일반기술

방사선을 이용한 흡착성 활성탄의 제조방법

◦ 본 기술은 상수, 하수, 폐수 및 대기, 유독가스, 냄새 등을 정화하는데 사용되는 활성탄을 대상으로 활성탄의 흡착능을 향상시키는 방법에 관한 것이다.◦ 활성탄은 흡착성이 강해 흡착제로서 널리 이용되고 있다. 일반적으로 활성탄은 기체나 증기를 흡착하여 가스를 정재하거나 용제를 회수하는 용도로 이용될 수 있고, 액체와 혼합하여 용액을 정제하거나 탈색하는 용도로도 이용될 수 있다. ◦ 현재, 우리나라의 경우 흡착능이 우수한 양질의 활성탄을 제조하기 위해 필요한 대부분의 원료를 수입에 의존하고 있다. 따라서, 기존의 활성탄에 흡착능을 향상시키는 방법을 개발하게 되면, 활성탄의 사용기간이 연장되므로 오래 사용할 수 있고, 궁극적으로는 원자재의 수입을 감축시켜 경제적으로 큰 이득이 된다.◦ 종래의 활성탄의 흡착성 향상을 위해서 열분해 및 수증기 등에 의한 활성화 방법이 이용되어 왔는데, 상기 방법은 약 800-1100℃의 고온에서 약 3-4시간 처리하는 방법이다. 그러나, 상기 종래의 방법은 열분해 과정의 한계로 인하여 활성탄 원료가 지니고 있는 잠재적인 흡착능을 충분히 살리지 못하였다.◦ 본 기술은 상기 종래기술의 단점을 보완하여, 활성탄에 방사선을 조사함으로써 흡착능을 대폭 향상시킨 새로운 활성탄의 제조가 가능하다.◦ 활성탄의 흡착능력을 향상시키기 위한 방법으로 상기 종래 방법 중 암모니아 처리를 통한 활성탄의 흡착능 향상방법이 있는데(특허 제86825호), 상기 방법의 경우 유독 가스의 하나인 암모니아를 사용하기 때문에, 별도의 폐수 또는 폐기의 처리방법이 필요하고, 흡착능 향상 정도가 본 기술에 비하여 떨어지는 단점이 있으며, 다른 방법으로 무기 물질, 합성 폴리메릭 탄소 전구체, 및 황 및/또는 상기 탄소 전구체와 혼화되지 않고 반응성이 없는 기름일 수 있는 흡착증진 첨가제를 제공하는 단계, 흡착증진 첨가제를 접촉시켜 상기 탄소 전구체를 포함하는 무기 물질과 상기 물질을 코팅시키는 단계, 상기 탄소 전구체를 경화 및 탄화시키는 단계, 및 상기 물질상에 활성탄의 코팅을 생성하고 활성탄 바디를 형성하기 위해 상기 탄소를 활성화시키는 단계를 포함하는 활성탄 바디 및 이의 제조방법이 있는데(대한민국 공개특허 제1997-25695호), 상기 기술의 경우 공정이 매우 복잡하고 흡착성능이 본 기술만큼 뛰어나지는 않다. 한편, 특허 제102661호는 불규칙 배열된 탄소 미세결정 및 탄소 미세결정 사이의 틈 중의 연화되기 어려운 가교 격자로 구성된 흑연화되기 어려운 탄소로 구성되고, 연필 경도가 B~6B이고, 공극 크기가 100~400Å이며, 비표면적이 150~500m2/g이고, 공극 부피가 1.3~5.0ml/g인 활성탄에 관한 것인데, 상기 활성탄은 통상의 활성탄보다 경도가 낮고 비표면적이 작으며, 공극 부피와 공극의 크기가 통상의 활성탄보다 큰 것을 특징으로 한다. 상기 활성탄은 통상의 활성탄보다 탈취 및 탈색 작용을 나타내는데, 발명자는 이는 큰 공극 크기 및 공극 부피에 기인한 현상이라고 주장하고 있다. 상기 활성탄은 폐타이어의 연소를 통해 제조되는데, 통상의 활성탄과는 다양한 목적으로 사용되기는 곤란하다.◦ 본 기술의 활성탄 흡착능 향상방법은 이미 제조된 활성탄에 방사선만 조사하면 되므로, 매우 간단한 방법으로 수행되며, 방사선 조사량을 증가시킴으로써 흡착능을 더욱 향상시킬 수 있다. 방사선은 2-4분 정도의 짧은 시간내에도 방사선을 조사한 물체의 내부 온도를 급격히 고온으로 올릴 수 있어 기존 방법이 지닌 열분해 방법의 한계를 극복할 수 있을 뿐만 아니라 방사선 조사 중의 산소의 차단이 용이하여 활성탄의 흡착능을 향상시키는 과정중 발생할 수 있는 원료의 연소를 방지할 수 있다.