JP2003002623A - 膨脹黒鉛の製造方法 - Google Patents
膨脹黒鉛の製造方法Info
- Publication number
- JP2003002623A JP2003002623A JP2001306283A JP2001306283A JP2003002623A JP 2003002623 A JP2003002623 A JP 2003002623A JP 2001306283 A JP2001306283 A JP 2001306283A JP 2001306283 A JP2001306283 A JP 2001306283A JP 2003002623 A JP2003002623 A JP 2003002623A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- graphite
- gas
- sulfuric acid
- expanded graphite
- expanded
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 168
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 165
- 239000010439 graphite Substances 0.000 title claims abstract description 165
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 37
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims abstract description 25
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 24
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 claims abstract description 24
- HIFJUMGIHIZEPX-UHFFFAOYSA-N sulfuric acid;sulfur trioxide Chemical compound O=S(=O)=O.OS(O)(=O)=O HIFJUMGIHIZEPX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 24
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 16
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 claims abstract description 15
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 claims abstract description 10
- 238000012856 packing Methods 0.000 claims abstract description 8
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims abstract description 7
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 52
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 26
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims description 17
- 239000012855 volatile organic compound Substances 0.000 claims description 14
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 12
- 235000011121 sodium hydroxide Nutrition 0.000 claims description 4
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 3
- 239000002253 acid Substances 0.000 abstract description 20
- 239000002699 waste material Substances 0.000 abstract description 9
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 abstract description 6
- 239000002994 raw material Substances 0.000 abstract 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 42
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 17
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 12
- 238000009830 intercalation Methods 0.000 description 10
- 230000002687 intercalation Effects 0.000 description 10
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 8
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 8
- 239000003350 kerosene Substances 0.000 description 7
- 229910021382 natural graphite Inorganic materials 0.000 description 7
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N Benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 6
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 5
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000809 air pollutant Substances 0.000 description 4
- 231100001243 air pollutant Toxicity 0.000 description 4
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 4
- VLTRZXGMWDSKGL-UHFFFAOYSA-N perchloric acid Chemical compound OCl(=O)(=O)=O VLTRZXGMWDSKGL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- AKEJUJNQAAGONA-UHFFFAOYSA-N sulfur trioxide Inorganic materials O=S(=O)=O AKEJUJNQAAGONA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N Tetrahydrofuran Chemical compound C1CCOC1 WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000013626 chemical specie Substances 0.000 description 3
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 3
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 3
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 3
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 2
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 2
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 2
- 239000000295 fuel oil Substances 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- SIWNEELMSUHJGO-UHFFFAOYSA-N 2-(4-bromophenyl)-4,5,6,7-tetrahydro-[1,3]oxazolo[4,5-c]pyridine Chemical compound C1=CC(Br)=CC=C1C(O1)=NC2=C1CCNC2 SIWNEELMSUHJGO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CONKBQPVFMXDOV-QHCPKHFHSA-N 6-[(5S)-5-[[4-[2-(2,3-dihydro-1H-inden-2-ylamino)pyrimidin-5-yl]piperazin-1-yl]methyl]-2-oxo-1,3-oxazolidin-3-yl]-3H-1,3-benzoxazol-2-one Chemical compound C1C(CC2=CC=CC=C12)NC1=NC=C(C=N1)N1CCN(CC1)C[C@H]1CN(C(O1)=O)C1=CC2=C(NC(O2)=O)C=C1 CONKBQPVFMXDOV-QHCPKHFHSA-N 0.000 description 1
- 102100024522 Bladder cancer-associated protein Human genes 0.000 description 1
- 101150110835 Blcap gene Proteins 0.000 description 1
- 101150000715 DA18 gene Proteins 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- 101100493740 Oryza sativa subsp. japonica BC10 gene Proteins 0.000 description 1
- 238000010306 acid treatment Methods 0.000 description 1
- KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N boric acid Chemical compound OB(O)O KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004327 boric acid Substances 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 1
- 239000003518 caustics Substances 0.000 description 1
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 239000012784 inorganic fiber Substances 0.000 description 1
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000010446 mirabilite Substances 0.000 description 1
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 description 1
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 description 1
- 239000012038 nucleophile Substances 0.000 description 1
- 239000010747 number 6 fuel oil Substances 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- RSIJVJUOQBWMIM-UHFFFAOYSA-L sodium sulfate decahydrate Chemical compound O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.[Na+].[Na+].[O-]S([O-])(=O)=O RSIJVJUOQBWMIM-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N tetrahydrofuran Natural products C=1C=COC=1 YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B32/00—Carbon; Compounds thereof
- C01B32/20—Graphite
- C01B32/21—After-treatment
- C01B32/22—Intercalation
- C01B32/225—Expansion; Exfoliation
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/02—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
- B01J20/02—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
- B01J20/20—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising free carbon; comprising carbon obtained by carbonising processes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2253/00—Adsorbents used in seperation treatment of gases and vapours
- B01D2253/10—Inorganic adsorbents
- B01D2253/102—Carbon
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
- Y02A50/20—Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
- Sealing Material Composition (AREA)
- Fireproofing Substances (AREA)
- Gasket Seals (AREA)
- Treatment Of Liquids With Adsorbents In General (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】容易で費用が節減された膨脹黒鉛の製造方法を
提供する。 【解決手段】発煙硫酸の製造のために硫黄を酸化させて
ＳＯ3ガスを製造する。ＳＯ3ガスを黒鉛と接触させて黒
鉛を酸化させる。酸化された黒鉛を洗浄後、マイクロ波
の照射又は熱処理により、黒鉛を膨脹させる。混合酸を
使用しないため、混合酸廃棄物は排出されない。膨脹黒
鉛中の残留硫黄の量が大きく減少され、優秀な油類吸着
特性を有する。膨脹黒鉛はガスケット、パッキング、ク
ッションシート、保温材及び断熱材の製造原料、また、
揮発性有機物（ＶＯＣｓ）の吸着剤として好ましい。
提供する。 【解決手段】発煙硫酸の製造のために硫黄を酸化させて
ＳＯ3ガスを製造する。ＳＯ3ガスを黒鉛と接触させて黒
鉛を酸化させる。酸化された黒鉛を洗浄後、マイクロ波
の照射又は熱処理により、黒鉛を膨脹させる。混合酸を
使用しないため、混合酸廃棄物は排出されない。膨脹黒
鉛中の残留硫黄の量が大きく減少され、優秀な油類吸着
特性を有する。膨脹黒鉛はガスケット、パッキング、ク
ッションシート、保温材及び断熱材の製造原料、また、
揮発性有機物（ＶＯＣｓ）の吸着剤として好ましい。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は膨脹黒鉛の製造方法
に関する。
に関する。
【０００２】
【従来の技術】黒鉛は炭素原子から構成される六角形構
造が層をなす独特の層状結晶構造である。このような黒
鉛を適切な酸化剤で処理すれば、黒鉛層間にＨＳＯ4 -、
ＮＯ3 -のような化学種が導入されて層間化合物が作られ
る。このような層間化合物が形成された黒鉛を早く加熱
したりマイクロ波を照射すれば、層間に結合された化学
種がガス化されてその圧力により黒鉛が数百倍ないし数
千倍に膨脹される。これと共に層間に挿入可能な化学種
を黒鉛の層状結晶構造間に挿入させた後にこれを熱処理
またはマイクロ波で処理することによって黒鉛を膨脹さ
せる。このように膨脹された黒鉛は０．００３ないし
０．０２ｇ／ｃｍ3の密度を有する。膨脹された黒鉛の
ｃ軸は一般黒鉛のｃ軸より２０ないし４００倍程度拡張
される。
造が層をなす独特の層状結晶構造である。このような黒
鉛を適切な酸化剤で処理すれば、黒鉛層間にＨＳＯ4 -、
ＮＯ3 -のような化学種が導入されて層間化合物が作られ
る。このような層間化合物が形成された黒鉛を早く加熱
したりマイクロ波を照射すれば、層間に結合された化学
種がガス化されてその圧力により黒鉛が数百倍ないし数
千倍に膨脹される。これと共に層間に挿入可能な化学種
を黒鉛の層状結晶構造間に挿入させた後にこれを熱処理
またはマイクロ波で処理することによって黒鉛を膨脹さ
せる。このように膨脹された黒鉛は０．００３ないし
０．０２ｇ／ｃｍ3の密度を有する。膨脹された黒鉛の
ｃ軸は一般黒鉛のｃ軸より２０ないし４００倍程度拡張
される。
【０００３】従来の膨脹黒鉛の製造方法は次の通りであ
る。天然及び熱分解黒鉛を、硫酸と硝酸、硫酸と過マン
ガン酸カルシウム、硫酸と過酸化水素、又は、硫酸と過
塩素酸などの硫酸と酸化剤の混合物で酸化処理し、水で
洗浄し、乾燥後、急激に加熱することによって膨脹黒鉛
が製造される。
る。天然及び熱分解黒鉛を、硫酸と硝酸、硫酸と過マン
ガン酸カルシウム、硫酸と過酸化水素、又は、硫酸と過
塩素酸などの硫酸と酸化剤の混合物で酸化処理し、水で
洗浄し、乾燥後、急激に加熱することによって膨脹黒鉛
が製造される。
【０００４】例えば、日本国特開昭５９−３５０７８号
に記載された膨脹黒鉛成形体の製造方法では５０％硫酸
と６０％過塩素酸を重量比で１００：５で混ぜた混合酸
に沈積させた黒鉛を１０００℃で熱処理することで膨脹
黒鉛が製造される。また日本国特開昭６１−７２６０５
号にはナトリウムとテトラハイドロフランを利用して膨
脹黒鉛を製造する方法が記載されている。これ以外にも
日本国特開昭６２−１７０３３２号、特開昭６３−１３
９０８１号、特開平３−８６５３８号及び特開平４−２
１５０９号には、硫酸と過酸化水素、硫酸と硝酸及びほ
う酸、濃硫酸と濃硝酸などの混酸を酸化剤として使用し
てガスケット用素材、セメントとモルタルの複合材料、
膨脹黒鉛シート等として使用可能な膨脹黒鉛を製造する
方法が記載されている。
に記載された膨脹黒鉛成形体の製造方法では５０％硫酸
と６０％過塩素酸を重量比で１００：５で混ぜた混合酸
に沈積させた黒鉛を１０００℃で熱処理することで膨脹
黒鉛が製造される。また日本国特開昭６１−７２６０５
号にはナトリウムとテトラハイドロフランを利用して膨
脹黒鉛を製造する方法が記載されている。これ以外にも
日本国特開昭６２−１７０３３２号、特開昭６３−１３
９０８１号、特開平３−８６５３８号及び特開平４−２
１５０９号には、硫酸と過酸化水素、硫酸と硝酸及びほ
う酸、濃硫酸と濃硝酸などの混酸を酸化剤として使用し
てガスケット用素材、セメントとモルタルの複合材料、
膨脹黒鉛シート等として使用可能な膨脹黒鉛を製造する
方法が記載されている。
【０００５】また、日本国特開平７−１３６５０１号、
特開平８−１４３８５６号及び米国特許第５，１４９，
５１８号には、硫酸を基本にした混合酸を酸化剤として
使用して膨脹黒鉛シート、類似吸着剤及び無機質繊維複
合材料として使用可能な膨脹黒鉛を製造する方法が開示
されている。
特開平８−１４３８５６号及び米国特許第５，１４９，
５１８号には、硫酸を基本にした混合酸を酸化剤として
使用して膨脹黒鉛シート、類似吸着剤及び無機質繊維複
合材料として使用可能な膨脹黒鉛を製造する方法が開示
されている。
【０００６】米国特許第５，５０３，７１７号には液中
で電気化学的にＺｎＣ１2が黒鉛層間に入り込ませた
後、これを熱処理する方法で膨脹黒鉛を製造する方法が
開示されている。
で電気化学的にＺｎＣ１2が黒鉛層間に入り込ませた
後、これを熱処理する方法で膨脹黒鉛を製造する方法が
開示されている。
【０００７】しかしながら、硫酸を基本とする混合酸が
酸化剤として使用する従来の方法では、黒鉛粒子は黒鉛
の１．５倍以上の多量の濃い混合酸原液内に長時間にわ
たり直接含沈される。そのため、酸の消耗量及び廃酸量
が非常に多いという問題がある。また、多量の廃酸が発
生するだけでなく、このような廃酸は単一酸でないた
め、廃酸の処理は難しい。従って、従来の膨脹黒鉛製造
方法は商業化され難かった。また製造過程中に莫大なＳ
Ｏ3及びＳＯ2ガスが発生し、これらが環境汚染の原因に
なる。また、膨脹黒鉛に残留する硫黄は膨脹黒鉛がパッ
キング、ガスケットシート等で使われる場合にこれに接
触する金属を腐食させる原因にもなる。
酸化剤として使用する従来の方法では、黒鉛粒子は黒鉛
の１．５倍以上の多量の濃い混合酸原液内に長時間にわ
たり直接含沈される。そのため、酸の消耗量及び廃酸量
が非常に多いという問題がある。また、多量の廃酸が発
生するだけでなく、このような廃酸は単一酸でないた
め、廃酸の処理は難しい。従って、従来の膨脹黒鉛製造
方法は商業化され難かった。また製造過程中に莫大なＳ
Ｏ3及びＳＯ2ガスが発生し、これらが環境汚染の原因に
なる。また、膨脹黒鉛に残留する硫黄は膨脹黒鉛がパッ
キング、ガスケットシート等で使われる場合にこれに接
触する金属を腐食させる原因にもなる。
【０００８】一方、アルカリ金属とハイドロフランを利
用した膨脹黒鉛の製造方法とＺｎＣｌ2を利用した電気
化学的な膨脹黒鉛の製造方法にはこのような問題点はな
いが、比較的高価なアルカリ金属が必要であり、また、
２０００ないし５０００Ａ／ｍ2の電流密度を有する電
流が必要であるため、膨脹黒鉛の製造コストが上昇され
るという問題点がある。
用した膨脹黒鉛の製造方法とＺｎＣｌ2を利用した電気
化学的な膨脹黒鉛の製造方法にはこのような問題点はな
いが、比較的高価なアルカリ金属が必要であり、また、
２０００ないし５０００Ａ／ｍ2の電流密度を有する電
流が必要であるため、膨脹黒鉛の製造コストが上昇され
るという問題点がある。
【０００９】前記した問題点を解決するために本願発明
者らは大韓民国特許第６５３８９号として発煙硫酸を利
用した特許を開示している。この方法によれば、発煙硫
酸を加熱して発生させたＳＯ3ガスを黒鉛層間に挿入さ
せて、酸化された層間黒鉛を製造し、これを熱処理して
膨脹黒鉛が製造される。ここで、ＳＯ3ガスと黒鉛との
層間挿入反応は既存の硫酸と酸化剤の混合物に黒鉛を沈
漬させる液状反応と比較する時、化学的メカニズムで根
本的な差異点がある。ガス状のＳＯ3分子は強い酸化力
を有するが、硫酸中のＳＯ3分子は既に水分子から充分
の電子をとったために酸化力が大きく弱まった状態であ
る。
者らは大韓民国特許第６５３８９号として発煙硫酸を利
用した特許を開示している。この方法によれば、発煙硫
酸を加熱して発生させたＳＯ3ガスを黒鉛層間に挿入さ
せて、酸化された層間黒鉛を製造し、これを熱処理して
膨脹黒鉛が製造される。ここで、ＳＯ3ガスと黒鉛との
層間挿入反応は既存の硫酸と酸化剤の混合物に黒鉛を沈
漬させる液状反応と比較する時、化学的メカニズムで根
本的な差異点がある。ガス状のＳＯ3分子は強い酸化力
を有するが、硫酸中のＳＯ3分子は既に水分子から充分
の電子をとったために酸化力が大きく弱まった状態であ
る。
【００１０】したがって硫酸自体に黒鉛を反応させても
層間化合物が得られない。これは硫酸中ではＨ+と、Ｈ
ＳＯ3 -あるいはＳＯ4 2-に解離されたイオン種が存在す
るために、このようなイオン種は親核体として作用して
黒鉛層内の二重結合のπ電子を攻撃できないためであ
る。したがって、強い酸化剤を硫酸に添加することで黒
鉛層内の二重結合炭素がプラス荷電で酸化されるように
した後、ＨＳＯ3 -、あるいはＳＯ4 2-陰イオンが層内に
層間挿入されるように誘導して層間挿入化合物が製造さ
れる。反面、ＳＯ3ガスを黒鉛と直接反応させれば、Ｓ
Ｏ3ガスが有する強い酸化力により黒鉛層内の二重結合
のπ電子と直接反応して容易に黒鉛層問化合物が生成さ
れる。この方法によれば気状のＳＯ3を使用することに
起因する従来のような液状の混酸廃棄物は発生しない。
またＳＯ3ガスは発煙硫酸製造工程で還元することで大
気汚染物質であるＳＯ3ガスの大気排出が防止される。
層間化合物が得られない。これは硫酸中ではＨ+と、Ｈ
ＳＯ3 -あるいはＳＯ4 2-に解離されたイオン種が存在す
るために、このようなイオン種は親核体として作用して
黒鉛層内の二重結合のπ電子を攻撃できないためであ
る。したがって、強い酸化剤を硫酸に添加することで黒
鉛層内の二重結合炭素がプラス荷電で酸化されるように
した後、ＨＳＯ3 -、あるいはＳＯ4 2-陰イオンが層内に
層間挿入されるように誘導して層間挿入化合物が製造さ
れる。反面、ＳＯ3ガスを黒鉛と直接反応させれば、Ｓ
Ｏ3ガスが有する強い酸化力により黒鉛層内の二重結合
のπ電子と直接反応して容易に黒鉛層問化合物が生成さ
れる。この方法によれば気状のＳＯ3を使用することに
起因する従来のような液状の混酸廃棄物は発生しない。
またＳＯ3ガスは発煙硫酸製造工程で還元することで大
気汚染物質であるＳＯ3ガスの大気排出が防止される。
【００１１】しかし、ＳＯ3ガスの濃度は黒鉛層間化合
物の生成に大きい影響を与える。従来方法における発煙
硫酸の加熱工程では、濃い濃度のＳＯ3ガス発生が難し
いために、黒鉛層間化合物を得るのに要する反応時間が
長くなって生産性が落ちるという問題がある。
物の生成に大きい影響を与える。従来方法における発煙
硫酸の加熱工程では、濃い濃度のＳＯ3ガス発生が難し
いために、黒鉛層間化合物を得るのに要する反応時間が
長くなって生産性が落ちるという問題がある。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、安価で効率の良い膨脹黒鉛の製造方法を提供するこ
とである。
は、安価で効率の良い膨脹黒鉛の製造方法を提供するこ
とである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】前記した目的を達成する
ために本発明では、発煙硫酸の製造のために硫黄を酸化
させてＳＯ3ガスを製造する段階と、前記ＳＯ3ガスを黒
鉛と接触させて黒鉛を酸化させる段階と、酸化された黒
鉛を洗浄する段階と、洗浄された黒鉛を膨脹させる段階
とを含む膨脹黒鉛の製造方法を提供する。
ために本発明では、発煙硫酸の製造のために硫黄を酸化
させてＳＯ3ガスを製造する段階と、前記ＳＯ3ガスを黒
鉛と接触させて黒鉛を酸化させる段階と、酸化された黒
鉛を洗浄する段階と、洗浄された黒鉛を膨脹させる段階
とを含む膨脹黒鉛の製造方法を提供する。
【００１４】特に、前記ＳＯ3ガスの濃度は２〜１００
％の範囲のものが望ましく、前記洗浄段階が水、苛性ソ
ーダ液のいずれか一つを使用して遂行することが望まし
い。前記した本発明の他の目的は、発煙硫酸の製造のた
めに硫黄を酸化させてＳＯ 3ガスを製造する段階と、得
られるＳＯ3ガスを凝縮させて無水硫酸を製造する段階
と、得られる無水硫酸に黒鉛を沈漬させて黒鉛を酸化さ
せる段階と、酸化された黒鉛を洗浄する段階と、洗浄さ
れた黒鉛を膨脹させる段階とを含む膨脹黒鉛の製造方法
によっても達成される。
％の範囲のものが望ましく、前記洗浄段階が水、苛性ソ
ーダ液のいずれか一つを使用して遂行することが望まし
い。前記した本発明の他の目的は、発煙硫酸の製造のた
めに硫黄を酸化させてＳＯ 3ガスを製造する段階と、得
られるＳＯ3ガスを凝縮させて無水硫酸を製造する段階
と、得られる無水硫酸に黒鉛を沈漬させて黒鉛を酸化さ
せる段階と、酸化された黒鉛を洗浄する段階と、洗浄さ
れた黒鉛を膨脹させる段階とを含む膨脹黒鉛の製造方法
によっても達成される。
【００１５】本発明ではまた前記した方法によって製造
された膨脹黒鉛を油類吸着剤、揮発性有機物（ＶＯＣ
ｓ）吸着剤、ガスケット、パッキングシート、または保
温材、断熱材として利用する方法を提供する。
された膨脹黒鉛を油類吸着剤、揮発性有機物（ＶＯＣ
ｓ）吸着剤、ガスケット、パッキングシート、または保
温材、断熱材として利用する方法を提供する。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を詳細
に説明する。まず、発煙硫酸製造工程では、硫黄を酸化
させてＳＯ2ガスを製造し、そのＳＯ2ガスを再酸化させ
てＳＯ3ガスを製造する。そのＳＯ3ガスを硫酸に飽和さ
せて発煙硫酸が製造される。本発明では、このような発
煙硫酸製造工程で発生されたＳＯ3ガスを、片状黒鉛と
直接接触させて層間黒鉛を製造する。未反応ＳＯ3ガス
は発煙硫酸製造工程に送って再利用される。これにより
気状の大気汚染物質の発生が低減され、従来方法で必要
であった発煙硫酸の加熱によりＳＯ3ガスを発生させる
工程が不要となり、エネルギー費用が低減される。
に説明する。まず、発煙硫酸製造工程では、硫黄を酸化
させてＳＯ2ガスを製造し、そのＳＯ2ガスを再酸化させ
てＳＯ3ガスを製造する。そのＳＯ3ガスを硫酸に飽和さ
せて発煙硫酸が製造される。本発明では、このような発
煙硫酸製造工程で発生されたＳＯ3ガスを、片状黒鉛と
直接接触させて層間黒鉛を製造する。未反応ＳＯ3ガス
は発煙硫酸製造工程に送って再利用される。これにより
気状の大気汚染物質の発生が低減され、従来方法で必要
であった発煙硫酸の加熱によりＳＯ3ガスを発生させる
工程が不要となり、エネルギー費用が低減される。
【００１７】本発明による膨脹黒鉛の製造方法では加熱
工程が不要なため、膨脹黒鉛の製造単価が減少されるの
に加え、廃酸の量が低減されるので、環境汚染が低減さ
れる。また、膨脹黒鉛内の残留硫黄の濃度が大きく減少
されるので、吸着剤、ガスケット、パッキングシート、
保温材、断熱材等として好ましい膨脹黒鉛が製造され
る。
工程が不要なため、膨脹黒鉛の製造単価が減少されるの
に加え、廃酸の量が低減されるので、環境汚染が低減さ
れる。また、膨脹黒鉛内の残留硫黄の濃度が大きく減少
されるので、吸着剤、ガスケット、パッキングシート、
保温材、断熱材等として好ましい膨脹黒鉛が製造され
る。
【００１８】詳しくは、硫黄を酸化させて作られるＳＯ
3ガスを片状黒鉛粒子と接触させて黒鉛層内にＳＯ3分子
を導入させて層間化合物を製造する。このように製造さ
れた層問化合物をマイクロ波処理または熱処理して膨脹
させる。
3ガスを片状黒鉛粒子と接触させて黒鉛層内にＳＯ3分子
を導入させて層間化合物を製造する。このように製造さ
れた層問化合物をマイクロ波処理または熱処理して膨脹
させる。
【００１９】本発明の製造方法によれば硫黄の酸化で得
られたＳＯ3ガスが酸化剤として使用される。酸化され
た黒鉛にマイクロ波を照射したり熱処理する方法で膨脹
黒鉛が製造される。また、未反応ＳＯ3ガスを再び発煙
硫酸製造工程に利用することができる。従って、大気汚
染物質の発生は最小化され、経済的で、環境親和的な製
造方法である。
られたＳＯ3ガスが酸化剤として使用される。酸化され
た黒鉛にマイクロ波を照射したり熱処理する方法で膨脹
黒鉛が製造される。また、未反応ＳＯ3ガスを再び発煙
硫酸製造工程に利用することができる。従って、大気汚
染物質の発生は最小化され、経済的で、環境親和的な製
造方法である。
【００２０】本発明の方法では、片状黒鉛を入れた反応
器を、発煙硫酸製造工程で硫黄を酸化させて製造したＳ
Ｏ3ガスを硫酸に接触させるための配管の途中に連結す
ることで、そのＳＯ3ガスを反応器内で黒鉛と接触させ
て黒鉛を酸化させる。また、未反応ＳＯ3ガスは発煙硫
酸の製造に活用するようにしたものである。黒鉛と接触
されるＳＯ3ガスの濃度は１００％または７〜８％であ
るのが好ましい。１００％ＳＯ3ガスである場合には１
０分以上、７〜８％である場合には１時間以上接触させ
て黒鉛を酸化させるのが好ましい。
器を、発煙硫酸製造工程で硫黄を酸化させて製造したＳ
Ｏ3ガスを硫酸に接触させるための配管の途中に連結す
ることで、そのＳＯ3ガスを反応器内で黒鉛と接触させ
て黒鉛を酸化させる。また、未反応ＳＯ3ガスは発煙硫
酸の製造に活用するようにしたものである。黒鉛と接触
されるＳＯ3ガスの濃度は１００％または７〜８％であ
るのが好ましい。１００％ＳＯ3ガスである場合には１
０分以上、７〜８％である場合には１時間以上接触させ
て黒鉛を酸化させるのが好ましい。
【００２１】一方、硫黄を酸化させて製造した１００％
ＳＯ3ガスは配管を介して反応器内で黒鉛と接触させる
ことによって黒鉛を酸化させるのに使用することができ
るが、１００％ＳＯ3ガスを凝縮させて無水硫酸を製造
し、これに黒鉛を沈漬させることによっても黒鉛を酸化
させることができる。
ＳＯ3ガスは配管を介して反応器内で黒鉛と接触させる
ことによって黒鉛を酸化させるのに使用することができ
るが、１００％ＳＯ3ガスを凝縮させて無水硫酸を製造
し、これに黒鉛を沈漬させることによっても黒鉛を酸化
させることができる。
【００２２】膨脹黒鉛を製造しない場合には、ＳＯ3ガ
スは黒鉛反応器を経ないで直接発煙硫酸の製造に供され
る。酸化された黒鉛を水または苛性ソーダ液に分散させ
て黒鉛表面に付着した未反応ＳＯ3を除去する。ＳＯ3が
水に溶解して生成される硫酸液は、硫酸製造工程または
発煙硫酸製造工程に送られるのが好ましい。苛性ソーダ
液を利用した時には、芒硝（Ｎａ2ＳＯ3）が製造される
ので、廃棄物の発生がなくなる。
スは黒鉛反応器を経ないで直接発煙硫酸の製造に供され
る。酸化された黒鉛を水または苛性ソーダ液に分散させ
て黒鉛表面に付着した未反応ＳＯ3を除去する。ＳＯ3が
水に溶解して生成される硫酸液は、硫酸製造工程または
発煙硫酸製造工程に送られるのが好ましい。苛性ソーダ
液を利用した時には、芒硝（Ｎａ2ＳＯ3）が製造される
ので、廃棄物の発生がなくなる。
【００２３】このように黒鉛粒子表面または層内挿入さ
れた一部のＳＯ3を除去した後、黒鉛粒子をろ過するこ
とによってＳＯ3及びＨ2０が層間結晶構造内に陥入され
た黒鉛層間化合物が製造される。製造された黒鉛層間化
合物を４００ないし１２００℃、望ましくは６００〜１
２００℃の温度で１０秒〜３０分間、望ましくは１〜３
０分問熱処理するか、マイクロ波を１分〜１時間、望ま
しくは３〜１０分間照射して急激に膨脹させることによ
って膨脹黒鉛が製造される。この時、マイクロ波の周波
数は約３０ないし３００００ＭＨｚであり、出力は１０
０Ｗないし１０００Ｗであるものが望ましい。
れた一部のＳＯ3を除去した後、黒鉛粒子をろ過するこ
とによってＳＯ3及びＨ2０が層間結晶構造内に陥入され
た黒鉛層間化合物が製造される。製造された黒鉛層間化
合物を４００ないし１２００℃、望ましくは６００〜１
２００℃の温度で１０秒〜３０分間、望ましくは１〜３
０分問熱処理するか、マイクロ波を１分〜１時間、望ま
しくは３〜１０分間照射して急激に膨脹させることによ
って膨脹黒鉛が製造される。この時、マイクロ波の周波
数は約３０ないし３００００ＭＨｚであり、出力は１０
０Ｗないし１０００Ｗであるものが望ましい。
【００２４】成形された膨張黒鉛塊を製造する場合、黒
鉛層間化合物を所定形状または特定のもようを有するモ
ールドに入れてマイクロ波を照射するか、熱処理して５
〜１００倍程度に膨脹させる。これにより、膨脹が抑制
されて膨脹粒子同士でかたまり、モールドの形状に応じ
た膨脹黒鉛塊が得られる。膨脹黒鉛塊は多孔性であり、
油吸着剤または揮発性有機物（ＶＯＣｓ）吸着剤として
好適な特性を有する。
鉛層間化合物を所定形状または特定のもようを有するモ
ールドに入れてマイクロ波を照射するか、熱処理して５
〜１００倍程度に膨脹させる。これにより、膨脹が抑制
されて膨脹粒子同士でかたまり、モールドの形状に応じ
た膨脹黒鉛塊が得られる。膨脹黒鉛塊は多孔性であり、
油吸着剤または揮発性有機物（ＶＯＣｓ）吸着剤として
好適な特性を有する。
【００２５】以下、本発明を具体的な実施例を通じてよ
り詳細に説明する。しかし、本発明がこれにより制限さ
れるものではない。 ＜実施例１＞片状黒鉛５kgを収容した反応器を、発煙硫
酸を製造するために使用するＳＯ3ガスを硫酸に投入す
る配管の途中に設置した。７％のＳＯ3ガスを３時間に
わたって反応器を通過させ、黒鉛を酸化させた。酸化さ
れた片状黒鉛を水で洗浄、ろ過することによって片状黒
鉛の表面に過量で凝縮されたＳＯ3を除去した。２４５
０ＭＨｚの周波数及び７００Ｗの出力のマイクロ波を５
分間照射して黒鉛を急激に膨脹させた。このように製造
した膨脹黒鉛の密度と残留硫黄の量を測定し、膨脹黒鉛
の１ｇ当たりの燈油吸着量を調べた。結果を表１に示し
た。
り詳細に説明する。しかし、本発明がこれにより制限さ
れるものではない。 ＜実施例１＞片状黒鉛５kgを収容した反応器を、発煙硫
酸を製造するために使用するＳＯ3ガスを硫酸に投入す
る配管の途中に設置した。７％のＳＯ3ガスを３時間に
わたって反応器を通過させ、黒鉛を酸化させた。酸化さ
れた片状黒鉛を水で洗浄、ろ過することによって片状黒
鉛の表面に過量で凝縮されたＳＯ3を除去した。２４５
０ＭＨｚの周波数及び７００Ｗの出力のマイクロ波を５
分間照射して黒鉛を急激に膨脹させた。このように製造
した膨脹黒鉛の密度と残留硫黄の量を測定し、膨脹黒鉛
の１ｇ当たりの燈油吸着量を調べた。結果を表１に示し
た。
【００２６】＜実施例２＞片状黒鉛５kgを収容した反応
器に、硫黄を酸化させて発生させた直後の１００％のＳ
Ｏ3ガスを１時間の間通過させて黒鉛の層間をＳＯ3で酸
化させた。酸化された黒鉛を水で洗浄、ろ過することで
黒鉛の表面に過量で凝縮されたＳＯ3を除去した。２４
５０ＭＨｚの周波数及び７００Ｗの出カのマイクロ波を
５分間照射して黒鉛を急激に膨脹させた。このように製
造した膨脹黒鉛の密度と残留硫黄の量を測定し、膨脹黒
鉛の１ｇ当たり燈油吸着量を調べた。結果を表１に示し
た。
器に、硫黄を酸化させて発生させた直後の１００％のＳ
Ｏ3ガスを１時間の間通過させて黒鉛の層間をＳＯ3で酸
化させた。酸化された黒鉛を水で洗浄、ろ過することで
黒鉛の表面に過量で凝縮されたＳＯ3を除去した。２４
５０ＭＨｚの周波数及び７００Ｗの出カのマイクロ波を
５分間照射して黒鉛を急激に膨脹させた。このように製
造した膨脹黒鉛の密度と残留硫黄の量を測定し、膨脹黒
鉛の１ｇ当たり燈油吸着量を調べた。結果を表１に示し
た。
【００２７】＜実施例３＞片状黒鉛５kgを収容した反応
器に、実施例１のようにして７％のＳＯ3ガスを３時間
通過させて黒鉛の層間をＳＯ3で酸化させた。酸化され
た黒鉛を水で洗浄、ろ過することで黒鉛の表面に過量で
凝縮されたＳＯ3を除去した。これを電気炉内で９００
℃で１分間急激に熱処理した。このように製造した膨脹
黒鉛の密度と残留硫黄の量を測定し、膨脹黒鉛の１ｇ当
たり燈油吸着量を調べた。結果を表１に示した。
器に、実施例１のようにして７％のＳＯ3ガスを３時間
通過させて黒鉛の層間をＳＯ3で酸化させた。酸化され
た黒鉛を水で洗浄、ろ過することで黒鉛の表面に過量で
凝縮されたＳＯ3を除去した。これを電気炉内で９００
℃で１分間急激に熱処理した。このように製造した膨脹
黒鉛の密度と残留硫黄の量を測定し、膨脹黒鉛の１ｇ当
たり燈油吸着量を調べた。結果を表１に示した。
【００２８】＜実施例４＞片状黒鉛５kgを収容した反応
器に、実施例２のようにして１００％のＳＯ3ガスを１
時間通過させて天然黒鉛の層間をＳＯ3で酸化させた。
酸化された黒鉛を水で洗浄、ろ過することで黒鉛の表面
に過量で凝縮されたＳＯ3を除去した。これを電気炉内
で９００℃で１分間急激に熱処理した。このように製造
した膨脹黒鉛の密度と残留硫黄の量を測定した。
器に、実施例２のようにして１００％のＳＯ3ガスを１
時間通過させて天然黒鉛の層間をＳＯ3で酸化させた。
酸化された黒鉛を水で洗浄、ろ過することで黒鉛の表面
に過量で凝縮されたＳＯ3を除去した。これを電気炉内
で９００℃で１分間急激に熱処理した。このように製造
した膨脹黒鉛の密度と残留硫黄の量を測定した。
【００２９】＜実施例５＞１００％ＳＯ3ガスを凝縮さ
せて製造した無水硫酸１kgに天然黒鉛１kgを入れて撹絆
した。常温で１時間放置して天然黒鉛の層間に硫酸を浸
潤させた。黒鉛を水で洗浄してろ過した。黒鉛を電気炉
内で９００℃で１分間急激に熱処理した。このように製
造した膨脹黒鉛の密度と残留硫黄の量を測定し、膨脹黒
鉛の１ｇ当たり燈油吸着量及び揮発性有機化合物（ベン
ゼン）の吸着量を調べた。結果を表１に示した。
せて製造した無水硫酸１kgに天然黒鉛１kgを入れて撹絆
した。常温で１時間放置して天然黒鉛の層間に硫酸を浸
潤させた。黒鉛を水で洗浄してろ過した。黒鉛を電気炉
内で９００℃で１分間急激に熱処理した。このように製
造した膨脹黒鉛の密度と残留硫黄の量を測定し、膨脹黒
鉛の１ｇ当たり燈油吸着量及び揮発性有機化合物（ベン
ゼン）の吸着量を調べた。結果を表１に示した。
【００３０】＜実施例６＞片状黒鉛５kgを収容した反応
器に、実施例２のようにして、１００％のＳＯ3ガスを
１時間通過させて天然黒鉛の層間をＳＯ3で酸化させ
た。酸化された天然黒鉛を水で洗浄、ろ過することで天
然黒鉛の表面に過量で凝縮されたＳＯ3を除去した。黒
鉛を円筒形モールドに入れて電気炉内で９００℃で１分
間急激に熱処理した。このように製造した膨脹黒鉛の密
度と残留硫黄の量及び揮発性有機化合物（ベンゼン）吸
着量を測定した。
器に、実施例２のようにして、１００％のＳＯ3ガスを
１時間通過させて天然黒鉛の層間をＳＯ3で酸化させ
た。酸化された天然黒鉛を水で洗浄、ろ過することで天
然黒鉛の表面に過量で凝縮されたＳＯ3を除去した。黒
鉛を円筒形モールドに入れて電気炉内で９００℃で１分
間急激に熱処理した。このように製造した膨脹黒鉛の密
度と残留硫黄の量及び揮発性有機化合物（ベンゼン）吸
着量を測定した。
【００３１】実施例１〜６の膨脹黒鉛の密度と油類吸着
量は密度測定容器のピクノメーター（Pycnometer）と市
販のバンカーＣ重油を利用して測定した。また、常温で
膨脹黒鉛約１ｇを称量して燈油の表面に浮かべ、１０分
間放置した後、ろ過し、燈油吸着後の膨脹黒鉛の重さを
計って膨脹黒鉛１ｇ当たりの油類吸着量及び揮発性有機
物吸着量を測定した。
量は密度測定容器のピクノメーター（Pycnometer）と市
販のバンカーＣ重油を利用して測定した。また、常温で
膨脹黒鉛約１ｇを称量して燈油の表面に浮かべ、１０分
間放置した後、ろ過し、燈油吸着後の膨脹黒鉛の重さを
計って膨脹黒鉛１ｇ当たりの油類吸着量及び揮発性有機
物吸着量を測定した。
【００３２】表１は実施例１ないし６で製造した膨脹黒
鉛の密度と膨脹黒鉛１ｇ当たり油類吸着量及び揮発性有
機物吸着量を表す。
鉛の密度と膨脹黒鉛１ｇ当たり油類吸着量及び揮発性有
機物吸着量を表す。
【００３３】
【表１】
比較のために、従来の方法の混酸を使用して膨脹黒鉛を
製造した。比較例１では硫酸と硝酸の混酸を使用した。
比較例２では硫酸と過酸化水素の混酸を使用した。製造
された膨脹黒鉛の密度と残留硫黄の量、そして、ｇ当た
り燈油吸着量を測定し、その結果を表２に示した。
製造した。比較例１では硫酸と硝酸の混酸を使用した。
比較例２では硫酸と過酸化水素の混酸を使用した。製造
された膨脹黒鉛の密度と残留硫黄の量、そして、ｇ当た
り燈油吸着量を測定し、その結果を表２に示した。
【００３４】
【表２】
以上で分かるように、本発明の実施例１ないし６では、
比較例１，２に比べて酸の量は１／１０〜１／１００に
低減され、発煙硫酸の加熱工程がなく、既存技術の最大
難題である混合酸廃棄物の排出問題を根源的に解決する
ことができる環境親和的な方法を利用しながらも従来方
法で得た膨張黒鉛より優秀な物性を有する膨脹黒鉛を製
造できることが分かる。特に、ガスケット、パッキング
シートへの利用時に問題となる残留硫黄の量を大きく減
らすことができるという長所を有している。
比較例１，２に比べて酸の量は１／１０〜１／１００に
低減され、発煙硫酸の加熱工程がなく、既存技術の最大
難題である混合酸廃棄物の排出問題を根源的に解決する
ことができる環境親和的な方法を利用しながらも従来方
法で得た膨張黒鉛より優秀な物性を有する膨脹黒鉛を製
造できることが分かる。特に、ガスケット、パッキング
シートへの利用時に問題となる残留硫黄の量を大きく減
らすことができるという長所を有している。
【００３５】これに加えて、本発明の実施例１ないし６
の方法で製造した膨脹黒鉛は０．００３ないし０．００
６ｇ／ｃｍ3の密度を有し、必要によってモールドを利
用して膨脹を抑制することで密度を調節すると同時に膨
脹黒鉛塊を作ることができ、油類吸着剤及び揮発性有機
化合物吸着剤として容易に使用することができる。残留
硫黄の量が従来技術で製造された膨脹黒鉛に比べて約１
／４〜１／１０程度で減少された。また、膨脹黒鉛１ｇ
当たり６０〜７０ｇのバンカーＣ重油を吸着する特性を
有しており、油類吸着剤として好適に使われる膨脹黒鉛
が得られた。また、膨脹黒鉛は揮発性有機化合物（ＶＯ
Ｃｓ）に対しても優れた吸着特性を有することがわかっ
た。詳しくは、従来の活性炭は、揮発性有機化合物を活
性炭自重の２０−５０％吸着するが、本発明の膨脹黒鉛
は自重の最大１３０倍まで吸着することができ、画期的
な吸着特性を有することがわかった。
の方法で製造した膨脹黒鉛は０．００３ないし０．００
６ｇ／ｃｍ3の密度を有し、必要によってモールドを利
用して膨脹を抑制することで密度を調節すると同時に膨
脹黒鉛塊を作ることができ、油類吸着剤及び揮発性有機
化合物吸着剤として容易に使用することができる。残留
硫黄の量が従来技術で製造された膨脹黒鉛に比べて約１
／４〜１／１０程度で減少された。また、膨脹黒鉛１ｇ
当たり６０〜７０ｇのバンカーＣ重油を吸着する特性を
有しており、油類吸着剤として好適に使われる膨脹黒鉛
が得られた。また、膨脹黒鉛は揮発性有機化合物（ＶＯ
Ｃｓ）に対しても優れた吸着特性を有することがわかっ
た。詳しくは、従来の活性炭は、揮発性有機化合物を活
性炭自重の２０−５０％吸着するが、本発明の膨脹黒鉛
は自重の最大１３０倍まで吸着することができ、画期的
な吸着特性を有することがわかった。
【００３６】一方、マイクロ波処理による膨脹で膨脹黒
鉛内に残留する硫黄の濃度が大きく低減されたので、膨
脹黒鉛から製造されたＶＯＣｓ吸着剤、ガスケット、パ
ッキングシート、ノズル、複合材料などが金属を腐食す
る問題は大きく抑制される。
鉛内に残留する硫黄の濃度が大きく低減されたので、膨
脹黒鉛から製造されたＶＯＣｓ吸着剤、ガスケット、パ
ッキングシート、ノズル、複合材料などが金属を腐食す
る問題は大きく抑制される。
【００３７】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、天然黒鉛
の酸化に使われた余分なＳＯ3ガスを発煙硫酸製造工程
に送ることで、気状の大気汚染物質の発生が根源的に低
減される。発煙硫酸を加熱してＳＯ3ガスを発生させる
必要がないために、エネルギー費用が低減される。
の酸化に使われた余分なＳＯ3ガスを発煙硫酸製造工程
に送ることで、気状の大気汚染物質の発生が根源的に低
減される。発煙硫酸を加熱してＳＯ3ガスを発生させる
必要がないために、エネルギー費用が低減される。
【００３８】また、従来技術で最大難題である多量の混
合酸処理間題を根源的に解決でき、経済的で、かつ環境
親和的な方法が提供される。本発明の方法では、０．０
０３ないし０．０２ｇ／ｃｍ3のバルク密度を有し、１
ｇ当たり１０ないし１００ｇの油類を吸着する特性を有
し、かつ、ＶＯＣｓを効率的に吸着する膨脹黒鉛が製造
される。
合酸処理間題を根源的に解決でき、経済的で、かつ環境
親和的な方法が提供される。本発明の方法では、０．０
０３ないし０．０２ｇ／ｃｍ3のバルク密度を有し、１
ｇ当たり１０ないし１００ｇの油類を吸着する特性を有
し、かつ、ＶＯＣｓを効率的に吸着する膨脹黒鉛が製造
される。
【００３９】また、多孔性の膨脹黒鉛の製造及び膨脹黒
鉛塊の成形は容易でかつ効率的である。
鉛塊の成形は容易でかつ効率的である。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｃ０９Ｋ 3/00 Ｃ０９Ｋ 3/00 Ｓ ４Ｈ０１７
Ｖ ４Ｈ０２８
3/10 3/10 Ｑ
21/02 21/02
Ｆ１６Ｊ 15/10 Ｆ１６Ｊ 15/10 Ｗ
(72)発明者 リ ボム ジェ
大韓民国 305−345 テジョン−シ ユソ
ン−ク シンソン−ドン 153 ラッキー
−ハナ アパートメント 109−1202
(72)発明者 リン ソン ス
大韓民国 376−800 チュンチョンブク−
ド ボウン−グン ボウン−ウプ ギョサ
−リ 410 グリーン アパートメント
１−103
(72)発明者 リ ユン スク
大韓民国 301−152 テジョン−シ チュ
ン−ク テピョン２−ドン 414−39
(72)発明者 クォン オゥ ユン
大韓民国 555−060 チョラナム−ド ヨ
チョン−シ ソホ−ドン モクリョン ア
パートメント １−404
(72)発明者 チェ サン ウォン
大韓民国 550−240 チョラナム−ド ヨ
ス−シ ミピョン−ドン スンキョン ア
パートメント 305−1406
(72)発明者 キム スン ウォン
大韓民国 555−260 チョラナム−ド ヨ
ス−シ ヨセョ−ドン ヒュンダイ アパ
ートメント 112−905
Ｆターム(参考） 3J040 FA11
4D017 AA05 BA06 CA02 CB10
4G046 EA05 EB02 EB04 EB06 EB07
EC01 EC02 EC05 EC08
4G066 AA04B AA13D BA25 BA36
CA05 CA56 DA01 DA09 FA11
FA21 FA25 FA31 FA34 FA37
4G075 AA22 BA05 BA06 BC10 CA02
CA26 CA66 DA18
4H017 AA29 AA39 AC01 AC18 AD01
4H028 AA03 AB03 BA03 BA06
Claims (15)
- 【請求項１】 膨脹黒鉛の製造方法であって、 発煙硫酸の製造のために硫黄を酸化させてＳＯ3ガスを
製造する段階と、 前記ＳＯ3ガスを黒鉛と接触させて黒鉛を酸化させる段
階と、 酸化された黒鉛を洗浄する段階と、 洗浄された黒鉛を膨脹させる段階とを含む膨脹黒鉛の製
造方法。 - 【請求項２】 前記ＳＯ3ガスの濃度が２〜１００％の
範囲のものであることを特徴とする請求項１に記載の製
造方法。 - 【請求項３】 前記洗浄段階が水及び苛性ソーダ液のう
ちいずれか一つを使用して遂行されることを特徴とする
請求項１に記載の製造方法。 - 【請求項４】 前記膨脹段階がマイクロ波の照射又は熱
処理により遂行されることを特徴とする請求項１に記載
の製造方法。 - 【請求項５】 前記マイクロ波の照射が３０〜３０００
０ＭＨｚの範囲の周波数を有するマイクロ波を１分〜１
時間の間照射して遂行されることを特徴とする請求項４
に記載の製造方法。 - 【請求項６】 前記熱処理が４００〜１２００℃の温度
範囲で１０秒〜３０分間遂行されることを特徴とする請
求項４に記載の製造方法。 - 【請求項７】 前記熱処理は、酸化された黒鉛を所定形
状の枠内に入れて４００〜１２００℃の温度範囲で１０
秒〜３０分間遂行されることを特徴とする請求項４に記
載の製造方法。 - 【請求項８】 膨脹黒鉛の製造方法であって、 発煙硫酸の製造のために硫黄を酸化させてＳＯ3ガスを
製造する段階と、 得られるＳＯ3ガスを凝縮させて無水硫酸を製造する段
階と、 得られる無水硫酸に黒鉛を沈漬させて黒鉛を酸化させる
段階と、 酸化された黒鉛を洗浄する段階と、 洗浄された黒鉛を膨脹させる段階とを含む膨脹黒鉛の製
造方法。 - 【請求項９】 前記洗浄段階が水及び苛性ソーダ液のい
ずれか一つを使用して遂行されることを特徴とする請求
項８に記載の製造方法。 - 【請求項１０】 前記膨脹段階がマイクロ波の照射又は
熱処理により遂行されることを特徴とする請求項８に記
載の製造方法。 - 【請求項１１】 前記マイクロ波の照射が３０〜３００
００ＭＨｚの範囲の周波数を有するマイクロ波を１分〜
１時間照射して遂行されることを特徴とする請求項１０
に記載の製造方法。 - 【請求項１２】 膨脹段階で酸化された黒鉛を所定形状
の枠内に入れて、マイクロ波の照射または熱処理により
５〜１００倍熱膨張させて成形することを特徴とする請
求項１０に記載の製造方法。 - 【請求項１３】 請求項１の方法によって製造された膨
脹黒鉛を油類吸着剤、揮発注有機物（ＶＯＣｓ）吸着
剤、ガスケット、パッキングシート、保温材または断熱
材の全部または一部として利用する方法。 - 【請求項１４】 請求項８の方法によって製造された膨
脹黒鉛を油類吸着剤、揮発陸有機物吸着剤、ガスケッ
ト、パッキングシート、保温材または断熱材のうちいず
れか一つの全部または一部として利用する方法。 - 【請求項１５】 前記黒鉛を酸化させる段階後に余った
ＳＯ3ガスを前記発煙硫酸の製造に再利用することを特
徴とする請求項１に記載の膨脹黒鉛の製造方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR2001-32917 | 2001-06-12 | ||
| KR10-2001-0032917A KR100428809B1 (ko) | 2001-06-12 | 2001-06-12 | 팽창흑연의 제조방법 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003002623A true JP2003002623A (ja) | 2003-01-08 |
| JP3761438B2 JP3761438B2 (ja) | 2006-03-29 |
Family
ID=19710718
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001306283A Expired - Fee Related JP3761438B2 (ja) | 2001-06-12 | 2001-10-02 | 膨脹黒鉛の製造方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3761438B2 (ja) |
| KR (1) | KR100428809B1 (ja) |
| DE (1) | DE10150220A1 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009132605A (ja) * | 2007-11-29 | 2009-06-18 | Sony Corp | カーボンナノチューブの処理方法、カーボンナノチューブ及びカーボンナノチューブデバイス |
| CN104495819A (zh) * | 2014-12-15 | 2015-04-08 | 林前锋 | 一种微晶石墨产品的提纯与纯化制作方法 |
| CN104495803A (zh) * | 2014-11-27 | 2015-04-08 | 林前锋 | 天然微晶石墨的提纯方法 |
| JP2020041044A (ja) * | 2018-09-10 | 2020-03-19 | 積水化学工業株式会社 | 耐火樹脂組成物及び成形体 |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100584780B1 (ko) * | 2004-12-09 | 2006-06-01 | (주)타쿠미스피리트 | 팽창흑연 제조장치 |
| GB0720429D0 (en) | 2007-10-18 | 2007-11-28 | Electroclean Technology Ltd | Treatment of contaminated gases |
| KR20130139452A (ko) * | 2012-06-08 | 2013-12-23 | 주식회사 케이씨씨 | 그래핀의 제조 방법과 이에 따라 제조된 그래핀 |
| CN105460924A (zh) * | 2015-12-25 | 2016-04-06 | 中国人民解放军后勤工程学院 | 一种无硫纳米石墨的制备方法 |
| KR102456060B1 (ko) * | 2021-11-02 | 2022-10-20 | 퓨어만 주식회사 | 일액형 우레탄 방열 도료 조성물 및 이의 제조방법 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06144814A (ja) * | 1992-10-30 | 1994-05-24 | Nippon Kokuen Kogyo Kk | 酸処理黒鉛の製造方法 |
| JPH10330108A (ja) * | 1997-05-30 | 1998-12-15 | Nippon Kasei Chem Co Ltd | 熱膨張性黒鉛 |
| KR100254483B1 (ko) * | 1998-01-13 | 2000-05-01 | 황해웅 | 팽창흑연 제조방법 |
| US6306264B1 (en) * | 1999-07-29 | 2001-10-23 | Korea Institute Of Machinery And Materials | Method for producing expanded graphite |
-
2001
- 2001-06-12 KR KR10-2001-0032917A patent/KR100428809B1/ko not_active Expired - Fee Related
- 2001-10-02 JP JP2001306283A patent/JP3761438B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2001-10-12 DE DE10150220A patent/DE10150220A1/de not_active Ceased
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009132605A (ja) * | 2007-11-29 | 2009-06-18 | Sony Corp | カーボンナノチューブの処理方法、カーボンナノチューブ及びカーボンナノチューブデバイス |
| CN104495803A (zh) * | 2014-11-27 | 2015-04-08 | 林前锋 | 天然微晶石墨的提纯方法 |
| CN104495819A (zh) * | 2014-12-15 | 2015-04-08 | 林前锋 | 一种微晶石墨产品的提纯与纯化制作方法 |
| JP2020041044A (ja) * | 2018-09-10 | 2020-03-19 | 積水化学工業株式会社 | 耐火樹脂組成物及び成形体 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20020094605A (ko) | 2002-12-18 |
| JP3761438B2 (ja) | 2006-03-29 |
| KR100428809B1 (ko) | 2004-04-28 |
| DE10150220A1 (de) | 2003-01-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8163264B2 (en) | Expanded graphite and process for producing the expanded graphite | |
| US8563467B2 (en) | Method for preparation of activated carbon | |
| Huang et al. | An overview of low‐temperature plasma surface modification of carbon materials for removal of pollutants from liquid and gas phases | |
| WO2021258515A1 (zh) | 柚子皮生物碳应用于催化臭氧氧化降解废水中的有机污染物 | |
| JP3096034B1 (ja) | 膨脹黒鉛の製造方法 | |
| CN110665512B (zh) | 二氧化锰-磁性生物炭复合催化剂及其制备方法和用途 | |
| Hu et al. | Understanding the active sites and associated reaction pathways of metal-free carbocatalysts in persulfate activation and pollutant degradation | |
| JP2003002623A (ja) | 膨脹黒鉛の製造方法 | |
| CN101654232B (zh) | 一种还原条件下ph3的吸附净化方法 | |
| CN113072164B (zh) | 强化类芬顿反应去除效率的活性氧炭及制备和使用方法 | |
| KR102599131B1 (ko) | 자원순환형 고도활성화를 이용한 리그노셀룰로오스 바이오매스 활용 고비표면적 활성탄소 제조방법 | |
| KR100254483B1 (ko) | 팽창흑연 제조방법 | |
| RU2480406C2 (ru) | Способ получения терморасширенного графита и фольга на его основе | |
| RU2070437C1 (ru) | Углеродминеральный сорбент и способы его получения | |
| CN113398959B (zh) | 一种用于水处理的含氟蜂窝陶瓷催化剂及其制备和应用 | |
| KR20040103546A (ko) | 휘발성 유기 화합물 제거용 흡착제의 제조 방법 | |
| JPH11292577A (ja) | 消石灰の製造方法と消石灰粉末、及びそれを用いた排ガス処理剤 | |
| RU2799992C1 (ru) | Способ очистки одностенных углеродных нанотрубок | |
| CN120037915B (zh) | Fe(III)改性蒙脱石制备方法、Fe(III)改性蒙脱石、多环芳烃降解催化剂及应用 | |
| JP3027763B2 (ja) | 有機ハロゲン系溶剤回収用活性炭 | |
| CN113385161A (zh) | 一种石墨烯纳米复合凝胶的除甲醛材料及制备工艺 | |
| CN114177879B (zh) | 一种纳米硒等离子体改性的陶瓷纳米汞吸附材料的制备方法 | |
| Zhao et al. | Efficient Deashing and Desulfurization of Waste-Tire-Derived Carbon Black via Ca-Compound Composite Molten Salt (NaOH–Na2CO3–CaX) | |
| KR20250066786A (ko) | 고효율 수소저장용 다공성 그래핀 옥사이드 분말의 제조방법 및 이 제조방법으로 제조된 고효율 수소저장용 다공성 그래핀 옥사이드 분말 | |
| JP2004269652A (ja) | ハロゲン含有合成樹脂の熱分解方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050816 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20051116 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20051220 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20060110 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100120 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110120 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120120 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130120 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140120 Year of fee payment: 8 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |