KR20030015968A - 이온교환수지를 이용한 활성탄소의 제조 및 이의 제조 방법 - Google Patents

이온교환수지를 이용한 활성탄소의 제조 및 이의 제조 방법 Download PDF

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KR20030015968A
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Abstract

본 발명은 출발 물질로서 이온교환수지를 사용하여 우수한 비표면적과 높은 탄소 수율을 갖는 활성탄소 제조 및 이의 제조방법에 관한 것으로 보다 상세하게는 약품 활성화제인 KOH, K2CO3, NaOH, NH4OH, NaCl, NaOCl, 그리고 NH4HCO3을 이온교환수지 중량대비 25∼400%의 농도가 되도록 수용액을 제조하여 이온교환수지를 첨착처리한 다음 이를 불활성 분위기 하에서 400∼900℃의 온도범위로 6분∼4시간 동안 활성화시킨 후 세척 및 건조하여 활성탄소를 얻는 것으로 이루어지는 활성탄소의 제조방법에 관한 것이다.

Description

이온교환수지를 이용한 활성탄소의 제조 및 이의 제조 방법 {Preparation of activated carbons using ion exchange resins and preparation method thereof}
본 발명은 이온교환수지를 이용한 활성탄소 제조 및 이의 제조방법에 관한 것으로 보다 상세하게는 약품 활성화제인 KOH, K2CO3, NaOH, NH4OH, NaCl, NaOCl, 그리고 NH4HCO3을 이온교환수지 중량대비 25∼400%의 농도가 되도록 수용액을 제조하여 이온교환수지를 첨착 처리한 다음 활성탄소 제조공정 변수들을 변화시켜 우수한 비표면적과 높은 탄소 수율을 갖는 활성탄소의 제조방법에 관한 것이다.
활성탄소는 환경 기능성 소재로서 비표면적과 미세기공이 잘 발달되어 있어 흡착능력 및 흡착속도가 우수할 뿐만 아니라 비표면적과 미세기공의 크기 및 구조를 그 사용목적에 따라 다양하게 변화를 줄 수 있어 산업전반에 걸쳐 분리 및 정제, 용제 회수, 탈색을 위한 흡착제, 촉매 및 촉매 담체로서 널리 사용되고 있다. 현재 상업화되어 시판되고 있는 활성탄소는 주로 야자각 (coconut shell), 톱밥(saw dust), 석탄 (coal) 등을 원재료로 하여 제조되고 있으며 최근에는 왕겨, 볏짚 등과 같은 농업 부산물을 이용하거나 폐타이어나 커피폐기물과 같이 폐자원을 이용한 활성탄소의 제조방법에 관한 특허들이 보고되고 있다.
한편, 활성탄소의 제조공정은 크게 물리적 활성화법 (physical activation)과 화학적 활성화법 (chemical activation)으로 구분된다. 물리적 활성화법은 다시 다음과 같이 두 가지 방법으로 나누어진다. 한가지 방법은 원재료를 1000℃ 이하에서, 바람직하기로는 800∼900℃에서 탄화시키고, 다시 분쇄 및 입도 분리를 한 다음 이산화탄소나 수증기를 이용하여 활성화시켜 미세기공을 충분히 발달시킨 다음 산세 (acidic treatment)를 거쳐 건조시키는 방법이고 다른 방법은 원재료를 1000℃ 이하에서, 바람직하기로는 800∼900℃에서 탄화시키고, 다시 분쇄 및 입도 분리를 한 다음, 400∼600℃에서 인산 (H3PO4), 황산 (H2SO4), 혹은 질산 (HNO3) 등과 같은 산으로 표면을 활성화시키는 방법이 있다. 그러나 물리적 활성화방법은 잘 발달된 미세기공을 갖는 활성탄소를 얻기 위해선 많은 고정 탄소의 기화 (gasification)를 수반해야하기 때문에 탄소 수율이 낮을 뿐아니라 고온의 탄화과정을 거치기 때문에 많은 에너지가 소요되는 방법이다. 이에 비하여 화학적 활성화방법은 타르 (tar)의 생성을 억제하는 약품 활성화제를 첨가하여 활성화시키는 방법으로 탄소 수율이 높고 낮은 온도에서 활성화가 행해진다는 장점을 가지고 있다.
본 발명에서는 이온교환수지를 활성탄소의 출발물질로 사용하여 궁극적으로비표면적이 우수하고 탄소 수율이 높은 활성탄소 제조방법을 제공하고자 하는 것이다.
도 1은 이온교환수지를 이용한 활성탄소 제조공정도
본 발명이 이루고자 하는 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는 도 1에서 보여주듯이 원재료를 세척하는 단계; 원재료를 약품 활성화제에 첨착하는 단계; 첨착된 원재료를 불활성 분위기 하에서 활성화시키는 단계; 및 활성화된 활성탄소를 산세 및 건조하는 단계로 이루어지는 활성탄소의 제조방법 및 이에 의하여 제조된 활성탄소가 제공된다.
본 발명에서 사용되는 출발물질은 가교구조를 갖는 폴리스티렌/디비닐벤젠계 및 아크릴계 양이온 교환수지가 바람직하다.
출발물질을 첨착하는 단계에서 첨착을 위한 약품 활성화제로는 KOH, K2CO3, NaOH, NH4OH, NaCl, NaOCl, 그리고 NH4HCO3이 바람직하다. 이들 활성화제는 활성화 시 탈수소화제 (dehydrating agent)로 작용하여 탄소-탄소간 가교를 형성시키고 탄소의 기화 및 수축을 억제하여 탄소 수율 및 미세기공의 발달을 증진시킨다. 또한, 첨착 단계에서 첨착처리 온도는 0℃에서 120℃까지가 적당하고 첨착시간은 6분∼3시간 정도가 바람직하다.
이온교환수지와 약품 활성화제의 중량비는 25∼400 중량%인 것이 바람직하다. 중량비가 25 중량% 미만인 경우 활성화 후 얻어지는 활성탄소의 비표면적이 900 ㎡/g 이하이기 때문에 바람직하지 못하고 400 중량% 이상인 경우 활성화시 활발한 탄소의 기화로 인해 탄소 수율이 떨어지기 때문이다.
또한 활성화 온도는 400∼900℃인 것이 바람직하다. 활성화 온도가 400℃이하인 경우 이온교환수지의 열분해 메카니즘에 의해 완전한 탄화 및 활성화가 이루어지지 못하고 900℃ 이상인 경우 에너지 비용이 증가할 뿐만 아니라 탄소수율이 떨어지는 단점 때문이다.
이때 승온속도는 5∼60℃/min인 것이 바람직하다. 승온속도가 5℃/min 이하인 경우 생산성이 떨어져 바람직하지 못하고 60℃/min 이상인 경우 물성 향상에 큰 영향이 없고 탄소 수율이 떨어지는 단점을 가지고 있다.
본 발명에서 활성화 시간은 6분∼4시간인 것이 바람직하다. 상기의 활성화 온도에 도달한 후 6분 동안 활성화시킨 다음 냉각을 시키는 경우에도 우수한 비표면적을 갖는 활성탄소가 얻어지며 4시간을 초과하는 경우 물성 증진 효과가 없고 경제성을 고려할 때 바람직하지 못하기 때문이다.
본 발명에 있어서 각각의 특성 값들은 다음 방법에 의하여 측정하였다.
1. BET 비표면적 측정방법 (㎡/g)
시료 약 0.1∼0.5 g을 채취하여 각 시료들을 573K에서 시료 내 잔류 압력이 10-3torr 이하로 될 때까지 약 9∼12시간 동안 outgassing 시킨 후 다시 77K에서 상대 압력의 증가에 따른 질소 기체의 흡착량을 측정한다. 이때 P/P0(여기서, P는 부분압력이고 P0는 포화증기압)가 0.05~0.2 정도인 부분에서 직선의 기울기가 얻어지는데 그것으로부터 BET 비표면적을 구하였다.
2. 총 세공부피 (cc/g)
77K에서 질소를 이용하여 흡착한 경우, 상대압력 약 0.995에서 흡착된 질소의 흡착량을 Vmax(단위: cc)라 하면 이를 22,400 cc로 나누어 흡착된 몰 수로 환산한 다음 여기에 질소의 몰 당 부피인 34.67 cc를 곱하여 구하였다.
3. 탄소 수율 (중량%)
본 발명으로부터 얻어진 활성탄소의 탄소 수율은 아래 식을 이용하여 구하였다
탄소 수율 (중량%)=[W1/W2]× 100
여기서, W1은 활성탄소의 무게이고 W2는 활성화제가 첨착된 원재료의 무게이다.
본 발명은 하기 실시 예에서 더욱 상세히 설명되어지지만, 본 발명의 범위가 그 실시 예에 한정되는 것은 아니다.
[실시예 1]
폴리스티렌/디비닐벤젠계 양이온교환수지를 acetone으로 세척한 다음 110℃에서 24시간동안 건조시킨 후 활성화제인 KOH 수용액 중에 첨착처리하였다. 폴리스티렌/디비닐벤젠계 양이온교환수지의 첨착처리에 있어 폴리스티렌/디비닐벤젠계 양이온교환수지의 중량대비 25 중량%의 KOH을 수용액으로 제조하여 활성화제로 사용하였으며 0℃에서 6분 동안 첨착처리하였다. 이렇게 하여 얻어진 KOH 첨착처리된 폴리스티렌/디비닐벤젠계 양이온교환수지는 약 110℃에서 24시간 동안 건조시킨 후 불활성 가스로 1시간 동안 충전된 노 (furnace) 안에서 활성화시켰다. 이때 활성화온도는 400℃, 승온 속도는 5℃/min으로 하였으며 활성화 온도에 도달한 후 6분 동안 활성화시킨 다음 불활성 가스 분위기 하에서 냉각하였다. 이후 활성탄소는 잔류 유기물 등을 제거하기 위하여 0.5 N HCl 수용액으로 85℃에서 1시간 동안 세척한 다음 증류수를 이용하여 수 회 세척하고 100℃의 건조기 안에서 24시간 동안 건조시키므로서 최종 활성탄소를 제조하였다.
상기와 같이 제조된 활성탄소의 비표면적, 총 기공부피 및 탄소 수율을 각각 표 1에 나타내었다.
[실시예 2]
폴리스티렌/디비닐벤진계 양이온교환수지를 acetone으로 세척한 다음 110℃에서 24시간동안 건조시킨 후 활성화제인 K2CO3수용액 중에 첨착처리하였다. 폴리스티렌/디비닐벤젠계 양이온교환수지의 첨착처리에 있어 폴리스티렌/디비닐벤젠계 양이온교환수지의 중량대비 100 중량%의 K2CO3을 수용액으로 제조하여 활성화제로 사용하였으며 60℃에서 1시간 동안 첨착처리하였다. 이렇게 하여 얻어진 K2CO3첨착처리된 폴리스티렌/디비닐벤젠계 양이온교환수지는 약 110℃에서 24시간 동안 건조시킨 후 불활성 가스로 1시간 동안 충전된 노 (furnace) 안에서 활성화시켰다. 이때 활성화 온도는 600℃, 승온 속도는 35℃/min으로 하였으며 활성화 온도에 도달한 후 1시간 동안 활성화시킨 다음 불활성 가스 분위기 하에서 냉각하였다. 이후 활성탄소는 잔류 유기물 등을 제거하기 위하여 0.5 N HCl수용액으로 85℃에서 1시간 동안 세척한 다음 증류수를 이용하여 수 회 세척하고 100℃의 건조기 안에서 24시간 동안 건조시키므로서 최종 활성탄소를 제조하였다.
상기와 같이 제조된 활성탄소의 비표면적, 총 기공부피 및 탄소 수율을 각각 표 1에 나타내었다.
[실시예 3]
폴리스티렌/디비닐벤젠계 양이온교환수지를 acetone으로 세척한 다음 110℃에서 24시간동안 건조시킨 후 활성화제인 NaOH 수용액 중에 첨착처리하였다. 폴리스티렌/디비닐벤젠계 양이온교환수지의 첨착처리에 있어 폴리스티렌/디비닐벤젠계 양이온교환수지의 중량대비 300 중량%의 NaOH을 수용액으로 제조하여 활성화제로 사용하였으며 120℃에서 3시간 동안 첨착처리하였다. 이렇게 하여 얻어진 NaOH 첨착처리된 폴리스티렌/디비닐벤젠계 양이온교환수지는 약 110℃에서 24시간 동안 건조시킨 후 불활성 가스로 1시간 동안 충전된 노 (furnace) 안에서 활성화시켰다. 이때 활성화 온도는 800℃, 승온 속도는 60℃/min으로 하였으며 활성화 온도에 도달한 후 3시간 동안 활성화시킨 다음 불활성 가스 분위기 하에서 냉각하였다. 이후 활성탄소는 잔류 유기물 등을 제거하기 위하여 0.5 N HCl 수용액으로 85℃에서 1시간 동안 세척한 다음 증류수를 이용하여 수 회 세척하고 100℃의 건조기 안에서 24시간 동안 건조시키므로서 최종 활성탄소를 제조하였다.
상기와 같이 제조된 활성탄소의 비표면적, 총 기공부피 및 탄소 수율을 각각 표 1에 나타내었다.
[실시예 4]
폴리스티렌/디비닐벤젠계 양이온교환수지를 acetone으로 세척한 다음 110℃에서 24시간동안 건조시킨 후 활성화제인 NH4OH 수용액 중에 첨착처리하였다. 폴리스티렌/디비닐벤젠계 양이온교환수지의 첨착처리에 있어 폴리스티렌/디비닐벤젠계 양이온교환수지의 중량대비 50 중량%의 NH4OH을 수용액으로 제조하여 활성화제로 사용하였으며 0℃에서 6분 동안 첨착처리하였다. 이렇게 하여 얻어진 NH4OH 첨착처리된 폴리스티렌/디비닐벤젠계 양이온교환수지는 약 110℃에서 24시간 동안 건조시킨 후 불활성 가스로 1시간 동안 충전된 노 (furnace) 안에서 활성화시켰다. 이때 활성화 온도는 500℃, 승온 속도는 10℃/min으로 하였으며 활성화 온도에 도달한 후 30분간 활성화시킨 다음 불활성 가스 분위기 하에서 냉각하였다. 이후 활성탄소는 잔류 유기물 등을 제거하기 위하여 0.5 N HCl 수용액으로 85℃에서 1시간 동안 세척한 다음 증류수를 이용하여 수 회 세척하고 100℃의 건조기 안에서 24시간 동안 건조시키므로서 최종 활성탄소를 제조하였다.
상기와 같이 제조된 활성탄소의 비표면적, 총 기공부피 및 탄소 수율을 각각 표 1에 나타내었다.
[실시예 5]
폴리스티렌/디비닐벤젠계 양이온교환수지를 acetone으로 세척한 다음 110℃에서 24시간동안 건조시킨 후 활성화제인 NaCl 수용액 증에 첨착처리하였다. 폴리스티렌/디비닐벤젠계 양이온교환수지의 첨착처리에 있어 폴리스티렌/디비닐벤젠계 양이온교환수지의 중량대비 200 중량%의 NaCl을 수용액으로 제조하여 활성화제로 사용하였으며 30℃에서 30분 동안 첨착처리하였다. 이렇게 하여 얻어진 NaCl 첨착처리된 폴리스티렌/디비닐벤젠계 양이온교환수지는 약 110℃에서 24시간 동안 건조시킨 후 불활성 가스로 1시간 동안 충전된 노 (furnace) 안에서 활성화시켰다. 이때 활성화 온도는 700℃, 승온 속도는 20 ℃/min으로 하였으며 활성화 온도에 도달한 후 2시간 동안 활성화시킨 다음 불활성 가스 분위기 하에서 냉각하였다. 이후 활성탄소는 잔류 유기물 등을 제거하기 위하여 0.5 N HCl 수용액으로 85℃에서 1시간 동안 세척한 다음 증류수를 이용하여 수 회 세척하고 100℃의 건조기 안에서 24시간 동안 건조시키므로서 최종 활성탄소를 제조하였다.
상기와 같이 제조된 활성탄소의 비표면적, 총 기공부피 및 탄소 수율을 각각 표 1에 나타내었다.
[실시예 6]
폴리스티렌/디비닐벤젠계 양이온교환수지를 acetone으로 세척한 다음 110℃에서 24시간동안 건조시킨 후 활성화제인 NaOCl 수용액 중에 첨착처리하였다. 폴리스티렌/디비닐벤젠계 양이온교환수지의 첨착처리에 있어 폴리스티렌/디비닐벤젠계 양이온교환수지의 중량대비 400 중량%의 NaOCl을 수용액으로 제조하여 활성화제로 사용하였으며 80℃에서 2시간 동안 첨착처리하였다. 이렇게 하여 얻어진 NaOCl 첨착처리된 폴리스티렌/디비닐벤젠계 양이온교환수지는 약 110℃에서 24시간 동안 건조시킨 후 불활성 가스로 1시간 동안 충전된 노 (furnace) 안에서 활성화시켰다. 이때 활성화 온도는 900℃, 승온 속도는 40℃/min으로 하였으며 활성화 온도에 도달한 후 4시간 동안 활성화시킨 다음 불활성 가스 분위기 하에서 냉각하였다. 이후 활성탄소는 잔류 유기물 등을 제거하기 위하여 0.5 N HCl 수용액으로 85℃에서 1시간 동안 세척한 다음 증류수를 이용하여 수 회 세척하고 100℃의 건조기 안에서 24시간 동안 건조시키므로서 최종 활성탄소를 제조하였다.
상기와 같이 제조된 활성탄소의 비표면적, 총 기공부피 및 탄소 수율을 각각 표 1에 나타내었다.
[실시예 7]
폴리스티렌/디비닐벤젠계 양이온교환수지를 acetone으로 세척한 다음 110℃에서 24시간동안 건조시킨 후 활성화제인 NH3HCO3수용액 중에 첨착처리하였다. 폴리스티렌/디비닐벤젠계 양이온교환수지의 첨착처리에 있어 폴리스티렌/디비닐벤젠계 양이온교환수지의 중량대비 50 중량%의 NH3HCO3을 수용액으로 제조하여 활성화제로 사용하였으며 0℃에서 1시간 동안 첨착처리하였다. 이렇게 하여 얻어진 NH3HCO3첨착처리된 폴리스티렌/디비닐벤젠계 양이온교환수지는 약 110℃에서 24시간 동안 건조시킨 후 불활성 가스로 1시간 동안 충전된 노 (furnace)안에서 활성화시켰다. 이때 활성화 온도는 500℃, 승온 속도는 25℃/min으로 하였으며 활성화 온도에 도달한 후 1시간 동안 활성화시킨 다음 불활성 가스 분위기 하에서 냉각하였다. 이후 활성탄소는 잔류 유기물 등을 제거하기 위하여 0.5 N HCl 수용액으로 85℃에서 1시간 동안 세척한 다음 증류수를 이용하여 수 회 세척하고 100℃의 건조기 안에서 24시간 동안 건조시키므로서 최종 활성탄소를 제조하였다.
상기와 같이 제조된 활성탄소의 비표면적, 총 기공부피 및 탄소 수율을 각각 표 1에 나타내었다.
[실시예 8]
폴리스티렌/디비닐벤젠계 양이온교환수지를 acetone으로 세척한 다음 110℃에서 24시간동안 건조시킨 후 활성화제인 NH3HCO3수용액 중에 첨착처리하였다. 폴리스티렌/디비닐벤젠계 양이온교환수지의 첨착처리에 있어 폴리스티렌/디비닐벤젠계 양이온교환수지의 중량대비 400 중량%의 NH3HCO3을 수용액으로 제조하여 활성화제로 사용하였으며 100℃에서 3시간 동안 첨착처리하였다. 이렇게 하여 얻어진 NH3HCO3첨착처리된 폴리스티렌/디비닐벤젠계 양이온교환수지는 약 110℃에서 24시간 동안 건조시킨 후 불활성 가스로 1시간 동안 충전된 노(furnace) 안에서 활성화시켰다. 이때 활성화 온도는 900℃, 승온 속도는 50℃/min으로 하였으며 활성화 온도에 도달한 후 3시간 동안 활성화시킨 다음 불활성가스 분위기 하에서 냉각하였다. 이후 활성탄소는 잔류 유기물 등을 제거하기 위하여 0.5 N HCl 수용액으로 85℃에서 1시간 동안 세척한 다음 증류수를 이용하여 수 회 세척하고 100℃의 건조기 안에서 24시간 동안 건조시키므로서 최종 활성탄소를 제조하였다.
상기와 같이 제조된 활성탄소의 비표면적, 총 기공부피 및 탄소 수율을 각각 표 1에 나타내었다.
[실시예 9]
실시예 1의 방법에 있어 출발물질과 활성화제로 아크릴계 양이온교환수지와 KOH을 사용하였고 아크릴계 양이온교환수지 중량대비 50 중량% KOH 수용액을 제조하여 0℃에서 30분 동안 아크릴계 양이온교환수지를 첨착처리하였다. 이때 활성화온도는 500℃이고 활성화 온도에 도달한 후 30분간 활성화시킨 후 불활성 분위기 하에서 냉각하였다.
상기와 같이 제조된 활성탄소의 비표면적, 총 기공부피 및 탄소 수율을 각각 표 1에 나타내었다.
[실시예 10]
실시예 1의 방법에 있어 출발물질과 활성화제로 아크릴계 양이온교환수지와 K2CO3을 사용하였고 아크릴계 양이온교환수지 중량대비 200 중량%의 K2CO3수용액을 제조하여 60℃에서 1시간 동안 아크릴계 양이온교환수지를 첨착처리하였다. 이때 활성화 온도는 700℃이고 활성화 온도에 도달한 후 2시간 동안 활성화 시킨 후 불활성 분위기 하에서 냉각하였다.
상기와 같이 제조된 활성탄소의 비표면적, 총 기공부피 및 탄소 수율을 각각 표 1에 나타내었다.
[실시예 11]
실시예 1의 방법에 있어 출발물질과 활성화제로 아크릴계 양이온교환수지와 NaOH을 사용하였고 아크릴계 양이온교환수지 중량대비 300 중량%의 NaOH 수용액을 제조하여 120℃에서 3시간 동안 아크릴계 양이온교환수지를 첨착처리하였다. 이때 활성화 온도는 900℃이고 활성화 온도에 도달한 후 4시간 동안 활성화시킨 후 불활성 분위기 하에서 냉각하였다.
상기와 같이 제조된 활성탄소의 비표면적, 총 기공부피 및 탄소 수율을 각각표 1에 나타내었다.
[실시예 12]
실시예 1의 방법에 있어 출발물질과 활성화제로 아크릴계 양이온교환수지와 NH4OH을 사용하였고 아크릴계 양이온교환수지 중량대비 25 중량%의 NH4OH 수용액을 제조하여 0℃에서 6분 동안 아크릴계 양이온교환수지를 첨착처리하였다. 이때 활성화 온도는 400℃이고 활성화 온도에 도달한 후 4시간 동안 활성화시킨 후 불활성 분위기 하에서 냉각하였다.
상기와 같이 제조된 활성탄소의 비표면적, 총 기공부피 및 탄소 수율을 각각 표 1에 나타내었다.
[실시예 13]
실시예 1의 방법에 있어 출발물질과 활성화제로 아크릴계 양이온교환수지와 NaCl을 사용하였고 아크릴계 양이온교환수지 중량대비 100 중량%의 NaCl 수용액을 제조하여 50℃에서 30분 동안 아크릴계 양이온교환수지를 첨착처리하였다. 이때 활성화 온도는 600℃이고 활성화 온도에 도달한 후 1시간 동안 활성화시킨 후 불활성 분위기 하에서 냉각하였다.
상기와 같이 제조된 활성탄소의 비표면적, 총 기공부피 및 탄소 수율을 각각 표 1에 나타내었다.
[실시예 14]
실시예 1의 방법에 있어 출발물질과 활성화제로 아크릴계 양이온교환수지와NaOCl을 사용하였고 아크릴계 양이온교환수지 중량대비 300 중량% NaOCl 수용액을 제조하여 80℃에서 2시간 동안 아크릴계 양이온교환수지를 첨착처리하였다. 이때 활성화 온도는 800℃이고 활성화 온도에 도달한 후 3시간 동안 활성화시킨 후 불활성 분위기 하에서 냉각하였다.
상기와 같이 제조된 활성탄소의 비표면적, 총 기공부피 및 탄소 수율을 각각 표 1에 나타내었다.
[실시예 15]
실시예 1의 방법에 있어 출발물질과 활성화제로 아크릴계 양이온교환수지와 NH3HCO3을 사용하였고 아크릴계 양이온교환수지 중량대비 300 중량%의 NH3HCO3수용액을 제조하여 60℃에서 1시간 동안 아크릴계 양이온교환수지를 첨착처리하였다. 이때 활성화 온도는 500℃이고 활성화 온도에 도달한 후 1시간 동안 활성화시킨 후 불활성 분위기 하에서 냉각하였다.
상기와 같이 제조된 활성탄소의 비표면적, 총 기공부피 및 탄소 수율을 각각 표 1에 나타내었다.
[실시예 16]
실시예 1의 방법에 있어 출발물질과 활성화제로 아크릴계 양이온교환수지와 NH3HCO3을 사용하였고 아크릴계 양이온교환수지 중량대비 400 중량%의 NH3HCO3수용액을 제조하여 100℃에서 3시간 동안 아크릴계 양이온교환수지를 첨착처리하였다. 이때 활성화 온도는 900℃이고 활성화 온도에 도달한 후 4시간 동안 활성화시킨 후불활성 분위기 하에서 냉각하였다.
상기와 같이 제조된 활성탄소의 비표면적, 총 기공부피 및 탄소 수율을 각각 표 1에 나타내었다.
*각각의 측정값은 실시예에 따른 평균값을 나타내었다.
상술한 바와 같이 본 발명의 방법으로 제조한 활성탄소는 출발물질이 가교구조를 갖는 양이온교환수지라는 장점을 가지고 있으며 특히 약품 활성화제를 간단히 첨착처리하므로서 비표면적이 우수하고, 세공 용적이 높은 활성탄소를 제조할 수 있을 뿐만 아니라 일반 활성탄소의 제조방법보다 탄소 수율이 우수한 장점을 가지고 있다.

Claims (8)

  1. 이온교환수지를 출발물질로 사용하여 이온교환수지의 중량대비 약품활성제 수용액의 중량%가 각기 다른 염기성인 약품 활성화제 수용액 중에서 이온교환수지를 첨착처리한 후 불활성 분위기 하에서 활성화시켜 활성탄소를 제조하는 방법.
  2. 제 1항에 있어서, 이온교환수지가 폴리스티렌계 양이온교환수지 및 아크릴계 양이온교환수지인 것을 특징으로 하는 활성탄소의 제조방법
  3. 제 1항에 있어서, 약품 활성화제가 KOH, K2CO3, NaOH, NH4OH, NaCl, NaOCl, 그리고 NH4HCO3인 것을 특징으로 하는 활성탄소의 제조방법
  4. 제 1항에 있어서, 약품 활성화제의 농도가 이온교환수지 중량 대비 25∼400 중량%인 것을 특징으로 하는 활성탄소의 제조방법
  5. 제 1항에 있어서, 활성화 시간이 6분∼4시간인 것을 특징으로 하는 활성탄소의 제조방법
  6. 제 1항에 있어서, 활성화 온도가 400∼900℃인 것를 특징으로 하는 활성 탄소의 제조방법
  7. 제 1항에 있어서, 승온온도가 5~60℃/min인 것를 특징으로 하는 활성탄소의 제조방법
  8. 제 1항에 있어서, 첨착처리 온도가 0℃∼120℃이고 첨착처리 시간이 6분∼4시간인 것를 특징으로 하는 활성탄소의 제조방법
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