needle coke via 2nd steam activation}
본 발명은 침상 코크스로부터 활성탄을 제조하는 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 침상 코크스로부터 2단 수증기 활성화 방법을 통해 표면 구조의 변화를 유도함으로써 높은 비 표면적을 갖는 메조 기공 활성탄을 제조하는 방법에 관한 것이다.
최근, 수질오염 및 수질오염 등의 환경문제가 심각해지고 전기 이중층 커패시터(electric double-layer capacitor, EDLC)의 수요가 급증함에 따라 활성탄의 수요가 증가되고 있다(Inagaki M, et al., Journal of Power Sources. 2010;195(24):7880-903; Momma T, et al., Journal of Power Sources. 1996;60(2):249-53; Nakamura M, Nakanishi et al., Journal of Power Sources. 1996;60(2):225-31; Li S, et al., Journal of Cleaner Production. 2017;163(Supplement):S359-S65; Menya E, et al., A review. Chemical Engineering Research and Design. 2018;129(Supplement C):271-96; Clifford A, et al., Environmental Research. 2016;147(Supplement C):383-98; 및 Gonzalez-Garcia P. et al., Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2018;82(Part 1):1393-414).
활성탄 원료는 목재, 톱밥, 야자각, 펄프 폐액, 석탄, 석유 중질유, 석탄 및 석유계 핏치, 코크스 등이 있는데, 활성탄의 용도와 원료의 품위, 가격, 대량 및 안정적인 입수가 가능한 조건을 통해 선정된다(Menya E, et al., A review. Chemical Engineering Research and Design. 2018;129(Supplement C):271-96; Yagmur E, et al., Fuel. 2008;87(15):3278-85; Tian B, et al., Journal of Porous Materials. 2017; Rashidi NA, et al., Chemical Engineering Journal. 2017;314(Supplement C):277-90; Ahmed MJ., Process Safety and Environmental Protection. 2016;102(Supplement C):168-82; 및 Jain A, et al., Chemical Engineering Journal. 2016;283(Supplement C):789-805).
활성탄의 주요 용도는 수처리, 기체와 액체의 정제, 선택적 회수(recovery)가 있다. 이러한 활성탄의 사용 용도에 따라, 비 표면적 및 세공의 크기는 활성 방법과 제조 조건으로 제어된다(Rashidi NA, et al., Journal of CO2 Utilization. 2016;13(Supplement C):1-16; Gu W, et al., Wiley Interdisciplinary Reviews: Energy and Environment. 2014;3(5):424-73; Iyuke SE, et al., Industrial & Engineering Chemistry Research. 2007;46(14):4974-81; 및 Hao W, et al., ACS Sustainable Chemistry & Engineering. 2017;5(4):3087-95).
활성 방법은 스팀(steam), CO2, 공기(air) 등을 이용하는 물리적 활성법과 KOH, NaOH, ZnCl2 등을 사용하는 화학적 활성법이 있다(Kim D-W, et al., Carbon. 2017;114(Supplement C):98-105; Macia-Agullo JA, et al., Carbon. 2004;42(7):1367-70; Liu S-L, et al., Journal of Porous Materials. 2014;21(4):459-66; Xia H, et al., Microporous and Mesoporous Materials. 2016;234(Supplement C):384-91; Lupul I, et al., Journal of Porous Materials. 2015;22(1):283-9). 화학적 활성법은 2차 오염 및 제조공정 복잡성, 장치 부식의 단점을 가졌으나, 고 비표면적의 활성탄을 제조할 수 있다. 반면, 물리적 활성법은 기공 구조를 확대하기 위해서 800 ~ 1000℃의 높은 열이 필요한 단점을 가졌다(Gonzalez-Garcia P., Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2018;82(Part 1):1393-414; Sun Y, et al., Asia-Pacific Journal of Chemical Engineering. 2016;11(4):594-602; 및 Gergova K, et al., Carbon. 1994;32(4):693-702). 따라서 활성탄의 용도에 따라 경제적인 원료와 활성법을 선정하는 것이 중요하다.
침상 코크스는 매우 우수한 전기 전도성 및 고밀도의 특성을 나타내는 고성능 흑연 전극(high-performance graphite electrodes)의 중간재이다. 이것은 FCC (fluidized catalytic cracker)에 적절한 오일 또는 콜타르 피치(coal tar pitch) 와 같은 고도의 방향족 공급원료(highly aromatic feedstock)로부터 제조된다. 특히, 침상 코크스의 우수한 전기 전도성으로 인하여, 침상 코크스는 전기 이중층 커패시터(electric double-layer capacitor, EDLC)용 고성능 탄소 재료로 사용 가능하다(Mitani S, et al., Carbon. 2005;43(14):2960-7; Qiao W, et al., Energy & Fuels. 2006;20(4):1680-4; 및 Cheng X, et al., Fuel. 2009;88(11):2188-92).
하지만, 침상 코크스와 같은 고밀도 이방성 탄소 재료는 일반적으로 H2O2, CO2, 공기(air) 등의 물리적 활성을 통해 넓은 비 표면적을 갖는 활성탄으로 제조하기 어려운 것으로 알려져 있다(Mitani S, et al., Carbon. 2005;43(14):2960-7; 및 Qiao W, et al., Energy & Fuels. 2006;20(4):1680-4).
이는 활성탄의 원료를 선택하기 위한 특성은 1) 흡락력이 높은 활성탄을 제조 가능해야 하며, 2) 회분 함량이 낮고, 3) 원료 비용이 낮아야 하고, 4) 저장이 손쉬워야 하며, 5) 활성 메카니즘이 손쉽게 일어나야 하지만, 침상코크스는 활성탄의 다른 원료보다 고정탄소(85% 이상)와 밀도(1.45 g/cm3 이상)가 높고, 휘발분(15% 이하)이 적은 특성을 갖기 때문에, 이러한 특성은 활성 메카니즘이 침상코크스에서 활발히 발생되기 어렵게 만든다.
최근에서 KOH, NaOH 등의 화학적 활성을 통해, 침상 코크스로부터 넓은 비 표면적을 갖는 활성탄 제조방법이 보고되고 있다.
이에, 본 발명에서는 침상 코크스와 같은 고밀도 이방성 탄소 재료로부터 물리적 활성을 통해 넓은 비 표면적을 갖는 활성탄을 제조하기 위해 노력한 결과, 침상 코크스로부터 2단 수증기 활성화 방법을 통해 표면 구조의 변화를 유도함으로써 높은 비 표면적을 갖는 메조 기공(mesoporous) 활성탄을 개발하였고, 활성온도, 반응시간, 수증기량 및 코팅 비율과 같은 실험 변수와 다공성 발달과의 상관관계를 분석하여 높은 비 표면적을 갖는 메조 기공 활성탄 제조를 위한 최적 조건을 확립함으로써, 본 발명을 완성하였다.
본 발명의 목적은 침상 코크스로부터 2단 수증기 활성화를 이용하여 활성탄을 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명에서는 침상 코크스(Needle cokes)의 특성으로 인하여 수증기 활성화(steam activation)가 어려우나, 2단 수증기 활성화(2nd steam activation) 방법을 통해 침상 코크스로부터 메조 기공 활성탄(mesoporous activated carbon)을 제조할 수 있음을 확인하였다.
구체적으로, 본 발명에서는 메조 기공(mesopore) 및 매크로 기공(macropore) 구조가 형성된 제1 수증기 활성화(1st steam activation) 조건을 확인하였고, 나프탈렌(naphthalene) 또는 피치(pitch)를 이용한 코팅 및 함침과 제2 수증기 활성화(2nd steam activation)를 통해 마이크로 기공(micropore)이 메조 기공(mesopore)으로 확장되고 비 표면적이 증가하는 경향을 확인하였으며, 제1 수증기 활성화의 최적 조건은 물 주입량이 0.12 ml/min·gANC, 반응온도가 850℃, 반응시간이 4시간으로 나타남을 확인하였고, ANC와 코팅 및 함침제 무게비율이 1:2부터 증가할수록 경향이 뚜렷하게 두드러짐을 확인하였다. 이처럼, 본 발명은 침상 코크스로부터 2단 수증기 활성화 방법을 통해 마이크로 기공 확장과 메조 기공을 생성시킴으로써 메조 기공 활성탄을 제조할 수 있음을 규명하였다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은
1) 침상 코크스(needle coke)를 분쇄하는 단계;
2) 분쇄된 침상 코크스를 제1 수증기 활성화(1st steam activation)하는 단계;
3) 활성화된 침상 코크스를 나프탈렌(naphthalene) 또는 피치(pitch)로 코팅 및 함침하는 단계; 및
4) 코팅 및 함침된 활성화된 침상 코크스를 제2 수증기 활성화(2nd steam activation)하는 단계;를 포함하는,
침상 코크스로부터 2단 수증기 활성화를 통한 활성탄 제조방법을 제공한다.
또한, 본 발명은
침상 코크스를 주입하는 주입구 및 생산된 활성탄을 배출하는 배출구가 구비된 활성화 반응기로서,
여기서 상기 활성화 반응기는
i) 주입구로부터 공급되는 분쇄된 침상 코크스를 제1 수증기 활성화(1st steam activation)시키는 수단;
ii) 상기 제1 수증기 활성화된 침상 코크스로부터 코팅 및 함침제로서 나프탈렌(naphthalene) 또는 피치(pitch)를 혼합한 후 진공 열처리하는 나프탈렌 또는 피치로 코팅 및 함침시키는 수단; 및
iii) 상기 코팅 및 함침된 활성화된 침상 코크스를 제2 수증기 활성화(2nd steam activation)시키는 수단;이 순차적으로 구성되어 있는 활성화 반응기;
상기 활성화 반응기의 본체에 연결되어 활성화 반응기를 가열하는 노(furnace);
상기 활성화 반응기의 본체에 연결되어 활성화 반응기의 온도를 조절하는 온도 조절 장치;
상기 활성화 반응기의 주입구에 연결되어 물을 공급하는 워터 펌프;
상기 활성화 반응기의 주입구에 연결되어 질소 가스를 공급하는 질소 가스 시스템; 및
상기 활성화 반응기의 배출기에 연결되어 증류액을 저장하는 증류액 저장 장치;를 포함하는,
침상 코크스로부터 활성탄을 제조하기 위한 2단 수증기 활성화 시스템을 제공한다.
아울러, 본 발명은 상기 본 발명에 따른 제조방법으로 제조된 침상 코크스 유래 활성탄으로서,
비 표면적 600 ~ 1200 m2/g을 가지고, 평균 메조기공 직경이 2 ~ 3 nm이며, 메조기공 체적이 40 ~ 80%인, 활성탄을 제공한다.
본 발명은 침상 코크스의 특성으로 인하여 수증기 활성화(steam activation)가 어려운 점에 대해, 새로운 2단 수증기 활성화(2nd steam activation) 방법을 통해 침상 코크스로부터 높은 비 표면적을 갖는 메조 기공 활성탄(mesoporous activated carbon)을 제조하였다.
구체적으로, 본 발명은 침상 코크스로부터 제1 수증기 활성화(1st steam activation)로 2 nm 이상의 크기를 갖는 기공(pore)을 생성하고, 기공 속에 나프탈렌(naphthalene) 또는 피치(pitch) 등의 저분자량 물질을 코팅 및 함침하여 제2 수증기 활성화(2nd steam activation)을 통해 기공(pore)을 확장시키고 고 비표면적을 갖는 메조 기공 활성탄을 제조할 수 있다.
일반적으로 침상 코크스와 같은 고밀도 이방성 탄소 재료는 고유한 특성으로 H2O2, CO2, 공기(air) 등의 물리적 활성을 통해 넓은 비 표면적을 갖는 활성탄으로 제조하기 어려운 것으로 당업계에 잘 알려져 있다.
활성탄의 원료를 선택하기 위한 특성은 1) 흡락력이 높은 활성탄을 제조 가능해야 하며, 2) 회분 함량이 낮고, 3) 원료 비용이 낮아야 하고, 4) 저장이 손쉬워야 하며, 5) 활성 메카니즘이 손쉽게 일어나야 한다.
원료의 특성에 따라 활성 메카니즘이 어렵게 발생된다. 예를 들면, 나무는 40-50%의 고정탄소와 55-60%의 휘발분을 갖으며 0.4-0.5 g/cm3의 특성을 나타내며, 이러한 원료 특성은 활성 메카니즘이 손쉽게 발생된다. 이에 반하여, 침상코크스는 활성탄의 다른 원료보다 고정탄소(85% 이상)와 밀도(1.45 g/cm3 이상)가 높고, 휘발분(15% 이하)이 적은 특성을 갖기 때문에, 이러한 특성은 활성 메카니즘이 침상 코크스에서 활발히 발생되기 어렵게 만든다.
이에 대해, 본 발명은 침상 코크스로부터 2단 수증기 활성화 방법을 통해 표면 구조의 변화를 유도함으로써 높은 비 표면적을 갖는 메조 기공(mesoporous) 활성탄을 제조해 냄으로써, 침상 코크스의 고유한 특성으로 인한 수증기 활성화의 어려운 점을 극복한 것이다.
본 발명에 따른 2단 수증기 활성화 방법은 1) 1차 수증기 활성화를 통해 메조와 마이크로 기공을 함유한 활성탄을 제조하고, 2) 그 기공 속에 저 분자량의 휘발분을 코팅 및 함침시킴으로써, 3) 2차 수증기 활성화에서 마이크로 기공과 메조 기공을 확장 및 비표면적을 개선한 것이다. 이는 종래의 수증기 활성화 방법이 단순 수증기 활성화를 도모하는 것과는 기술적 개념 및 메커니즘이 완전히 다른 진보된 기술인 것이다.
특히, 본 발명에 따라 2단 수증기 활성화(2nd steam activation) 방법을 통해 제조된 메조 기공 활성탄은 약 1134 m2/g의 비표면적과 약 70% 이상의 메조 기공 체적(mesopore volume)을 나타내며, 코팅 및 함침제가 증가할수록 메조 기공 체적과 평균 기공 직경(average pore diameter)을 증가시킬 수 있다.
이와 관련하여, 마이크로 기공 크기는 약 2 nm 이하이고, 메조 기공의 크기는 2 nm 보다 크고 50 nm 보다 작은 것이다. 일반적인 활성탄은 마이크로 기공이 70% 이상의 체적을 나타낸다. 기공의 흡착 과정은 모세관 응축 메카니즘을 통해 일어난다. 다공성 탄소는 촉매재료, 전지전극재료, 커패시터재료, 가스저장재료 및 생체 공학재료로서 사용되어왔다. 이러한 응용 분야에서, 탄소재료는 너무 큰 분자와 이온이 마이크로 기공보다 메조 기공에서 효율적으로 흡착되는 특성을 나타낸다.
도 1은 일반적인 수증기 활성화와 본 발명에 따른 2단 수증기 활성화 사이의 개략도를 비교한 그림이다.
도 2는 2단 수증기 활성화를 위한 흐름도와 장치를 보여주는 그림이다: (a) 흐름도; (b) 장치, (1) 온도 제어, (2) 질소 가스 시스템, (3) 예열 시스템, (4) 워터 펌프, (5) 활성화 반응기용 튜브 노, (6) 열전쌍, (8) 활성화 반응기.
도 3은 침상 코크스의 열 중량 분석 곡선과 편광 현미경 분석 결과를 보여주는 그림이다.
도 4는 활성화 온도에 따른 BET 표면적 및 수율의 변화를 보여주는 그래프이다.
도 5는 제1 수증기 활성화에 의해 준비 ANCs의 BET 표면적 및 기공 부피 분포를 보여주는 그래프이다.
도 6은 나프탈렌의 코팅 및 함침 비율이 기공 부피 분포에 미치는 영향을 보여주는 그래프이다.
도 7은 (a) 침상 코크스, (b) ANC/850/4/0.12, (c) ANANC 1:1, (d) ANANC 1:4의 SEM 이미지를 보여주는 그림이다.
도 8은 피치의 코팅 및 함침 비율이 기공 부피 분포에 미치는 영향을 보여주는 그래프이다.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.
본 발명은 침상 코크스로부터 2단 수증기 활성화 방법을 통해 표면 구조의 변화를 유도함으로써 높은 비 표면적을 갖는 메조 기공 활성탄을 제조하는 방법을 제공한다.
구체적으로, 본 발명은
1) 침상 코크스(needle coke)를 분쇄하는 단계;
2) 분쇄된 침상 코크스를 제1 수증기 활성화(1st steam activation)하는 단계;
3) 활성화된 침상 코크스를 나프탈렌(naphthalene) 또는 피치(pitch)로 코팅 및 함침하는 단계; 및
4) 코팅 및 함침된 활성화된 침상 코크스를 제2 수증기 활성화(2nd steam activation)하는 단계;를 포함하는,
침상 코크스로부터 2단 수증기 활성화를 통한 활성탄 제조방법을 제공한다.
상기 제조방법에 있어서, 단계 1)에서 분쇄된 침상 코크스는 75 ㎛ 이하의 입경을 갖는 것이 바람직하며, 1 ~ 75 ㎛ 입경을 갖는 것이 더욱 바람직하다. 상기 침상 코크스는 수증기 활성화 전에 분쇄한 후 메쉬를 통한 체질을 하여 75 ㎛ 이하의 입경을 갖는 침상 코크스를 분류하여 사용하는 것이 바람직하다.
상기 제조방법에 있어서, 단계 2)에서 제1 수증기 활성화는 반응 온도 800 ~ 900℃, 반응 시간 2 ~ 6시간, 및 물 공급량 0.06 ~ 0.15 ml/min·gANC로 수행하는 것이 바람직하고, 반응 온도 850 ~ 900℃, 반응 시간 4 ~ 6시간, 및 물 공급량 0.12 ~ 0.15 ml/min·gANC로 수행하는 것이 더욱 바람직하다. 이런 제1 수증기 활성화의 최적 조건은 비 표면적 크기와 메조 기공이 많이 발달될 수 있다.
상기 제조방법에 있어서, 단계 3)에서 코팅 및 함침은 활성화된 침상 코크스와 코팅 및 함침제로서 나프탈렌 또는 피치 중 어느 하나의 질량 비율을 2 : 1 ~ 1 : 4로 혼합한 후 진공 열처리하는 것이 바람직하며, 상기 질량 비율은 1 : 2 ~ 1 : 4로 혼합하는 것이 더욱 바람직하며, 상기 진공 열처리는 100 ~ 200℃에서 1 ~ 2시간 진공으로 열처리하는 것이 더욱 바람직하다.
상기 제조방법에 있어서, 단계 4)에서 제2 수증기 활성화는 반응 온도 850 ~ 900℃, 반응 시간 2 ~ 6시간, 및 물 공급량 0.12 ~ 0.15 ml/min·gANC로 수행하는 것이 바람직하고, 반응 온도 850℃, 반응 시간 4 ~ 6시간, 및 물 공급량 0.12 ~ 0.15 ml/min·gANC로 수행하는 것이 더욱 바람직하다. 이런 제2 수증기 활성화의 최적 조건은 비 표면적 크기와 메조 기공 직경 및 체적을 확대할 수 있다.
상기 제조방법에 있어서, 단계 2)의 제1 수증기 활성화 및 단계 4)의 제2 수증기 활성화는 각각 캐리어 가스로서 질소 가스를 50 ~ 150 cc/min로 공급하는 것이 바람직하고, 반응시 승온 온도는 5 ~ 15℃로 수행하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 2단 수증기 활성화 방법은 1) 1차 수증기 활성화를 통해 메조와 마이크로 기공을 함유한 활성탄을 제조하고, 2) 그 기공 속에 저 분자량의 휘발분을 코팅 및 함침시킴으로써, 3) 2차 수증기 활성화에서 마이크로 기공과 메조 기공을 확장 및 비표면적을 개선한 것이다. 이는 종래의 수증기 활성화 방법이 단순 수증기 활성화를 도모하는 것과는 기술적 개념 및 메커니즘이 완전히 다른 진보된 기술인 것이다(도 1 참조).
본 발명의 실시예에서는 침상 코크스로부터 2단 수증기 활성화 방법을 통해 표면 구조의 변화를 유도함으로써 높은 비 표면적을 갖는 메조 기공 활성탄을 제조하였다. 제1 수증기 활성화(1st steam activation)로 2 nm 이상의 크기를 갖는 기공을 생성하고, 기공 속에 저분자량 물질을 코팅 및 함침하여 제2 수증기 활성화(2nd steam activation)을 통해 기공을 확장시키고 고 비표면적을 갖는 메조기공 활성탄을 제조하였다.
본 발명의 실시예에서는 원료물질의 특성은 원소분석(elemental analysis)과 편광 광학 현미경(polarized light microscopy), 열중량 분석(thermogravimetric analysis)을 통해 분석하였고, 활성탄의 기공구조는 질소 흡착-탈착 등온선(nitrogen adsorption-desorption isotherm)으로부터 브루나우어-에메트-텔러식 (Brunauer-Emmett-Teller, BET) 방법, t-plot 방법, 및 Barrett-Joyner-Halenda (BJH) 방법을 통해 분석하였으며, 그 결과 메조기공 활성탄은 약 1134 m2/g의 비표면적과 약 70 % 이상의 메조 기공 체적(mesopore volume)을 나타내었고, 코팅 및 함침제가 증가할수록 메조 기공 체적과 평균 기공 직경(average pore diameter)을 증가시킬 수 있음을 확인하였다.
또한, 본 발명은 침상 코크스로부터 2단 수증기 활성화를 이용하여 활성탄을 제조하기 위한, 2단 수증기 활성화 시스템을 제공한다.
구체적으로, 본 발명은
침상 코크스를 주입하는 주입구 및 생산된 활성탄을 배출하는 배출구가 구비된 활성화 반응기로서,
여기서 상기 활성화 반응기는
i) 주입구로부터 공급되는 분쇄된 침상 코크스를 제1 수증기 활성화(1st steam activation)시키는 수단;
ii) 상기 제1 수증기 활성화된 침상 코크스로부터 코팅 및 함침제로서 나프탈렌(naphthalene) 또는 피치(pitch)를 혼합한 후 진공 열처리하는 나프탈렌 또는 피치로 코팅 및 함침시키는 수단; 및
iii) 상기 코팅 및 함침된 활성화된 침상 코크스를 제2 수증기 활성화(2nd steam activation)시키는 수단;이 순차적으로 구성되어 있는 활성화 반응기;
상기 활성화 반응기의 본체에 연결되어 활성화 반응기를 가열하는 노(furnace);
상기 활성화 반응기의 본체에 연결되어 활성화 반응기의 온도를 조절하는 온도 조절 장치;
상기 활성화 반응기의 주입구에 연결되어 물을 공급하는 워터 펌프;
상기 활성화 반응기의 주입구에 연결되어 질소 가스를 공급하는 질소 가스 시스템; 및
상기 활성화 반응기의 배출기에 연결되어 증류액을 저장하는 증류액 저장 장치;를 포함하는,
침상 코크스로부터 활성탄을 제조하기 위한 2단 수증기 활성화 시스템을 제공한다.
상기 2단 수증기 활성화 시스템에 있어서, 상기 질소 가스 시스템에 연결되어 질소 가스를 예열하는 예열 시스템을 더 포함할 수 있다.
상기 2단 수증기 활성화 시스템에 있어서, 상기 노(furnace)는 튜브형(tube)인 것이 바람직하다.
아울러, 본 발명은 상기 본 발명에 따른 제조방법으로 제조된, 침상 코크스로부터 유래된 메조기공 활성탄을 제공한다.
상기 활성탄은 비 표면적 600 ~ 1200 m2/g을 가지고, 평균 메조 기공 직경이 2 ~ 3 nm이며, 메조 기공 체적이 40 ~ 80%인 것이 바람직하며, 비 표면적 1000 ~ 1200 m2/g을 가지고, 평균 메조 기공 직경이 2.5 ~ 2.8 nm이며, 메조 기공 체적이 72 ~ 78%인 것이 더욱 바람직하다.
이하, 본 발명을 구체적으로 설명하기 위해 실시예 및 실험예를 들어 상세히 설명하기로 한다.
본 발명은 하기의 실시예 및 실험예에 의하여 보다 더 잘 이해 될 수 있으며, 하기의 실시예 및 실험예는 본 발명의 예시 목적을 위한 것이며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 한정되는 보호범위를 제한하고자 하는 것은 아니다.
< 실시예 1> 활성화된 침상 코크스(activated needle cokes, ANC )의 제조
도 2의 a는 2단계 수증기 활성화(2nd steam activation)의 공정 순서도를 나타낸 그림이다.
침상 코크스는 POSCO ChemTech Co., Ltd.에서 제조한 것을 사용하였으며, 사용 전에 침상 코크스를 분쇄하고 200 메쉬를 통해 75 ㎛ 이하로 체질하여 사용하였다.
도 2의 b에서 나타낸 활성화 장치를 이용하여, 분쇄된 침상 코크스는 800, 850, 900℃의 반응온도와 2, 4, 6시간의 반응시간, 그리고 0.06, 0.09, 0.12, 0.15 ml/min·gANC의 물을 공급함으로써 제1 수증기 활성화(1st steam activation) 실험이 수행되었다. 모든 실험에서 캐리어 가스로 100 ml/min 질소 가스를 사용하였고, 승온속도는 10℃/min으로 고정되었다.
이렇게 제조된 활성화 침상 코크스(Activated needle cokes, ANC)는 ACN로 표시한 다음, 반은 온도, 반응시간, 물 주입량으로 각각 제조조건을 나열하여 명명되었다. 예를 들면, ANC/850/4/0.12 는 반응온도 850℃, 반응시간 4시간, 물 주입량은 0.12 ml/min·gANC으로 제1 수증기 활성화(1st steam activation)를 통해 제조된 샘플이다.
< 실시예 2> NANC 및 PANC의 제조
코팅 및 함침된 샘플(NANC와 PANC)를 제조하기 위해 우선, ANC/850/4/0.12와 코팅 및 함침제의 질량 비율을 2:1, 1:1, 1:2, 1:3, 1:4로 각각 섞어 진공상태에서 열처리 되었다.
이때, 코팅 및 함침제는 나프탈렌(naphthalene)과 피치(pitch)를 각각 사용하였고, 나프탈렌은 C10H8 (Samchun pure chemical Co., Ltd.)을 사용하였고, 피치는 일본의 JFE 케미칼 컴퍼니(JFE Chemical Co., Ltd.)로부터 입수한 것을 사용하였다. 나프탈렌과 피치는 코팅 및 함침 전에 모르타르(mortar)에 분쇄하고 200 메쉬 체로 분류하여 사용하였다.
또한, 진공열처리 조건은 승온 속도가 10℃/min이며, 코팅 및 함침제의 물성에 따라 나프탈렌(naphthalene)이 200℃에서 1시간, 그리고 피치(pitch)가 150℃에서 1시간 진공으로 열처리되었다. 코팅 및 함침된 샘플은 사용된 두 가지의 시료(agent)에 따라, N 또는 P를 ANC 앞에 첨가하여 명명하였다. 또한, ANC와 코팅 및 함침제의 질량비율을 NANC 또는 PANC 뒤에 나열함으로써 샘플 이름을 나타내었다.
< 실시예 3> ANANC 및 APANC의 제조
준비된 모든 NANC와 PANC는 도 2의 b에 나타낸 장치를 이용하여, 제2 수증기 활성화(2nd steam activation)로 처리되었다. 2단계 활성화의 조건은 질소 분위기에서 10℃/min의 승온 속도, 900℃의 반응온도, 2시간의 반응시간, 그리고 0.12 ml/min·gANC의 물의 주입량이 고정되었다. 제2 수증기 활성화에 의해 처리된 샘플은 ANANC 또는 APANC로 표기되었고, ANC와 코팅 및 함침제의 질량 분율을 뒤따라 나열하여 명명하였다. 예를 들면, APANC/1:3은 제1 수증기 활성화(1st steam activation)를 통해 제조된 ANC/850/4/0.12과 피치(Pitch)를 1:3으로 섞어 150℃ 에서 1시간 진공열처리한 후, 제2 수증기 활성화 처리된 샘플이다.
< 실험예 1> 원료의 특성 분석
침상 코크스 및 피치에 대한 원소 분석, 열 중량 분석 및 편광 현미경 분석을 통해 특성 분석을 수행하였다.
이때, 원소 분석기(TruSpec Elemental Analyzer 및 SC-432DR Sulfur Analyzer, LECO Corp., USA)를 사용하여 C, H, N 및 S의 화학 조성을 분석하였다. 산소 함량은 C, H, N 및 S의 함량으로 계산하였다. 편광 현미경 분석기(BX51M, Olympus Corp., Japan)에 의해 편광 현미경 분석을 수행하였다. 열 특성은 열 유동 분석기(STA 409 PC, Netzsch Corp., Germany)를 사용하여 20 ml/min의 질소 흐름 하에서 5℃/min의 가열 속도에서 900℃까지 측정하였다.
침상 코크스 및 피치에 대한 원소 분석(Ultimate analysis) 및 공업 분석(Proximate analysis)을 수행한 결과는 하기 표 1에 나타내었다. 침상 코크스의 화학적 특성은 탄소 96.2%, 수소 2.9%, 질소 0.5%, 황 0.2% 및 산소 0.2%를 포함한다. 침상 코크스의 열 중량 분석은 도 2의 a에 나타내었다. 침상 코크스의 광학 현미경 검사는 도 2의 b에 나타난 바와 같이, 이방성 도메인(anisotropic domain) 구조로 관찰되었다. 피치의 연화점은 약 120℃였다.
샘플 공업 분석 (wt%) 원소 분석 (wt%)
수분 회분 휘발성
물질		 고정
탄소		 C H N S O
침상
코크스		 1.38 0.17 7.39 91.06 96.2 2.9 0.5 0.2 0.2
피치 1.42 0.29 44.35 53.94 95.2 4.1 0.5 0.1 0.1
< 실험예 2> 다공성 발달에 대한 제1 수증기 활성화의 효과 확인
제1 수증기 활성의 반응 온도와 주입된 물의 양이 증가함에 따라, 도 4의 a와 같이 ANC의 비 표면적이 증가되었다. 특히, 850℃ 이상의 활성온도부터 비 표면적의 증가 비율은 감소하였다. 반면, 활성온도가 850℃에서 900℃로 증가할 때, ANC의 수율 감소량은 도 4의 b와 같이 지속적으로 감소하는 것으로 나타났다.
활성 반응시간에 따른 비 표면적과 기공 크기 분포(pore size distribution)는 도 5와 같이 나타났다. ANC/850/4/0.12이 가장 높은 비 표면적인 643.3 m2/g을 나타내고, 메조 기공(mesopore)과 매크로 기공(macropore)의 기공특성이 가장 많이 발달되는 것을 확인되었다. 이러한 결과로부터 제1 수증기 활성화의 최적 조건은 0.12 ml/min·gANC로 물을 주입하고 850℃에서 4시간 열처리하는 것으로 확인되었다.
< 실험예 3> 나프탈렌 코팅 및 제2 수증기 활성의 효과 확인
나프탈렌으로 코팅 및 함침된 NANC의 비 표면적, 기공 부피 및 기공 구조를 분석하였다.
이때, 기공 구조는 다공성 분석기(Belsorp-mini II, MicrotracBEL Corp., 일본)를 사용하여 -196℃에서의 질소 흡착 - 탈착 등온선으로부터 결정되었다. 측정하기 전에, 모든 샘플을 75 um 하에서 200 메쉬로 체질하고 진공하에 150℃에서 3 시간 동안 탈기시켰다. 브루나우어-에메트-텔러식(Brunauer-Emmett-Teller, BET) 법을 이용하여 비 표면적(SBET)과 전체 기공 부피(Vtot)를 측정하였다. 메조기공 표면적(Sme) 및 마이크로기공 부피(Vmi)는 t-plot 방법을 사용하여 계산되었다. 메조기공 부피는 Vme와 Vtot의 차이에 의해 결정되었다. 기공 크기 분포 곡선은 BELSORP 분석 프로그램 소프트웨어에 따라 바렛-조이너-할렌다(Barrett-Joyner-Halenda, BJH) 방법으로부터 얻었다. 주사 전자 현미경(SEM, JSM-6700F, JEOL Ltd., Japan)을 사용하여 표면 구조를 관찰하였다.
그 결과, 하기 표 2에 요약한 것과 같이, 나프탈렌으로 코팅 및 함침된 NANC는 비 표면적과 전체 기공 부피가 각각 약 300 m2/g, 0.15 cm3/g 감소되었다. 이러한 결과로부터, 나프탈렌이 적절하게 코팅 및 함침되었다고 판단된다. 제 2 수증기 활성화 처리된 ANANC는 제1 수증기 활성화 처리된 ANC 보다 비 표면적은 약 20-40 m2/g 감소됨에도 불구하고 메조기공 표면적(mesopore surface area)과 전체 기공 부피는 증가되었다. 또한, 평균 기공 직경(average pore diameter)은 ANANC/1:4가 가장 높은 2.54 nm를 나타내었고, 나프탈렌의 비율이 증가할수록 평균 가공 직경이 증가하였다. 이처럼, 제2 수증기 활성화를 거치며 ANC의 마이크로 기공(micropore)이 확장되어 메조 기공(mesopore)으로 변형되는 것이다. ANC와 ANANC의 기공 부피 분포(pore volume distribution)를 나타낸 도 6은 NANC1:4와 ANANC/1:4에서 각각 가장 적은 기공 부피와 가장 큰 기공 부피를 나타내었다. 또한, NC와 ANC, ANANC의 표면 구조를 나타낸 도 7과 같이, 제2 수증기 활성화를 통한 ANANC에서 100 nm 이상의 기공 구조가 발달된 것을 확인하였다.
샘플 SBET
(m2/g)		 Sme
(m2/g)		 Vtot
(cm3/g)		 Vmi
(cm3/g)		 Vme
(cm3/g)		 Vme/Vtot
(%)		 d
[nm]
ANC/850/4/0.12 643.3 86.9 0.340 0.235 0.105 31 2.11
N-ANC/1:2 366.2 51.0 0.192 0.138 0.054 28 2.09
N-ANC/1:4 375.6 59.2 0.193 0.135 0.058 30 2.05
AN-ANC/1:2 601.4 139.2 0.349 0.202 0.147 42 2.32
AN-ANC/1:4 621.0 197.2 0.395 0.182 0.213 54 2.54
* 차이: SBET BET 표면적, Sme 메조기공(mesopore) 표면적, Vtot 총 부피(total volume), Vmi 마이크로기공 부피(micropore volume), Vme 메조기공 부피(mesopore volume), d 평균 기공 직경(average pore diameter), Vme/Vtot 메조기공 부피율(mesopore volume rate)
< 실험예 4> 피치 코팅 및 제2 수증기 활성의 효과 확인
피치로 코팅 및 함침된 PANC의 비 표면적, 기공 부피 및 기공 구조를 분석하였다.
이때, 기공 구조는 다공성 분석기(Belsorp-mini II, MicrotracBEL Corp., 일본)를 사용하여 -196℃에서의 질소 흡착 - 탈착 등온선으로부터 결정되었다. 측정하기 전에, 모든 샘플을 75 um 하에서 200 메쉬로 체질하고 진공하에 150℃에서 3 시간 동안 탈기시켰다. 브루나우어-에메트-텔러식(Brunauer-Emmett-Teller, BET) 법을 이용하여 비 표면적(SBET)과 전체 기공 부피(Vtot)를 측정하였다. 메조기공 표면적(Sme) 및 마이크로기공 부피(Vmi)는 t-plot 방법을 사용하여 계산되었다. 메조기공 부피는 Vme와 Vtot의 차이에 의해 결정되었다. 기공 크기 분포 곡선은 BELSORP 분석 프로그램 소프트웨어에 따라 바렛-조이너-할렌다(Barrett-Joyner-Halenda, BJH) 방법으로부터 얻었다. 주사 전자 현미경(SEM, JSM-6700F, JEOL Ltd., Japan)을 사용하여 표면 구조를 관찰하였다.
그 결과, 하기 표 3에 요약한 것과 같이, ANC와 피치의 코팅 및 함침 비율에 따라 제조된 PANC와 제2 수증기 활성을 통해 제조된 APANC의 기공구조 특성이 나타났다. 피치가 코팅 및 함침된 PANC는 비 표면적이 확연하게 감소되었다. 피치의 비율이 증가 될수록 비 표면적과 Vtot 및 평균 기공 직경은 증가되었다. 특히, Vme가 급격하게 증가되어, Vme/Vtot가 약 70% 이상을 나타내었다. 또한, APANC의 기공 부피 분포를 나타낸 도 8과 같이, 2 nm 이상의 메조 기공 부피(mesopore volume)는 코팅 및 함침제의 비율이 증가될수록 증가되었다.
이와 같이, 코팅 및 함침제로서 피치와 나프탈렌이 사용된 APANC와 ANANC는 일관된 경향성을 나타내었다.
샘플 SBET
(m2/g)		 Sme
(m2/g)		 Vtot
(cm3/g)		 Vmi
(cm3/g)		 Vme
(cm3/g)		 Vme/Vtot
(%)		 d
[nm]
P-ANC/2:1 40.3 30.6 - - - - -
P-ANC/1:1 5.2 4.9 - - - - -
AP-ANC/2:1 492.6 95.7 0.266 0.173 0.093 35 2.16
AP-ANC/1:1 602.7 155.0 0.343 0.194 0.149 43 2.28
AP-ANC/1:2 1013.0 668.1 0.706 0.152 0.554 78 2.58
AP-ANC/1:3 1134.3 665.9 0.789 0.220 0.569 72 2.77
* 차이: SBET BET 표면적, Sme 메조기공(mesopore) 표면적, Vtot 총 부피(total volume), Vmi 마이크로기공 부피(micropore volume), Vme 메조기공 부피(mesopore volume), d 평균 기공 직경(average pore diameter), Vme/Vtot 메조기공 부피율(mesopore volume rate)

Claims (10)

1) 침상 코크스(needle coke)를 분쇄하는 단계;
2) 분쇄된 침상 코크스를 제1 수증기 활성화(1st steam activation)하는 단계;
3) 활성화된 침상 코크스를 나프탈렌(naphthalene) 또는 피치(pitch)로 코팅 및 함침하는 단계; 및
4) 코팅 및 함침된 활성화된 침상 코크스를 제2 수증기 활성화(2nd steam activation)하는 단계;를 포함하는,
침상 코크스로부터 2단 수증기 활성화를 통한 활성탄 제조방법.
◈청구항 2은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
제 1항에 있어서,
상기 단계 1)에서 분쇄된 침상 코크스는 1 ~ 75 ㎛의 입경을 갖는 것을 특징으로 하는 침상 코크스로부터 2단 수증기 활성화를 통한 활성탄 제조방법.
제 1항에 있어서,
상기 단계 2)에서 제1 수증기 활성화는 반응 온도 850 ~ 900℃, 반응 시간 2 ~ 6시간, 및 물 공급량 0.06 ~ 0.15 ml/min·gANC로 수행하는 것을 특징으로 하는 침상 코크스로부터 2단 수증기 활성화를 통한 활성탄 제조방법.
◈청구항 4은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
제 1항에 있어서,
상기 단계 3)에서 코팅 및 함침은 활성화된 침상 코크스와 나프탈렌 또는 피치를 질량 비율을 1 : 2 ~ 1 : 4로 혼합한 후 진공 열처리하는 것을 특징으로 하는 침상 코크스로부터 2단 수증기 활성화를 통한 활성탄 제조방법.
제 1항에 있어서,
상기 단계 4)에서 제2 수증기 활성화는 반응 온도 850 ~ 900℃, 반응 시간 2 ~ 6시간, 및 물 공급량 0.12 ~ 0.15 ml/min·gANC로 수행하는 것을 특징으로 하는 침상 코크스로부터 2단 수증기 활성화를 통한 활성탄 제조방법.
제 1항에 있어서,
상기 제1 수증기 활성화 및 제2 수증기 활성화는 각각 질소 분위기 하에서 승온 온도는 5 ~ 15℃인 것을 특징으로 하는 침상 코크스로부터 2단 수증기 활성화를 통한 활성탄 제조방법.
침상 코크스를 주입하는 주입구 및 생산된 활성탄을 배출하는 배출구가 구비된 활성화 반응기로서,
여기서 상기 활성화 반응기는
i) 주입구로부터 공급되는 분쇄된 침상 코크스를 제1 수증기 활성화(1st steam activation)시키는 수단;
ii) 상기 제1 수증기 활성화된 침상 코크스로부터 코팅 및 함침제로서 나프탈렌(naphthalene) 또는 피치(pitch)를 혼합한 후 진공 열처리하는 나프탈렌 또는 피치로 코팅 및 함침시키는 수단; 및
iii) 상기 코팅 및 함침된 활성화된 침상 코크스를 제2 수증기 활성화(2nd steam activation)시키는 수단;이 순차적으로 구성되어 있는 활성화 반응기;
상기 활성화 반응기의 본체에 연결되어 활성화 반응기를 가열하는 노(furnace);
상기 활성화 반응기의 본체에 연결되어 활성화 반응기의 온도를 조절하는 온도 조절 장치;
상기 활성화 반응기의 주입구에 연결되어 물을 공급하는 워터 펌프;
상기 활성화 반응기의 주입구에 연결되어 질소 가스를 공급하는 질소 가스 시스템; 및
상기 활성화 반응기의 배출기에 연결되어 증류액을 저장하는 증류액 저장 장치;를 포함하는,
침상 코크스로부터 활성탄을 제조하기 위한 2단 수증기 활성화 시스템.
제 7항에 있어서,
상기 질소 가스 시스템에 연결되어 질소 가스를 예열하는 예열 시스템을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 2단 수증기 활성화 시스템.
◈청구항 9은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
제 7항에 있어서,
상기 노(furnace)는 튜브형(tube)인 것을 특징으로 하는 2단 수증기 활성화 시스템.
삭제
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0883736A (ja) * 1994-09-09 1996-03-26 Nippon Sanso Kk 電気二重層コンデンサー用活性炭電極の製造方法及び活性炭電極
KR20070121742A (ko) * 2005-03-14 2007-12-27 프랙스에어 테크놀로지, 인코포레이티드 고온 기체를 이용한 활성탄 제조
KR20110115924A (ko) * 2010-04-16 2011-10-24 주식회사 퓨어스피어 메조포어 구형 활성탄의 제조방법
KR101109747B1 (ko) * 2011-04-06 2012-02-15 (주)신행건설 분진 및 가스상의 대기오염물질 동시 제거를 위한 활성탄 및 이를 이용한 박판 전극의 제조방법

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0883736A (ja) * 1994-09-09 1996-03-26 Nippon Sanso Kk 電気二重層コンデンサー用活性炭電極の製造方法及び活性炭電極
KR20070121742A (ko) * 2005-03-14 2007-12-27 프랙스에어 테크놀로지, 인코포레이티드 고온 기체를 이용한 활성탄 제조
KR20110115924A (ko) * 2010-04-16 2011-10-24 주식회사 퓨어스피어 메조포어 구형 활성탄의 제조방법
KR101109747B1 (ko) * 2011-04-06 2012-02-15 (주)신행건설 분진 및 가스상의 대기오염물질 동시 제거를 위한 활성탄 및 이를 이용한 박판 전극의 제조방법

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García-Mateos et al. Highly porous and conductive functional carbon fibers from electrospun phosphorus-containing lignin fibers
Yang et al. One‐pot synthesis of high N‐doped porous carbons derived from a N‐rich oil palm biomass residue in low temperature for CO2 capture
Brandiele et al. Nitrogen and sulfur doped mesoporous carbons, prepared from templating silica, as interesting material for supercapacitors
Zeng et al. Molten salt pyrolysis of melamine‐modified denim fabric waste into nitrogen‐doped activated carbon for supercapacitor applications
Chang et al. A novel kind of activated carbon foam electrode for electric double layer capacitors
Li et al. Hydrothermally synthesized N and S co-doped mesoporous carbon microspheres from poplar powder for supercapacitors with enhanced performance
Amar et al. Catalytic HTL‐derived biochar and sol‐gel synthesized (Mn, Ti)‐oxides for asymmetric supercapacitors
Wang et al. Hierarchical porous carbon microspheres derived from biomass-corncob as ultra-high performance supercapacitor electrode
Kim et al. Effect of nitric acid treatment on the pitch properties and preparation of activated carbon
Shang et al. Easy procedure to prepare nitrogen-containing activated carbons for supercapacitors

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