일반기술
화학공정 > 흡착 공정 기술
본 플라스마 침탄처리는 이온 질화 처리를 능가하는 침투 확산 처리의 일종으로, 감압 상태에서 플라스마 글로우 방전을 이용 하여 표면 조직을 변화시켜 침탄이나 질화를 실시하는 신속 표면 확산 경화법이다. 플라스마 침탄처리는 열에너지와 직류 글로우 방전에 의해 탄화수소계 가스를 전리시켜 만들어지는 탄소 이온을 금속재료 표면에 충돌시켜 침입시키는 것으로써 탄화물을 형성하는 기계적 성질을 향상시키는 플라스마 열처리이다. 이 원리에 의해 종래에 침탄 하는 것이 어려웠던 금속의 처리가 가능 해졌고 유해 가스 등을 발생하지 않는 깨끗한 환경에서 처리할 수 있다.1. 플라스마침탄의 과정 :소재가 침탄장치에 들어가면 진공 펌프에 의해 침탄장치 안이 진공 상태가 되며 히터에 의해 가열되고 프로세스 가스가 주입된다. 침탄로를 양극, 피처리물을 음극으로서 전류가 흘러 글로우 방전이 일어나 탄화수소계 가스가 전리하고 이온이 발생하며 피처리물에 충돌하여 침입한다.2. 플라스마 침탄 처리 된 티탄의 마찰 특성은 플라스마 질화 처리와 미처리의 것과 비교하여 약 10분의 1으로 압도적으로 낮고, 또 시간이 지나도 특성이 변화하지 않는 특징이 있다.3. 확산 침투 경화에 의해 내마모성, 내소접착성, 내박리성, 내열 충격성, 내식성이 뛰어나고 또한 처리 후 랩 마무리에 의하여 더욱 아름다운 경면 광택을 얻을 수 있다.
- 보유기관
- (주)케이티에이전시
- 등록일
- 2004-11-11
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화학공정 > 흡착 공정 기술
- 청정에너지지인 수소를 현재 가장 경제적으로 제조할 수 있는 방법은 LNG와 같은 탄화수소를 개질하여 얻는 것이다. 연료전지를 상용화하는데 있어서 일반적인 연료로 사용되는 수소를 제조하는 연료 처리 공정은 중요하다. 연료 처리 공정은 원료인 천연가스에서 수소를 생산하는 공정으로 천연가스 중에 함유되어 있는 황을 제거하는 탈황 공정과 탄화수소를 H2와 CO로 전환시키는 개질 공정으로 구성된다. 연료인 수소를 생산하기 위해 사용되는 개질 반응은 크게 수증기 개질(CH4 + H2O = 3H2 + CO), 산소 개질(CH4 + 0.5O2 = 2H2 + CO), 수증기 개질과 산소 개질을 결합시킨 자열 개질(autothermal reforming)이 있다. 국내에서 LNG가 도시가스로 공급되기 전에 가스누출의 여부를 쉽게 알 수 있도록 약 3.8 ppm의 유기황화합물을 부취제로서 가하게 된다. 국내에서 사용되고 있는 부취제는 tetra-hydro-thiophene(THT)와 tertiary-butyl-mercaptan(TBM)을 약 70:30으로 혼합하여 사용하고 있다. 탈황공정은 탄화수소중에 미량 포함되어 있는 황을 제거하는 공정으로 황이 제대로 제거되지 않을 경우 개질 공정의 촉매가 비활성화되어 수명이 단축되는 악영향을 끼친다- 한국화학연구원에서는 연료전지의 원료로 사용되는 수소 및 합성가스 생산의 주요한 방법인 천연가스의 수증기 개질, 산소 개질 및 이산화탄소 개질에 관한 기술기반이 잘 갖추어져 있으며, 관련 반응 및 촉매 합성에 관한 전문적인 기술을 보유하고 있다. 특히 촉매 개발 분야에 있어서는 세계적인 수준이라 할 수 있다. (수소 및 합성가스 제조 관련 특허 출원 4편, 논문발표 20편 (SCI 급 16편) )- 본 연구에서 개발된 탈황 흡착제를 사용하여 탈황설비를 개발할 경우 기존의 수첨탈황법에 비해 설비가 매우 단순해질 것이며 상온에서도 사용가능하고 수소공급이 필요없고 황 제거율이 우수하여 개질기 내의 촉매 수명을 크게 연장시킬 수 있는 장점이 있다.
- 보유기관
- 한국화학연구원
- 등록일
- 2005-01-27
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화학공정 > 흡착 공정 기술
* 원리 와 구성 공기중 산소만을 흡착하는 흡착제가 내장되는 다수의 탄소분자체탑을 이용한 산소생산방법에 있어서, 송풍기)의 송풍이 1,2,3,9번밸브와 유량/압력제어밸브에 의해 제어되어 제1탄소분자체탑에서 가압/배출 및 산소흡착공정이 이루어지면 제2탄소분자체탑은 6,12번밸브를 통해 대기압으로 감압되면서 산소를 생산하게 되는 제1산소흡착/생산단계와 7,8번밸브를 통한 제1탄소분자체탑과 제2탄소분자체탑의 압력균등화과정에서 제1탄소분자체탑은 불순물을 배출하고, 제2탄소분자체탑은 초기가압이 이루어지는 압력균등화단계와 제1탄소분자체탑에서 4,12번밸브를 통해 대기압으로 감압되면서 산소를 생산하면, 송풍기의 송풍이 1,2,5,10번밸브와 유량/압력제어밸브에 의헤 제어되어 제2탄소분자체탑에서 가압/배출 및 산소흡착공정이 이루어지는 제2산소흡착 생산단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 산소생산방법. * 개발배경기존 공정은 제올라이트탑 시스템과 CMS탑 시스템이 별개로 이루어져 독립적으로 운전되는 단순한 다단식 시스템이므로, 각각의 시스템을 모두 구비하여야할 뿐만 아니라 개별적 독립운전으로 인한 이중의 운전비용 및 이중 에너지비용을 부담하여야 하며, 원료가 각각의 개별 시스템을 거쳐야하므로 산소의 회수율이 급격히 저하되는 등의 단점이 있다. 특히, 공기분리를 위한 심냉법에서 산소가 제조되는 경우, 미량의 질소 및 아르곤 등의 불순물을 포함한 산소를 1차적으로 생산한 후, 이를 더욱 정제하여 99.8%이상의 순도를 갖도록 하기 위해서 초저온 상태에서 흡착제 등을 이용한 흡착공정을 다시 거쳐야 한다. 그러나, 이러한 별도의 정제공정은 초저온 상태에서 운영되기 때문에 높은 에너지비용이 소요되고, 이는 결국 산소의 제조 단가를 상승시키는 요인으로 작용하게 된다.* 중요성및 독창성종래의 문제를 개선하기 위하여 안출된 것으로, 2개의 탄소분자체탑(Carbon Molecular Sieve Bed)에대한 가압에 의한 산소흡착공정 또는 감압에 의한 산소생산공정을 교대로 실시하면서 압력균등화공정을 통해 고순도의 산소를 정제한 후, 생산해낼 수 있도록 구성함으로써 그 구조가 간단하면서 저비용으로도 산소의 회수율이 매우 높고, 99.9%의 고순도 산소를 효과적으로 생산해 낼 수 있는 산소생산방법 및 그 장치를 제공한다* 적용제품 및 관련시장산소발생장치* 주요적용제품산소발생장치* 특징및 장점산소생산방법 및 그 장치에 관한 것으로, 2개의 탄소분자체탑(CARBON MOLECULAR SIEVE BED)에 대한 가압에 의한 산소흡착공정 또는 감압에 의한 산소생산공정을 교대로 실시하면서 압력균등화공정을 통해 고순도의 산소를 정제한 후, 생산해낼 수 있도록 구성함으로써 그 구조가 간단하면서 저비용으로도 산소의 회수율이 매우 높고, 99.9%의 고순도 산소를 효과적으로 생산해 낼 수 있는 산소생산방법 및 그 장치를 제공함에 그 목적이 있다. 그리고, 공기중 산소만을 흡착하는 흡착제가 내장되는 다수의 탄소분자체탑을 이용한 산소생산방법에 있어서, 송풍기의 송풍이 1,2,3,9번밸브와 유량/압력제어밸브에 의해 제어되어 제1탄소분자체탑에서 가압/배출 및 산소흡착공정이 이루어지면 제2탄소분자체탑은 6,12번밸브를 통해 대기압으로 감압되면서 산소를 생산하게 되는 제1산소흡착/생산단계와 7,8번밸브를 통한 상기 제1탄소분자체탑과 제2탄소분자체탑의 압력균등화과정에서 제1탄소분자체탑은 불순물을 배출하고, 제2탄소분자체탑은 초기가압이 이루어지는 압력균등화단계와 제1탄소분자체탑에서 4,12번밸브를 통해 대기압으로 감압되면서 산소를 생산하면, 송풍기의 송풍이 1,2,5,10번 밸브와 유량/압력제어밸브에 의헤 제어되어 제2탄소분자체탑에서 가압/배출 및 산소흡착공정이 이루어지는 제2산소흡착/생산단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 산소생산방법을 제공하게 된다.
- 보유기관
- 연세대학교
- 등록일
- 2006-05-24
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화학공정 > 흡착 공정 기술
실리콘 등으로 이루어지는 반도체 소자 제조에 있어서 실리콘 내부로의 불순물 주입 등의 확산 공정 시 사용되는 가스가 챔버 내의 고온 진공 상태에서 진공 펌프에 의하여 실온 상태로 배기 되어질 때 온도 변화로 인해 발생되는 미립자의 응고물 및 독성을 냉매에 의한 급냉으로 온도 변화를 주어 가스와 분리포집 되도록 하여 챔버 내의 반도체 소자에 유해를 가하거나 외부로 유출되는 것을 방지하도록 되어진 반도체 소자 가공용 가스에서 발생되는 화학 응고물 분리 및 가스정제기이다.실리콘 등으로 이루어지는 반도체 소자 제조에 있어서 실리콘 내부로의 불순물 주입 등의 확산 공정 시 사용되는 가스가 챔버 내의 고온 진공 상태에서 진공 펌프에 의하여 실온 상태로 배기 되어질 때 온도 변화로 인해 발생되는 미립자의 응고물 및 독성을 냉매에 의한 급냉으로 온도 변화를 주어 가스와 분리포집 되도록 하여 챔버 내의 반도체 소자에 유해를 가하거나 외부로 유출되는 것을 방지하도록 되어진 반도체 소자 가공용 가스에서 발생되는 화학 응고물 분리 및 가스정제기이다.
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- 한국산업기술평가원
- 등록일
- 2006-06-12
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화학공정 > 흡착 공정 기술
*원리 및 구성본 발명은 독성가스 제거효율이 높은 활성탄소 흡착체 및 이의 제조 및 이용방법에 관한 것으로서, 본 발명의 방법에 따라 활성탄소를 상압 산소 플라즈마로 처리하여 활성탄소 표면에 산소-함유 관능기를 도입한 활성탄소 흡착체는 높은 비표면적이 유지되는 동시에 펴면에 산소-함유 관능기가 다량 도입되어 HCl, HCN, NOx, SOx, NH₃등과 같은 독성가스를 흡착 제거해내는 데 유용하게 사용될 수 있다. *배경현대 산업의 급속한 발달에 따라 환경오염에 대한 관심이 집중되고 있는 가운데 활성탄소는 넓은 비표면적을 가지고 있어 흡착용량이 크며, 발달된 미세공이 세공표면에 노출되어 있어 흡착속도가 빠른 장점을 가지고 있기 때문에 오염물질의 제거 능력이 높을뿐만 아니라 경제적, 환경 친화적인 측면에서도 유리하다. 특히, 활성탄소는 안정성과 재생성이 좋고 가공이 용이하여 분말상, 조립상 또는 섬유상등의 형태로 만들어져 용매회수, 공업제품의 정제, 오.폐수의 정수 처리시설, 소각시설의 유해 배기가스의 흡착 및 제거 장치 등에 널리 사용되고 있다.1)본 발명의 특징은 활성탄소의 독성가스 제거효율을 높이기 위항, 활성탄소를 상압 산소 프라즈마 처리함으로써 높은 흡착특성은 거의 그대로 유지하면서 표면을 산소-함유 관능기로 개질한다는데 있다.2)본 발명에서는 활성탄소는 구형, 펠렛형 또는 섬유상 형태의 활성탄소를 사용하고, 이는 종래의 입상 또는 분말상 활성탄소뿐만 아니라, 활성탄소섬유 및 활성 탄소 부직포 등을 포함한다. 또한, 본 발명의 활성탄소는 필터형태로 제조되어 사용될 수도 있다.3)본 발명에 따라 활성탄소에 보다 높은 독성가스 제거 능력을 부여하기 위하여 표면을 산소-함유 관능기로 개질 시킨 활성탄소 흡착제는 흡착제인 활성탄소의 높은 다공도를 유지하면서도, HCl, HCN, NOx, SOx, NH3 등과 같은 독성가스를 흡착할 수 있는 산소-함유 관능기가 활성탄소 표면에 다량 도입되어 독성가스 제거효율이 매우 높다.
- 보유기관
- 한국화학연구원
- 등록일
- 2006-11-08
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화학공정 > 흡착 공정 기술
*원리 및 구성본 발명은 흡착식냉각시스템용 실리카겔/나노카본 복합체형 흡착제의 제조방법에 관한 것으로서, 저온의 폐열에 의해 구동되는 흡착식냉각시스템에 일반적으로 사용되는 실리카겔 흡착제의 낮은 열전도도를 개선하기 위하여 열전도도가 매우 우수한 물질인 카본나노튜브 또는 카본나노파이버와 같은 나노카본 입자를 이용한 실리카겔/나논카본 복합체형 흡착제를 개발함으로써 열전도도가 종래 사용되던 흡착제인 실리카겔에 비해 38% 이상 크고 흡착된 물이 80℃ 이하의 낮은 온도에서 실리키겔보다 더 많은 양이 탁착되므로 80℃ 이하 저온의 폐열에 의해 구동되는 흡착식 냉각시스템용으로 매우 유용하다.*배경흡착냉각시스템은 실리카겔, 제올라이트, 또는 활성탄과 같은 흡착제에 물,알콜 등의 냉매가 흡착될 때 주변으로부터 얻는 냉매의 증발잠열을 이용해 주위를 냉각시키는 장치이다. 이처럼 흡착식냉각시스템은 독성이 없는 물 등을 냉매로 활용할 수 있기 때문에 오존층을 파괴하지 않고 지구온난화를 야기하지 않는 환경친화형 냉각시스템으로 주목받고 있다. 더욱이 컴프레서와 같은 기계품이 필요하지 않아 운전중에는 무소음과 무진동을 실현할 수 있다. 그리고 전기 대신 태양열이나 공장에서 버려진 폐열을 냉각시스템을 구동하는 에너지원으로 활용할 수 있는 장점이 있다.1)본 발명의 제조 방법으로 얻어진 실리카겔/나노카본 흡착제는 80℃이하의 저온에서 실리카겔보다 수분이 잘 탈착됨. 2)종래 냉각시스템보다는 COP와 SCP가 큰 저온 폐여구동 흡착식냉각시스템을 구현할 수 있음.3)커플링제를 이용하여 실리카겔과 나노카본을 화학적으로 결합시켜 놓았기 때문에 실리카겔과 강도가 비슷항 실리카겔만큼이나 흡착식냉각시스템에 오래 사용 가능.4)연 700,000M$ 규모의 세계 흡착식 공조기기 시장 진출5)오존층 파괴 공조기기인 압축식 냉각장치를 대체함으로써 환경의 질 개선.6)폐열 활용에 의한 에너지 사용 효율화 도모.
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- 한국화학연구원
- 등록일
- 2006-11-08
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화학공정 > 흡착 공정 기술
*원리 및 구성본 발명은 3A형 제올라이트 입상 성형체와 이의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 제올라이트에 나트륨 실리케이트 수용액을 특정량 분무 배합하여 입상화한 다음 분급하고 일정 크기 이상의 입경을 가지는 입상 조성물은 칼륨염 수용액 처리한 후 탈수하여 3A형 제올라이트 입상 성형체를 제조하며, 상기 입경 범위를 벗어나는 입상 조성물은 다시 입상화 과정으로 재순환하는 과정으로 이루어지도록 구성함으로써, 기존의 제조공정과는 달리 제올라이트 분말을 입상화하기 이전에 나트륨형 제올라이트를 3A형의 칼륨 제올라이트로 전처리하는 공정이 생략되어 더욱 간단한 공정으로 이루어지며, 또한 기존의 입상화 과정에서 제올라이트의 기계적 강도를 증가시키기 위하여 사용하던 점토계 무기 결합제의 첨가없이 제올라이트 분말에 순수한 수용성 나트륨 실리케이트를 사용하여 입상화한 다음 칼륨 실리케이트를 형성시킴으로써 중합 및 부반응이 억제될 뿐만 아니라 입상 성형체의 결합력과 내마모성 등의 기계적 물성과 수분에 대한 선택적 흡착능이 보다 우수하여 특히 반도체 및 정밀화학 공정의 수분 흡착제로 사용될 경우 더욱 효과적으로 작용하는 진보된 3A형 제올라이트 입상 성형체와 이의 제조방법에 관한 것이다.*종래기술기존의 수분 흡착제는 제올라이트 분말에 입상화시키는 과정에서 기계적 강도를 증가시키기 위해 점토계 무기 결합제를 첨가.*특징 및 장점1)점토계 무기 결합제의 첨가없이 제올라이트 분말에 결합제로서 수용성인 순수한 나트륨 실리케이트 수용액만으로 입상화시킴, 2)입상화시키기 전에 나트륨(Na)형 제올라이트를 칼륨(K) 제올라이트 분말(3A형)로 전환시키는 기존의 전처리 공정을 생략할 수 있는 잇점.3)입상화 후 칼륨 실리케이트를 생성시킴으로써 입상 조성물의 결합력과 내마모성이 우수한 제품을 얻을 수 있음.4)결합제에 의하여 흡착성능이 저하되지 않고 비교적 낮은 온도에서 활성화시킴으로써 기존 공정에 비해 에너지 비용이 절감.5)기존 점토류와 같은 결합제 사용으로 인해 탄화수소 함유가스 탈습 공정중에 발생되는 중합 및 부반응 등을 칼륨 실리케이트인 불활성 성분의 결합제로 대체함으로써, 결합제 및 불순물에 의해 유도되는 중합 및 부반응은 배제되고, 선택적 수분 흡착만이 가능. 즉. - 제조공정이 단순하고 - 경제적일뿐만 아니라, - 내마모도가 우수하며 - 불활성 성분의 결합제 사용으로 인하여, 선택적인 수분 제거만이 필요하며 중합 및 부반응이 배제되어야 하는 탄화수소 함유 가스 탈습 공정의 흡착제로서 유용.하다.
- 보유기관
- 한국화학연구원
- 등록일
- 2006-11-27
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일반기술
화학공정 > 흡착 공정 기술
*원리 및 구성본 발명은 우수한 항균 특성을 지닌 활성탄소 및 이의 제조방법에 관한 것으로서, 본 발명의 방법에 따라 활성탄소에 항균 활성을 부여하기 위해 활성탄소에 전이금속을 전해도금시켜 제조한 활성탄소/전이금속 흡착제는 비표면적이 크고, 인체에 무해하며, 유기 및 무기 오염물질의 제거능력이 높을뿐만 아니라 항균활성을 나타내는 활성화 자리가 외부로 노출되어 있어 기존의 항균 활성탄소보다 세균 및 미생물에 대한 항균 활성이 우수하다.*배경현대 산업의 급속한 발달에 따라 환경오염에 대한 관심이 집중되고 있는 가운데 활성탄소(activated carbons, ACs)는 넓은 비표면적을 가지고 있어 흡착용량이 크며, 발달된 미세공이 세공표면에 노출되어 있어 흡착속도가 빠른 장점을 가지고 있기 때문에 오염물질의 제거 능력이 높을뿐만 아니라 경제적, 환경 친화적인 측면에서도 유리하다. 특히, 활성탄소는 안정성과 재생성이 좋고 가공이 용이하여 분말상, 조립상 또는 섬유상등의 형태로 만들어져 용매회수, 공업제품의 정제, 오·폐수의 정수 처리시설, 소각시설의 유해 배기가스의 흡착 및 제거 장치 등에 널리 사용되고 있다. 각종 유·무기 오염원에 대해서 뿐만 아니라 세균 및 미생물로 오염된 기체나 액체는 활성탄소섬유 층을 통과하면서 오염 물질이 고체상태로 탄소 표면에 부착되는데, 표면에서 일어나는 이러한 현상을 흡착이라 하며, 이 흡착 성능은 활성탄소의 기공 구조, 표면적, 입자 크기, 표면 에너지 등에 의해 결정된다고 알려져 있다.*종래기술활성탄소에 흡착된 오염물질 중 세균과 같은 미생물들은 활성탄소 자체를 2차 오염원으로 만들 수 있기 때문에 최근에는 활성탄소의 항균처리에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.활성탄소에 항균성을 부여하기 위한 방법으로는, 은(Ag), 구리(Cu), 니켈(Ni) 및 철(Fe)과 같은 전이금속을 사용하거나(A. Oya et al., Carbon 31, 71 (1993)), 또는 세틸피리디늄(cetylpyridinium) 등과 같은 4급 암모늄염을 사용하는 방법(P.Herrera et al., Veterinary Microbiology 74, 259 (2000))이 있다. 특히, 전이금속은 오랫동안 학계에서 생물에 대해 반응성이 큰 물질로 알려져 있으며, 진핵생물(eukaryote)의 세포에 대해서는 거의 독성을 나타내지 않으나, 원핵생물(prokaryote)에 대해서만 선택적인 독성을 나타내므로, 은, 구리, 니켈, 철 등과 같은 전이금속은 활성탄소의 항균성 도입에 이용할 수 있는 적합한 소재이다.예를 들면, 한국 특허출원 제 1999-18742 호 및 한국 특허출원 제 1999-21844 호에는 항균성 활성탄소를 제조하는 방법이 개시되어 있는데, 이는 활성탄소 섬유 전구체에 항균 활성을 갖는 금속 물질을 첨가한 후 탄화 및 활성화 공정을 거쳐 항균 활성탄소 섬유를 제조하는 것으로, 구체적으로는 활성탄소 섬유 전구체에 은화합물을 첨가하고, 석유피치나 페놀수지에 금속화합물을 섞어 안정화를 거쳐 탄화시킨 후, 최종적으로 활성화시켜 금속을 함유한 활성탄소를 제조하는 방법에 관한 것이다. 그러나, 이러한 기존의 방법은 전구체로부터 작업해야 하는 불편함이 따르며, 또한 보통 세균 크기가 0.2 내지 80 ㎛ 정도인 것을 고려해 볼 때, 이러한 방법으로 제조된 활성탄소는 항균활성은 갖지만 항균활성에 기여하지 못하는 기공 내부나 섬유 속에도 상당부분 도입된 금속이 존재하기 때문에 낭비가 심한 단점이 있다.*특징 및 장점1)높은 흡착특성은 거의 그대로 유지하면서도 나노크기의 전이금속 입자가 외부로 돌출된 형태를 가짐.2)상대적으로 활성점이 증가되어 그람 음성균인 대장균과 그람 양성균인 포도상구균 모두에서 강한 항균활성을 나타냄.3)항균특성을 함유한 기상 및 액상용 흡착제로 유용하게 활용.
- 보유기관
- 한국화학연구원
- 등록일
- 2006-11-27
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화학공정 > 흡착 공정 기술
*원리 및 구성본 발명은 이미 생산되어있는 활성탄소를 전이금속인 Cu, Ag, Cr을 전해도금법을 통하여 동시에 도입하여 Cu/Ag/Cr/활성탄소 흡착제를 생산하는 것으로 높은 흡착특성을 거의 그대로 유지하면서 HCl을 포함하는 독성가스에 높은 제거율을 나타내는 흡착제의 제조방법에 관한 것이다. *배경현대 산업의 급속한 발달에 따라 환경오염에 대한 관심이 집중되고 있는 가운데, 활성탄소 (activated carbons, ACs)는 넓은 비표면적을 가지고 있어 흡착용량이 크며 발달된 미세공이 세공표면에 노출되어 있어 흡착속도가 빠른 장점을 가지고 있기 때문에 오염물질의 제거 능력이 높을 뿐만 아니라 경제적, 환경 친화적인 측면에서도 유리하다. 특히, 활성탄소는 안정성과 재생성이 좋고 가공이 용이하여 분말상, 조립상 또는 섬유상 등의 형태로 만들어져 용매회수, 공업제품의 정제, 오·폐수의 정수 처리시설, 소각시설의 유해 배기가스의 흡착 및 제거 장치 등에 널리 사용되고 있다. 한편, 최근에는 세계 각 국에서 일어나는 테러사건으로 인해 화학무기에 대한 위기감이 고조되고 있다. 활성탄소는 많은 학술지에서 각종 산업가스 및 독성가스 제거에 높은 효율을 나타내는 것으로 보고된 바 있다.*종래기술활성탄소를 이용하여 각종 독성가스를 제거하기 위한 방법으로, 활성탄소의 팩킹 방법, 각종 전이금속 용액을 이용하여 첨착활성탄소를 만드는 방법 (Applied Chemistry 5(2):292-295, 2001), 및 전구체 상태에서 전이금속을 도입한 후 탄화 및 활성화하여 금속이 도입된 활성탄소를 제작하는 방법 (HWAHAK KONGHAK 39(1):54-58, 2001) 등이 사용되어 왔다. 그러나, 이러한 방법은 독성가스 제거에 한계가 있으며 특히 첨착법은 활성탄소의 높은 비표면적을 유지시키지 못하는 단점을 가진다. 또한, 전구체 상태에서 혼합할 경우 기존에 제작된 활성탄소를 사용하지 못하고, 생산체계를 크게 변경시켜야 하는 문제가 따른다. 무엇보다 이러한 경우 활성점이 되는 전이금속이 섬유내부에 존재하게 되어 전이금속의 손실이 크다.*특징 및 장점1)활성탄소의 높은 흡착특성은 그대로 유지.2)기공내부나 섬유 속에 존재하는 전이금속을 최소화시킴.3)전이금속이 외부로 돌출된 형태를 유지.4)HCl과 같은 독성가스의 제거에 우수한 특성을 갖는 Cu/Ag/Cr/활성탄소 흡착제를 제조.
- 보유기관
- 한국화학연구원
- 등록일
- 2006-11-27
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일반기술
화학공정 > 흡착 공정 기술
*원리 및 구성본 발명은 구형 활성탄의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 핏치를 구형화, 산화, 탄화 및 활성화하는 일련의 공정을 거쳐 구형 활성탄을 제조하는 일반적 제조방법을 실시함에 있어 상기한 핏치를 일정 크기로 분쇄하여 계면활성제 수용액내에서 교반 속도 및 간단한 온도구배 조건을 두어 구형입자로 성장시키는 구형화 공정을 수행함으로써 구형입자의 입도 크기 및 분포제어가 용이하므로 원하는 크기의 구형 활성탄 수율을 대폭 개선시킬 수 있을 뿐만 아니라 제조된 활성탄의 구형도 및 물리적 강도가 우수하여 액상과 기상에서 효율적으로 사용할 수 있는 등의 장점을 가지는 구형 활성탄의 새로운 제조방법에 관한 것이다.*배경활성탄은 뛰어난 흡착특성을 지니고 있어 액상이나 기상에서 불순물을 제거하는 용도로 널리 사용되고 있다. 활성탄은 분말상과 입상으로 구분되는데, 분말상 활성탄의 경우 흡착 조작이 이루어지는 과정에서 분진이 발생하거나 불순물을 제거하는 용액을 탄분으로 검게 오염시키는 문제가 발생한다. 이에, 입상 활성탄의 개발이 요구었으나 파쇄상 또는 점결제를 사용한 조립 활성탄의 경우 흡착 조작에서 활성탄의 표면에 가해지는 마찰에 의해 결국은 분말상 활성탄과 마찬가지로 이차적인 오염이 발생하는 문제가 여전히 남아있다.*종래기술Katori 등이 점결제를 첨가하지 않고 핏치를 원료로 사용하여 구형 활성탄을 제조하는 공정 [미국특허 제3,909,449호]을 처음 개발한 이래로 구형 활성탄은 폭 넓은 응용 범위와 수요가 발생하고 있다. 구형 활성탄은 분진 등과 같은 이차 오염의 발생이 매우 적어 용액을 정제하는 등에 효율적으로 사용될 수 있고, 특히 분진의 발생이 극한적으로 억제되는 혈액정제 등의 의학용으로도 사용될 수 있다.지금까지 개발된 핏치를 구형화하는 일반적 방법에서는 핏치를 용융시켜 고속 회전 상태의 수중에 투입하여 구형하고 하고 있으나, 이 방법에 따르면 입도 제어가 어려워 균일한 입도 분포를 갖는 구형 활성탄을 얻을 수 없다. 또한, 핏치를 가압하여 압출한 후 일정한 길이로 절단하고 수중에서 구형화하는 방법이 공지되어 있으나[미국특허 제4,371,454호 및 제4,420,443호], 이 방법의 경우 효과적으로 수율을 증가시킬 수 있으나 공정 자체가 다단계로 복잡하여 대량 생산 등에 장애 요인이 된다.*특징 및 장점본 발명은 핏치를 구형화, 산화, 탄화 및 활성화하여 구형 활성탄을 제조하는 방법에 있어서, 상기 구형화는 핏치 분말(60 메쉬 이하)을 0.1 ∼ 1.0 % 농도의 계면활성제 수용액에 현탁하여 200 ∼ 800 rpm의 교반속도로 교반하면서 75 ∼ 95 ℃ 온도로 10 ∼ 30분 동안 유지시킨 후 20 ∼ 40 ℃ 온도로 냉각하는 온도구배 조건을 두면서 25 ∼ 45메쉬 크기의 구형입자로 성장시키는 과정으로 구성되는 구형 활성탄의 제조방법을 그 특징으로 한다.1)핏치를 전처리한 후 간단한 방법으로 분쇄하고 그대로 현탁액 상에서 응집시켜 균일한 입도로 제어할 수 있는 구형화 방법을 제시함.2)종래의 방법에 비하여 원하는 크기의 구형 활성탄 수율을 대폭 개선.3)제조 단가를 절감 시킬 수 있는 효과.
- 보유기관
- 한국화학연구원
- 등록일
- 2006-11-27
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일반기술
화학공정 > 흡착 공정 기술
*원리 및 구성본 발명은 킬레이트 관능기를 도입하여 중금속 흡착능을 향상시킨 고기능성 활성탄소섬유 및 이의 표면처리 방법에 관한 것이다.*배경 - 산업이 급속히 발전함에 따라 자연환경의 오염이 심각한 문제로 대두되고 있는 가운데, 특히 공장폐수나 생활하수에 존재하는 중금속은 먹이사슬을 거치면서 축적되어 인간에게 심각한 문제를 야기하고 있다. 이러한 중금속 흡착제 중에 하나인 활성탄소섬유는 기공구조가 거의 미세기공으로 이루어져 그 흡착 표면적이 넓어 흡착 용량이 크고, 내부 기공이 모두 외부표면으로 직접 연결되어 있어서 흡착 속도가 빠르고 가공이 용이하여 흡착제로서 유용한 소재로 각광받고 있다. - 흡착제는 크게 물리적 흡착제와 화학적 흡착제로 나눌 수 있다. 물리적 흡착제로는 활성탄이나 제올라이트 등이 주로 사용되고 있는데, 이들은 가격이 저렴하고 사용이 간편하지만 암모니아 가스, 황화수소, 질소산화물 등과 같은 유해가스 성분에 대한 흡착능력이 낮고 대부분 입상으로 성형 가공면에서 한계가 있다. 따라서, 이러한 단점을 보완하기 위해 흡착제 등에 관능기를 도입하고자 하는 연구가 활발히 진행되고 있다.*종래기술기존의 중금속 흡착의 방법은 일반적으로 화학적 침전, 응집, 이온교환, 용매추출, 역삼투, 그리고 생물학적 처리 등을 이용하여 중화시키거나 또는 금속 수화물로 침전시켜 중금속을 제거하고 있으며, 활성탄, 실리카겔, 석영 혹은 수화된 금속 산화물 등을 이용한 금속 이온의 흡착에 대한 실험들도 수행되고 있다. 이 중 활성탄 흡착법이 제거 효율이나 경제적인 면에서 가장 효율적인 방법으로 이용되어 왔으나 활성탄의 형태가 입상이나 분말상으로 제한된 비표면적과 넓은 세공분포로 인해 미량의 흡착 분리나 다성분 혼합물의 선택 흡착에 한계가 있을 뿐만 아니라 흡착설비가 대형화되고 장치 운전시 편류 현상과 급격한 압력 손실이 발생하는 단점이 있다.*제조방법 상의 특징본 발명은1) 활성탄소섬유를 불소 표면처리 하여 표면상에 라디칼을 생성시키는 단계;2) 생성된 라디칼을 반응 개시점으로 하여 활성탄소섬유에 반응성 단량체를 도입하여 그래프트 중합반응시키는 단계; 및 3) 그래프트 중합된 활성탄소섬유에 킬레이트 관능기를 도입하는 단계를 포함한다. *특징 및 장점1)간단하면서도 단시간의 불소 표면처리로 라디칼이 생성됨.2)그래프트 중합반응 및 킬레이트 관능기 도입으로 활성탄소섬유의 높은 비표면적은 그대로 유지하면서 중금속 흡착능은 향상됨.3)고기능성 흡착제로 유용.
- 보유기관
- 한국화학연구원
- 등록일
- 2006-11-27
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화학공정 > 흡착 공정 기술
본 발명은 마이크로 채널에 시간 주기적 전기장을 걸어서 전기 삼투 흐름을 카오스적으로 교란하여 유체를 혼합하는 방법을 제공한다.; 상기 전기장의 적정 진폭 및 진동수를 찾아 마이크로 채널에 시간 주기적 전기장을 걸어 주어 유체의 혼합 효율을 향상시킬 수 있다. 이는 기존의 마이크로 채널의 형태에만 의존하던 시료의 혼합을 전기 역학적 방법으로 전환함으로써 채널 형태의 변형에 따른 부가적인 비용, 혼합시간, 시료의 양 등을 절약하는 결과를 얻어 마이크로 채널을 포함하는 마이크로칩의 상용화에 크게 기여할 것이다. 채널 표면의 전위가 주기적으로 비균일한 마이크로 채널에 시간 주기적 전기장을 주어 전기 삼투 흐름을 카오스적으로 교란하는 단계를 포함하며, 상기 시간 주기적 전기장이 하기 수학식 1의 전기장을 사용하는 것을 특징으로 하는 유체 혼합 방법: <수학식 1> [IMAGE 10] 식중, a는 진폭, ω는 진동수를 나타낸다.
- 보유기관
- 포항공과대학교
- 등록일
- 2007-08-10
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화학공정 > 흡착 공정 기술
본 발명은 전기삼투 현상을 이용하여 미세 액적의 흔적을 제어하는 발명이다. 미세 전극을 이용한 전기삼투 흐름을 액적 내부에 유발시켜 증발 후의 액적 흔적을 균일하게 분포하도록 하여 DNA 또는 단백질 칩등의 분석의 효율을 높일 수 있다. 이는 분석 시간과 시료의 양을 줄임으로써 분석 장비 경제화에 크게 기여할 것이다. 기판 상의 스팟주위에 형성된 원형 전극과 스팟중심에 형성된 점 전극, 그리고 상기 원형띠 전극과 점 전극에 연결된 패드들을 포함하고, 상기 패드를 통해 전위차를 걸어주어 스팟상 액체 시료내에 방사형 전기 삼투 유동을 유발시키는 것을 특징으로 하는 미세 액적 흔적 제어장치.
- 보유기관
- 포항공과대학교
- 등록일
- 2007-08-10
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일반기술
화학공정 > 흡착 공정 기술
<기술의 개요>본 발명은 에틸렌 제거용 흡착제 및 그의 제조방법에 관한 것으로, 실리카와 알루미나가 일정 성분비로 포함되며 X-선 회절 패턴에 의하여 특정되는 결정구조를 갖는 고상 담체에 활성성분이 담지된 것으로서, 종래에 비해 흡착성능 및 흡착 유지력이 향상되며, 특히 에틸렌 제거 효과가 우수하여 농수산물 신선도 유지에서부터 공해 발생 산업현장에 이르기까지 여러 분야의 소재로 활용 가능한 에틸렌 제거용 흡착제와 이를 실리카, 알루미나, 황산나트륨 등을 선택적으로 실온에서 혼합한 후 건조하는 간단한 방법으로 제조할 수 있는 방법에 관한 것이다.<기술의 특징 및 장점>본 기술에 따라 제조한 흡착제는 에틸렌에 대한 빠른 흡착성능 및 흡착성의 유지력이 우수하여, 농수산물 신선도 유지에서부터 공해 발생 산업현장에 이르기까지 여러 산업 분야의 소재로 사용이 가능한 효과를 기대 할 수 있다.
- 보유기관
- 한국화학연구원
- 등록일
- 2007-12-12
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화학공정 > 흡착 공정 기술
하이드록시아파타이트(HAp)를 초음파를 사용하여 물에 분산시키고 여기에 폴리비닐알코올(PVA)를 용해시켜 PVA/HAp 혼합용액을 만들고 이를 동결시킨 후 상온에서 용해시켜 산업 오폐수나 식품중의 중금속을 효과적으로 흡착 제거할 수 있는 PVA/HAp 복합 동결융해 겔(Cryogel) 흡착재를 제조하는 방법에 관한 것으로, 기존의 소재보다 흡착성이 우수하면서 형태적으로 안정한 다공성 겔 형태를 제조하는 기술임.본 기술의 핵심은 HAp를 물과 혼합시킨 후 교반공정을 거치지 않고 30분간의 초음파(35KHz)로 처리하여 분산시키고, 여기에 PVA를 가하고 비교적 낮은 온도(86℃)에서 2시간 동안 가열하여 용액의 균일화를 달성하고, 이를 -20℃에서 24시간 방치하여 동결시킨 후 20℃에서 융해시키는 과정을 3회 반복하는 것이며, 간단한 변화에 의하여 다양한 물성과 크기, 형태로 제조하는 방법이 제시되어 있음.기술적인 근거는 V. L. Lozinsky, Enzyme and Microbial Technology, 23, 227~242(1998)이며, PVA 동결융해 겔이 그 특성을 이용하여 약물이나 미생물 고정화에 쓰이는 것에 착안하고, 하이드록시아파타이트의 특성을 접합시킨 것으로 기술적으로는 우수한 것으로 판단되어지나, 보다 객관적인 검증이 필요하다.
- 보유기관
- 경북기술이전센터
- 등록일
- 2007-12-13
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일반기술
화학공정 > 흡착 공정 기술
알미늄 소재 표면처리(Anodizing)시 생성되는 피막 층 내부의 약 50 x 10 / cm2 개소에 은(Ag)을 첨가하는 기술효과 : 전자파 차폐, 항균기능, 원적외선 방출본 기술의 우수성(일반적인 은도금 대비) ① 색상의 다양성 (일반적인 은도금은 단일색상) ② 탈색성 (영구적인 색상 유지) ③ 피막층에 은(Ag) 이외 금속 첨가 가능 等
- 보유기관
- 대구기술이전센터
- 등록일
- 2008-08-27
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일반기술
화학공정 > 흡착 공정 기술
* 금속수소화물 및 수소동위원소간의 상이한 흡착효과를 이용한 저온부 및 고온부로 구성된 다단의 흡착공정을 경유하여 삼중수소화 중수로부터 삼중수소를 분리하는 방법.* 종래 사용되던 중수 제조 공정의 문제인 에너지 과잉 소비, 영하 250℃의 초저온에서 삼중수소와 중수소를 분리함에 따른 증류탑 내의 기술적 문제, 삼중수소화 중수가 백금 촉매탑에서 200℃의 과열 증기로 누설되거나, 초저온의 상실 등의 원인으로 고압 삼중수소가 누설되어 발생되는 환경 오염 및 방사능 피폭의 위험을 줄이고, 수소동위원소 분리공정의 단순화, 비용의 절감 및 방사 화학적 안정이 보장되는 수소동위원소 분리방법의 개발.* 본 기술은 저온부와 고온부를 포함하여 구성되며 그 내부에 금속수소화물이 고정되어 있는 반응기에, 유동하는 수소 기체를 로타리 밸브를 통해 투입하여 수소 기체로부터 수소동위원소를 흡착하여 분리해 내는 것을 특징으로 하는 수소동위원소의 분리방법을 제시.
- 보유기관
- 한국원자력연구원
- 등록일
- 2008-12-29
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일반기술
화학공정 > 흡착 공정 기술
*상수, 하수, 폐수 및 대기, 유독가스, 냄새 등을 정화하는데 사용되는 활성탄을 대상으로 활성탄의 흡착능을 향상시키는 방법*방사선을 이용하여 활성탄의 흡착능을 향상시키는 방법을 제공하고자 함.*본 기술은 활성탄에 수증기 또는 질소가스 등을 가하면서 방사선을 조사하여 기존의 활성탄보다 흡착능(요오드 값), 비표면적, 미세공 분포 등을 증가시킴으로써 궁극적으로는 활성탄의 흡착능을 획기적으로 향상시킬 수 있는 방법을 제시함.
- 보유기관
- 한국원자력연구원
- 등록일
- 2008-12-29
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