JPH05146677A - 炭化支持体をもつた特殊な複合材料、それら複合材料の製造方法及び利用 - Google Patents
炭化支持体をもつた特殊な複合材料、それら複合材料の製造方法及び利用Info
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Classifications
-
- 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
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Abstract
(57)【要約】 (修正有)
【目的】複合材料、特に炭化支持体をもった複合材料の
提供、それらの複合材料の製造方法及び分子の分離、特
にガスの吸着へのそれら複合材料の利用。 【構成】この材料は、0.1cm3/gないし1cm3
/gの微孔空間の本質的に炭化された微孔質相と、酸化
ケイ素、酸化アルミニウム、酸化チタン又は酸化マグネ
シウムを本質的に有し、10nm以下の厚さで前記炭化
相に分散され、前記炭化相と組み合わされた無定形無機
質分散相とを有する。本発明はまた、これらの複合材料
の製造方法及び分子篩としての利用にも関する。
提供、それらの複合材料の製造方法及び分子の分離、特
にガスの吸着へのそれら複合材料の利用。 【構成】この材料は、0.1cm3/gないし1cm3
/gの微孔空間の本質的に炭化された微孔質相と、酸化
ケイ素、酸化アルミニウム、酸化チタン又は酸化マグネ
シウムを本質的に有し、10nm以下の厚さで前記炭化
相に分散され、前記炭化相と組み合わされた無定形無機
質分散相とを有する。本発明はまた、これらの複合材料
の製造方法及び分子篩としての利用にも関する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、複合材料、特に炭化支
持体をもった複合材料、それらの複合材料の製造方法及
び分子の分離、特にガスの吸着へのそれら複合材料の利
用に関する。
持体をもった複合材料、それらの複合材料の製造方法及
び分子の分離、特にガスの吸着へのそれら複合材料の利
用に関する。
【0002】
【従来の技術】分子の分離及び吸着の分野で、活性炭す
なわち多孔性炭素支持体を用いることは公知である。多
孔率を制御する手段は、炭素支持体への炭素の沈積、例
えば熱分解又はクラッキングによって、一般に熱活性化
後に行われる。
なわち多孔性炭素支持体を用いることは公知である。多
孔率を制御する手段は、炭素支持体への炭素の沈積、例
えば熱分解又はクラッキングによって、一般に熱活性化
後に行われる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながらこれらの
吸着剤は、本質的に炭化されており、そのことから空気
中の酸素や汚染物質に敏感であって、多孔率、したがっ
て吸着特性を酸素等を吸着することによって変えられる
という欠点を有している。
吸着剤は、本質的に炭化されており、そのことから空気
中の酸素や汚染物質に敏感であって、多孔率、したがっ
て吸着特性を酸素等を吸着することによって変えられる
という欠点を有している。
【0004】
【課題を解決するための手段】0.1cm3/gないし
1cm3/gの微孔空間を有する本質的に炭化された微
孔質相と、酸化ケイ素(シリカ)、酸化アルミニウム、
酸化チタン又は酸化マグネシウムから選ばれ、10nm
以下の厚さで炭化相に分散された本質的に無機酸化物か
らなる無定形無機質分散相とを組み合わせた、特殊な多
相複合材料が見出された。
1cm3/gの微孔空間を有する本質的に炭化された微
孔質相と、酸化ケイ素(シリカ)、酸化アルミニウム、
酸化チタン又は酸化マグネシウムから選ばれ、10nm
以下の厚さで炭化相に分散された本質的に無機酸化物か
らなる無定形無機質分散相とを組み合わせた、特殊な多
相複合材料が見出された。
【0005】本質的には炭化されていない本発明による
複合材料は、特に酸素及び有機汚染物との接触に際し炭
化篩よりは敏感でなく、酸素と窒素との間に非常に顕著
な判別が認められた。
複合材料は、特に酸素及び有機汚染物との接触に際し炭
化篩よりは敏感でなく、酸素と窒素との間に非常に顕著
な判別が認められた。
【0006】本発明はまた、特殊な多相複合材料の製造
方法も目的とし、本質的に炭化された特殊な微孔性支持
体が、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化チタン又は
酸化アルミニウムのような種類の無機酸化物の先駆物質
と接触されること、及び支持体上の先駆物質の分解温度
でその場で先駆物質を分解するように支持体が熱処理さ
れることを特徴としている。
方法も目的とし、本質的に炭化された特殊な微孔性支持
体が、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化チタン又は
酸化アルミニウムのような種類の無機酸化物の先駆物質
と接触されること、及び支持体上の先駆物質の分解温度
でその場で先駆物質を分解するように支持体が熱処理さ
れることを特徴としている。
【0007】本発明による又は本発明方法に用いること
のできる炭化された支持体は、ココナッツ、松皮の炭、
木炭のような植物性の活性炭、又は石炭、無煙炭のよう
な有機性活性炭、さらに一般的に非結晶で多孔構造をも
つ炭化されたあらゆる支持体を含むことができる。
のできる炭化された支持体は、ココナッツ、松皮の炭、
木炭のような植物性の活性炭、又は石炭、無煙炭のよう
な有機性活性炭、さらに一般的に非結晶で多孔構造をも
つ炭化されたあらゆる支持体を含むことができる。
【0008】炭化された支持体は、その多孔率を制御す
るために、例えば酸素、水蒸気又はそれが活性炭の場合
には二酸化炭素による酸化によって、前処理することが
できる。支持体の原料や支持体が受ける可能性のある前
処理がどうであっても、それ自身の多孔率は0.1cm
3/gと1cm3/gの間に含まれるのが好ましい。
るために、例えば酸素、水蒸気又はそれが活性炭の場合
には二酸化炭素による酸化によって、前処理することが
できる。支持体の原料や支持体が受ける可能性のある前
処理がどうであっても、それ自身の多孔率は0.1cm
3/gと1cm3/gの間に含まれるのが好ましい。
【0009】分散相を構成する無機酸化物は、ケイ素、
アルミニウム、チタン、又はマグネシウムの酸化物の中
から選ばれ、重量比0.1〜10%、好ましくは0.5
〜5.5%で、3nm未満、好ましくは0.1〜3nm
の厚さの複合材料中に存在するのが有利である。
アルミニウム、チタン、又はマグネシウムの酸化物の中
から選ばれ、重量比0.1〜10%、好ましくは0.5
〜5.5%で、3nm未満、好ましくは0.1〜3nm
の厚さの複合材料中に存在するのが有利である。
【0010】無定形分散相は、それが上に分散される全
炭化支持体の多孔性構造を修正し、その結果支持体上及
び支持体内の吸着個所を変える。無定形シリカの形状を
した酸化ケイ素は、すぐれた結果を得ることができる。
炭化支持体の多孔性構造を修正し、その結果支持体上及
び支持体内の吸着個所を変える。無定形シリカの形状を
した酸化ケイ素は、すぐれた結果を得ることができる。
【0011】支持体内に組み入れられる酸化物の比率
は、分離される分子の寸法及び吸着特性、並びに炭化支
持体の特性による。分子分級により分子を分離するため
には、複合材料の粒子の寸法は、0.5〜5mmであ
る。複合材料の粒子は、分級された出発材料からでも、
粉砕され、分級され次いで結合剤で集められた材料から
でも得ることができる。
は、分離される分子の寸法及び吸着特性、並びに炭化支
持体の特性による。分子分級により分子を分離するため
には、複合材料の粒子の寸法は、0.5〜5mmであ
る。複合材料の粒子は、分級された出発材料からでも、
粉砕され、分級され次いで結合剤で集められた材料から
でも得ることができる。
【0012】本発明の方法は、支持体と酸化物の先駆物
質を一緒にし、支持体上の先駆物質を分解するように混
合物を処理し、支持体の内面に沈積物をつくることから
成っている。分解温度は、350〜650℃、好ましく
は500〜550℃にあるのが好適である。
質を一緒にし、支持体上の先駆物質を分解するように混
合物を処理し、支持体の内面に沈積物をつくることから
成っている。分解温度は、350〜650℃、好ましく
は500〜550℃にあるのが好適である。
【0013】酸化物の先駆物質は、アルコキシド又は酸
の塩のようなケイ素、アルミニウム、チタン又はマグネ
シウムを含む熱分解可能なあらゆる揮発性有機化合物、
並びに加熱分解によって安定な無機質残渣を与えるあら
ゆる揮発性化合物を含むことができる。好ましいアルコ
キシドとして、メトキシ、エトキシ及びプロポキシ誘導
体があげられる。好ましい酸の塩は、塩化物及び臭化物
である。
の塩のようなケイ素、アルミニウム、チタン又はマグネ
シウムを含む熱分解可能なあらゆる揮発性有機化合物、
並びに加熱分解によって安定な無機質残渣を与えるあら
ゆる揮発性化合物を含むことができる。好ましいアルコ
キシドとして、メトキシ、エトキシ及びプロポキシ誘導
体があげられる。好ましい酸の塩は、塩化物及び臭化物
である。
【0014】特に、アルミニウム・エトキシドのような
化合物は、酸化アルミニウムの先駆物質として使用する
ことができ、酸化ケイ素の先駆物質としてはテトラエト
キシシランが使用でき、酸化チタンの先駆物質として
は、チタン(IV)イソプロポキシドが使用できる。
化合物は、酸化アルミニウムの先駆物質として使用する
ことができ、酸化ケイ素の先駆物質としてはテトラエト
キシシランが使用でき、酸化チタンの先駆物質として
は、チタン(IV)イソプロポキシドが使用できる。
【0015】支持体によって吸着されている酸素のよう
な化学物質を脱着するために、炭化支持体を前処理する
ことは有利であろう。この前処理は、真空下又は炭素に
対して化学的に不活性なガス内で支持体と両立する温
度、すなわち1300℃以下、例えばほぼ500〜10
00℃で行うことができる。
な化学物質を脱着するために、炭化支持体を前処理する
ことは有利であろう。この前処理は、真空下又は炭素に
対して化学的に不活性なガス内で支持体と両立する温
度、すなわち1300℃以下、例えばほぼ500〜10
00℃で行うことができる。
【0016】支持体と先駆物質との接触は、支持体によ
る先駆物質の吸着によってガス相の先駆物質と行うこと
ができる。この接触は、先駆物質の蒸気圧と対応する圧
力で、一連の段階によって又は連続して行われる。接触
はまた、さらに高い圧力下、ガス状先駆物質のキャリア
である不活性ガスが存在するときは先駆物質蒸気圧中の
先駆物質の分圧下でも行うことができる。
る先駆物質の吸着によってガス相の先駆物質と行うこと
ができる。この接触は、先駆物質の蒸気圧と対応する圧
力で、一連の段階によって又は連続して行われる。接触
はまた、さらに高い圧力下、ガス状先駆物質のキャリア
である不活性ガスが存在するときは先駆物質蒸気圧中の
先駆物質の分圧下でも行うことができる。
【0017】支持体と先駆物質との接触はまた、密閉囲
い内で液体注入によっても行われる。これらの条件下で
先駆物質の分解及び沈積は、先駆物質の蒸気圧より高い
圧力で行われる。反応生成物の存在の影響は、飽和圧力
下での沈積物の影響とは全く異なっている。図5及び図
6は、動力学的変化を図示している。
い内で液体注入によっても行われる。これらの条件下で
先駆物質の分解及び沈積は、先駆物質の蒸気圧より高い
圧力で行われる。反応生成物の存在の影響は、飽和圧力
下での沈積物の影響とは全く異なっている。図5及び図
6は、動力学的変化を図示している。
【0018】吸着は、大気温又は熱処理温度以下の温度
で起こる。後の熱処理は、先駆物質の分解及び支持体の
内面全体にその場での酸化物の沈積を可能にする。吸着
と熱処理とは同時に行うことができる。
で起こる。後の熱処理は、先駆物質の分解及び支持体の
内面全体にその場での酸化物の沈積を可能にする。吸着
と熱処理とは同時に行うことができる。
【0019】ケイ素の先駆物質であるテトラエトキシシ
ランの特定の例では、分解温度は約600℃である。沈
積物が生成されると、支持体内に残っている先駆物質の
残渣を複合材料から除去するのが有利であり、この除去
は、支持体の安定性と両立できる温度、すなわち約13
00℃以下、たとえば500〜1000℃の温度で、真
空下又は中性ガスの掃気下での後熱処理によって行われ
る。酸化物の先駆物質と支持体との接触時にキャリアガ
スとして、又は炭素に対して化学的に不活性なガスとし
て、又は両方の場合に、例えば窒素又はアルゴンが用い
られる。
ランの特定の例では、分解温度は約600℃である。沈
積物が生成されると、支持体内に残っている先駆物質の
残渣を複合材料から除去するのが有利であり、この除去
は、支持体の安定性と両立できる温度、すなわち約13
00℃以下、たとえば500〜1000℃の温度で、真
空下又は中性ガスの掃気下での後熱処理によって行われ
る。酸化物の先駆物質と支持体との接触時にキャリアガ
スとして、又は炭素に対して化学的に不活性なガスとし
て、又は両方の場合に、例えば窒素又はアルゴンが用い
られる。
【0020】本発明による複合材料、すなわち炭化材料
は、その吸着個所が無機酸化物の沈積によって変更さ
れ、分子の吸着特性を限定している。制限された沈積物
は、ある種の分子に関して特定の材料をつくり、それら
を選択吸着において有用とすることができる。したがっ
て新しい複合材料は、分子分級による分子の分離に利用
できる。特にそれらは、ガスの分離、特に窒素、酸素、
アルゴンのような空気中のガスの分離に用いると有利で
ある。
は、その吸着個所が無機酸化物の沈積によって変更さ
れ、分子の吸着特性を限定している。制限された沈積物
は、ある種の分子に関して特定の材料をつくり、それら
を選択吸着において有用とすることができる。したがっ
て新しい複合材料は、分子分級による分子の分離に利用
できる。特にそれらは、ガスの分離、特に窒素、酸素、
アルゴンのような空気中のガスの分離に用いると有利で
ある。
【0021】圧力変化による吸着(PSA、圧力変動吸
着)の技術は、ガス分離用吸着剤としてこれらの複合材
料とともに利用される。添付の図は、縦軸に吸着された
空気中のガス(窒素、酸素、アルゴン)の吸着量(吸着
剤1g当りNcm3)を横軸に吸着時間(秒)を示して
いる。
着)の技術は、ガス分離用吸着剤としてこれらの複合材
料とともに利用される。添付の図は、縦軸に吸着された
空気中のガス(窒素、酸素、アルゴン)の吸着量(吸着
剤1g当りNcm3)を横軸に吸着時間(秒)を示して
いる。
【0022】−図1は比較図で、アルゴン雰囲気で95
0℃、4時間、次いで真空下で950℃、3時間焼成さ
れたココナッツを原料とした活性炭によるもの。 −図2は、950℃、4時間の前処理、次いで飽和蒸気
圧下でテトラエトキシシランによる処理で、重量比1.
3%のシリカ(酸化ケイ素)が沈漬、次いで950℃、
8時間の後処理をした同じココナッツの活性炭によるも
の。 −図3は、950℃、4時間の前処理、次いで0.7%
のシリカを伴なうテトラエトキシシランによる処理、次
いで950℃、8時間の後処理をした同じココナッツの
活性炭によるもの。 −図4は比較図で、真空下、950℃、4時間、2回の
加熱前処理をされたCECAの活性炭2/10BK R
型の木材を原料とした活性炭によるもの。 −図5は、図4と同じやり方で前処理され、密封カプセ
ル内の170mgの炭素にテトラエトキシシランを注入
し、次いで550℃で1日中加熱された同一の活性炭に
よるもの。 −図6は、同じやり方で前処理され、密閉カプセル内の
炭素に異なる量のテトラエトキシシランを注入し、次い
で550℃で1日半の加熱を受けた同一の活性炭による
もの。
0℃、4時間、次いで真空下で950℃、3時間焼成さ
れたココナッツを原料とした活性炭によるもの。 −図2は、950℃、4時間の前処理、次いで飽和蒸気
圧下でテトラエトキシシランによる処理で、重量比1.
3%のシリカ(酸化ケイ素)が沈漬、次いで950℃、
8時間の後処理をした同じココナッツの活性炭によるも
の。 −図3は、950℃、4時間の前処理、次いで0.7%
のシリカを伴なうテトラエトキシシランによる処理、次
いで950℃、8時間の後処理をした同じココナッツの
活性炭によるもの。 −図4は比較図で、真空下、950℃、4時間、2回の
加熱前処理をされたCECAの活性炭2/10BK R
型の木材を原料とした活性炭によるもの。 −図5は、図4と同じやり方で前処理され、密封カプセ
ル内の170mgの炭素にテトラエトキシシランを注入
し、次いで550℃で1日中加熱された同一の活性炭に
よるもの。 −図6は、同じやり方で前処理され、密閉カプセル内の
炭素に異なる量のテトラエトキシシランを注入し、次い
で550℃で1日半の加熱を受けた同一の活性炭による
もの。
【0023】沈積物は圧力下でつくられていて、550
℃での熱処理が、アルゴン雰囲気の密封カプセル内で行
われた。残渣は、真空下、950℃、4時間の後熱処理
によって除去された。
℃での熱処理が、アルゴン雰囲気の密封カプセル内で行
われた。残渣は、真空下、950℃、4時間の後熱処理
によって除去された。
【0024】最後の複合材料が、過剰なテトラエトキシ
シランのためにあまりにも隙間のない多孔率を示す場合
には、所望の多孔率を得るように、水蒸気、酸素又は、
二酸化炭素による酸化処理を引き続いて行うことができ
る。
シランのためにあまりにも隙間のない多孔率を示す場合
には、所望の多孔率を得るように、水蒸気、酸素又は、
二酸化炭素による酸化処理を引き続いて行うことができ
る。
いずれも縦軸に空気中のガス(窒素、酸素、アルゴン)
の吸着量(吸着剤1g当りNcm3)、横軸に吸着時間
(秒)を示したグラフ。
の吸着量(吸着剤1g当りNcm3)、横軸に吸着時間
(秒)を示したグラフ。
【図1】本発明によらないココナッツ活性炭によるグラ
フ。
フ。
【図2】本発明による処理を受けたココナッツ活性炭に
よるグラフ。
よるグラフ。
【図3】本発明による他の処理を受けたココナッツ活性
炭によるグラフ。
炭によるグラフ。
【図4】本発明によらない木炭活性炭によるグラフ。
【図5】本発明による処理を受けた木炭活性炭によるグ
ラフ。
ラフ。
【図6】本発明による他の処理を受けた木炭活性炭によ
るグラフ。
るグラフ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 サルダン・ベルナール フランス国.78150・ル・シエスナイ.ス クアール・ジエリコール.レシダンス・ジ エリコール.18 (72)発明者 エルブルジエ・ピエール フランス国.68200・デイダンハイム.シ ユマン・ド・ラ・リヴイエル.2
Claims (14)
- 【請求項1】 炭化支持体をもった特殊な複合材料にお
いて、前記多相材料が、0.1cm3/gないし1cm
3/gの微孔空間の本質的に炭化された微孔質相と、酸
化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化チタン又は酸化マグ
ネシウムから選ばれ、10nm以下の厚さで前記炭化相
に分散された本質的に無機酸化物からなり、前記炭化相
と組み合わされた無定形無機質分散相とを有することを
特徴とする特殊な複合材料。 - 【請求項2】 無定形相が、複合材料の0.1ないし1
0重量%を有することを特徴とする請求項1記載の特殊
な複合材料。 - 【請求項3】 無定形相が複合材料の0.5ないし5重
量%を有することを特徴とする請求項2記載の特殊な複
合材料。 - 【請求項4】 分散相が、本質的に無定形シリカを含む
ことを特徴とする請求項1記載の複合材料。 - 【請求項5】 粒子が、ほぼ0.5ないし5mmの大き
さであることを特徴とする請求項1記載の特殊な複合材
料。 - 【請求項6】 請求項1記載の多相特殊複合材料の製造
方法において、本質的に炭化された微孔性特殊支持体と
酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化チタン又は酸化マ
グネシウムの先駆物質とを接触させること、支持体上の
先駆物質の分解温度で先駆物質をその場で分解するよう
に支持体を熱処理することを特徴とする方法。 - 【請求項7】 接触と分解とが、同時に行われることを
特徴とする請求項6記載の方法。 - 【請求項8】 支持体が、真空下又は中性ガスの掃気下
で加熱により前処理されることを特徴とする請求項6記
載の方法。 - 【請求項9】 支持体が、残渣の分解温度で真空下又は
中性ガスとともに後熱処理を受けることを特徴とする請
求項6記載の方法。 - 【請求項10】 支持体が、残渣の分解後に、支持体に
化学吸着された酸素が作用できる温度で補足的熱処理を
2回受けることを特徴とする請求項6記載の方法。 - 【請求項11】 先駆物質が、ケイ素、アルミニウム、
チタン又はマグネシウムの酸の塩又はアルコキシドであ
ることを特徴とする請求項6記載の方法。 - 【請求項12】 前記先駆物質が、テトラエトキシシラ
ンからなることを特徴とする請求項11記載の方法。 - 【請求項13】 請求項1記載の特殊複合材料を分子分
級による選択吸着に利用する方法。 - 【請求項14】 請求項1記載の特殊複合材料を空気中
のガスのようなガスの分離に利用する方法。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR909009090A FR2664829B1 (fr) | 1990-07-17 | 1990-07-17 | Materiau composite particulaire a matrice carbonee, procede de preparation et application. |
| FR9009090 | 1990-07-17 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05146677A true JPH05146677A (ja) | 1993-06-15 |
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ID=9398801
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3171172A Pending JPH05146677A (ja) | 1990-07-17 | 1991-07-11 | 炭化支持体をもつた特殊な複合材料、それら複合材料の製造方法及び利用 |
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| Country | Link |
|---|---|
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| JP (1) | JPH05146677A (ja) |
| CA (1) | CA2047080A1 (ja) |
| DE (1) | DE4123163A1 (ja) |
| FR (1) | FR2664829B1 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
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| US6028137A (en) | 1995-05-22 | 2000-02-22 | Cabot Corporation | Elastomeric compounds incorporating silicon-treated carbon blacks |
| WO1996037546A1 (en) | 1995-05-22 | 1996-11-28 | Cabot Corporation | Elastomeric compounds incorporating partially coated carbon blacks |
| US6323273B1 (en) * | 1995-05-22 | 2001-11-27 | Cabot Corporation | Elastomeric compounds incorporating silicon-treated carbon blacks |
| US6008272A (en) * | 1995-05-22 | 1999-12-28 | Cabot Corporation | Elastomeric compounds incorporating silicon-treated carbon blacks |
| US5553028A (en) * | 1995-06-23 | 1996-09-03 | Micron Technology, Inc. | Single P-sense AMP circuit using depletion isolation devices |
| US5948835A (en) * | 1995-09-15 | 1999-09-07 | Cabot Corporation | Silicon-treated carbon black/elastomer formulations and applications |
| US5972077A (en) * | 1996-02-15 | 1999-10-26 | Lockheed Martin Energy Research Corporation | Gas separation device based on electrical swing adsorption |
| US5827355A (en) * | 1997-01-31 | 1998-10-27 | Lockheed Martin Energy Research Corporation | Carbon fiber composite molecular sieve electrically regenerable air filter media |
| US6017980A (en) * | 1997-03-27 | 2000-01-25 | Cabot Corporation | Elastomeric compounds incorporating metal-treated carbon blacks |
| US5904762A (en) | 1997-04-18 | 1999-05-18 | Cabot Corporation | Method of making a multi-phase aggregate using a multi-stage process |
| US6068682A (en) * | 1997-12-22 | 2000-05-30 | Engelhard Corporation | Small-pored crystalline titanium molecular sieve zeolites and their use in gas separation processes |
| US6541113B1 (en) | 1998-07-24 | 2003-04-01 | Cabot Corporation | Methods for preparing silica-coated carbon products |
| US6284021B1 (en) * | 1999-09-02 | 2001-09-04 | The Boc Group, Inc. | Composite adsorbent beads for adsorption process |
| FR2799991B1 (fr) * | 1999-10-26 | 2002-10-11 | Air Liquide | Procede de production d'hydrogene utilisant un adsorbant carbone a parametres de dubinin selectionnes |
| US6503295B1 (en) * | 2000-09-20 | 2003-01-07 | Chevron U.S.A. Inc. | Gas separations using mixed matrix membranes |
| RU2199385C2 (ru) * | 2001-04-16 | 2003-02-27 | Ольшанский Вадим Олегович | Сорбент для очистки водных и грунтовых поверхностей от нефти и нефтепродуктов и способ его получения |
| JP3524527B2 (ja) * | 2001-09-05 | 2004-05-10 | 日本酸素株式会社 | 吸着剤およびこれを用いた窒素製造方法ならびに製造装置 |
| US7170147B2 (en) * | 2003-07-28 | 2007-01-30 | Lucent Technologies Inc. | Dissipative isolation frames for active microelectronic devices, and methods of making such dissipative isolation frames |
| US7306647B2 (en) * | 2004-11-19 | 2007-12-11 | Chevron U.S.A. Inc. | Mixed matrix membrane with mesoporous particles and methods for making and using the same |
| US8226752B2 (en) * | 2010-04-29 | 2012-07-24 | Hai Xu | Method and apparatus for air purification |
| US20140117283A1 (en) * | 2012-10-26 | 2014-05-01 | Massachusetts Institute Of Technology | Reversible Sorbent for Warm CO2 Capture by Pressure Swing Adsorption |
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| DE375658C (de) * | 1921-03-11 | 1923-05-16 | Ernst Berl Dr | Adsorbierende Masse |
| DE2652486C2 (de) * | 1976-11-18 | 1987-01-08 | Bergwerksverband Gmbh, 4300 Essen | Verfahren zur Gewinnung von stickstoffreichen Gasen aus neben N↓2↓ wenigstens O↓2↓ enthaltenden Gasen, wie z.B. Luft |
| JPS53106682A (en) * | 1977-03-01 | 1978-09-16 | Hitachi Ltd | Supporting method for hydrated metal oxide on carrier |
| US4125482A (en) * | 1977-03-22 | 1978-11-14 | Merck & Co., Inc. | Method of preparing magnesium oxide impregnated activated carbon |
| JPS5551436A (en) * | 1978-10-12 | 1980-04-15 | Kureha Chem Ind Co Ltd | Adsorbent |
| US4256469A (en) * | 1978-11-06 | 1981-03-17 | Linde Aktiengesellschaft | Repressurization technique for pressure swing adsorption |
| DE2932333C2 (de) * | 1979-08-09 | 1986-08-07 | Bergwerksverband Gmbh, 4300 Essen | Verfahren zur adsorptiven Trennung von neben Stickstoff wenigstens Sauerstoff enthaltenden Gasgemischen |
| GB2075357A (en) * | 1980-05-09 | 1981-11-18 | Coal Industry Patents Ltd | Catalysts for the condensation of oxygenated organic compounds to give hydrocarbons |
| JPS5976535A (ja) * | 1982-10-22 | 1984-05-01 | Kureha Chem Ind Co Ltd | 収着剤およびその製造法 |
| US4629476A (en) * | 1983-03-16 | 1986-12-16 | Calgon Carbon Corporation | Carbon molecular sieves and a process for their preparation and use |
| US4528281A (en) * | 1983-03-16 | 1985-07-09 | Calgon Carbon Corporation | Carbon molecular sieves and a process for their preparation and use |
| US4526887A (en) * | 1983-03-16 | 1985-07-02 | Calgon Carbon Corporation | Carbon molecular sieves and a process for their preparation and use |
| US4499208A (en) * | 1983-05-13 | 1985-02-12 | Union Carbide Corporation | Activated carbon adsorbent with increased heat capacity and the production thereof |
| JPS61212300A (ja) * | 1985-03-15 | 1986-09-20 | Unitika Ltd | 保存安定性に優れたアルコ−ル検出用試験片 |
| JPS61212309A (ja) * | 1985-03-15 | 1986-09-20 | Tdk Corp | ガス分離方法 |
| US4933314A (en) * | 1987-03-10 | 1990-06-12 | Kanebo Ltd. | Molecular sieving carbon |
| US5051389A (en) * | 1987-09-16 | 1991-09-24 | Exxon Research And Engineering Company | Catalyst composition prepared by vapor depositing onto a carbon support |
| JPH02283608A (ja) * | 1989-04-26 | 1990-11-21 | Nippon Steel Corp | 一酸化炭素の分離回収方法 |
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-
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- 1993-12-22 US US08/171,423 patent/US5411577A/en not_active Expired - Fee Related
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