用于制造活性炭的方法技术

本发明专利技术涉及用于制造活性炭的方法。具体地，本发明专利技术提供一种用于制造活性炭的方法，其在反应器中提供碳材料；在惰性气体环境下，通过第一热处理，使碳材料碳化；在氧化气体环境下，通过第二热处理，使碳化的碳材料进行第一活化；并且在二氧化碳环境下，通过第三热处理，使第一活化的材料进行第二活化。

A Method for Manufacturing Activated Carbon

【技术实现步骤摘要】
用于制造活性炭的方法相关申请的交叉引用本申请要求于2018年2月2日在韩国知识产权局所提出的韩国专利申请号No.10-2018-0013425的优先权和权益，其全部内容通过引用并入本文。
本专利技术涉及一种用于制造活性炭的方法。
技术介绍
近来，由于大气环境的恶化，不仅对车辆的室内舒适度有越来越多的需求，在国际上美国、欧洲、韩国等，对环境调控也日益增强。相应地，为了改善车辆的室内空气环境，需要研发包含活性炭的高品质滤毒罐，高品质滤毒罐具有卓越的汽油蒸汽吸附/解吸特性。在相关技术中，活性炭可以通过化学活化的方法和物理活化的方法制造。例如，用于汽油蒸汽捕集器的活性炭可以通过化学活化的方法制造以获得高吸附性能。与物理活化的方法相比，化学活化的方法可以给活性炭材料提供高孔特性，但是化学活化的方法成本高并且需要包括洗涤过程在内的复杂的过程。
技术实现思路
优选的方面，本专利技术致力于提供一种用于制造活性炭的方法，所述活性炭具有大幅度改善的孔特性以及汽油蒸汽吸附/解吸性能。一方面，用于制造活性炭的方法可以包括：在反应器中提供碳材料；在惰性气体环境下，通过第一热处理，使碳材料进行碳化；在氧化气体环境下，通过第二热处理，使碳化的碳材料进行第一活化；在二氧化碳环境下，通过第三热处理，使第一活化的碳材料进行第二活化。本文中使用的术语“碳材料”或“碳前体”指包含碳作为主要成分的材料，例如，以总重量计大于约10重量％，20重量％，30重量％，40重量％，50重量％，60重量％，70重量％，80重量％或者90重量％。优选地，通过碳化、热处理或者燃烧，碳材料或碳前体可以是高纯度的或碳单质。本文中使用的术语“活性炭”是碳单质或高纯度碳材料，其被加工成具有低容量小孔并且提高可用于气体或分子吸附或化学反应的表面积。活性炭的例子可以包括用于气体或分子吸附的直径小于2nm的微孔或者直径为2nm到50nm的中孔。所述碳材料或碳前体可以包括选自煤、淀粉、椰子壳、橘子皮、橙子皮、咖啡渣、竹竿、木屑、石油基沥青、煤基沥青、聚乙烯聚乙二烯基聚合物、苯酚基聚合物、氨基甲酸聚氨酯基聚合物以及聚丙烯腈聚合物中选择的至少一种。碳化可以包括在600℃到1000℃的温度下进行所述第一热处理约1小时到约2小时。所述第一热处理的温度提高的速率范围可以适当地从约0.5℃/min到约10℃/min。碳化以后，用于制造活性炭的方法可以进一步包括在惰性气体环境下，提高温度。第一活化可以包括在约600℃到约1100℃的温度下进行所述第二热处理约10到约60分钟。所述氧化气体可以适当地包括蒸汽和氧气中的至少一种。所述第二活化可以包括在约900℃到约1200℃的温度中进行的约10到60分钟的第三热处理。所述第二活化可以包括比第二热处理的温度高约50℃到约300℃进行的第三热处理。第二活化以后，用于制造活性炭的方法可以进一步包括在惰性气体环境下冷却。第二活化以后，用于制造活性炭的方法可以进一步包括在还原气体环境下，通过第四热处理的还原过程。所述还原过程可以包括在约200℃到约500℃的温度中进行的约10到约50分钟的第四热处理。所述还原气体可以包括氢气和氨气中的至少一种。所述还原气体可以占反应器内的总体积的约1体积％到约20体积％的量。还原过程以后，活性炭的氧含量可以低于或等于约3.5重量％。进一步提供包括如本文描述所制造的活性炭的车辆。根据本专利技术的各种示例性实施方案，可以制备出具有大幅度改善的孔特性以及汽油蒸汽吸附/解吸性能的活性炭。附图说明图1是显示了根据本专利技术的示例性实施方案的制造活性炭的示例性方法的示意性的流程图。图2显示了根据本专利技术的示例性实施方案的示例性活性炭的N2/77K等温吸附分析结果。图3显示了根据孔直径的示例性活性炭的体积分析结果。具体实施方式术语如第一、第二以及第三用于说明各种部分、组件、区域、层和/或部段，但不限于此。这些术语用于将部分、组件、区域、层或部段与其它的部分、组件、区域、层或部段进行区分。因此，下文描述的第一部分、组件、区域、层或部段可以是本专利技术范围内的第二部分、组件、区域、层或部段。可以理解，本文使用的术语仅是为了描述特定的实施方案的目的，而不是为了限制。必须注意到，说明书和附加权利要求中使用的单数形式包括复数形式，除非上下文另有明确地说明。可以进一步理解，当在本说明书中使用术语“包括”和/或“包含”时，特指存在所陈述的特征、区域、数值、步骤、操作、元件和/或组件，但不排除存在或额外存在一个或多个其它特征、区域、数值、步骤、操作、元件、组件和/或及其组合。本文所使用的术语仅是为了描述特定的示例性实施方案的目的而不是为了限制本专利技术。正如本文所使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”旨在也包括复数形式，除非上下文另有清楚地指示。除非特别地或来自上下文明显地说明，正如本文所使用的，术语“约”理解为在
中正常的公差范围内，例如2个均值标准偏差以内。“约”可以理解为所陈述的值的10％，9％，8％，7％，6％，5％，4％，3％，2％，1％，0.5％，0.1％，0.05％或0.01％以内。除非上下文另有清楚地说明，本文中提供的所有数值可以通过术语“约”进行修改。应当理解的是，本文中所使用的术语“车辆”或“车辆的”或其它类似术语通常包括机动车辆，例如包括运动型多用途车辆(SUV)、大客车、大货车、各种商用车辆的乘用车辆，包括各种舟艇、船舶的船只，航空器等，并且包括混合动力车辆、电动车辆、插电式混合动力电动车辆、氢动力车辆以及其它替代性燃料车辆(例如，源于非化石能源的燃料)。正如本文提到的，混合动力车辆有两个或者更多个能量源，例如汽油动力车辆和电动力车辆。可以理解，当提到元件“位于另一个元件上”时，其可以直接位于另一个元件上或者也可以存在居中元件。相反，当提到元件“直接位于另一个元件上”时，不存在居中元件。除非另有提到，本文中所使用的包括技术术语和科学术语的所有术语的含义与在本专利技术所属的
中的普通技术人员所通常理解的含义相同。前面定义的术语进一步理解为具有与相关技术文件和目前披露的内容相同的含义，但不解读为具有理想含义或非常官方的含义，除非另有定义。下文中，本专利技术的示例性实施方案将参考附图进行更全面的描述使得在本专利技术的
的技术人员可以容易地实施本专利技术。正如本领域技术人员会意识到的，描述的实施方案可以用各种不同的方式进行修改，所有修改不脱离本专利技术的精神或范围。本专利技术提供一种用于制造活性炭的方法，所述活性炭可以具有大幅度改善的孔特性以及汽油蒸汽吸附/解吸性能。图1是显示了根据本专利技术的示例性实施方案的制造活性炭的示例性方法的示意性的流程图。图1的流程图显示了本专利技术的一个示例性实施方案，但是本专利技术不限于此。相应地，用于制造活性炭的方法可以进行各种修改。如图1所示，根据本专利技术的示例性实施方案的用于制造活性炭的方法可以包括：在反应器中提供碳材料(S10)；在惰性气体环境下，通过第一热处理使碳材料进行碳化(S20)；在氧化气体环境下，通过第二热处理使碳化的碳材料进行第一活化(S30)；在二氧化碳环境下，通过热处理使在氧化气体环境下热处理的第一活化的碳材料进行第二活化(S40)。在一个优选的方面，本专利技术的示例性实施方案可以提供具有大幅度改善的孔特性以及汽油本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于制造活性炭的方法，其包括：在反应器中提供碳材料；在惰性气体环境下，通过第一热处理，使碳材料进行碳化；在氧化气体环境下，通过第二热处理，使碳化的碳材料进行第一活化；以及在二氧化碳环境下，通过第三热处理，使第一活化的碳材料进行第二活化。

【技术特征摘要】
2018.02.02 KR 10-2018-00134251.一种用于制造活性炭的方法，其包括：在反应器中提供碳材料；在惰性气体环境下，通过第一热处理，使碳材料进行碳化；在氧化气体环境下，通过第二热处理，使碳化的碳材料进行第一活化；以及在二氧化碳环境下，通过第三热处理，使第一活化的碳材料进行第二活化。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述碳材料是选自煤、淀粉、椰子壳、橘子皮、橙子皮、咖啡渣、竹竿、木屑、石油基沥青、煤基沥青、聚乙二烯基聚合物、苯酚基聚合物、聚氨酯基聚合物以及聚丙烯腈聚合物中的至少一种。3.根据权利要求1所述的方法，其中，在600℃到1000℃的温度下进行所述第一热处理1小时到2小时。4.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述第一热处理期间，温度提高的速率范围从0.5℃/min到10℃/min。5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述碳化以后，所述方法进一步包括在惰性气体环境下提高温度。6.根据权利要求1所述的方法，其中，在600℃到1100℃的温度下进行所述第二热处理10...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔成源，文枓南，金炳周，李慧旻，
申请(专利权)人：现代自动车株式会社，起亚自动车株式会社，韩国炭素融合技术院，
类型：发明
国别省市：韩国,KR