KR20000049014A - 지지된 활성 탄소 복합물 및 이의 제조방법 - Google Patents
지지된 활성 탄소 복합물 및 이의 제조방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20000049014A KR20000049014A KR1019990703076A KR19997003076A KR20000049014A KR 20000049014 A KR20000049014 A KR 20000049014A KR 1019990703076 A KR1019990703076 A KR 1019990703076A KR 19997003076 A KR19997003076 A KR 19997003076A KR 20000049014 A KR20000049014 A KR 20000049014A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- resin
- support material
- mat
- carbon
- composite
- Prior art date
Links
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical class [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 70
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title description 3
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims abstract description 98
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims abstract description 98
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 65
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 29
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 19
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims abstract description 18
- 229920000742 Cotton Polymers 0.000 claims abstract description 11
- 239000002023 wood Substances 0.000 claims abstract description 5
- 244000198134 Agave sisalana Species 0.000 claims abstract description 4
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 claims abstract description 3
- 238000010000 carbonizing Methods 0.000 claims abstract description 3
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 33
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 15
- 229910000323 aluminium silicate Inorganic materials 0.000 claims description 14
- 239000008187 granular material Substances 0.000 claims description 10
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 9
- 229910052878 cordierite Inorganic materials 0.000 claims description 7
- JSKIRARMQDRGJZ-UHFFFAOYSA-N dimagnesium dioxido-bis[(1-oxido-3-oxo-2,4,6,8,9-pentaoxa-1,3-disila-5,7-dialuminabicyclo[3.3.1]nonan-7-yl)oxy]silane Chemical compound [Mg++].[Mg++].[O-][Si]([O-])(O[Al]1O[Al]2O[Si](=O)O[Si]([O-])(O1)O2)O[Al]1O[Al]2O[Si](=O)O[Si]([O-])(O1)O2 JSKIRARMQDRGJZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 7
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims description 5
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 4
- 150000002240 furans Chemical class 0.000 claims description 3
- 229920001568 phenolic resin Polymers 0.000 claims description 3
- 239000005011 phenolic resin Substances 0.000 claims description 3
- 244000025254 Cannabis sativa Species 0.000 claims description 2
- 239000004927 clay Substances 0.000 claims 2
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 claims 1
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 claims 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 abstract description 35
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 abstract description 2
- ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N phenol group Chemical group C1(=CC=CC=C1)O ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 238000001723 curing Methods 0.000 description 12
- 235000013824 polyphenols Nutrition 0.000 description 12
- 241000264877 Hippospongia communis Species 0.000 description 10
- 238000003763 carbonization Methods 0.000 description 10
- 229920003987 resole Polymers 0.000 description 10
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000001273 butane Substances 0.000 description 8
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- IJDNQMDRQITEOD-UHFFFAOYSA-N n-butane Chemical compound CCCC IJDNQMDRQITEOD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N n-pentane Natural products CCCCC OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 8
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 7
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 7
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 7
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N Furan Chemical compound C=1C=COC=1 YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 6
- 230000008569 process Effects 0.000 description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 5
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 5
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 5
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 5
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 5
- 239000011800 void material Substances 0.000 description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 4
- SNICXCGAKADSCV-UHFFFAOYSA-N nicotine Chemical compound CN1CCCC1C1=CC=CN=C1 SNICXCGAKADSCV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000000123 paper Substances 0.000 description 4
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 4
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 description 4
- WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N Formaldehyde Chemical compound O=C WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 3
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 3
- 230000000274 adsorptive effect Effects 0.000 description 3
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 3
- KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N citric acid Chemical compound OC(=O)CC(O)(C(O)=O)CC(O)=O KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 description 3
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 3
- XPFVYQJUAUNWIW-UHFFFAOYSA-N furfuryl alcohol Chemical compound OCC1=CC=CO1 XPFVYQJUAUNWIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 3
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 3
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 3
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 3
- KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 2-methoxy-6-methylphenol Chemical compound [CH]OC1=CC=CC([CH])=C1O KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910003481 amorphous carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 2
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 2
- 150000002118 epoxides Chemical class 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 239000013305 flexible fiber Substances 0.000 description 2
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 2
- 239000007849 furan resin Substances 0.000 description 2
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 2
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 2
- 231100000647 material safety data sheet Toxicity 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 2
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 2
- 150000002989 phenols Chemical class 0.000 description 2
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 2
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 2
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 2
- JOXIMZWYDAKGHI-UHFFFAOYSA-N toluene-4-sulfonic acid Chemical compound CC1=CC=C(S(O)(=O)=O)C=C1 JOXIMZWYDAKGHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 1
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006087 Silane Coupling Agent Substances 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002522 Wood fibre Polymers 0.000 description 1
- 125000001931 aliphatic group Chemical group 0.000 description 1
- 125000003545 alkoxy group Chemical group 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- -1 clays Substances 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 1
- 238000011038 discontinuous diafiltration by volume reduction Methods 0.000 description 1
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 1
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 1
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 description 1
- 125000000962 organic group Chemical group 0.000 description 1
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 description 1
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 1
- 229920002239 polyacrylonitrile Polymers 0.000 description 1
- 239000004800 polyvinyl chloride Substances 0.000 description 1
- 229920000915 polyvinyl chloride Polymers 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 125000002924 primary amino group Chemical group [H]N([H])* 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 1
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 1
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 238000009738 saturating Methods 0.000 description 1
- 150000003384 small molecules Chemical class 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 description 1
- 238000009941 weaving Methods 0.000 description 1
- 239000000080 wetting agent Substances 0.000 description 1
- 239000002025 wood fiber Substances 0.000 description 1
- 238000013396 workstream Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B30/00—Compositions for artificial stone, not containing binders
- C04B30/02—Compositions for artificial stone, not containing binders containing fibrous materials
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B3/00—Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar shape; Layered products comprising a layer having particular features of form
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
- B01J20/02—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
- B01J20/20—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising free carbon; comprising carbon obtained by carbonising processes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B32/00—Carbon; Compounds thereof
- C01B32/30—Active carbon
- C01B32/354—After-treatment
- C01B32/382—Making shaped products, e.g. fibres, spheres, membranes or foam
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B38/00—Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof
- C04B38/0022—Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof obtained by a chemical conversion or reaction other than those relating to the setting or hardening of cement-like material or to the formation of a sol or a gel, e.g. by carbonising or pyrolysing preformed cellular materials based on polymers, organo-metallic or organo-silicon precursors
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
Abstract
본 발명은 교차-결합가능한 수지 및 상기 수지에 의해 쉽게 습성화되는 지지 물질을 제공하는 단계를 포함하는 활성 탄소 복합물을 제조하는 방법에 관한 것이다. 상기 지지 물질은 면, 분쇄된 나무, 사이잘초, 비-변성 물질 및 이들의 혼합물일 수 있다. 상기 지지 물질은 상기 수지와 접촉하며, 상기 수지 및 지지 물질은 건조된다. 그 후, 상기 수지 및 지지 물질은 성형화되고, 상기 수지는 경화되고, 상기 수지 및 특정 탄화가능한 물질이 탄화된다. 그 후, 상기 탄소는 목적 복합물을 제조하기 위해 활성화된다. 탄소가 연속형 구조로 된, 상술된 방법에 의해 제조된 활성 탄소 복합물은 비-변성 지지 물질에 의해 보강되며, 이를 통하여 균일하게 분포된다.
Description
과립형 활성 탄소로 채워진 베드는 통상적으로 많은 액체 및 기체 정제 기구에 사용되어 왔다. 충진된 과립형 활성 탄소 베드의 사용의 한 예로 자동차 산업을 들 수 있는데, 여기서, 상기 베드는 가솔린 증기를 잡을 수 있는 가솔린 탱크의 윗부분에 장착된다. 또 다른 자동차 적용으로 연료로서 흡착된 천연가스를 사용하는 차량을 들 수 있다. 상기 천연가스는 활성 탄소에 흡착되며, 필요시 상기 차량에 동력을 공급하기 위해 방출되거나 연소된다.
상기 모든 차량 적용에 있어서, 양철통 (canister)이 너무 크게 되지 않도록 단위 부피 당 흡착력이 최대화되는 것은 매우 중요하다. 발산 조건은 더욱 엄격해지며, 더 큰 흡착력이 요구되고, 이는 단지 양철통 부피를 증가시켜 얻어질 수 있다.
일반적으로, 큰 흡착력은 상기 베드의 부피 감소가 불필요할 때조차도 바람직하다. 이러한 경우에 있어서, 재생 사이의 시간은 상기 능력의 증가에 의존하여 의미 있게 증가될 수 있고, 결과적으로 더 적은 작업 비용을 창출한다. 상기 과립형 충진 베드와 관련한 몇몇 다른 문제들은 다음과 같다. 자동차와 같이 적용에 사용하는 동안 상기 베드가 진동되는 적용에서, 과립의 마모는 유동액 (moving fluid) 내에 포획될 수 있는 미세한 입자를 형성시킨다. 과립형 베드 내의 흐름 경로는 무작위이며, 미세 물질의 형성에 기인하여 시간에 따라 변할 것이다. 이는 흡착 효율을 감소시킬 수 있다. 펌핑 (pumping) 등에 큰 에너지를 소비하는 흐름 시스템의 경우 과립형 베드에 걸친 압력 강하 (pressure drop)가 크다.
단위 부피 당 높은 흡착력을 가지며, 상기 마모 문제가 제거되고, 압력 강하가 최소화되며, 동시에 접촉 표면적이 최대화되어 주어진 부피에서 높은 흡착 효율을 얻을 수 있는 형태의 활성 탄소를 갖는 것이 매우 바람직하다.
본 발명은 이러한 탄소 바디 (body) 및 이의 제조방법을 제공한다.
발명의 요약
본 발명의 한 목적은 교차결합가능한 수지 및 상기 수지에 의해 쉽게 습성화가능한 지지 물질을 제공하는 단계를 포함하는 활성 탄소 복합물을 제조하는 방법을 제공하는 것이다. 상기 지지 물질은 면 (cotton), 분쇄된 나무, 사이잘초 (sisal), 비-변성 물질 및 이들의 혼합물일 수 있다. 상기 지지 물질은 상기 수지와 접촉하며, 상기 수지 및 지지 물질은 건조된다. 그 후, 상기 수지 및 지지 물질은 성형되고, 상기 수지는 경화되며, 상기 수지 및 탄화 가능한 물질이 탄화된다. 그 후, 상기 탄소는 활성화되어 목적 복합물을 생성한다.
본 발명의 또 다른 목적은 탄소가 비-변성 지지 물질에 의해 보강되고 균일하게 분포된 연속형 구조형인 상술된 방법에 의해 제조된 활성 탄소 복합물을 제공하는 것이다.
본 발명은 교차결합가능한 수지로 지지 물질을 충진시킨 후, 상기 수지를 성형하고, 경화시키고, 탄화시키고 활성화시켜 제조된 고 흡착력 활성 탄소 복합물에 관한 것이다. 상기 복합물은 단위 부피 당 고 흡착력을 가지며, 강하고, 통상적인 과립형 탄소 베드 (bed)와 같이 마모 (attrition)되지 않는다.
본 발명은 활성 탄소 복합물에 관한 것이다. 상기 복합물은 단일한 바디 또는 과립형일 수 있다. 단일한 바디는 이를 통하여 유체 작업 스트림 (fluid work stream)의 최적 흐름성을 위해 필수적으로 평행한 직선 또는 곡선형 채널 (channel)을 통한 흐름에 의해 바람직하게 특징화된다. 허니컴 (honeycomb) 형은 이들이 면적을 통한 대량 흐름을 제공하기 때문에 특히 바람직하다.
상기 복합물 내의 탄소 원자는 무작위 3차원 흑연형 소형판으로 된 연속형 구조로 배열된다. 상기 소형판들은 마이크론-크기 기공과 구별되는, 흡착에 대하여 통상적으로 약 5 내지 50 옴스트롱 (angstrom)의 옴스트롱 크기 기공을 갖는다. 몇백 마이크론 크기 범위의 기공들이 상기 바디에 존재할 수 있으나, 이들은 흡착력에 기여하지 않는다. 상기 연속형 탄소 구조는 서로 결합되고 결합제 (binder)와 함께 기판에 결합되여야 하는 "불연속형" 개개의 탄소 입자와 구별될 수 있다. 이러한 경우에 있어서, 상기 결합제 입자들은 상기 탄소 입자를 통하여 산재되어서 상기 탄소를 불연속형으로 만든다.
본 발명의 한 바람직한 실시예에서, 상기 탄소는 상기 바디를 보강하는 작용을 하는 비-변성 지지 물질에 지지되고, 균일하게 분포된다. 바람직하게, 탄소 대 비-변성 지지 물질의 무게 비는 약 19:1 내지 약 1:19이며, 바람직하게는 약 1 이상이고, 보강 및 흡착력의 바람직한 조합을 위해 약 3:1 내지 약 9:1이 특히 바람직하다.
상기 바디는 연속형이고, 단단하며, 높은 내구성을 갖는 강한 탄소 바디이다. 개개의 불연속 탄소 입자가 없기 때문에, 통상적인 과립형 베드와 관련한 마모 문제는 제거되며, 상기 바디를 통한 압력 강하는 상기 적용에서 최소화된다. 또한, 본 발명의 바디는 결합제를 포함하지 않기 때문에, 단위 부피 당 흡착력은 매우 높다.
본 발명의 바디는 활성 탄소 바디가 과거에 사용되었던 매우 다양한 적용에 사용하기에 적합하다. 상기 적용의 예로 주거형 물의 정제법, 휘발성 유기 물질 발산 조절, 가스-동력화 차량 또는 장치를 위한 천연가스 연료 저장, 실내 공기 청정법, 산업형 방독면, 자동차 카빈 (cabin) 공기 필터, 무굽힘 후드 (ventless hood), 화학적 분리법, NOx및 SOx조절, 및 자동차 냉각 개시 기구 (automotive cold start application)용 소비 트랩 (exhaust trap)을 포함한다. 다른 유력한 적용은 오존 필터 (ozone filter), 지방 자치 소각로로부터 나온 수은 수집, 무작위 흡착, 자동차 가스 탱크 또는 흡입 다기관 발산 (intake manifold emission), 하수구 펌프 벤트 (vent), 기름-공기 분리, 또는 다중 성분을 함유하는 유체 스트림으로부터 나온 한 성분 또는 성분들의 흡착이 요구되는 다른 적용에의 사용을 포함한다.
상기 바디의 제조방법은 습성시키기 위해 교차결합가능한 수지와 지지 물질을 접촉시키는, 다시 말하면, 상기 수지로 상기 물질을 충진시키거나 포화시키는 단계를 포함한다. 상기 수지-포화된 지지 물질은 그 후, 건조되고 성형화되며, 상기 수지는 그 후 경화되고, 탄화된다. 그 후, 상기 탄소는 활성화된다.
수지
상기 수지의 결정적인 특성은 교차결합가능하다는 점이다. 상기 수지는 최종 바디를 통하여 확장한 3-차원 그물망 구조를 형성한다. 상기 최종 바디는 열에 안정하며, 녹거나 흐르도록 제조될 수 없다. 본 발명의 입자에 적합한 것으로 사료될 수 있는 수지의 예는 페놀류 (phenolics), 퓨란 (furan), 에폭사이드와 같은 열경화성 수지 및 폴리아크릴로니트릴 (polyacrylonitrile), 폴리비닐 클로라이드 등과 같이 비록 열경화성 수지는 아닐 지라도, 고온 산화에 의해 교차결합될 수 있는 열가소성 폴리머이다. 상기 수지는 탄화시 높은 탄소 수율, 즉, 예를 들면, 경화된 수지의 양에 기초하여 적어도 약 25%, 바람직하게는 적어도 약 40%의 수율을 제공하는 것이 바람직하다. 통상적으로 열경화성 수지가 바람직한 수지이다. 본 발명의 실시예에 사용될 수 있는 열경화성 수지의 예는 페놀류, 퓨란, 에폭사이드 및 이들의 혼합물이다. 바람직한 수지는 페놀류, 퓨란 및 이들의 혼합물인데, 이는 이들의 높은 탄소 수율 및 실온에서의 낮은 점도 때문이다. 일반적으로, 상기 점도는 약 50 cps 내지 약 1000 cps이다. 바람직한 점도는 약 100 내지 약 500 cps이다. 상기 수지는 고체, 액체, 용액 또는 현탁액으로 제공될 수 있다.
본 발명의 실시예에 특히 적합한 하나의 수지는 페놀릭 레졸 (phenolic resole)이다. 상기 페놀릭 레졸은 페놀 수용액이다. 액체 수지 내의 고체 페놀 분말의 더 높은 점도의 현탁액은 상기 지지 물질 내의 수지의 양을 증가시켜 최종 탄소 수율을 증가시키는데 사용될 수 있다. 특히 적절한 수지는 Occidental Chemical Corporation, Niagara Falls, N.Y.사의 상품명 Plyophen 43290 하에 상용화된 페놀릭 레졸 수지이다. OxyChemRMaterial Safety Data Sheet No. M 26359에 따르면, Plyophen 43290은 페놀, 포름알데히드 및 물을 함유하며, 1.22-1.24의 비중, >100℃의 끓는점 및 7.5-7.7 @ 100 gm/l의 pH를 갖는 액체 1 단계 페놀성 수지이다.
퓨란 수지는 액체로서 유용하다. 본 발명의 실시예에 적합한 퓨란의 한 예는 QO Chemicals, Inc.사의 상품명 FurcarbRLP이다. QO Chemicals, Inc.사의 Material Safety Data Sheet에 따르면, 퍼퓨릴 알콜 (furfuryl alcohol) 내의 페놀 (최대 4%)의 FurcarbRLP 수지는 1.2의 비중 및 170℃의 끓는점을 갖는다. 점도는 300 cps이다.
지지 물질
상기 지지 물질은 전술한 높은 흡착력을 위해 바디 내에 높은 탄소량을 얻기 위하여 선택된 수지의 용액 또는 현탁액에 의해 습성되고 전체적으로 충진될 수 있어야 한다.
최적 습성도 (wettability) 및 충진도를 위해, 상기 지지 물질은 바람직하게, 분말 또는 섬유와 같이 느슨한 물질 형으로 제공되며, 상기 섬유는 바람직하게는 성형을 촉진하기 위한 형태다. 상기 지지 물질은 예를 들면, 높은 보이드 부피 (void volume)의 예형으로 엮여 제조될 수 있다. 그러므로, 상기 지지 물질은 비록 상기 바디가 다공성일 지라도, 단지 제한된 양의 탄소가 코팅되거나 지지될 수 있는 코디어라이트 기질 (cordierite substrate)과 같은 연속형 또는 밀한 무기 바디와 구별 가능하다. 예를 들면, 상기 바디에서 탄소 대 기질의 비는 1보다 크지 않다.
본 발명의 실시예에 따른 지지 물질로서 사용될 수 있는 몇몇 물질들은 면, 예를 들면, 톱밥 및 나무 섬유와 같은 분쇄된 나무, 사이잘초 섬유가 있으며, 이들은 모두 변성 또는 비-변성 물질 또는 이들의 혼합물이다.
비-변성이란, 상기 물질이 비-반응성, 비-휘발성이며, 특히 공정 단계에 걸쳐 변하지 않고 유지되며, 최종 물질 바디의 일부로서 이들 내에 반복된 구조를 형성하는 것을 의미하며, 연소되는 물질 또는 탄화되는 것과는 반대 개념이다. 몇몇 비-변성 물질들은 코디어라이트 분말, 점토, 유리 분말, 알루미노-실리케이트, 모래 및 이들의 혼합물이다. 비-변성 물질은 이들이 최종 바디의 강도에 기여하기 때문에 바람직하다. 몇몇 바람직한 비-변성 물질로는 코디어라이트, 점토, 유리 분말, 알루미노-실리케이트 및 이들의 혼합물이 있다. 특히 알루미노-실리케이트가 바람직하다.
상기 주어진 변성 물질은 상기 바디의 형성을 도우며, 상기 바디를 지지하는 작용을 하며, 경화 단계 전에 그 모양을 유지시킨다. 이들은 탄화 단계에서 탄화한다. 몇몇 변성 물질, 특히 면 섬유들은 비록 상기 바디의 강도가 비-변성 지지체를 갖는 바디만큼 크기 않을 지라도, 많은 양의 수지를 포함할 수 있으므로, 상기 바디 내에 높은 탄소 함량을 제공한다.
특히, 이와 같은 형으로 이용되는 몇몇 지지 물질들로는 알루미노-실리케이트, 코디어라이트, 면 및 이들의 혼합물이 있다.
느슨한 물질이 예형화될 수 있다. 특히 성형을 매우 촉진시키거나, 상기 수지 및 연속적으로 상기 탄소에 대하여 촘촘하게 짜여지거나 강한 지지체를 제공하기 위해 섬유는 매트형이 바람직하다. 상기 매트는 단 섬유 (short fiber)로부터 바람직하게 제조되나, 몇몇 경우에는 연속 섬유가 최종 복합물 내의 특정한 배열을 얻는데 사용될 수 있다. 또한, 매트를 제조하기 위해, 상기 섬유의 직경은 약 1 내지 50 및 더 바람직하게는 약 2 내지 10 마이크론이 바람직하다. 상기 매트는 낮은 벌크 (bulk) 밀도 (높은 보이드 부피)를 갖는다. 상기 보이드 부피는 약 50% 내지 약 98%이다. 바람직하게, 상기 보이드 부피는 약 75% 내지 약 95%이다.
상기 매트는 충진되는 수지 내의 그들 자체 질량의 적어도 약 3배, 및 더 바람직하게는 5배를 흡착시킬 수 있다.
알루미노-실리케이트 섬유, 면 섬유 및 이들의 혼합물은 특히 매트형이 유용하다. 한 바람직한 매트는 알루미노-실리케이트 섬유이며, 특히, Carborundum Co., Niagara Falls, N.Y.의 Fiberfax 970 섬유와 같이, 단 섬유 형이 바람직하다.
상기 지지 물질은 전체적으로 상기 지지 물질을 충진시키거나 포화시키기 위해 상기 수지와 접촉한다. 상기 수지는 용액, 액체 또는 현탁액 형이어야 한다. 만일 상기 수지가 고체형, 예를 들면, 분말형일 경우, 이는 액체 페놀 수지 용액 또는 물과 같은 적절한 용매로 투입된다. 상기 지지 물질의 습성도를 강화시키기 위해 필요하다면 습성제 (wetting agents)가 사용될 수 있다. 상기 물질의 한 예는 습성도 및 결합을 증가시키는데 사용되는 실란 결합제 (silane coupling agents)이다. 실란 결합제는 화학식 YRSiX3로 표현될 수 있는데, 여기서, X는 가수분해가능한 작용기로 통상적으로 알콕시 (alkoxy)이며, Y는 아미노 메테닐옥시 (amino metheneyloxy), 에폭시 등과 같은 기능성 유기 그룹이다. 상기 R 성분은 통상적으로 작은 지방족 연결제 (aliphatic linkage)이다. 실란 결합제의 한 예는 Dow Corning사의 Z-6020 실란이다. 이는 N-(B-아미노에틸)-Y-아미노프로필 트리메톡시-실란이다. 티타네이트 (titanate) 결합제도 또한 사용될 수 있다.
상기 충진은 디핑 (dipping) 또는 스프레이법 (spraying) 또는 매트용 수지 용액 또는 현탁액을 이용한 스프레이법과 같은 기술에 의해 또는 적절한 혼합기 내에서 지지 물질 (성긴 분말 또는 섬유)과 혼합한 후, 상기 혼합물을 적절한 몰드 (mold)로 부어서 수행될 수 있다.
몇몇 경우에 있어서, 상기 지지 물질은 경화 반응을 촉진시키는 것으로 알려진 촉매로 먼저 충진된 후, 상기 수지와 혼합될 수 있다. 상기 몰드로 쏟으면, 상기 수지는 굳게 되고, 경화가 완성된다. 상기 공정의 예는 ZnCl2, PTSA (파라-톨루엔 설폰산, para-toluene sulfonic acid), 시트르산 (citric acid) 또는 다른 촉매와 같은 촉매로 경화된 퓨란 수지의 경우이다.
상기 수지가 충진된 섬유는 그 후 건조되어, 이로부터 액체 상, 예를 들면 용매를 제거한다. 상기 건조 단계는 상기 수지를 비-접착성이나, 여전히 유연성이 있는, 통상적으로 소위 "B 단계"로 만든다. 상기 단계에서, 상기 수지 내의 부분적 교차결합이 발생한다. 온도 및 시간의 건조 조건은 비록 통상적인 온도가 약 80℃-110℃일지라도, 수지 및 지지 물질의 양 및 조성에 따라 선택된다. 상기 건조 상태는 "B" 단계를 성취하는데 꼭 맞게 조정될 수 있다.
예를 들면, 페놀릭 레졸 수지의 경우, 물, 즉 용매는 약 80℃-85℃에서 건조된 후, 최대 약 3시간의 전체 시간 동안 약 100℃-110℃에서 건조하여 제거된다. 예를 들면, 수지로 충진된 알루미노-실리케이트 섬유의 2-3 mm 두께의 쉬트 (sheet) 또는 매트에 대하여, 상기 건조 시간은 비-접착성 유연성 상태를 얻기 위해 약 80℃-85℃에서 약 1.5-2 시간 후, 100℃-110℃에서 약 20-30분이다.
한 바람직한 실시예에 따라, 페놀릭 레졸 수지는 매트형으로 된 지지 물질과 접촉된다. 상기 매트는 바람직하게 알루미노-실리케이트 섬유 또는 면 섬유이며, 가장 바람직하게는 알루미노-실리케이트 섬유이다.
상기 수지-충진된 지지 물질은 그 후 원하는 형태로 성형된다.
이는 냉각 스탬핑 (cold stamping), 롤링 (rolling) 또는 다른 간단한 공정과 같은 공지의 간단한 작업에 의해 수행될 수 있다. 상기 유연성 매트의 한 장점은 이들이 쉽게 조작가능하며, 몇몇 적절한 기술에 의해 다양한 형태로 제조될 수 있다는 점이다. 이는 유용성 공간이 한정된, 자동차 및 가면 (face mask) 기구 같은 응용에 적용될 수 있다. 자동차 분야에 적절한 형태는 예를 들면, 허니컴이다.
한 바람직한 실시예에 따라, 상기 섬유는 상기 수지로 디핑시킨 후, 과량의 수지를 제거함으로써 수지로 충진된 매트형이다. 특히 적절한 매트는 단 섬유 알루미노실리케이트 매트 및 저 밀도 면 섬유 매트이다. 상기 매트에 사용하기에 특히 적절한 수지는 페놀릭 레졸 수지이다.
수지 충진된 매트를 성형하기 위한 몇몇 특히 적절한 기술은 하기에 기술될 것이다.
상기 충진된 매트는 다양한 형으로 스탬프될 수 있다. 예를 들면, 상기 부드러운 매트 내로 나무로 만들어진 실린더형 막대를 밀어넣음으로써, 상기 매트 상에 선택형 그루브 (alternated grooves)가 형성될 수 있다. 상기 그루브화된 매트는 그 자체로서 사용될 수 있거나, 허니컴 바디로 더욱 성형될 수 있다. 이는 상기 그루브화된 매트의 가닥을 또 다른 조각의 평평한 매트 상에 위치시키고, 실린더형 바디로 롤링시킴으로써 수행된다.
상기 매트는 우선 사인파 (sine wave) 형태로 상기 매트를 성형한 후, 평평한 매트 및 사인파형 매트를 선택적으로 적층시킴으로써 허니컴 바디로 제조될 수 있다. 상기 매트를 평평한 표면 및 나무로 된 막대 사이에 밀어 넣음으로써 상기 매트는 물결 모양으로 될 수 있다. 상기 물결 모양화된 매트는 그 후, 실린더형 바디로 롤링된다.
그 후, 상기 수지는 특정한 수지에 요구되는 특정 온도 및 시간 조건 하에서 가열함으로써 성형된 형으로 경화된다. 이는 제조업체 설명서에 나타나 있다. 예를 들면, Occidental Chemical Co.사의 페놀릭 레졸 43290에 대하여, 상기 바디는 약 140-155℃로 가열된다. 최종 온도는 상기 바디가 뒤틀리지 않도록 천천히 가해진다. 예를 들면, 상기 바디는 우선 약 90℃-100℃로 가열된 후, 약 120℃-130℃로 가열되고, 상기 온도에서 약 1-2 시간 동안 유지된다. 그 후, 약 140℃-155℃로 가열되고, 최종 경화를 위해 약 30분-2시간 동안 유지된다. 상기 경화는 비록 질소 분위기 하에서도 수행될 수 있을 지라도, 통상적으로 공기 하에서 수행된다.
저온에서 행해진 상술된 성형화 단계 동안에, 상기 수지에 의해 취해진 형태는 상기 경화 단계 동안 뒤틀리지 않는다.
그 후, 결과적으로 형성된 경화된 수지 형태 바디는 그 후 탄화되고, 상기 수지를 활성 탄소로 전환시키기 위해 활성화된다.
상기 탄화반응은 질소 또는 아르곤, 더 통상적으로는 질소와 같은 불활성 또는 환원기체 분위기 하에서, 약 600℃-1000℃, 더 통상적으로는 약 700℃-1000℃에서 통상적으로 약 1-20 시간의 전체 시간 동안 상기 바디를 가열시킴으로써 수행된다. 상기 탄화공정 동안, 저 분자량의 화합물이 분리되고, 탄소 원자는 흑연형 구조를 형성한다. 예를 들면, Occidental Chemical Co.사의 페놀릭 레졸 수지 43290 및 QO Chemicals사의 Furan Furcarb 수지에 대하여, N2하에서 약 150℃/시의 속도로 가열시킴으로써 탄화반응이 수행된다. 상기 온도는 탄화를 완성하기 위해 약 900℃에서 약 6-10시간 동안 유지된다. 상기 온도는 그 후, 약 150℃/시 의 냉각 속도로 25℃까지 감소된다. 탄화시, 상기 바디는 소형판 사이에 비결정성 탄소가 있는 무작위 3차원 방향의 흑연형 소형판을 함유한다. 만일 원한다면, 탄화된 매트는 이 시기에 과립으로 깨질 수 있다.
그 후, 상기 바디 내의 탄소는 CO2, 스트림, 공기 또는 이들의 혼합물 등과 같은 적절한 산화제 내에서 부분적으로 산화시킴으로써 활성화된다. 상기 활성화는 약 700℃-1000℃의 온도에서 수행될 수 있다. 활성화 조건은 수지의 유형 및 양, 기체의 유속 등에 의존한다. 예를 들면, 페놀릭 레졸 및 Furcarb 수지에 대하여, 활성화 조건은 약 14.2 l/시 (약 0.5 CFH (cubic feet per hour))의 유속으로, CO2하에서, 약 900℃에서 약 1시간이다. 활성화 단계 동안 부분적인 산화는 비결정성 탄소를 제거시키며, 상기 흑연형 소형판 사이의 분자 크기 기공을 형성시킨다. 상기 기공 및 흑연형 소형판은 결과적으로 형성된 활성 탄소 바디에 흡착 특성을 부여한다.
매트는 적용에 적합한 다양한 크기의 과립으로 깨질 수 있다. 상기 매트의 깨짐은 경화 후 공정 중 특정 시점에서 수행된다. 예를 들면, 이는 경화 후 및 탄화 전, 또는 탄화 후 및 활성화 전, 또는 활성화 후에 수행될 수 있다. 그 후, 상기 과립들은 활성화를 통한 나머지 단계를 수행하여, 최종 활성 탄소 복합물을 형성한다. 본 발명에 따라 제조된 과립들은 하기 실시예에 예시될 상업용 활성 탄소 과립들의 적어도 약 2배의 부탄 (butane) 흡착능을 갖는다.
하기 실시예를 통하여 본 발명을 좀 더 구체적으로 설명하지만, 하기 실시예에 본 발명의 범주가 한정되는 것은 아니다. 특별한 언급이 없는 한, 중량부, 비율 및 퍼센트는 중량에 기초한 것이다.
과립화된 활성 탄소로 된 두 상업용 용기가 팩킹 (packing) 밀도 및 부탄 흡착능에 대하여 측정되었다. 결과는 표 1에 나타나 있으며, 하기 실시예와의 비교에 기초로 작용한다. 상기 흡착능은 탄소를 2.54 cm (1") 높이 × 2.54 cm (1") 직경의 실린더형 베드 내에 채우고, 1500 ppm의 부탄과 혼합된 질소를 4000 cc/분으로 통과시켜 측정되었다. 상기 베드에 대하여 절대 흡착능 (mg/g의 탄소) 및 전체 흡착능 모두를 측정하였다.
| 팩킹 밀도g/cc | 흡착능mg/g | 전체 흡착능mg | |
| 실시예 1 | 0.37 | 51.2 | 243 |
| 실시예 2 | 0.40 | 70.0 | 358 |
실시예 1 (본원 발명)
저 밀도 섬유 매트 (Carborundum Co., Niagara Falls, N.Y.의 Fiberfax 970 섬유 매트) 형의 알루미노-실리케이트 단 섬유를 페놀릭 레졸 수지 (Occidental Chemical Corp. Niagara Falls, N.Y.의 43290 수지)에 디핑시켜 상기 수지로 충진시켰다. 과량의 수지를 제거한 후, 상기 매트를 약 80℃에서 2시간 동안 건조시킨 후, 약 100℃에서 30분 동안 건조시켰다. 상기 건조 공정으로 물이 제거되었고, 경화 반응을 경유하여 상기 수지를 비-접착성 유연성 상태로 만들었다. 상기 수지 용액의 중량 대 매트 중량의 비는 건조 단계 전에 약 13:1 이었다. 상기 유연성 매트는 다양한 형태로 쉽게 제조되었다. 부드러운 매트 내에 나무로 된 실린더형 막대를 밀어넣어 상기 매트 상에 선택적인 그루브를 제조하였다. 그 후, 상기 유연성 매트를 약 100℃까지 서서히 가열하였고, 이 온도에서 1시간 동안 유지시킨 후, 약 125℃로 가열하여 1시간 동안 유지시켰고, 최종적으로 약 150℃에서 30분간 가열하여 경화를 완료하였다. 상기 공정으로 흐르지 않는 모든 예민한 표면 특성을 갖는 매트를 제조하였다. 상기 경화 후의 수지 대 섬유의 중량비는 약 8:1이었다.
실시예 2 (비교용)
폴리에스테르 섬유 매트로 실시예 1의 실험을 반복하였다. 실시예 1의 매트와 동일한 보이드 분획에도 불구하고, 상기 매트에 채워진 모든 수지들은 이로부터 분리되어, 특히 건조 폴리에스테르 매트로 되었다. 상기 매트가 상기 충진된 수지를 유지시키지 못하는 것은 그의 소수성 특성 및 수용성 수지 용액에 기인한 것이다. 결과적으로, 상기 섬유 매트는 상기 수지로 습성화된 섬유로부터 제조된다.
실시예 3 (본원 발명)
저 밀도 면 섬유 매트로 실시예 1의 실험을 반복하였다. 상기 섬유는 상기 수지에 의해 잘 습성화되었다. 상기 습성 수지 대 섬유 매트 중량비는 약 30:1이었다. 상기 수지를 약 80℃에서 2시간 및 약 100℃에서 30분간 건조시켜 다양한 형태로 쉽게 스탬프되는 유연성 매트를 얻었다. 상기 유연성 매트를 약 100℃에서 1시간 동안 가열시키고, 약 125℃에서 1시간, 및 약 150℃에서 1시간 동안 경화시켰다. 경화된 수지 중량 대 상기 섬유 매트의 중량비는 약 14:1이었다. 상기 섬유 매트에 의한 상기 수지 충진은 결과적으로 상기 알루미노-실리케이트 섬유 매트의 거의 2배였다.
실시예 4a (본원 발명)
실시예 1의 유연성 매트를 사인-파형 바디로 제조하였다. 평평한 조각 및 사인-파 조각을 선택적으로 적층시켜 허니컴 구조를 만들었고, 이를 경화시켜 단단한 허니컴 구조를 얻었다. 그 후, 질소 하에서 약 150℃/시 (약 6시간)의 가열 속도로 약 900℃로 가열시켜 상기 구조를 탄화시켰다. 그 후, 상기 탄화된 예형을 이산화 탄소로 약 900℃에서 1시간 동안 활성화시켰다.
실시예 4b (비교용)
기질로서 물결 모양의 판지를 이용하여, 실시예 4a의 시료의 복사물을 제조하였다. 상기 판지를 수지 내에서 디핑시키고, 허니컴 바디를 제조하기 위해 층을 선택적으로 적층시켜 허니컴을 제조하였다. 상기 판지 바디 (또는 종이 바디)를 탄화시키고, 상기 섬유 매트 바디와 동일한 방법으로 활성화시켰다. 약 2.54 cm (1") 높이 및 약 2.54 cm (1") 직경의 상기 허니컴 바디 상에서 상술된 테스트에 의해 부탄 흡착능을 측정하였다. 상기 판지 종이 허니컴 바디의 부탄 흡착능은 약 180 mg이었으며, 상기 섬유 매트의 흡착능은 약 560 mg이었다. 본 실시예에서 종이로부터 제조된 수지 충진된 바디는 저 수지 충진에 기인한 매우 낮은 흡착능을 가짐이 분명히 나타난다. 본 발명의 바디는 상기 종이 바디 보다 3배 더 큰 흡착능을 갖는다. 본 발명의 바디의 흡착능은 상업용 자동차 양철통 과립화된 베드 제 1번의 2배이며, 상업용 자동차 양철통 과립화된 베드 제 2번보다 약 60% 더 높다.
실시예 5 (본원 발명)
평평한 표면 및 나무로된 막대 사이의 공정으로 실시예 1의 유연성 섬유 매트를 물결 모양화하였다. 상기 물결 모양화된 매트를 실린더로 롤링시키고, 경화시키며, 실시예 4a에서와 같이 탄화시키고, 활성화시켰다. 상기 실린더형은 약 650 mg의 부탄 흡착능을 가졌다. 결과적으로, 상기 본원 발명의 바디는 상업용 베드 제 1번의 약 2.67배 및 베드 제 2번의 약 1.8배의 흡착능을 갖는다.
실시예 6 (본원 발명)
실시예 1의 유연성 섬유 매트를 약 1 mm × 1 mm 단면의 가닥으로 절단하였다. 상기 가닥을 약 5 mm 간격으로 또 다른 조각의 매트 위에 놓고, 상기 매트를 실린더형 바디로 롤링시켰다. 상기 바디를 경화시키고, 4a와 같이 탄화시키고 활성화시켰다. 상기 바디에 뚫린 2.54 cm (1") 직경 × 2.54 cm (1") 길이의 실린더 코아 (core)는 약 750 mg의 부탄 흡착능을 가졌다. 상기 측정된 흡착능은 약 358 mg인 베드 제 2번의 2배이었다.
실시예 7 (본원 발명)
실시예 1의 매트를 900℃에서 탄화시키고, CO2하에서 약 2시간 동안 활성화시켰다. 그 후, 상기 매트를 직경 약 1-2 밀리미터의 과립체로 깨뜨렸다. 상술한 상업용 과립체에 사용된 동일한 방법으로 상기 과립체의 흡착능을 측정하였다. 상기 과립체 내의 활성 탄소의 부탄 흡착능은 약 160 mg/g으로 관찰되었다. 상기 흡착능은 상기 표 1의 상업용 탄소로 얻어진 흡착능보다 상당히 더 높다.
Claims (10)
- (a) 교차결합가능한 수지를 제공하는 단계;(b) 상기 교차결합가능한 수지에 의해 쉽게 습성화되며, 면, 분쇄된 나무, 사이잘초, 비-변성 물질 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 지지 물질을 제공하는 단계;(c) 상기 수지와 상기 지지 물질을 접촉시키는 단계;(d) 상기 수지 및 지지 물질을 건조시키는 단계;(e) 상기 건조된 수지 및 지지 물질을 성형화시키는 단계;(f) 상기 수지를 경화시키는 단계;(g) 탄화시키는 단계; 및(h) 상기 탄소를 활성화시켜 복합물을 제조하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 활성 탄소 복합물의 제조방법.
- 제 1항에 있어서, 상기 수지는 페놀 수지, 퓨란 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 1항에 있어서, 상기 지지 물질은 코디어라이트, 점토, 유리 분말, 알루미노-실리케이트 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 1항에 있어서, 상기 지지 물질은 알루민-실리케이트, 코디어라이트, 면 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 섬유를 포함함을 특징으로 하는 방법.
- 제 4항에 있어서, 상기 지지 물질은 상기 수지 자체 중량의 적어도 5배를 흡착할 수 있는 매트형인 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 5항에 있어서, 상기 수지 및 매트는 경화 후, 과립체로 분쇄되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 탄소가 지지 물질에 의해 보강되고 지지 물질에 균일하게 분포된 연속형 구조형인 것을 특징으로 하는 활성 탄소 및 지지 물질로 이루어진 복합물.
- 제 7항에 있어서, 상기 지지 물질은 셀룰로우즈, 코디어라이트, 점토, 유리 분말, 알루미노-실리케이트 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 복합물.
- 제 7항에 있어서, 상기 지지 물질은 섬유형인 것을 특징으로 하는 복합물.
- 제 9항에 있어서, 상기 섬유는 매트형인 것을 특징으로 하는 복합물.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/US1996/016889 WO1998016377A1 (en) | 1996-10-11 | 1996-10-11 | Supported activated carbon composites and method of making same |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20000049014A true KR20000049014A (ko) | 2000-07-25 |
Family
ID=22256001
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1019990703076A KR20000049014A (ko) | 1996-10-11 | 1996-10-11 | 지지된 활성 탄소 복합물 및 이의 제조방법 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0930966A1 (ko) |
| JP (1) | JP2001504793A (ko) |
| KR (1) | KR20000049014A (ko) |
| AU (1) | AU7464696A (ko) |
| WO (1) | WO1998016377A1 (ko) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6248691B1 (en) * | 1998-02-10 | 2001-06-19 | Corning Incorporated | Method of making mesoporous carbon |
| KR100485649B1 (ko) * | 2002-07-31 | 2005-04-27 | 충남대학교산학협력단 | 점토-목재요소-페놀수지로 만든 복합재료의 탄화에 의한 점토-목재-세라믹 다공질 탄소재료의 제조방법 |
| CN100417590C (zh) * | 2003-07-18 | 2008-09-10 | 中国科学院山西煤炭化学研究所 | 一种树脂基球状活性炭的制备方法 |
| JP2006335943A (ja) * | 2005-06-03 | 2006-12-14 | Juki Corp | 低アルカリ摺動材および低アルカリ摺動材含有組成物 |
| JP2007117863A (ja) * | 2005-10-27 | 2007-05-17 | Kyocera Corp | ハニカム構造体およびこれを用いたキャニスター |
| JP2012211026A (ja) * | 2011-03-30 | 2012-11-01 | Shimizu Corp | 活性炭およびその使用方法 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0538414A (ja) * | 1991-08-06 | 1993-02-19 | Mitsui Petrochem Ind Ltd | 脱臭フイルター |
| JPH05105414A (ja) * | 1991-10-18 | 1993-04-27 | Tokai Carbon Co Ltd | 高強度成形活性炭の製造方法 |
| US5451444A (en) * | 1993-01-29 | 1995-09-19 | Deliso; Evelyn M. | Carbon-coated inorganic substrates |
| US5510063A (en) * | 1994-04-15 | 1996-04-23 | Corning Incorporated | Method of making activated carbon honeycombs having varying adsorption capacities |
| US5488023A (en) * | 1994-08-12 | 1996-01-30 | Corning Incorporated | Method of making activated carbon having dispersed catalyst |
| TW377313B (en) * | 1995-02-27 | 1999-12-21 | Corning Inc | The method of making extruded structures |
| CA2187490A1 (en) * | 1995-11-17 | 1997-05-18 | Kishor Purushottam Gadkaree | Method of making activated carbon bodies having improved adsorption properties |
-
1996
- 1996-10-11 KR KR1019990703076A patent/KR20000049014A/ko not_active Application Discontinuation
- 1996-10-11 EP EP96936814A patent/EP0930966A1/en not_active Withdrawn
- 1996-10-11 AU AU74646/96A patent/AU7464696A/en not_active Abandoned
- 1996-10-11 JP JP51830098A patent/JP2001504793A/ja active Pending
- 1996-10-11 WO PCT/US1996/016889 patent/WO1998016377A1/en not_active Application Discontinuation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| AU7464696A (en) | 1998-05-11 |
| EP0930966A1 (en) | 1999-07-28 |
| JP2001504793A (ja) | 2001-04-10 |
| EP0930966A4 (ko) | 1999-08-11 |
| WO1998016377A1 (en) | 1998-04-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5776385A (en) | Method of making activated carbon composites from supported crosslinkable resins | |
| US5510063A (en) | Method of making activated carbon honeycombs having varying adsorption capacities | |
| EP1406716B1 (en) | Filter element | |
| US6187713B1 (en) | Method of making activated carbon bodies having improved adsorption properties | |
| JP3756235B2 (ja) | 造型製品の製造方法 | |
| US6024899A (en) | Method of making mesoporous carbon using pore formers | |
| US5658372A (en) | System and method for adsorbing contaminants and regenerating the adsorber | |
| US20080207443A1 (en) | Sorbent comprising activated carbon, process for making same and use thereof | |
| JPH1190230A (ja) | 水銀除去触媒並びにその製造方法及び使用方法 | |
| EP0774296B1 (en) | Method of making activated carbon bodies having improved adsorption properties | |
| KR20010032066A (ko) | 정수 조성물과 디바이스 및 이의 제조방법 및 이용방법 | |
| JPH09511982A (ja) | 吸着能力の変化する活性炭ハニカムおよびその製造方法 | |
| WO1995028279A9 (en) | Activated carbon honeycombs having varying adsorption capacities and method of making same | |
| KR20000049014A (ko) | 지지된 활성 탄소 복합물 및 이의 제조방법 | |
| JPH05105414A (ja) | 高強度成形活性炭の製造方法 | |
| JPH06206780A (ja) | 活性多孔質炭素構造体の製造方法 | |
| JP3154754B2 (ja) | 成形活性炭の製造方法 | |
| WO1999062616A1 (en) | Carbon structure | |
| JPH05115775A (ja) | 吸着性多孔質炭素構造体の製造方法 | |
| JPH04281843A (ja) | 選択吸着性多孔質炭素材の製造方法 | |
| JPH0655068A (ja) | 炭素被覆無機支持材の製造方法 | |
| JPH0624865A (ja) | 多孔質活性炭素成形体の製造方法 | |
| MXPA96004865A (en) | Structures in the form of activated carbon panal which have variable adsorption capabilities and method to make myself | |
| JP2003201189A (ja) | 浄化用成形体及びその製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| WITN | Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid |