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TW200938483A - Process for producing carbon - Google Patents

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Publication number
TW200938483A
TW200938483A TW097148235A TW97148235A TW200938483A TW 200938483 A TW200938483 A TW 200938483A TW 097148235 A TW097148235 A TW 097148235A TW 97148235 A TW97148235 A TW 97148235A TW 200938483 A TW200938483 A TW 200938483A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
group
compound
integer
acid
carbon
Prior art date
Application number
TW097148235A
Other languages
English (en)
Inventor
Kosuke Kurakane
Chikara Murakami
Original Assignee
Sumitomo Chemical Co
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Chemical Co filed Critical Sumitomo Chemical Co
Publication of TW200938483A publication Critical patent/TW200938483A/zh

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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G8/00Condensation polymers of aldehydes or ketones with phenols only
    • C08G8/04Condensation polymers of aldehydes or ketones with phenols only of aldehydes
    • C08G8/08Condensation polymers of aldehydes or ketones with phenols only of aldehydes of formaldehyde, e.g. of formaldehyde formed in situ
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B32/00Carbon; Compounds thereof
    • C01B32/05Preparation or purification of carbon not covered by groups C01B32/15, C01B32/20, C01B32/25, C01B32/30
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/02Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
    • B01J20/20Solid 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
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    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
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Description

200938483 六、發明說明: 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種碳的製造方法。 【先前技術】 碳被使用作為下品的電極娜飞 double-layer capacitors)、鋰離子雪六抑加 又田電各器(electric 二次電池轉。 子、轉子二次電池、納離子 Ο 例如,日本公開專利公報第邛2〇〇7_879〇入 J 2到50啦之大量中孔隙( 二H孔徑 容器的電極漏,並簡露—魏 電子雙層電 物改” 樹脂’並移除由帆合物所衍 s::=gr寻一樹腊複合材料’再對該樹脂複合上i 【發明内容】 本發明提供如下: 1ΛΛΛΡ] 一種碳的製造方法,包含^在氧化氣體環境下,於600到 iooog之溫度加熱一酚樹脂,其中該酚樹脂係藉由使以化學式 〇 所表示的一化合物與一醒1化合物產生反應而獲得,
0H 其中R表示Cl - C12烧基’其能夠以至少一選自於由經基 (hydroxyl group)、Cl - C6 烷氧基(Cl - C6 alkoxy group)、C6 - C20 方基(C6 - C20 aryl group)、C6 - C20 芳氧基(C6 - C20 aryloxy group)、C7 - C20 芳烧氧基(C7-C20 aralkyloxy group)、硫醇基 (mercapto group)(-SH)、石黃酸基(sulfo group)(-S03H)、鹵素原子、硝 基(nitro group)、氰基(cyano group)、幾基(carboxyl group)、氨基 200938483
C7 alkoxycarbonyl group)以及 C2 _ C7 醯氧基(C2 _ C7 acyl〇xy group)所組成之群組的取代物加以取代;m表示〇到4的整數;n 表示0到4的整數;以及m+n為0到4的整數,並且當n為2以 上時,R1可彼此相同或不同; ^ [2] —種碳的製造方法’包含:在氧化氣體環境下,於6〇〇到 1000°C之溫度加熱一酚樹脂,而獲得一烺燒產物,並且在惰性氣 體環境下,於800到3000°C之溫度加熱該煅燒產物,其中^驗樹 脂係藉由使以化學式(1)所表示的一化合物與一醛化合物產生反靡 而獲得,.
其中R1表示C1-C12烷基,其能夠以至少一選自於由羥基、C1_C6 燒氣基、C6 - C20芳基、C6 - C20芳氧基、C7 - C20芳烧氧基 (C7-C20 aralkyloxy group)、硫醇基(观)、磺酸基(_s〇3H)、鹵素原 子、確基、氰基、叛基、氨基、胺曱醯基、C2 - C7燒氧幾基^及 C2 - C7醯氧基所組成之群組的取代物加以取代;m表示〇到4的 整數;η表示0到4的整數;m+n為0到4的整數,並且當n為2 以上時,R1可彼此相同或不同; 田‘、、' [3] —種碳的製造方法,包含:在惰性氣體環境下,於6〇〇到 3〇〇〇 c之溫度加熱一酷樹脂’其中該紛樹脂係藉由使以化學式(1) 所表示的一化合物與一酸化合物產生反應而獲得,
200938483 异甲κ‘衣示α·α2烧基,其能夠以至少一選自於由絲、a_c6 烧乳基、C6 _ C2G芳基、C6 _ C2G芳氧基、C7 _⑶芳烧氧λ (C7-C20.aralkyl〇Xy group)、硫醇基(_SH)、續酸基 、$ 子、石肖基二氰基、絲、氨基、胺甲醯基、C2 _ C7 C2 - C7 _基所組成之群組的取代物加以取代;瓜表示q到 整數;η表示G到4的整數;m+n為〇到4的整數,並且當福2 以上時’ R可彼此相同或不同; [4] 依照⑴到[3]其中任-製造方法,財表示〇 ; [5] 依照[1]到[4]其中任-製造方法,其中搭化合物為甲酸; 〇 [6] 一種碳微粒子的製造方法,包含:對依照[1]到[5]其中任 一所獲得的碳進行研磨。 /' 【實施方式】 首先,揭示一種藉由使化學式(1)所表示之化合物(以下簡稱為 化合物(1))與醛化合物產生反應而獲得的酚樹蟬。
在化學式(1)中’ R1表示Cl - C12烷基。Cl - C12烷基的範例 包含:Cl - C12直鏈烷基,例如甲基、乙基、正丙基、正丁基、 正戊基、正己基以及正辛基;C3 - C12支鏈烷基,例如異丙基、 異丁基、第二丁基、第三丁基、2_乙基己基;以及C3 - C12環烷 基’例如環戊基以及環己基。 上述Cl - C12烧基可以至少一選自於由經基(hydroxyl group)、Cl - C6 烧氧基(Cl - C6 alkoxy group)、C6 - C20 芳基(匸6· C20 aryl group)、C6 - C20 芳氧基(C6 - C20 aryloxy group)、C7 - C20 芳垸氣基(C7-C20 aralkyloxy group)、硫醇基(mercapto groupX-SH)、磺酸基(sulfo group)(-S03H)、鹵素原子、硝基(nitro 200938483 group)、氰基(cyano group)、羧基(carboxyl group)、氨基(amino group)、胺曱醯基(carbamoyl group)、C2 - C7 院氧獄基(C2 _ C7 alkoxycarbonyl group)以及 C2 _ C7 醯氧基(C2 - C7 acyloxy gr〇up) 所組成之群組的取代物加以取代。
Cl-C6烷氧基的範例包含:曱氧基、乙氧基、正丙氧基、異 丙氧基'正丁氧基、異丁氧基、第三丁氧基、正戊氧基以及正己 氧基。 C6-C20芳基的範例包含:苯基、2-曱基苯基、3-曱基苯基、 4-曱基苯基、1-萘基以及2-萘基。 ι
C6-C20芳氧基的範例包含:苯氧基、2_甲基苯氧基、3_甲基 本氧基、4-曱基苯氧基、萘氧基以及2_萘氧基。 C7 - C20芳烧氧基(C7-C20 aralkyloxy group)的範例包含苯曱 氧基(benzyloxy group) 〇 鹵素原子的範例包含:氟原子、氯原子、溴原子以及碘原子。 & C2-C7烷氧羰基的範例包含:甲氧羰基、乙氧羰基、正丙氧 幾基、異丙氧絲、正了氧羰基、異丁驗基、第二丁氧、 第三丁氧羰基、正戊氧羰基以及正己氧羰基。 土 其C2-C7醯氧基的範例包含:乙醯氧基、丙酿氧基以及丁酿氧 ^至少-取代物所取代之C1 _ α2^基的範例包含:2_經乙 基辦而ff4、丙基、2釘基、3·經丁基、師!丁基、2,3- ΐ,經丁基、甲氧甲基、乙氧甲基、甲氧乙基、2-氧乙基、3-甲氧丙基、3_乙氧丙基、2_羥基 氧i、4;苯/基、苯甲氧甲基、1_苯氧乙基、苯 Ϊί ί其本氧丙基、3_苯氧丙基、I苯氧丁基、2- ί i ί丙i本2 Ιί/苯氧Τ基省基、1省乙基、2-疏乙 J 1·,丙基、2-疏丙基、3姻基、μ魏丁基 丁基、4_疏丁基、磺-基、1-續乙基、2-確乙基、!石4灰9 f 丙基、3.柄基、丁基、2也基、W丁基、基1 200938483 ϋ fm乙基、2_紅基、3·氯丙基、3_細基、4-氯 :1 丁基、硝甲基、㈣乙基、2_罐乙基、㈣丙基、2_靖 =、硝丁基、2_硝丁基、3·硝丁基、“肖丁基、胺 甲基l-fe乙基、2-胺乙基、;μ胺丙基、2_胺丙基、3_胺丙基,、L 胺丁:、2-胺丁基、3_胺丁基、4_胺丁基、羧甲基、2_叛乙基、3_ 缓丙土、愤丁基、ι,2_二幾乙基、甲醯胺甲基、2_甲醯胺乙基、 基、4㈣胺了基、鮮氧基甲基、羧乙氧基甲基、2-(缓 甲。基)乙基、2侦乙氧基)乙基、3嫌甲氧基)丙基、3.乙氧基) 其Ϊ(ί甲氧基)丁基、4_(叛乙氧基)丁基、乙酿氧基甲基、丙 ❹ Ο :土、2-乙醯氧基乙基、2_丙醯氧基乙基、3_乙醯氧基丙基、 3-丙醯 1氧基丙基、_4_乙醯氧基丁基以及4_丙醯氧基丁基。 R ^佳係表示未取代的C1 _C8直鏈絲,並且更佳係表示 基、乙基以及正己基。 在化學式(1)中,m表示〇到4的整數,n表示〇到4的整數, 以及為〇到4的整數。在化學式⑴中,n較佳絲示〇或卜 並且更佳係表示0。在化學式⑴中,m較佳係表示〇或卜並且更 佳係表示0。當η為2以上時,Rl可彼此相同或不同。 吾人可混合使用兩種以上的化合物G)。 於其中-CH2〇H基團與位在羥基之3_位置之碳原子產生鍵結 的化合物(1)為較佳。 &化合物(1)的範例包含:羥基苯曱醇化合物,例如2_羥基苯曱 醇、3-經基苯曱醇、4_經基苯甲醇、2_經基_3_曱基苯甲醇、2_經基 冬甲基苯曱醇、2·經基-5-曱基苯曱醇、3-經基-2-甲基苯曱醇、3-羥基曱基苯曱醇、4-羥基_2-曱基苯曱醇、4_羥基_3_曱基苯曱醇、 2,3:二曱基-4-經基苯曱醇、2,3_二曱基_5_經基苯甲醇、2,4_二曱基 ^苯曱醇、2,6-二甲基-4-羥基苯甲醇以及3,5_二曱基_4_羥基 笨曱醇,以及一备基笨曱醇化合物,例如2,4_二經基苯曱醇、3,4_ 二羥基苯曱醇、3,5-二羥基苯甲醇以及3,5_二羥基_4_曱基苯甲醇。 吾人可使用市售的化合物(1)。 吾人亦可使用藉由還原化學式(2)所表示之化合物而製造的化 200938483 合物⑴:
其中Ri、m以及η與上述定義相同,R2表示氳原子、羥美 C6烧氧基(以下簡稱為化合物(2))。
Cl -C6烷氧基的範例包含甲氧基、乙氧基、正丙氧基、里 氧基、正T氧基、異丁氧基、第二丁氧基、第三丁氧基^及^己 Ο 氧基。 化合物(2)的範例包含.說基苯曱輕化合物,例如2_經基 越、3-羥基苯曱駿、4-羥基苯曱齡、2音基各曱基笨甲酸 -4-曱基笨曱醛、2-羥基-5-曱基笨曱醛、3_羥基_2_曱基苯甲醛:^ 經基-4-曱基苯曱趁、4-經基-2_曱基笨曱搭、4_經基各曱基苯甲搭、 2,3-二曱基-4-羥基苯曱醛、2,3-二曱基_5_羥基笨甲醛、2,4_二 -6·經基苯曱路、2,6-二甲基-4-經基苯曱趁以及3,5·二甲基冰經^ 苯曱醛;二羥基笨曱醛化合物,例如2,4_二羥基苯甲醛、3,‘二^ 基苯甲搭、3,5-二絲苯甲酸以及3,5_二絲_4_甲基苯甲链;^ 〇 -萎、甲酸4匕合物,例如2_經棊革ΐ奠、3_羥基苯曱酸、4-羥基苯曱酸、 2- 羥基-3-曱基苯甲酸、2-羥基-4-曱基苯甲酸、2-羥基_5_曱基苯甲 酸、3-羥基-2-曱基苯甲酸、3_羥基_4_曱基苯曱酸、4_羥基曱基 苯曱酸、4-^基-3-甲基苯曱酸、2,3_二曱基_4子至基苯曱酸、2>二 曱基-5-羥基本曱酸、2,4-二曱基-6_經基苯曱酸、2,6-二曱基-4-經基 笨曱酸以及3,5-二曱基_4-經基笨曱酸;二經基笨曱酸化合物,例 如2,4-二羥基苯甲酸、3,4-二羥基苯甲酸、3,5_二羥基苯曱酸以及 3,5-一輕基-4-甲基苯曱酸;經基笨曱酸醋化合物,例如2_經基苯曱 酸甲酯、3-羥基笨曱酸曱酯、4-羥基苯曱酸曱酯、2_羥基冬甲基笨 曱酸曱酯、2-輕基-4-曱基苯曱酸甲酯、2-經基-5-曱基苯曱酸曱酯、 3- 輕基-2-曱基笨甲酸曱酯、3-羥基斗曱基苯曱酸甲酯、4_羥基_2_ 9 200938483 甲基苯曱酸甲酯、4_經基各曱基苯曱酸甲酯、2,3-二甲基-4-經基苯 曱酸曱酯、2,3-二曱基-5-羥基苯曱酸曱酯、2,4-二曱基-6-羥基苯曱 酸曱酉旨、2,6-二曱基_4-羥基苯曱酸曱酯以及3,5-二曱基-4-羥基苯曱 酸曱醋,二輕基苯甲酸酯化合物,例如2,4-二經基苯曱酸曱酯、3,4- 二經基苯曱酸曱酯、3,5-二羥基苯甲酸曱酯以及3,5-二羥基-4-曱基 苯曱酸曱酯。 吾人通常使用市售的化合物(2)。 化合物(2)的還原方法範例包含:使化合物與還原劑產生反 應的^法、以及在觸媒存在的情況下使化合物(2)產生氫化的方法。 ,原劑的範例包含:氫化鋰鋁、氫硼化鈉以及氫硼化鋅。觸 〇 媒的範例包含雷式鎳觸媒(Raneynickel catalyst)以及白金觸媒。 —例如’吾人可藉由使3_羥基苯甲醛、3•經基苯甲酸或3_羥基 苯曱酸的酯類與還原劑產生反應,或藉由在白金觸媒或雷式鎳觸 媒存在的情況下使3-羥基苯甲醛、3_羥基苯曱酸或3_羥基苯曱酸 的酯類產生氫化,而製造3-羥基苯曱醇。 〇人通^依照用以還原搭化合物、幾酸化合物或竣酸之醋類 的已知方法來實施上述還原方法,而產生對應的醇化合物。 本發明所使用的酚樹脂係藉由使化合物(丨)與醛化合物產生 應而獲得。 浴化σ物的对例包含.脂肪族酸化合物,例如甲路、三聚甲 齡二乙酸、丁藤,以及芳香族藤化合物,例如苯甲經以及柳醛, 而較佳係使用脂肪族醛化合物並且更佳係使用甲醛。 吾人通常使用市售的搭化合物。 吾人可使用駿的水溶液’例如福馬林(f〇rmalin)。 路化合物的使用1通常為每一莫耳的化合物⑴添加 耳,較佳係1.2到2.5莫耳。 夫
驗觸媒的範例包含··氨水;驗金屬碳酸鹽,例如碳酸鐘 酸鋼以及碳麟,驗金屬氫氧化物,例如氫氧化鐘、氫氧化納以 200938483 ;以及驗土金屬碳酸鹽,例如石炭酸鋇。較佳係使用驗 金屬杈酸鹽,並且更佳係使用碳酸鈉。 驗觸媒的使用量通常為每丨莫耳的化合物⑴添加議i到4 莫耳,較佳係0.002到2莫耳,以及更佳係〇 〇2到〇1莫耳。 溶劑的範例包含水以及親水性溶劑,而親水性溶劑、的範例 含:親水性醇溶劑,例如曱醇、乙醇以及異丙醇;親水性醚溶劑, 例如四氫呋喃;以及親水性醯胺溶劑,例如N,N_:曱基曱醯胺以 及N-甲基·24π各g同。吾人可混合使用兩種以上的溶劑。較佳係使 用水、Cl - C3醇溶劑以及其混合物,並且更佳係使用水。 其中,「親水性溶劑」係指能夠以任何比例與水產生混溶的溶 ❹ 劑。 溶劑的使用量通常為每一重量份的化合物(1)添加〇 5到2〇重 量份,並且較佳係使用1到10重量份。 、吾人通常可藉由混合化合物(1)、醛化合物、驗觸媒以及溶劑, 並且不限制混合順序,而實現化合物(丨)與醛化合物的反應。吾人 可將化合物(1)、链化合物、驗觸媒以及溶劑進行混合,而在〇到 100 C下實施此反應並且較佳係在3〇到9〇°c下,以及可將搭化合 物添加至化合物(1)、驗觸媒以及溶劑的混合物中,而在〇到 下實施此反應,並且較佳係在30到9(TC下。或者,吾人可將化合 物(1)添加至醛化合物、鹼觸媒以及溶劑的混合物中,而在〇到 100 C下實施此反應,並且較佳係在30到9〇°C下,以及可將驗觸 媒添加至化合物(1)、醛化合物以及溶劑的混合物中,而在〇到 100 C下實施此反應,並且較佳係在30到90°C下。較佳係將路化 合物添加至化合物(1)、驗觸媒以及溶劑的混合物中,而在〇到 100 C下貫施此反應’並且較佳係在30到90°C下。 在反應完成之後,通常以清洗溶劑來清洗反應混合物,然後 藉由過濾、傾析(decantation)等等方法來分離酚樹脂與反應混合物。 清洗溶劑的範例包含酸的水溶液或醇溶液,例如氯化氫、硫 酸與醋酸、以及醋酸。上述醇溶液的醇範例包含曱醇、乙醇、正 丙醇、異丙醇以及第三丁醇。 200938483 吾人通常以低於清洗溶劑之沸點的溫度來實施清洗處理。 雖然在進行下述加熱處理時可使用分離的酚樹脂之現狀,但 紛樹脂較佳係經過乾燥後再用於進行下述加熱處理。 吾人可藉由通風(ventilation)或在降低的壓力之下而實現乾燥 處理。乾燥溫度通常為室溫到l〇〇°c。 、 ’、 ^在水中實施上述化合物(1)與搭化合物的反應時,乾燥處理 較佳係在以水溶性溶劑清洗酚樹脂之後實施。當使用酸的水溶液 ^施上述清洗處理時,乾燥處理較佳係在以水溶性溶劑清洗酚樹 脂之後實施。水溶性溶劑的範例包含:醇溶劑,例如曱醇、乙醇、 正丙醇、異丙醇以及第三丁醇;脂肪族腈(nitrile)溶劑,例如乙腈 ❹ ;脂肪族酮溶劑,例如丙酮;脂肪族s_sulfQxide) 溶劑,例如二曱基亞砜;以及脂肪族羧酸溶劑,例如醋酸。較佳 係使用醇溶劑、脂肪族亞砜溶劑以及脂肪族羧酸溶劑,並且更佳 係使用第三丁醇、二曱基亞颯以及醋酸。 〇或者,經分離的酚樹脂可進行冷凍乾燥(freeze-dried)。冷凍乾 燥的溫度通常為-70到20。(:,並且較佳為-30到HTC。冷凍乾燥處 理通常在真空下實施。 吾人可藉由在氧化氣體環境下,於600到1〇〇〇。(3之溫度並且 較佳係於700到900。(:之溫度,對所獲得的酚樹脂進行加熱而製造 Λ 出碳。 Ο 氧化氣體的範例包含空氣、η2ο、co2以及02,並且較佳係 co2。 加熱處理較佳係在燉燒爐(calcining fQmace)内實施,例如旋轉 窯(rotary kiln)、輕道窯(roller hearth kiln)、推板窯(pusher kiln)、多 膛爐(multiple-heartli fhmace)、流體化床爐(fluidized bed fUmace)、 南溫锻燒爐。以能夠輕易加熱大量酚樹脂的觀點而言,較佳係使 用旋轉窯。 加熱時間通常為1分鐘到24小時。 吾人通常藉由將所獲得的酚樹脂放置在煅燒爐内、將氧化氣 體施加至煅燒爐内、然後於600到l〇〇〇°C之溫度加熱經過一特定 12 200938483 時間而實施加熱處理。 吾人亦可藉由在氧化氣體環境下,於600到10〇(fc之溫度加 熱所獲得的酚樹脂而獲得一煅燒產物,接著在惰性氣體環境$於 800到3000°C之溫度加熱此煅燒產物而製造出碳。該烺燒產物較 佳係在惰性氣體環境下於2500到300(TC之溫度進行加熱。 ^ 600到l〇〇〇°C之溫度的加熱時間通常為1分鐘到24小時。 乳化氣體的範例包含與上述相同。 在惰性氣體環境下於8〇〇到300(TC之溫度的加熱時間通常為 分鐘至,J24小時° 惰性氣體的範例包含:氮;以及稀有氣體,例如氦、氖、氬、 ❹ 氪以及氤。 加熱處理較佳係在煅燒爐内實施,而煅燒爐的範例包含與上 述相同。以能夠輕易加熱大量酚樹脂的觀點而言,較佳係使用' 轉窯。 加熱時間通常為1分鐘到24小時。 吾人通常藉由將所獲得的酚樹脂放置在煅燒爐内、將氧化氣 ^施加至煅燒爐内、於6〇〇到1〇〇〇^之溫度進行加熱經過一特定 叶間、將惰性氣體施加至锻燒爐内、然後於簡到3_。〇之溫度 進行加熱經過一特定時間,而實施加熱處理。 Q 吾人可藉由在氧化氣體環境下於600到l〇〇(TC之温度加熱所 $得的酚樹脂,然後在惰性氣體環境下於800到300CTC之溫度進 行加熱’而「獲得具有較高中孔隙比(mes〇p〇rerati〇)的碳。 …巧,中、’中孔隙比」係藉由將中孔隙體積除以總孔隙體積而計 异付,’並,其似百分比加以标。總孔隙體積係從液氮溫度 下之該’溫崎巾之㈣減壓力附近的氮吸附量計算得 出’,中孔^體積係使用臓法從氮吸附等溫曲線計算得出。 、f者^吾人亦可藉由在惰性氣體環境下,於600到300(TC之 ί ί ί ί S2500到舊⑺盈度,對所獲得的酚樹脂進行 在惰性氣體環境下於_到3〇〇(TC之溫度的加熱時間通常為 13 200938483 1分鐘到24小時。 惰性氣體的範例包含與上述相同。 、十、相^熱ΐίίίΐ在炮燒爐内實施’而锻燒爐的範例包含與上 =同。料加獻量_關無而言,較佳係使用旋 吾人通常藉由將所獲得的紛樹脂放置在锻燒辦内 ❹ 夕種ί式所獲得的碳可用於乾電池、壓電(P—ric)裝置 ' 4fM^^t^(deCtriC d〇uble_layer capacitors) ^ Ξΐίί體鈉離子二次電池嶋材料;觸媒 的支f載體’層析法(chr〇mat〇graphy)的載體;吸附劑等等。 ,了㈣在·方面,糾種方式賴_碳通常被研磨成 ^ Ϊ ®社呵以下之平均顆粒尺寸的碳微粒子,較佳係30陣以下, 並且更佳係10 pm以下。 本的範例包含使用細研磨用之研磨機械的研磨方 嬙二丨二-裔Τ相研磨機(impact wear grinder)、離心研磨機、球磨 機(例如官磨機(tubemm)、複合磨機(c〇mp_dmill)、錐形球磨機 (conical ball mill)^#^^(rod mill) ^(planetary ball 〇 _)、振動磨機(vibration mm)、膠體磨機(c〇u〇id mm)、摩擦 =1CtK>n chsk mm)以及儒磨機⑽_·,而球磨機通常被使用 j研磨機械。當使用球磨機時’以避免金屬粉末混人所獲得之 石反微粒子的觀點而言,球體與研磨槽較佳係由非金屬所製 如氧化鋁以及瑪瑙。 範例 本發明將根據以下範例來進行更詳細的說明,但本發 限於這些範例。 以个 π吾人可使用YUASA IONICS所製造的AUTOSORB,從液氮 :度下之氮吸附等溫曲線中之0.95相對壓力附近的氮吸附量,計 算出所獲得之碳微粒子的總孔隙體積。吾人可使用BHJ法從氮吸 14 200938483 附等溫曲線計算出所獲得之碳微粒子的中孔隙體積。藉由將所獲 得之碳微粒子的中孔隙體積除以所獲得之碳微粒子的總孔隙體 積,而計算出中孔隙比並且以百分比表示。 範例1 (l)j# 50.0重量份的3_羥基苯甲醇、2〇8重量份的蒸餾水以及 U。重量份的0.5 wt%碳酸鈉水溶液添加至反應容器内,並且在 30 C下授拌此結果混合物。將64.7重量份的福馬林添加至所獲得 的混合物’並且在30t:下攪拌所獲得的混合物3〇分鐘。 Ο 〇 將所獲得的混合物移至不銹鋼容器,並且以8(rc加熱此混合 ,24小時,以獲得含有酚樹脂以及水的固體反應混合物。將所獲 得的固體反應混合物進行粗略破碎,然後以第三丁醇加以混合广 在60°C下對峨得的混合物進賴拌丨小時,並錢行過淚^ 得盼樹脂。所獲得_樹脂以第三丁醇加以 物在6。。。下授拌i小時並且喊,續得_旨,:忒二 複兩次此_作以獲得_脂。在降低的壓力 得的咖旨經過24小時,而獲得53.2重量份_mC。乾域獲 獲得======== 球磨峨制雜過5細峨料微粒子' 範例2 獲得=====加熱以上範例職 此結果顯示於表1中。 表1
15 200938483 範例3 於氬環境T於画H騎錢 獲得的酚樹脂1小時而獲得碳。俊用且古' =加熱以上耗例Π1)所 行星式球磨機,以300rpm來研磨所押山製成之球體的 微粒子。 观犧传的翰過5分鐘而獲得碳 、所獲得之碳微粒子的總孔隙體積以及所獲得之碳微粒子 孔隙體積為0.01 ml/g,而中孔隙比為100〇/〇。 產業上利用性 依照本發明,可製造出具有高中孔隙比的碳。 ❹ 【圖式簡單說明】 (無) 【主要元件符號說明】 (無)
16

Claims (1)

  1. 200938483 七、申請專利範圍: 1.一種碳的製造方法,包含如下步驟: 在氧化氣體環境下,於600到100(rc之溫度加熱一驗樹脂, 其中該酚樹脂係藉由使以化學式表示的一化合物盥一醛化入 產生反應而獲得, 口
    (1) 其中Rl表示C1-C12烧基,其能夠以至少一選自於由基 Ο =基;^ · C2Q絲、C6 _⑽親基、C7 _⑽絲氧基、硫 醇基(_SH)、續酸基(_S〇3H)、鹵素原子、頌基、氰基、叛基、氨基、 胺曱醯基、C2 - C7烧氧羰基以及C2 _ C7醯氧基所組成之群组的 取代物加以取代;m表示0到4的整數;n表示〇到4的整數;以 及m+n為〇到4的整數’並且當n為2以上時,Rl可彼此相同或 Γπΐ ο 2.—種碳的製造方法,包含如下步驟: 在氧化氣體環境下,於600到麵。C之溫度加熱一轉脂, 〇 而獲得一煅燒產物,並且在惰性氣體環境:F,於800到300(TC之 溫度加熱該煅燒產物,其中該酚樹脂係藉由使以化學式(1)所表示 的一化合物與一醒·化合物產生反應而獲得,
    其,R1表示C1-C12烷基’其能夠以至少一選自於由羥基、c卜C6 烷^基、C6 - C20芳基、C6 - C20芳氧基、C7 - C20芳烷氧基、硫 =基(-SH)、續酸基(_s〇3H)、齒素原子、靖基、氰基、綾基、氨基、 fe甲S&基、C2 _ C7烧氧羰基以及C2 _ C7醯氧基所組成之群組的 17 200938483 取代物加以取代,m表示0到4的整數;n表示〇到4.的整數; m+n為0到4的整數’並且當η為2以上時,Ri可彼此相同或不 同。 3.—種碳的製造方法,包含如下步驟: 在-惰性氣體5展境下’於600到3〇〇(rc之溫度加熱一酿樹 脂,其中該酚樹脂係藉由使以化學式(1)所表示的一化合物盥一醛 化合物產生反應而獲得, 〃
    ❹ 其中R表不Cl - C12烧基,其此夠以至少一選自於由經基、ci - C6 烷氧基、C6 - C20芳基、C6 - C20芳氧基、C7 _ C2〇芳烷氧基、硫 醇基(-SH)、續酸基(-S〇3H)、_素原子、頌基、氰基、緩基、氨基、 胺曱蕴基、C2 - C7燒氧幾基以及C2 _ C7醒氧基所組成之群組的 取代物加以取代;m表示0到4的整數;n表示〇到4的整數; m+n為0到4的整數,並且當n為2以上時,Ri可彼此相同或不 同0 ® 4·如申請專利範圍第1至3項中任一項之碳的製造方法,其中m 與η表示0。 5.如申請專利範圍第1至3項中任—項之竣的製造方法,其中該醛 化合物為甲醛。 6·—種碳微粒子的製造方法,包令: 對於依申請專利範圍第1至5項中任一項所獲得的碳進行研 磨〇 - 18
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