Production Technology Of Carbon Molecular Sieve

炭素モレキュラーシーブ(CMS)はガス分離と浄化過程のための多孔質材料である。これらは、通常、有機ポリマーまたは炭素前駆体を炭化し、その後活性化して高度多孔質構造を生成することによって製造される。以下にこの過程の大まかな輪郭を示す

1.炭素前駆体の選択：第1のステップは、適切な炭素前駆体を選択することである。一般的な前駆体は、フェノール樹脂、ポリアクリロニトリル(PAN)、またはヤシ殻または木材などの様々な天然源を含む有機ポリマーを含む。

2.炭化：選択された前駆体材料は、不活性雰囲気(例えば、窒素またはアルゴン)で高温(一般に500°C~1000°C)で炉内で加熱される。この過程で揮発性成分を除去し，分子構造を再配列し，炭素リッチ材料を形成した。

3.活性化：炭化後、生成された材料が活性化され、炭素構造中に気孔が生成される。活性化は物理的または化学的方法で行うことができる。

A.物理活性化：これは、蒸気または二酸化炭素のような高温下の活性化剤に炭化材料を曝露することに関する。このガスは炭素表面と反応して気孔を形成する。代替的に、物理的活性化は、後に除去され、気孔を残すテンプレート材料を使用することを含むことができる。

化学活性化：化学活性化では，炭化材料を活性化剤で処理し，通常リン酸や水酸化カリウムのような酸化剤である。酸または塩基は炭素と反応して気孔や表面官能基を形成する。

4.洗浄乾燥：炭素材料を活性化した後、完全に洗浄し、任意の残留活性化剤または副生成物を除去する。乾燥させて余分な水分を除去します

5.サイズおよび成形(オプション)：CMS材料は、所望の用途に応じて、所望の粒子サイズに粉砕または粉砕することができ、または粒子またはビーズなどの特定の形態に成形することができる。

6.特徴づけ：最終CMS生成物を、窒素吸着/脱着分析、走査型電子顕微鏡(SEM)およびX線回折装置(X線回折装置)を用いて特性化して、その孔構造、比表面積、および他の性能を決定する。

適切なプロセスパラメータ(例えば、温度、時間、および活性化剤タイプ)は、特定の前駆体材料および所望の炭素モレキュラーシーブ性能に応じて変化することができることに留意されたい。また，活性化方法の選択(物理的または化学)もCMS材料の最終特性に影響する。