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公開番号2024117044
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-08-28
出願番号2023060200
出願日2023-04-03
発明の名称多孔性バイオ炭材料及びその製造方法
出願人台湾中油股ふん有限公司,CPC Corporation,Taiwan
代理人個人
主分類C01B 32/05 20170101AFI20240821BHJP(無機化学)
要約【課題】製造工程を簡素化でき、かつ産物の経済価値を高められる、多孔性バイオ炭材料の製造方法を提供する。
【解決手段】混合温度においてバイオマス炭素源と酸化剤とを均等に混合することにより原料混合物が得られる材料準備工程S1と、低酸素状態において、前記原料混合物を加熱し自燃させて、前記原料混合物を酸化還元させることにより原始産物が得られる酸化還元工程S2と、前記原始産物を酸洗することにより第一酸洗産物を得て、前記第一酸洗産物乾燥させることにより乾燥産物が得られる第一酸洗乾燥工程S3と、低酸素状態において、前記乾燥産物を熱処理温度で加熱することにより揮発性成分除去産物が得られる熱処理工程S4と、第二酸洗産物から多孔性バイオ炭材料が得られる第二酸洗乾燥工程S5とが含まれることを特徴とする多孔性バイオ炭材料の製造方法。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項1】
混合温度において、ブドウ糖またはリグニンであるバイオマス炭素源と硝酸カリウムまたは硝酸アンモニウムである酸化剤とをかき混ぜる方式で均等に混合することにより原料混合物が得られる材料準備工程と、
低酸素状態において、前記原料混合物を加熱し自燃させて、前記原料混合物を酸化還元させることにより原始産物が得られる酸化還元工程と、
前記原始産物を酸洗することにより第一酸洗産物を得て、前記第一酸洗産物を脱イオン水で中性に洗浄して乾燥させることにより乾燥産物が得られる第一酸洗乾燥工程と、
低酸素状態において、前記乾燥産物を熱処理温度で加熱し、前記乾燥産物に残留する揮発性成分を除去することにより揮発性成分除去産物が得られる熱処理工程と、
前記揮発性成分除去産物を酸洗することにより第二酸洗産物を得て、前記第二酸洗産物を脱イオン水で中性に洗浄して乾燥させることにより多孔性バイオ炭材料が得られる第二酸洗乾燥工程と、
が含まれることを特徴とする多孔性バイオ炭材料の製造方法。
続きを表示(約 770 文字)【請求項2】
前記材料準備工程と前記酸化還元工程との間に、前記原料混合物を石英チューブに入れて冷却固定を行うことにより冷却固定された前記原料混合物を取得する冷却固定工程がさらに含まれ、かつ前記酸化還元工程では冷却固定された前記原料混合物を酸化還元させることにより前記原始産物が得ら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3】
前記酸化還元工程と酸洗乾燥工程との間に、前記原始産物を研磨することにより研磨産物を取得する研磨工程がされに含まれ、かつ前記第一酸洗乾燥工程では前記研磨産物を酸洗することにより前記第一酸洗産物を得て、前記第一酸洗産物を乾燥させることにより前記乾燥産物が得られることを特徴とする請求項1または2に記載の製造方法。
【請求項4】
前記原料準備工程において、前記バイオマス炭素源と前記酸化剤とは粉体を直接に混合する方式、あるいは溶媒で補助する方式で均等に混合することにより前記原料混合物が得られ、かつ溶媒で補助する方式における使用する前記溶媒が水またはアルコール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5】
前記原料混合物において、前記バイオマス炭素源が10~90質量%、前記酸化剤が10~90質量%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6】
前記材料準備工程において、前記混合温度が200℃~400℃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7】
前記熱処理工程において、前記熱処理温度が700℃~900℃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8】
請求項1~7のいずれか一項に記載の製造方法により製造される多孔性バイオ炭材料。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明はバイオ炭材料及びその製造方法に関するもの、特に多孔性バイオ炭材料及びその製造方法に関するものである。
続きを表示(約 1,600 文字)【背景技術】
【0002】
台湾では年間平均100万トンの農業廃棄物が発生しているが、その多くはその場で埋め立てや焼却など無作為に処理されていたため、有効に再利用することができなかった。バイオ炭材料は、バイオマスの熱分解によって生成される産物であり、環境と資源に対する二重の炭素削減効果がある。近年、世界中の科学者は、農業廃棄物がバイオ炭材料の原料として使用できることを見出した。
【0003】
しかしながら、農業廃棄物からバイオ炭材料に製造する過程が時間やエネルギーを多く消費する。しかも従来の技術によって製造されたバイオ炭材料の経済価値が上げづらくなった。よって従来の製造方法を改良する必要がある。
【発明の概要】
【0004】
故に、本発明の目的は製造工程を簡素化できてかつ産物の経済価値が高められるように、多孔性バイオ炭材料及びその製造方法提供することである。
【0005】
本発明が従来の技術問題を解決するために、混合温度において、ブドウ糖またはリグニンであるバイオマス炭素源と硝酸カリウムまたは硝酸アンモニウムである酸化剤とをかき混ぜる方式で均等に混合することにより原料混合物が得られる材料準備工程と、低酸素状態において、前記原料混合物を加熱し自燃させて、前記原料混合物を酸化還元させることにより原始産物が得られる酸化還元工程と、前記原始産物を酸洗することにより第一酸洗産物を得て、前記第一酸洗産物を脱イオン水で中性に洗浄して乾燥させることにより乾燥産物が得られる第一酸洗乾燥工程と、低酸素状態において、前記乾燥産物を熱処理温度で加熱し、前記乾燥産物に残留する揮発性成分を除去することにより揮発性成分除去産物が得られる熱処理工程と、前記揮発性成分除去産物を酸洗することにより第二酸洗産物を得て、前記第二酸洗産物を脱イオン水で中性に洗浄して乾燥させることにより多孔性バイオ炭材料が得られる第二酸洗乾燥工程と、が含まれることを特徴とする多孔性バイオ炭材料の製造方法を提供する。
【0006】
本発明の一つの実施形態では前記材料準備工程と前記酸化還元工程との間に、前記原料混合物を石英チューブに入れて冷却固定を行うことにより冷却固定された前記原料混合物を取得する冷却固定工程がさらに含まれ、かつ前記酸化還元工程では冷却固定された前記原料混合物を酸化還元させることにより前記原始産物が得られることを特徴とする多孔性バイオ炭材料の製造方法を提供する。
【0007】
本発明の一つの実施形態では前記酸化還元工程と酸洗乾燥工程との間に、前記原始産物を研磨することにより研磨産物を取得する研磨工程がされに含まれ、かつ前記第一酸洗乾燥工程では前記研磨産物を酸洗することにより前記第一酸洗産物を得て、前記第一酸洗産物を乾燥させることにより前記乾燥産物が得られることを特徴とする多孔性バイオ炭材料の製造方法を提供する。
【0008】
本発明の一つの実施形態では前記原料準備工程において、前記バイオマス炭素源と前記酸化剤とは粉体を直接に混合する方式、あるいは溶媒で補助する方式で均等に混合することにより前記原料混合物が得られ、かつ溶媒で補助する方式における使用する前記溶媒が水またはアルコールであることを特徴とする多孔性バイオ炭材料の製造方法を提供する。
【0009】
本発明の一つの実施形態では前記原料混合物において、前記バイオマス炭素源が10~90質量%、前記酸化剤が10~90質量%であることを特徴とする多孔性バイオ炭材料の製造方法を提供する。
【0010】
本発明の一つの実施形態では前記材料準備工程において、前記混合温度が200℃~400℃であることを特徴とする多孔性バイオ炭材料の製造方法を提供する。
(【0011】以降は省略されています)

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