炭素繊維の不融化・炭化反応の制御による高性能分子ふるい炭素の製造

控制碳纤维的不熔性和碳化反应生产高性能分子筛碳

基本信息

  • 批准号:
    07650923
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 1.22万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
  • 财政年份:
    1995
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    1995 至 无数据
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

活性炭素繊維(ACF)の製造工程の中でピッチ繊維を不溶・不融の繊維にする不融化工程は最も時間がかかり、価格を押し上げる原因となっている。また充填密度が0.1cc/gと非常に低いために充填密度を上げる方法の開発が望まれている。そこで本研究では、従来の空気酸化法を使用しない新しい不融化法とACFの充填密度を向上させる方法の開発を目的とした。1.硝酸酸化法による新規不融化法の開発 原料としては石油系の等方性ピッチ繊維(繊維径15μm、軟化点260℃)を用いた。6N HNO3水溶液中25℃で処理したピッチ繊維を窒素気流中10℃/minで900℃まで昇温して炭化した繊維を電子顕微鏡で観察したところ、繊維が溶融・融着している様子はなかった。このことから硝酸による液相酸化法によって不融化が達成できることが明らかになった。2.ACF/フェノール樹脂コンポジットによる高密度活性炭素繊維の製造 95℃のオイルバス中でフェノール、ホルムアルデヒド、アンモニア水と混合し、フェノール樹脂の合成を行い、1時間後に活性炭素繊維を加えた(ACF/フェノール=0.4)。得られた樹脂を粉砕、分級(粒子径1mm)し、窒素気流中流動層を用いて900℃まで昇温し、炭化した。このようにして得られたコンポジットは強度、密度ともに非常に高いものであった。また、iso-C4H10の吸着を行ったところ、フェノール樹脂のみの炭化物では全く吸着したかったが、コンポジットには吸着した。これはコンポジット内でACFの細孔はフェノール樹脂によって閉塞されておらず、ACFの細孔構造が反映されていることを意味する。これは、フェノール樹脂合成時初期にフェノールが重合して分子量が大きくなり、ACFの細孔に進入することができなくなったためと考えられた。このようにフェノール樹脂の合成時にACFを加えることで、ACFの細孔構造を生かしながら高密度化することに成功した。
Activated carbon 繊 d (ACF) の manufacturing engineering の で ピ ッ チ 繊 d を insoluble, don't melt の 繊 d に す る don't melt engineering は most も time が か か り, 価 を on し げ る reason と な っ て い る. ま た filling density が 0.1 cc/g と very low に い た め に packing density on を げ る method の open 発 が hope ま れ て い る. そ こ で this study で は, 従 の empty 気 を acidification method using し な new し い い don't melt method と ACF の filling density を upward さ せ る method の open 発 を purpose と し た. 1. Nitric acid acidification method に よ る new rules don't melt method の open 発 materials と し て は oil is の isotropic ピ ッ チ 繊 d (繊 d diameter 15 microns, softening point 260 ℃) を with い た. 6 n HNO3 solution at 25 ℃ で 処 Richard し た ピ ッ チ 繊 d を smothering element 気 flow in 10 ℃ 900 ℃ / min で ま で warming し て carbonized し た 繊 d を electronic 顕 micromirror で 観 examine し た と こ ろ, 繊 d が melt, melt the し て い る others child は な か っ た. こ の こ と か ら nitrate に よ る liquid acidification method に よ っ て not melt が achieve で き る こ と が Ming ら か に な っ た. 2. ACF / フ ェ ノ ー ル resin コ ン ポ ジ ッ ト に よ る high density activated carbon 繊 d の manufacturing 95 ℃ の オ イ ル バ ス in で フ ェ ノ ー ル, ホ ル ム ア ル デ ヒ ド, ア ン モ ニ ア と water mixed し, フ ェ ノ ー の ル resin synthesis を い, after 1 time に activated carbon 繊 d を plus え た (ACF / フ ェ ノ ー ル = 0.4). The られた resin を powder 砕 is obtained, graded (particle size 1mm) <s:1>, and the flow layer in the inert gas flow を is heated by まで て て at 900℃まで and then carbonized by <s:1> た た. The strength and density of the られたコ ように て て are very に high and であった であった であった であった であった であった. ま た, iso - C4H10 の sorption を line っ た と こ ろ, フ ェ ノ ー ル resin の み の carbon で は full く sorption し た か っ た が, コ ン ポ ジ ッ ト に は sorption し た. Within こ れ は コ ン ポ ジ ッ ト で ACF の pores は フ ェ ノ ー ル resin に よ っ て occlusion さ れ て お ら ず, ACF の pores structure が reflect さ れ て い る こ と を mean す る. こ れ は, フ ェ ノ ー ル resin synthesis was initially に フ ェ ノ ー ル が overlap し て が large molecular weight き く な り, ACF の pores に into す る こ と が で き な く な っ た た め と exam え ら れ た. こ の よ う に フ ェ ノ ー の ル resin synthesized に ACF を plus え る こ と で, ACF の pores structure を raw か し な が ら limited す る こ と に successful し た.

项目成果

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    $ 1.22万
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