Journal of the Korean Industrial and Engineering Chemistry, Vol.15, No.7, 708-714, November, 2004
RPF (Refused Plastics Fuel)를 이용한 활성탄의 제조 및 특성
Synthesis and Characterization of Activated Carbon from RPF (Refused Plastics Fule)
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초록
활성탄은 탄소를 함유한 물질을 수증기(gas)또는 약품을 통해 활성화 하여 얻어진 비극성 흡착제이다. 넓은 미세 공간을 갖는 무정형 탄소로서 탈색, 탈취, 회수, 분리, 포집 등 산업 전반에 사용이 가능하다. 현재까지 활성탄은 나무, 야자 등 목탄계와 갈탄, 무연탄, 핏치 등 석유계와 같은 다양한 재료로 제조되고 있으나 열가소성 수지의 경우 다량 함유된 휘발분으로 인해 char의 생성이 어려워 활성탄 제조에 많은 제약을 받아왔다. 열가소성 aromatic polymer RPE (Refused Plastics Fuel)의 경우 탄화 시 graphite 구조를 형성하는 특수한 성질을 이용하여 활성탄을 제조하였다. Aromatic polymer인 PEI (polyetherimide) 수지를 이용하여 제조한 활성탄은 활성화 온도가 높을 수록, 활성화 시간이 증가할수록 높은 세공성을 나타내었다. 높은 세공성을 갖는 활성탄을 얻기 위해 질산 처리 공정을 도입하였고 질산의 산화작용으로 인한 활성화 장소 생성의 증가로 활성탄의 세공성이 크게 좋아지는 것으로 나타났다. PEI를 이용한 최적의 활성탄 제조 조건은 탄화온도 750 ℃, 활성화온도 950 ℃, 활성화 시간 3 h인 것으로 나타났다.
Activated carbon is the nonpolar containing carbon, activated by the steam (vapor) or chemicals. It is porous amorphous carbon that can be used in many fields of industry as the materials for decolorization, deodorization, recovery, separation, scavenging and so on. Until now, there are various types of raw materials to make activated carbon: chartype like woods, coconut and coal type like lignite, and hard coal. Thermoplastics can not be used to make activated carbon because the high volatile matter in them prevents char formation. For the case of thermoplastic aromatic polymer RPE (Refused Plastics Fuel), fabrication of activated carbon can be achieved using an aromatic polymer's special property, such as forming graphite structure. Activated carbons from EI (polyetherimide) showed high porosity in proportion to the high porosity. There were suprising results of high porosity and adsorption character, because nitricacid oxidation pretreatment offered an advantage of making more activation sites that gave such good porosity. Optimized conditions for the fabrication process of the activated carbon from such aromatic polymer as polyetherimide can be established as follows; carbonization temperature 750 ℃, activation temperature 950 ℃ and activation time 3 hr.
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