KR20240023866A - 메조기공이 발달된 활성탄소의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 활성탄소의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 석유화학 및 정제공정의 저가 부산물을 활용한 피치를 원료로 사용하여 메조기공이 발달된 활성탄소를 용이하게 제조함으로써, 원료 수급 단가 측면에서 경제적인 동시에 제조된 활성탄소는 총 기공부피나, 메조기공 분율이 높아 수질정화, 커패시터, CDI용 등의 용도로 유용하게 사용할 수 있는 메조기공이 발달된 활성탄소의 제조방법 및 상기 제조방법에 의해 제조된 활성탄소에 관한 것이다.
Description
본 발명은 활성탄소의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 석유화학 및 정제공정의 저가 부산물을 활용한 피치를 원료로 하여 메조기공이 발달된 활성탄소를 제조할 수 있는 활성탄소의 제조방법 및 상기 제조방법에 의해 제조된 활성탄소에 관한 것이다.
활성탄소는 기공 특성에 따라 적용되는 산업 분야가 상이하다. 미세기공이 발달된 활성탄소의 경우 기상용 활성탄소로 많이 사용된다. 기상용 활성탄소는 유해가스 흡착의 용도로 흔히 사용되고 있고, 중기공이 발달된 활성탄소의 경우에는 액상용 활성탄소에 활용되고 있으며, 액상용 활성탄소는 수질 정화, 커패시터 및 CDI(Capacitive Deionization)용 활성탄소 등으로 사용되고 있다.
이러한 활성탄소는 다양한 전구체로 제조가 가능하고, 전구체 물질은 야자각, 목질, 석탄 등이 있다. 최근 활성탄소의 기존 전구체 물질 (야자각, 목질 및 석탄 등)의 수급이 어려워짐에 따라, 기존 전구체와 다른 물질들이 연구되고 있다. 특히, 바이오매스 기반 활성탄소들이 많이 연구되고 있으나, 많은 불순물 함량 및 기공 제어가 어려운 측면이 있어 산업계에서 사용되기에는 많은 연구가 필요하다.
피치는 석유계, 석탄계 잔사유를 포함하는 유기화합물의 300 ℃ ~ 500 ℃ 하에서의 중합을 통해 얻어지는 물질로 연질의 재료이며, 열처리 과정 중 결정이 형성되는 탄소재료 중간물질이다. 또한 넓은 범위의 분자량 영역대를 가지는 열가소성재료로 이러한 특성을 활용하여 기공 구조의 제어가 용이하다는 장점이 있다.
하지만 종래의 기술로 활성탄소를 제조할 시, 미세기공이 발달된 활성탄소만이 제조가 가능하다. 이는 피치의 특성상 높은 비율의 탄소를 함유하고 있기 때문에, 활성화 온도에서 활성화와 동시에 탄소의 결정성이 발달된다. 따라서, 중기공이 발달된 활성탄소 제조에 한계가 있었다.
본 발명의 주된 목적은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 피치를 원료로 하여 메조기공이 발달된 활성탄소를 간단한 방법으로 용이하게 제조할 수 있는 메조기공이 발달된 활성탄소의 제조방법 및 상기 제조방법에 의해 제조된 메조기공이 발달된 활성탄소를 제공하는데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 구현예는 (a) 피치를 산화성 가스 분위기에서 열처리하는 단계; 및 (b) 상기 열처리된 피치를 산화성 가스 분위기에서 활성화제를 이용하여 활성화시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 메조기공이 발달된 활성탄소의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 바람직한 일 구현예에서, 상기 (a) 단계는 열처리는 200 ℃ ~ 400 ℃에서 5 분 ~ 30 시간 동안 수행하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일 구현예에서, 상기 (a) 단계의 산화성 가스는 공기, O2, NOx, SOx, CO, CO2 및 H2O로 구성된 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일 구현예에서, 상기 활성화제는 KOH, NaOH, ZnCl2 및 H3PO4로 구성된 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일 구현예에서, 상기 (b) 단계에서의 피치와 활성화제의 중량비는 1 : 0.5 ~ 4인 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일 구현예에서, 상기 (b) 단계는 활성화는 산화성 가스 분위기에서 600 ℃ ~ 900 ℃에서 수행하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일 구현예에서, 상기 (b) 단계의 산화성 가스는 공기, O2, NOx, SOx, CO, CO2 및 H2O로 구성된 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일 구현예에서, 상기 피치는 석유계 피치, 석탄계 피치 및 이들의 혼합물로 구성된 군에서 선택되고, 연화점이 70 ℃ ~ 350 ℃인 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 다른 구현예는, 상기의 제조방법으로 제조되는 것을 특징으로 하는 메조기공이 발달된 활성탄소을 제공한다.
본 발명의 바람직한 다른 구현예에서, 상기 활성탄소는 전체 기공부피가 0.60 cm3/g 이상이고, 비표면적이 2000 m2/g 이하이며, 기공크기가 2 nm 미만인 미세기공부피가 0.45 cm3/g 이하이고, 기공크기가 2 nm 미만인 미세기공 분율이 80.0 % 이하인 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 따른 활성탄소의 제조방법은 석유화학 및 정제공정의 저가 부산물을 활용한 피치를 원료로 사용하여 메조기공이 발달된 활성탄소를 용이하게 제조함으로써, 원료 수급 단가 측면에서 경제적인 동시에 제조된 활성탄소는 총 기공부피나, 메조기공 분율이 높아 수질정화, 커패시터, CDI(Capacitive Deionization)용 등의 용도로 유용하게 사용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 활성탄소의 제조방법의 개략적인 순서도이다.
도 2는 실시예 1 내지 3과 비교예 1 및 2에서 제조된 활성탄소의 질소 흡탈착 등온선 측정 결과 그래프이다.
도 3은 실시예 1 내지 3과 비교예 1 및 2에서 제조된 활성탄소의 공극 크기 분포(pore size distribution) 측정 결과 그래프이다.
도 2는 실시예 1 내지 3과 비교예 1 및 2에서 제조된 활성탄소의 질소 흡탈착 등온선 측정 결과 그래프이다.
도 3은 실시예 1 내지 3과 비교예 1 및 2에서 제조된 활성탄소의 공극 크기 분포(pore size distribution) 측정 결과 그래프이다.
다른 식으로 정의되지 않는 한, 본 명세서에서 사용된 모든 기술적 및 과학적 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 숙련된 전문가에 의해서 통상적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로, 본 명세서에서 사용된 명명법 은 본 기술분야에서 잘 알려져 있고 통상적으로 사용되는 것이다.
본 명세서에 기재된 "구비한다", "포함한다" 또는 "가진다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 수치, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들의 조합이 존재함을 지칭하는 것이고, 언급되지 않은 다른 특징, 수치, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들의 조합이 존재하거나 부가될 수 있는 가능성을 배제하지 않는다.
본 명세서에 기재된 기공크기는 IUPAC(nternational Union of Pure and Applied Chemistry)의 기공직경기준에 의해 2 nm 미만은 미세기공(micropore), 2 nm ~ 50 nm은 중기공(mesopore), 50 nm 초과는 대기공(macropore)을 의미한다.
본 발명은 (a) 피치를 산화성 가스 분위기에서 열처리하는 단계; 및 (b) 상기 열처리된 피치를 산화성 가스 분위기에서 활성화제를 이용하여 활성화시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 메조기공이 발달된 활성탄소의 제조방법 및 상기 제조방법으로 제조되는 것을 특징으로 하는 메조기공이 발달된 활성탄소에 관한 것이다.
일반적으로 석유계 및/또는 석탄계 피치를 이용한 활성탄소 제조에 있어 활성화에 사용되는 가스는 불활성 분위기를 유지시키기 위해 질소, 아르곤 등의 불활성 가스를 사용한다. 하지만 이러한 과정 중에 피치는 열에 의해 탈수소화가 진행되면서 보다 결정질 활성탄소를 형성시키고, 이로 인해 기공 직경이 2 nm 미만인 미세기공이 대부분을 차지하게 된다.
이에 본 발명에서는 피치를 이용한 활성탄소 제조에 있어 활성화제를 이용한 활성화 이전에 산화성 가스 분위기에서 열처리를 수행함과 동시에 활성화시에 산화성 가스 분위기에서 활성화시킴으로써, 내부에 많은 벤젠고리들이 강한 공유결합으로 연결되어 적층된 구조를 이루는 피치의 표면에 다양한 산소 기능기(oxygen fuctional group)를 도입시켜 활성화 중의 가교 결합을 방지하고, 결정질화되는 것을 막아 제조되는 활성탄소의 중기공(메조기공) 비율을 증가시킬 수 있다.
이하 본 발명에 따른 활성탄소의 제조방법의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 활성탄소의 제조방법의 개략적인 공정도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시상태에 따른 메조기공이 발달된 활성탄소의 제조방법은 먼저 원료물질인 피치를 산화성 가스 분위기에서 열처리한다[(a) 단계].
상기 피치(pitch)는 석유계, 석탄계에서 나오는 부산물로서, 석유계 및 석탄계 잔사유를 포함하는 유기화합물을 300 ℃ ~ 500 ℃에서 중합하여 쉽게 저렴하게 얻을 수 있으므로 제조비용을 절감할 수 있으며, 탄소함유량이 높고 휘발성이 적어 활성탄소의 원료물질로 바람직하게 사용될 수 있다. 더욱이 상기 피치는 산화공정을 통해 종래 활성탄 제조 기술보다 더 높은 활성화 수율 및 기공 특성 제어가 가능하다.
본 발명에서는 상기 석유계 피치 및 석탄계 피치의 종류에 대해서 특별히 한정하지 않으며, 당해 기술분야에서 사용되는 모든 석유계 피치 및 석탄계 피치를 이용할 수 있다. 다만 바람직하게는 열산화 측면에서 70 ℃ ~ 350 ℃의 연화점을 갖는 피치를 이용할 수 있다. 상기 연화점이 70 ℃ 미만인 피치의 경우 산소관능기 도입 과정에서 피치가 연화되어 수율이 저하되는 문제점이 발생될 수 있고, 연화점이 350 ℃를 초과하는 피치의 경우에는 관능기 도입이 현저히 줄어들어 중기공 비율이 증가된 활성탄소를 제조하기 어려운 문제점이 발생될 수 있다.
상기 피치는 활성화제를 이용한 활성화 단계 전에 산화성 가스 분위기에서 열처리를 수행하여 피치 표면에 다양한 산소 기능기를 형성시켜 활성화 단계에서 쉽게 활성화가 이루어짐과 동시에 결정화되는 것을 방지하여 활성탄소의 중기공 비율을 증가시킬 수 있다.
상기 열처리는 200 ℃ ~ 400 ℃에서 5 분 ~ 30 시간 동안 산화성 가스 분위기에서 수행할 수 있으며, 바람직하게는 200 ℃ ~ 300 ℃에서 1 시간 ~ 24 시간 동안 수행할 수 있다.
만일, 상기 열처리 온도가 200 ℃미만일 경우, 충분한 산화가 이루어지지 않아 활성화 단계에서 피치 표면에 2 nm ~ 50 nm 범위의 중기공이 형성되지 않으며, 400 ℃를 초과하는 경우에는 과도한 산화 반응으로 인해 피치가 소결(burn off)되어 수율이 현저하게 감소하는 문제점이 발생될 수 있다.
또한, 상기 열처리 시간이 5 분 미만일 경우에는 충분한 산화가 이루어지지 않아 활성화 단계에서 거대 기공을 형성할 수 없고, 30 시간을 초과할 경우에는 과도한 산화반응으로 인해 피치가 소결되어 수율이 현저하게 감소하는 문제점이 발생될 수 있다.
상기 열처리시 분위기는 산화성 가스가 공급되는 분위기에서 수행되고, 상기 산화성 가스로는 공기, O2, NOx, SOx, CO, CO2 및 H2O(수증기)등 산화성 기체로 구성된 군에서 선택되는 1종 이상일 수 있으며, 바람직하게는 공기일 수 있다.
상기 열처리시 산화성 가스 공급량은, 1L 반응기 기준으로 50 cc/min ~ 500 cc/min일 수 있다. 상기 산화성 가스 공급량이 50 cc/min 미만일 경우, 피치와 반응할 수 있는 산화성 가스 함량이 불충분하여 오랜 시간 반응을 시켜야 하므로 공정비용의 상승을 초례하며, 500 cc/min를 초과할 경우에는 수율의 문제점이 발생될 수 있다.
이후, 상기 산화성 가스 분위기에서 열처리된 피치는 산화성 가스 분위기에서 활성화제를 이용하여 활성화시킨다.[(b) 단계].
상기 활성화 단계는 산화된 피치에 세공을 형성함과 동시에 활성화시켜 활성탄소를 제조하는 단계로, 일반적으로 알려진 이산화탄소, 스팀 등의 활성화제를 이용한 물리적 활성화법이나, 수산화칼륨 등의 활성화제를 이용한 화학적 활성화법에 의해 수행될 수 있으나, 바람직하게는 수산화칼륨 등의 활성화제를 이용한 화학적 활성화법에 의해 수행될 수 있다.
상기 수산화칼륨 등의 활성화제를 이용한 화학적 활성화법은 물리적 활성화법에 비해 제조공정이 간편하고 더 높은 비표면적을 형성할 수 있는 동시에 수율을 향상시키고, 산화성 가스 분위기에서 열처리된 피치를 중기공이 발달된 활성탄소로 제조할 수 있다.
이때, 상기 사용될 수 있는 활성화제로는 수산화칼륨(KOH), 수산화나트륨(NaOH), 인산(H3PO4), 염화아연(ZnCl2) 등일 수 있으며, 바람직하게는 수산화칼륨(KOH)일 수 있다.
상기 산화성 가스 분위기에서 열처리된 피치에 대한 활성화제의 함량비는 중량비를 기준으로 1 : 0.5 ~ 4(산화성 가스 분위기에서 열처리된 피치 : 활성화제), 바람직하게는 1 : 1 ~ 2로 혼합될 수 있다. 상기 활성화제의 비율이 증가할수록 더 높은 비표면적 특성을 부여할 수 있으나, 상기 수치 범위를 초과하여 혼합될 경우에는 피치 기공 구조의 붕괴를 야기할 수 있다. 또한 상기 활성화제의 비율이 상기 수치 범위 미만이면 기공 형성이 어려워 중기공이 발달된 활성탄소를 제조할 수 없는 문제점이 발생될 수 있다.
한편 상기 활성화 단계는 산화성 가스 분위기에서 열처리된 피치에 활성화제를 공급하여 산화성 가스 분위기에서 600 ℃ ~ 900 ℃에서 30 분 ~ 3 시간 동안 수행할 수 있으나, 열처리된 피치의 함량, 산화도 등을 고려하여 활성화 온도 및 시간 범위를 제어할 수 있다. 만일 상기 범위의 조건으로 활성화 단계를 수행할 경우, 과도한 에너지 소모 없이 수율 및 중기공이 발달된 활성탄소를 용이하게 제조할 수 있다.
이때, 상기 활성화 분위기는 산화성 가스가 공급되는 분위기에서 수행되고, 상기 산화성 가스로는 공기, O2, NOx, SOx, CO, CO2 및 H2O(수증기) 등 산화성 기체로 구성된 군에서 선택되는 1종 이상일 수 있으며, 바람직하게는 공기일 수 있다.
상기 산화성 가스 공급량은 1L 반응기 기준으로 50 cc/min ~ 500 cc/min일 수 있다. 상기 산화성 가스 공급량이 50 cc/min 미만일 경우, 피치에 도입된 산소함량 부족으로 인해 메조기공형성에 불충분하고, 500 cc/min를 초과할 경우에는 피치의 burn off로 인해 수율의 문제점이 발생될 수 있다.
본 발명에서는 활성화시 산화성 가스 분위기에서 수행함으로써, 결정성 성장을 방해를 유도하여 중기공 형성에 유리한 구조를 가지는 탄소질을 형성시킬 수 있다.
이후 제조된 활성탄소는 수세 및 여과 단계를 반복 수행 후에 수분 제거를 위한 건조를 수행할 수 있다. 상기 수세 및 여과는 제조된 활성탄소의 pH가 7이 될 때까지 반복 수행할 수 있고, 건조는 건조기에서 80 ℃ 내지 200 ℃의 온도로 10 시간 내지 15 시간 동안 수행할 수 있다. 이때, 건조 온도가 80 ℃ 미만이면 건조가 충분하게 이루어지지 않을 수 있고, 200 ℃를 초과하면 활성탄소 표면 화학특성의 변화로 인하여 기공구조에 영향을 미칠 수가 있다.
이와 같은 제조방법에 의해 제조된 활성탄소는 전체 기공부피가 0.60 m3/g 이상, 바람직하게는 0.63 cm3/g ~ 0.90 cm3/g 이고, 비표면적이 2000 m2/g 이하, 바람직하게는 1000 m2/g~ 1200 m2/g이며, 기공크기가 2 nm 미만인 미세기공부피가 0.45 cm3/g 이하, 0.10 cm3/g ~ 0.45 cm3/g이고, 기공크기가 2 nm 미만인 미세기공 분율이 80.0 % 이하, 바람직하게는 10.0 % ~ 70.0 %로, 메조기공이 발달되어 수질정화, 커패시터, CDI(Capacitive Deionization)용 등의 용도로 유용하게 사용될 수 있다.
이하, 본 발명의 보다 구체적인 설명을 위하여 실시예를 들어 설명한다. 그러나 하기 실시예는 본 발명의 바람직한 실시예일 뿐 본 발명이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
<실시예 1 내지 3>
연화점이 250 ℃인 석유계 피치 20 g을 준비한 뒤, 하기 표 1에 기재된 조건으로 열처리 단계 및 활성화 단계를 순차적으로 수행하여 활성탄소를 수득하고, 수득된 활성탄소의 pH가 7이 될 때까지 물로 수세 및 여과를 반복한 다음, 100 ℃에서 건조시켜 활성탄소를 제조하였다. 이때, 상기 활성화 단계에서는 활성화제로 KOH를 사용하였으며, 피치 및 KOH의 함량비는 중량비 기준으로 1 : 1로 사용하였다.
<비교예 1 및 2>
실시예 1과 동일한 방법으로 활성탄소를 제조하되, 하기 표 1에 기재된 조건으로 활성탄소를 제조하였다.
| 구분 | (a) 열처리 단계 | (b) 활성화 단계 | ||||||
| 가스 종류 |
가스 주입량 (cc/min) |
열처리 온도 (℃) |
열처리 시간 (h) |
가스 종류 |
가스 주입량 (cc/min) |
열처리 온도 (℃) |
열처리 시간 (h) |
|
| 실시예 1 | air | 100 | 300 | 6 | air | 100 | 800 | 1 |
| 실시예 2 | air | 100 | 300 | 12 | air | 100 | 800 | 1 |
| 실시예 3 | air | 100 | 300 | 24 | air | 100 | 800 | 1 |
| 비교예 1 | - | - | - | - | N2 | 100 | 800 | 1 |
| 비교예 2 | - | - | - | - | air | 100 | 800 | 1 |
<실험예 1 : 활성탄소의 물성 측정>
실시예 1 내지 3과 비교예 1 및 2에서 제조된 활성탄소의 비표면적, 총 기공부피, 미세기공 부피 및 미세기공 분율을 하기의 방법으로 측정하고 그 결과를 표 2와 도 2 및 3에 나타내었다.
(1) 비표면적(BET Surface area)
실시예 1 내지 3과 비교예 1 및 2에서 제조된 활성탄소의 비표면적, 총 기공부피, 미세기공 부피 및 미세기공 분율을 하기의 방법으로 측정하고 그 결과를 표 2와 도 2 및 3에 나타내었다.
(1) 비표면적(BET Surface area)
실시예 1 내지 3과 비교예 1 및 2에서 제조된 활성탄소 각각에 대하여 ASAP2020 장비를 활용하였으며, 액체질소 온도(77 K)에서 상대압력의 변화에 따라 흡착되는 질소 가스의 양을 측정하였다. 이를 통해 구해진 질소흡착등온선으로 Brunauer-Emmett-Teller식 이용하여 비표면적을 측정하였다.
(2) 미세기공 부피
실시예 1 내지 3과 비교예 1 및 2에서 제조된 활성탄소 각각에 대하여 질소 흡착등온선을 활용하여, t-polt법으로 미세기공 부피를 계산하였다.
(3) 총 기공 부피 및 미세기공 분율
실시예 1 내지 3과 비교예 1 및 2에서 제조된 활성탄소 각각에 대하여 하기 식에 따라 미세기공 분율을 측정하였고, 총 기공율(%)은 수은 흡착법을 활용하여 계산하였다.
미세기공 분율(%) = (마이크로기공 부피/총 기공 부피) × 100
| 구분 | 비표면적 (m2/g) |
총 기공부피 (cm3/g) |
미세기공 부피 (cm3/g) |
미세기공 분율 (%) |
| 실시예 1 | 1165 | 0.8726 | 0.3865 | 44.3 |
| 실시예 2 | 1077 | 0.6388 | 0.3987 | 62.4 |
| 실시예 3 | 1186 | 0.8166 | 0.4130 | 50.6 |
| 비교예 1 | 1367 | 0.5105 | 0.4779 | 93.6 |
| 비교예 2 | 1317 | 0.5599 | 0.4756 | 84.9 |
도 2에 나타난 바와 같이, 비교예 1 및 2에서 제조된 활성탄소에 비해 실시예 1 내지 3에서 제조된 활성탄소의 경우 아주 큰 이력현상을 볼 수 있어 중기공이 형성된 활성탄소임을 확인할 수 있었고, 도 3에 나타난 바와 같이 실시예 1 내지 3에서 제조된 활성탄소의 경우 비교예 1 및 2에서 제조된 활성탄소에 비해 4 nm 내지 7 nm 크기의 기공이 증가됨을 확인할 수 있었다.
또한, 표 2에 나타난 바와 같이 실시예 1 내지 3에서 제조된 활성탄소의 경우 84.9 % 이상의 미세기공 분율이 62.4 % 이하로 낮아짐을 알 수 있었다.
따라서, 본 발명에 따른 활성탄소의 제조방법은 석유화학 및 정제공정의 저가 부산물을 활용한 피치를 원료로 사용하여 메조기공이 발달된 활성탄소를 용이하게 제조할 수 있음을 확인할 수 있었다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 이래에 기재될 특허청구범위의 균등 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
Claims (10)
- (a) 피치를 산화성 가스 분위기에서 열처리하는 단계; 및
(b) 상기 열처리된 피치를 산화성 가스 분위기에서 활성화제를 이용하여 활성화시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 메조기공이 발달된 활성탄소의 제조방법.
- 제1항에 있어서,
상기 (a) 단계는 열처리는 200 ℃ ~ 400 ℃에서 5 분 ~ 30 시간 동안 수행하는 것을 특징으로 하는 메조 기공이 발달된 활성탄소의 제조방법.
- 제1항에 있어서,
상기 (a) 단계의 산화성 가스는 공기, O2, NOx, SOx, CO, CO2 및 H2O로 구성된 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 메조 기공이 발달된 활성탄소의 제조방법.
- 제1항에 있어서,
상기 활성화제는 KOH, NaOH, ZnCl2 및 H3PO4로 구성된 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 메조 기공이 발달된 활성탄소의 제조방법.
- 제1항에 있어서,
상기 (b) 단계에서의 피치와 활성화제의 중량비는 1 : 0.5 ~ 4인 것을 특징으로 하는 메조 기공이 발달된 활성탄소의 제조방법.
- 제1항에 있어서,
상기 (b) 단계는 활성화는 산화성 가스 분위기에서 600 ℃ ~ 900 ℃에서 수행하는 것을 특징으로 하는 메조 기공이 발달된 활성탄소의 제조방법.
- 제1항에 있어서,
상기 (b) 단계의 산화성 가스는 공기, O2, NOx, SOx, CO, CO2 및 H2O로 구성된 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 메조 기공이 발달된 활성탄소의 제조방법.
- 제1항에 있어서,
상기 피치는 석유계 피치, 석탄계 피치 및 이들의 혼합물로 구성된 군에서 선택되고, 연화점이 70 ℃ ~ 350 ℃인 것을 특징으로 하는 메조 기공이 발달된 활성탄소의 제조방법.
- 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항의 제조방법으로 제조되는 것을 특징으로 하는 메조 기공이 발달된 활성탄소.
- 제9항에 있어서,
상기 활성탄소는 전체 기공부피가 0.60 cm3/g 이상이고, 비표면적이 2000 m2/g 이하이며, 기공크기가 2 nm 미만인 미세기공부피가 0.45 cm3/g 이하이고, 기공크기가 2 nm 미만인 미세기공 분율이 80.0% 이하인 것을 특징으로 하는 메조 기공이 발달된 활성탄소.
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