결합제를 포함하는 아민 기능화 MOF 기반의 이산화탄소 흡착제
Amine-functionalized MOF based carbon dioxide adsorbents comprising binders
특허 요약
본 발명은 결합제를 포함하는 아민 기능화 MOF 기반의 이산화탄소 흡착제에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 결합제를 이용함으로써 실제 유동층에서도 효과적으로 이산화탄소를 포집할 수 있을 뿐만 아니라 기계적 강도가 향상되어 재사용시 흡착 능력을 유지할 수 있는, 결합제를 포함하는 아민 기능화 MOF 기반의 이산화탄소 흡착제에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 아민 기능화된 다공성 금속-유기 골격체(MOF)에 존재하는 금속 이온과 결합제의 결합으로 인하여 기계적 강도를 향상시킬 수 있으며, 결합제의 함량에 따라 기계적 강도를 조절할 수 있는 이산화탄소 흡착제 및 그 제조방법을 제공할 수 있다.
청구항
번호청구항
1

산화알루미늄(Al2O3) 및 건식 실리카(fumed silica)로 이루어진 군에서 선택되는 결합제; 및일차 아민기를 함유한 다가 아민이 도입된 다공성 금속-유기 골격체;를 포함하고,상기 다공성 금속-유기 골격체와 상기 결합제는 90:10 내지 97:3의 중량비로 혼합되는 것을 특징으로 하는 이산화탄소 흡착제.

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4

제1항에 있어서,상기 다가 아민은 하기 화학식 1 내지 15로 표시되는 화합물 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 이산화탄소 흡착제.[화학식 1 내지 15]

5

제1항에 있어서,상기 다공성 금속-유기 골격체는 M2(dobpdc), M2(dobdc), M2(dondc) 및 M2(dotpdc)로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 이산화탄소 흡착제:여기서, 금속 M은 Mg, Ti, V, Cr, Mn, Co, Ni, Cu 또는 Zn이고, dobpdc는 4,4'-디옥시도-3,3'-비페닐디카복실레이트이며, dobdc는 2,5-디옥시도-1,4-벤젠디카복실레이트이고, dondc는 1,5-디옥사이드-2,6-나프탈렌디카복실레이트이고, dotpdc는 4,4'-디옥시도-3,3'-트리페닐디카복실레이트이다.

6

일차 아민기를 함유한 다가 아민이 도입된 다공성 금속-유기 골격체 분말을 산화알루미늄(Al2O3) 및 건식 실리카(fumed silica)로 이루어진 군에서 선택되는 결합제와 혼합하는 단계;상기 혼합물에 물을 첨가 및 반죽하여 성형하는 단계; 및상기 성형된 혼합물을 건조시키는 단계;를 포함하고,상기 다공성 금속-유기 골격체 분말과 상기 결합제는 90:10 내지 97:3의 중량비로 혼합되는 것을 특징으로 하는 이산화탄소 흡착제의 제조방법.

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8

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9

제6항에 있어서,상기 혼합물과 상기 물은 1:0.5-5의 중량비로 혼합되는 것을 특징으로 하는 이산화탄소 흡착제의 제조방법.

10

제6항에 있어서,상기 혼합물을 구형 펠릿(pellet) 형태로 성형하는 것을 특징으로 하는 이산화탄소 흡착제의 제조방법.

11

제6항에 있어서,상기 다가 아민은 하기 화학식 1 내지 15로 표시되는 화합물 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 이산화탄소 흡착제의 제조방법.[화학식 1 내지 15]

12

제6항에 있어서,상기 다공성 금속-유기 골격체는 M2(dobpdc), M2(dobdc), M2(dondc) 및 M2(dotpdc)로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 이산화탄소 흡착제의 제조방법:여기서, 금속 M은 Mg, Ti, V, Cr, Mn, Co, Ni, Cu 또는 Zn이고, dobpdc는 4,4'-디옥시도-3,3'-비페닐디카복실레이트이며, dobdc는 2,5-디옥시도-1,4-벤젠디카복실레이트이고, dondc는 1,5-디옥사이드-2,6-나프탈렌디카복실레이트이고, dotpdc는 4,4'-디옥시도-3,3'-트리페닐디카복실레이트이다.

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