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석유계 잔사유 및 coal-tar의 핏치 개질 특성
Characterization of Pitch Derived from Petroleum Residue and Coal-tar 원문보기

한국수소 및 신에너지학회 논문집 = Transactions of the Korean Hydrogen and New Energy Society, v.27 no.5, 2016년, pp.612 - 619  

김지홍 (한국화학연구원) ,  김형기 (한국소방안전협회)

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

Pitch synthesis reaction was studied based on the effect for chemical composition of feedstock. Feedstock was selected as pyrolyzed fuel oil (PFO) and coal-tar (CT), which are by-products in petroleum and steel industry. Pitch was prepared at $420^{\circ}C$ for 180 minutes on atmospheric ...

주제어

#대체에너지   #석유계 잔사유   #콜타르   #핏치  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 연구에서는 전구체에 따른 핏치 제조 특성에 대한 비교 분석을 목적으로 하였다. 전구체는 콜타르(CT)와 Pyrolyzed fuel oil(PFO)을 선정하였다.
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핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
탄소재료는 어느 곳에 사용되고 있는가? 탄소재료는 낮은 밀도와 높은 물리적, 열 및 전기전도도의 특성으로 탄소섬유, 리튬 이차전지용 음극재, 등방 흑연 등 다양한 재료로 사용되고 있다3). 이러한 탄소재료를 만들기 위해서는 핏치라 불리는 중간물질을 거쳐야 한다.
석유계 잔사유가 연료유과 같은 고부가가치의 물질로의 전환이 어려운 이유는? 이들 석유제품은 원유의 분별증류 및 정제공정을 통해 얻어지는데 이 과정에서다량의 부산물로써 석유계 잔사유가 얻어진다. 석유계 잔사유는 수천가지 이상의 복잡한 화합물인 PAH(poly aromatic hydrocarbon)로 구성되어 있어, 연료유과 같은 고부가가치의 물질로의 전환이 어렵다. 그러나 석유계 잔사유는 80%이상의 carbon으로 이루어져 있으며, 다양한 방향족 성분을 포함하고 있어,탄소재료 전구체로써 높은 가능성을 가지고 있다2).
등방성과 이방성(mesophase) 핏치는 어떤 구조인가? 일반적으로 핏치는 광학적 특성에 따라 등방성과 이방성(mesophase)으로 나뉜다. 등방성 핏치는 구조의 배향이 일정하지 않은 특성을 가지며, 메조페이스핏치는 분자들이 한 방향으로 정렬된 nematic 구조를 가지고 있다. 메조페이스 핏치는 중심핵(mesogen)의 형성과 성장, 그리고 구정의 합체를 통해 거대한구조로 발달한다고 알려져 있다4,7).
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참고문헌 (14)

  1. The Institure of Energy Economics, Japan, 2015, "Asia / World Energy Outlook 2015", http://eneken.ieej.or.jp/en/whatsnew/421.html 

  2. Jong Gu Kim, Ji Hong Kim, Byung-Jin Song, Young Pyo Jeon, Chul Wee Lee, Young-Seak Lee, Ji Sun Im, 2016, "Characterization of pitch derived from pyrolyzed fuel oil using TLC-FID and MALDITOF", Fuel, 167, 25-30. 

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  3. Jong Gu Kim, Ji Hong Kim, Byung-Jin Song, Chul Wee Lee, Ji Sun Im, "Synthesis and its characterization of pitch from pyrolyzed fuel oil(PFO)", 2016, Journal of Industrial and Engineering Chemistry, 36, 293-297. 

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  4. R. Moriyama, J.-i. Hayashi, K. Suzuki, T. Hiroshima, T. Chiba, "Analysis and modeling of mesophase sphere generation, growth and coalescence upon heating of a coal tar pitch", 2002, Carbon, 40, 53-64. 

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  5. R. Moriyama, H. Kumagai, J.-i. Hayashi, C. Yamaguchi, J. Mondori, H. Matsui, T. Chiba, "Formation ofmesophase spheres from a coal tar pitch upon heating and subsequent cooling observed by an in situ H-NMR", 2000, Carbon, 38, 749-758. 

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  6. Jong Gu Kim, Ji Hong Kim, Byung-Jin Song, Chul Wee Lee, Young-Seak Lee, Ji Sun Im, "Empirical approach to determine molecular weight distribution using MALDI-TOF analysis of petroleum-based heavy oil", 2016, Fuel, 186, 20-23. 

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  7. J. D. Brooks, G. H. Taylor, "The formation of graphitizing carbons from the liquid phase", 1965, Carbon, 3, 185-186. 

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  8. Isao Mochida, Yozo Korai, Cha-Hun Ku, Fumitaka Watanabe, Yukio Sakai, "Chemistry of synthesis, structure, preparation and application of aromaticderived mesophase pitch", 2000, Carbon, 38, 305-328. 

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  9. C. Blanco, R. Santamaria, J. Bermejo, R. Menedez, "Separation and characterization of the isotropic phase and co-existing mesophase in thermally treated coal-tar pitches", 2000, Carbon, 1169-1176. 

  10. Hengfu Shui, Yingtong Feng, Benxian Shen, Jinsheng Gao, "Kinetics of mesophase transformation of coal tar pitch", 1998, Fuel Processing Technology, 55, 153-160. 

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  11. William F Edwards, Liwen Jin, Mark C Thies, "MALDI-TOF mass spectrometry: Obtaining reliable mass spectra for insoluble carbonaceous pitches", 2003, Carbon, 41, 2761-2768. 

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  12. Robert Garcia, Jose L. Crespo, Shona C. Martin, Colin E. Snape, and Sabino R. Moinelo, "Development of Mesophase from a Low-Temperature Coal Tar Pitch", 2003, Energy & Fuels, 17, 291-301. 

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  13. Alei Dang, Hao Li, Tiehu Li, Tingkai Zhao, Chuanyin Xiong, Qiang Zhuang, Yudong Shang, Xudong Chen, Xianglin Ji, "Prepartion and pyrolysis behavior of modified coal tar pitch as C/C composites matrix precursor", 2016, Journal of analytical and applied pyrolysis, 119, 18-23. 

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  14. Isao Mochida, Keiko Maeda, Kenjiro Takeshita, "Structure of anisotropic spheres obtained in the course of needle coke formation", 1977, Carbon, 17-23. 

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