KR101620626B1 - Porous composite material from cellulose and method of making the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 셀룰로오스계 소재에서 유래한 다공성 섬유상 구조체 및 그 제조방법에 관한 것으로, 자세하게는 셀룰로오스계 소재를 극성 용매에 침지시켜 내부공극을 증대시키고, 극성 용매를 비극성 용매로 치환시키고, 임계점 건조 방식으로 건조시키는 단계를 포함하는 제조방법 및 이를 통해 제조된 다공성 섬유상 구조체에 관한 것이다.
The present invention relates to a porous fibrous structure derived from a cellulosic material and a method for producing the porous fibrous structure. More specifically, the present invention relates to a porous fibrous structure obtained by immersing a cellulosic material in a polar solvent to increase internal voids, replacing a polar solvent with a non- Drying the porous fibrous structure, and a porous fibrous structure prepared thereby.
세계적으로 화석 연료의 과다 사용에 따른 자원 고갈 및 환경오염에 대한 우려가 증가함에 따라 안정적이고 지속적으로 에너지를 생산하는 신재생 대체에너지 개념이 화두가 되고 있다. 그러한 대체에너지 개발의 일환으로 바이오매스로부터 바이오 에너지(bioenergy) 및 화학 제품을 생산하는 기술이 주목 받고 있다.As the global exhaustion of fossil fuels and concerns over environmental pollution increase, the concept of renewable and alternative energy that produces stable and sustainable energy is becoming a hot topic. As part of such alternative energy development, technologies for producing bioenergy and chemical products from biomass are attracting attention.
바이오매스란 태양광을 이용하여 이산화탄소를 고정하는 탄소동화과정, 즉 광합성 과정을 통하여 생합성되는 당류 및 이를 포함하는 생물체 전반을 일컫는 것인데, 섬유소계 바이오매스는 풍부한 양, 재생 특성, 저렴한 원료비 등의 장점을 가져 에탄올이나 부탄올과 같은 연료 생산뿐만 아니라, 다양한 재료로서의 활용가능성이 높아지고 있다. Biomass refers to a carbon assimilation process that fixes carbon dioxide by using sunlight, that is, a saccharide biosynthesized through a photosynthesis process, and the whole organism including the biosubstance. The fibrosome biomass has advantages such as abundant amount, So that it can be used not only as a fuel such as ethanol and butanol but also as various materials.
섬유소계 바이오매스 중에는 지구상에서 가장 풍부하고 고갈 없이 재생이 가능한 식물 자원으로 대표되는 셀룰로오스계 바이오매스 중 하나인 목질자원 리그노셀룰로오스(lignocelluloses)가 있다. 리그노셀룰로오스는 난분해성 방향족 중합체인 리그닌(lignin)과 탄수화물인 셀룰로오스(cellulose) 및 헤미셀룰로오스(hemicellulose)의 복합체이며(Perlack et al., 2005), 셀룰로오스, 헤미셀룰로오스, 리그닌 등의 주성분이 견고하게 결합되어 있다. 다양한 전처리 방법을 통하여 이 세 가지 성분을 서로 분리할 수 있는데, 섬유소계 바이오매스의 성분 중에서 셀룰로오스는 열에 안정하며, 산에 용해되는 특성이 있고, 헤미셀룰로오스는 열에 불안정하며, 산에 용해되는 특성을 가진다. 반면 리그닌은 열에 안정하고, 알칼리에 용해되는 특성을 가진다.Among the fiber-based biomass is lignocelluloses, one of the cellulosic biomass represented by the most abundant and reproducible plant resources on the planet. Lignocellulose is a complex of lignin, a refractory aromatic polymer, and carbohydrates cellulose and hemicellulose (Perlack et al., 2005), and the main components such as cellulose, hemicellulose, and lignin are firmly bound have. Through various pretreatment methods, these three components can be separated from each other. Of the components of the fibrous biomass, cellulose is stable to heat and soluble in acid, hemicellulose is unstable in heat and soluble in acid . On the other hand, lignin is stable to heat and soluble in alkali.
리그노셀룰로오스의 구조는, 리그닌이 헤미셀룰로오스와 공유결합을 통해 결합되고 헤미셀룰로오스는 셀룰로오스와 수소결합을 통해 연결되어 있어 전체적으로 보면 직선의 곧은 형태로 이루어진 셀룰로오스 마이크로파이브릴(microfibril)을 가운데 두고 헤미셀룰로오스가 수소결합을 통해 감싸는 모습으로 붙어 있고 이러한 헤미셀룰로오스를 리그닌이 다시 공유결합을 통한 연결로 둘러싼 형태를 보인다. 결국 식물의 주요한 탄수화물인 셀룰로오스를 보호하기 위한 형태를 띠고 있다.The structure of the lignocellulose is that the lignin is bonded to the hemicellulose through the covalent bond and the hemicellulose is connected to the cellulose through the hydrogen bond so that the cellulosic microfibril, which is a straight straight line, And the hemicellulose is surrounded by a covalent linkage of lignin. It has a form to protect cellulose, which is the main carbohydrate of plants.
리그노셀룰로오스에서 중요한 성분인 셀룰로오스는 글루코오스가 β1,4 결합으로 연결된 안정된 형태의 직선 구조의 다당류로서, 글루코오스가 α1,4 결합으로 연결된 나선형 구조의 아밀로오스(amylose)보다 자연상태에서 물리적, 화학적으로 훨씬 튼튼한 구조를 이루고 있다. 셀룰로오스는 구조 내에 inter- 및 intra-수소결합을 가지고 있다. 고등식물의 세포벽의 주성분을 이루는 단순 다당류로 식물체의 30~50%를 차지하여 지구상에서 가장 다량으로 생산되는 탄수화물이다.Cellulose, which is an important component in lignocellulose, is a linear polysaccharide of a stable form in which glucose is linked by a β1,4 bond. It is physically and chemically much more natural in nature than a helical amylose in which glucose is linked by α1,4 bonds It has a strong structure. Cellulose has inter- and intra-hydrogen bonds in its structure. It is a simple polysaccharide which constitutes the main component of the cell wall of the higher plants. It is the most abundant carbohydrate on the planet, accounting for 30 ~ 50% of the plant.
셀룰로오스 같은 섬유소는 사람의 소화관 내에서는 거의 분해되지 않기 때문에 이전에는 식품으로서의 가치가 없다고 생각되어 왔으나 최근에 그의 정장작용 등 기능성 식이섬유로서의 효과가 주목되고 있다. 이 점을 강조하여 전분과 섬유소를 혼합한 새로운 가공식품도 개발되고 있다. 물에 불용성이므로 유도체 형태로 식품가공에 이용되고 있다.Since cellulose such as cellulose is hardly degraded in the human digestive tract, it has been thought that it is not worth as a food in the past. Recently, however, its effect as a functional dietary fiber such as a sucking action has been attracting attention. A new processed food containing starch and fibrin is also being developed with emphasis on this point. Because it is insoluble in water, it is used in food processing in derivative form.
식품으로서 이용되는 것 외에, 셀룰로오스가 사용될 수 있는 다양한 활용처 중 기체 분리, 투석증발, 수처리 등을 위한 막 분야가 있다. 이를 위해 셀룰로오스의 표면적을 증가시킴으로써 그 사용을 더욱 용이하게 할 수 있는데, 물과 같은 극성용매와 접촉을 통하여 수소결합이 끊어지면서 표면적을 증가시킬 수 있지만, 동시에 극성용매를 제거한 후에도 구조를 그대로 유지할 수 있는 건조방법이 필요하다.In addition to being used as food, there are membrane fields for gas separation, dialysis evaporation, water treatment and the like in a variety of applications where cellulose can be used. For this purpose, it is possible to increase the surface area of cellulose, thereby making it easier to use. It is possible to increase the surface area by breaking hydrogen bonds through contact with a polar solvent such as water, but at the same time, There is a need for a drying method.
이러한 목적을 달성하기 위해, 기존의 공기 중 건조나 오븐 건조 대신 동결건조 (freeze drying) 방법이나 임계점 건조 (Critical Point Drying, CPD) 방법이 고려될 수 있다. 동결건조는 수용액이나 다량의 수분을 함유한 재료를 동결시키고 감압함으로써 얼음을 승화시켜 수분을 제거하여 건조물을 얻는 방법인데, 셀룰로오스의 표면적 증가에는 큰 효과를 가지지 않는다고 알려져 있다. 한편 임계점 건조는 시료의 건조 시 액체의 표면장력으로 생기는 시료의 변형을 방지하기 위해 표면장력이 작용하지 않는 임계점 (기체도 액체도 아닌 상태)에서 건조시키는 방법이다.In order to achieve this purpose, freeze drying or critical point drying (CPD) methods may be considered instead of conventional air drying or oven drying. Freeze-drying is a method in which an aqueous solution or a material containing a large amount of water is frozen and decompressed to sublimate ice to remove moisture to obtain a dried material, which is known to have no significant effect on the increase of the surface area of cellulose. On the other hand, critical point drying is a method of drying the sample at a critical point (neither gas nor liquid) in which the surface tension does not act in order to prevent deformation of the sample caused by surface tension of the liquid during drying of the sample.
임계점 건조 과정에서, 기체는 일정 온도 (임계온도) 이상에서는 아무리 압축하더라도 액화되지 않는다. 임계온도에서는 기체의 종류에 따라 그 압력은 일정하며 경계점이라고 한다. 이 경계점에서는 액층과 기층의 계면이 소실되기 때문에 표면장력에 의한 시료의 변형을 막을 수 있다는 장점이 있다.During the critical point drying process, the gas is not liquefied even when compressed at a certain temperature (critical temperature) or above. At the critical temperature, the pressure is constant depending on the type of gas and is called the boundary point. In this boundary point, since the interface between the liquid layer and the base layer is lost, there is an advantage that deformation of the sample due to the surface tension can be prevented.
셀룰로오스는 물과 같은 극성용매와 접촉하면 일부 수소결합이 끊어지면서 팽창하게 된다. 팽창된 구조의 셀룰로오스는 많은 기공을 포함하기 때문에 표면적이 넓은 구조체로서 다양한 분야에서 활용이 가능하다. 그러나 이렇게 팽창된 구조는 극성용매와 접촉하고 있는 때 나타나는 현상으로, 물과 같은 극성용매가 제거되면 끊어졌던 수소결합의 복원으로 수축되면서 기공 붕괴가 일어나며 팽창된 구조의 셀룰로오스 상태가 유지되지 않는다. 극성용매 접촉 후 공기 중 건조나 오븐 건조를 한 경우에는 셀룰로오스의 수소결합 복원으로 표면적이 증가하지 않으므로, 건조된 후에도 팽창된 구조의 셀룰로오스를 그대로 유지하기 위한 방법이 필요한 것이다.When cellulose is contacted with a polar solvent such as water, some hydrogen bond breaks and expands. Since expanded cellulose has many pores, it can be used in various fields as a wide surface area structure. However, when the polar solvent such as water is removed, the expanded structure contracts due to the restoration of the hydrogen bond, and the pore collapse occurs, and the cellulosic state of the expanded structure is not maintained. In the case of drying in air or oven drying after contact with a polar solvent, the surface area is not increased due to restoration of hydrogen bonding of cellulose, and therefore, a method is required to maintain the cellulose having an expanded structure even after drying.
본 발명은 이러한 팽창 구조의 셀룰로오스를 그대로 유지하기 위해, 극성 용매로 팽창시킨 뒤 비극성 용매로 치환하여 구조를 유지하는 상태에서 임계점 건조 방식을 이용하여 구조의 변경 없이 다공성 섬유상 구조체를 제조하는 방법을 개발하였다. 추가로 알칼리성 환원수나 산성 수용액으로 전처리하여 더욱 팽창된 다공성 섬유상 구조체를 얻는 방법을 개발하였다.
In order to maintain the cellulose having such an expanded structure as it is, a method of manufacturing a porous fibrous structure without changing the structure by using a critical point drying method in the state of expanding with a polar solvent and replacing with a nonpolar solvent Respectively. And then further pretreated with an alkaline reducing water or an acidic aqueous solution to obtain a further expanded porous fibrous structure.
본 발명의 목적은 섬유소계 바이오매스로부터 추출 가능하고 풍부한 셀룰로오스로부터 안정적인 구조를 가지는 셀룰로오스 유래 다공성 섬유상 구조체를 제조하는 방법을 제공함으로써, 여러 가지 산업에 활용할 수 있도록 하는 것이다.
It is an object of the present invention to provide a method for producing a cellulose-derived porous fibrous structure which is extractable from a fibrous biomass and has a stable structure from an abundant cellulose, so that it can be utilized in various industries.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 a) 섬유상 소재를 극성용매에 침지시켜 내부공극을 증대시키는 단계; b) 섬유상 소재의 내부공극에 존재하는 극성용매를 비극성용매로 치환시키는 단계; 및 c) 비극성용매로 치환된 섬유상 소재를 임계유체를 이용하여 임계점에서 압력을 조절하여 건조시키는 단계;를 포함하는 다공성 섬유상 구조체의 제조방법을 제공한다.In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a method of manufacturing a magnetic recording medium, comprising the steps of: a) immersing a fibrous material in a polar solvent to increase internal voids; b) replacing the polar solvent present in the internal voids of the fibrous material with a non-polar solvent; And c) drying the fibrous material substituted with the nonpolar solvent by controlling the pressure at a critical point by using a critical fluid, and drying the fibrous material.
상기 a)단계의 섬유상 소재는, 섬유소계 셀룰로오스를 포함하는 재료일 수 있다.The fibrous material in step a) may be a material containing a fibrous subcellular cellulose.
상기 a)단계의 극성용매는, 중성의 물, 포름아미드(formamide), 에틸렌글리콜(ethylene glycol), 디메틸포름아미드(dimethylformamide, DMF), 피리딘(pyridine), 포름산(formic acid), N-메틸모르폴린-N-옥사이드(N-methylmorpholine N-Oxide, NMMO), 이온성 액체 또는 이들의 조합으로부터 선택될 수 있다.The polar solvent in step a) may be neutral water, formamide, ethylene glycol, dimethylformamide (DMF), pyridine, formic acid, N-methylmorphol N-methylmorpholine N-oxide (NMMO), an ionic liquid, or a combination thereof.
상기 b)단계의 비극성용매로 치환시키는 것은, b1) 아세톤에 침지하거나, b2) 에탄올에 침지 후 아세톤에 침지하거나, b3) 에탄올에 침지 후 아밀 아세테이트에 침지하여 수행될 수 있다.The replacement with the nonpolar solvent in step b) may be carried out by b1) immersing in acetone, b2) immersion in ethanol, immersion in acetone, or b3) immersion in ethanol, followed by immersion in amyl acetate.
상기 c)단계의 임계유체는, 이산화탄소 또는 프레온일 수 있다.The critical fluid in step c) may be carbon dioxide or freon.
상기 c)단계의 임계온도는, 임계유체가 이산화탄소인 경우, 35 내지 37℃일 수 있다.The critical temperature of step c) may be 35 to 37 占 폚 when the critical fluid is carbon dioxide.
상기 c)단계의 압력을 조절하는 것은, 임계유체가 이산화탄소인 경우, 500psi 압력을 가한 후 1200psi 압력을 추가로 가하는 방법 또는 500psi 압력만 가하는 방법일 수 있다.Adjusting the pressure in step c) may be a method of applying 500 psi pressure after the critical fluid is carbon dioxide, followed by an additional 1200 psi pressure or a method of applying only 500 psi pressure.
상기 a)단계 이전에, d) 섬유상 소재를 전처리 용매로 처리하여 내부공극 형성을 용이하게 만드는 단계;를 더 포함할 수 있다.Before step a), d) treating the fibrous material with a pretreatment solvent to facilitate internal void formation.
상기 전처리 용매는, 산성 수용액 또는 알칼리성 수용액일 수 있다.The pretreatment solvent may be an acidic aqueous solution or an alkaline aqueous solution.
상기 산성 수용액은, 0.5 내지 3 중량% 황산 수용액일 수 있다.The acidic aqueous solution may be a 0.5 to 3 wt% sulfuric acid aqueous solution.
상기 알칼리성 수용액은, 물의 전기분해로 얻은 pH 10 이상의 알칼리성 환원수 또는 0.5 내지 4 중량%의 수산화나트륨 수용액일 수 있다.The alkaline aqueous solution may be an alkaline reducing water having a pH of 10 or more or an aqueous solution of sodium hydroxide of 0.5 to 4% by weight obtained by electrolysis of water.
또한, 본 발명은 상기 어느 하나의 제조방법으로 제조되는 다공성 섬유상 구조체를 제공한다.The present invention also provides a porous fibrous structure produced by any one of the above production methods.
상기 다공성 섬유상 구조체의 내부 공극 또는 외부 표면에 기능성 물질이 함침 또는 코팅될 수 있다.
A functional material may be impregnated or coated on the inner pores or the outer surface of the porous fibrous structure.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 셀룰로오스 유래 섬유상 구조체를 극성 용매로 팽창시킨 후 다시 수축시키지 않고 다공성 섬유상 구조체로 제조할 수 있다. 이렇게 제조된 다공성 섬유상 구조체는 친환경이고 경량이라는 특징을 가지고 있어서, 다양한 바이오복합재료의 보강재로서 소재 분야에 활용될 수 있다. 또한 다공성 섬유상 구조체는 기체 분리, 기체흡착, 투석증발 등 목적의 분리막 분야에도 활용이 가능하다.
According to the present invention as described above, the fibrous structure derived from cellulose can be made into a porous fibrous structure without being contracted after swelling with a polar solvent. The porous fibrous structure thus produced is characterized by being environmentally friendly and lightweight, and thus can be utilized as a reinforcing material for various biocomposites in the field of materials. In addition, the porous fibrous structure can be utilized in the separation membrane for gas separation, gas adsorption, dialysis, and evaporation.
도 1은 다공성 섬유상 구조체를 제조하는 과정에 대한 순서도.
도 2는 전처리 없이 제조한 다공성 섬유상 구조체의 표면 확대 사진. a)는 5만배 확대 배율 사진이며, b)는 10만배 확대 배율 사진이다.
도 3은 알칼리 환원수로 전처리하고 오븐 건조시킨 다공성 섬유상 구조체의 표면 확대 사진. a)는 2만배 확대 배율 사진이며, b)는 10만배 확대 배율 사진이다.
도 4는 알칼리 환원수로 전처리하고 동결 건조시킨 다공성 섬유상 구조체의 표면 확대 사진. a)는 2만배 확대 배율 사진이며, b)는 10만배 확대 배율 사진이다.
도 5는 알칼리 환원수로 전처리하고 임계점 건조 방식으로 건조 시킨 다공성 섬유상 구조체의 표면 확대 사진. a)는 2만배 확대 배율 사진이며, b)는 10만배 확대 배율 사진이다. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Figure 1 is a flow chart of a process for making a porous fibrous structure.
Fig. 2 is a photograph of the surface of a porous fibrous structure prepared without pretreatment. a) is a magnification of 50,000 times, and b) is a magnification of 100,000 times.
FIG. 3 is a photograph showing a surface of a porous fibrous structure pretreated with an alkali-reduced water and oven-dried. a) is a photograph at an enlargement magnification of 20,000 times, and b) is a photograph at an enlargement magnification of 100,000 times.
FIG. 4 is a photograph of a surface of a porous fibrous structure pretreated with alkali-reduced water and lyophilized. a) is a photograph at an enlargement magnification of 20,000 times, and b) is a photograph at an enlargement magnification of 100,000 times.
FIG. 5 is a photograph of a surface of a porous fibrous structure pretreated with an alkali-reduced water and dried by a critical-point drying method. a) is a photograph at an enlargement magnification of 20,000 times, and b) is a photograph at an enlargement magnification of 100,000 times.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in detail.
일 관점에서 본 발명은 a) 섬유상 소재를 극성용매에 침지시켜 내부공극을 증대시키는 단계; b) 섬유상 소재의 내부공극에 존재하는 극성용매를 비극성용매로 치환시키는 단계; 및 c) 비극성용매로 치환된 섬유상 소재를 임계유체를 이용하여 임계점에서 압력을 조절하여 건조시키는 단계;를 포함하는 다공성 섬유상 구조체의 제조방법을 제공한다.In one aspect, the present invention provides a process for preparing a fibrous material, comprising: a) immersing a fibrous material in a polar solvent to increase internal voids; b) replacing the polar solvent present in the internal voids of the fibrous material with a non-polar solvent; And c) drying the fibrous material substituted with the nonpolar solvent by controlling the pressure at a critical point by using a critical fluid, and drying the fibrous material.
상기 a)단계의 섬유상 소재는, 섬유소계 셀룰로오스를 포함하는 재료인 것을 특징으로 한다.The fibrous material in step (a) is characterized by being a material containing a fibrous cellulosic material.
상기 a)단계의 극성용매는, 중성의 물, 포름아미드(formamide), 에틸렌글리콜(ethylene glycol), 디메틸포름아미드(dimethylformamide, DMF), 피리딘(pyridine), 포름산(formic acid), N-메틸모르폴린-N-옥사이드(N-methylmorpholine N-Oxide, NMMO), 이온성 액체 또는 이들의 조합으로부터 선택되는 것을 특징으로 한다.The polar solvent in step a) may be neutral water, formamide, ethylene glycol, dimethylformamide (DMF), pyridine, formic acid, N-methylmorphol N-methylmorpholine N-oxide (NMMO), an ionic liquid, or a combination thereof.
상기 b)단계의 비극성용매로 치환시키는 것은, b1) 아세톤에 침지하거나, b2) 에탄올에 침지 후 아세톤에 침지하거나, b3) 에탄올에 침지 후 아밀 아세테이트에 침지하여 수행되는 것을 특징으로 한다.The replacement with the nonpolar solvent in step b) is carried out by b1) immersing in acetone, b2) immersing in ethanol, immersing in acetone, or b3) immersing in ethanol, and immersing in amyl acetate.
상기 c)단계의 임계유체는, 이산화탄소 또는 프레온인 것을 특징으로 한다.The critical fluid in the step c) is characterized by being carbon dioxide or freon.
상기 c)단계에서 임계온도는, 임계유체는 이산화탄소인 경우, 35 내지 37℃인 것을 특징으로 한다. 임계점 건조를 위한 특정 임계유체의 임계온도는 그 이상 온도에서는 아무리 압축하더라도 액화되지 않는다. 임계온도에서는 기체의 종류에 따라 그 압력은 일정하며 경계점이라고 하며, 이 경계점에서는 액층과 기층의 계면이 소실되기 때문에 표면장력에 의한 시료의 변형을 막을 수 있다.In the step c), the critical temperature is 35 to 37 DEG C when the critical fluid is carbon dioxide. The critical temperature of a critical fluid for critical point drying is not liquefied even when it is compressed at that temperature. At the critical temperature, the pressure is constant according to the kind of gas and is called the boundary point. At this boundary point, the interface between the liquid layer and the base layer disappears, so that deformation of the sample due to surface tension can be prevented.
상기 c)단계의 압력을 조절하는 것은, 임계유체가 이산화탄소인 경우, 500psi 압력을 가한 후 1200psi 압력을 추가로 가하는 방법 또는 500psi 압력만 가하는 방법인 것을 특징으로 한다. 비극성용매로 치환된 섬유상 소재의 미세공극에는 일부 비극성용매로 치환되지 못한 극성용매가 존재한다. 압력이 500psi까지 증가하는 동안 비극성용매 뿐만 아니라 미세공극 내에 잔존하는 극성용매까지 추가적으로 제거될 수 있다. 압력이 다시 1200psi까지 증가하는 동안 이산화탄소가 기화되면서 건조되어 섬유상 구조체를 얻을 수 있다. 반면, 500psi까지만 압력을 증가시켜 비극성용매와 일부 미세공극에 잔존하는 극성용매가 시료로부터 제거된 후에 기존의 공기 중 건조나 오븐 건조 등으로 건조하면 산업적 이용을 고려할 때 적용 압력을 낮출 수 있는 장점이 있다. The control of the pressure in step c) is characterized in that when the critical fluid is carbon dioxide, a pressure of 500 psi is applied, then a pressure of 1200 psi is further applied, or a method of applying only 500 psi pressure. In the microvoids of fibrous materials substituted with nonpolar solvents, there are polar solvents that are not substituted with some nonpolar solvents. The polar solvent remaining in the micropores as well as the nonpolar solvent can be additionally removed while the pressure is increased to 500 psi. While the pressure increases again to 1200 psi, the carbon dioxide vaporizes and is dried to obtain a fibrous structure. On the other hand, when the polar solvent remaining in the nonpolar solvent and some microvoids is removed from the sample by increasing the pressure only up to 500 psi, drying by conventional air drying or oven drying can lower the applied pressure when considering industrial use have.
상기 a)단계 이전에, d) 섬유상 소재를 전처리 용매로 처리하여 내부공극 형성을 용이하게 만드는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.Before step a), d) treating the fibrous material with a pretreatment solvent to facilitate internal void formation.
상기 전처리 용매는, 산성 수용액 또는 알칼리성 수용액인 것을 특징으로 한다.The pretreatment solvent is an acidic aqueous solution or an alkaline aqueous solution.
상기 산성 수용액은, 0.5 내지 3 중량% 황산 수용액인 것을 특징으로 한다. 바람직하게는 0.9 내지 1.1 중량% 황산 수용액을 사용한다.The acidic aqueous solution is a 0.5 to 3 wt% sulfuric acid aqueous solution. An aqueous 0.9 to 1.1 wt% sulfuric acid solution is preferably used.
상기 알칼리성 수용액은, 물의 전기분해로 얻은 pH 10 이상의 알칼리성 환원수 또는 0.5 내지 4 중량%의 수산화나트륨 수용액인 것을 특징으로 한다. 바람직하게는 pH 12 이상의 알칼리성 환원수 또는 2.8 내지 3.2 중량%의 수산화나트륨 수용액을 사용한다. The alkaline aqueous solution is characterized by being an alkaline reducing water having a pH of 10 or more or an aqueous solution of sodium hydroxide of 0.5 to 4% by weight obtained by electrolysis of water. Preferably, alkaline reducing water having a pH of 12 or more or aqueous solution of sodium hydroxide having a concentration of 2.8 to 3.2% by weight is used.
또 다른 관점에서, 본 발명은 상기 어느 하나의 제조방법으로 제조되는 다공성 섬유상 구조체를 제공한다.In another aspect, the present invention provides a porous fibrous structure produced by any one of the above production methods.
상기 다공성 섬유상 구조체의 내부 공극 또는 외부 표면에 기능성 물질이 함침 또는 코팅되는 것을 특징으로 한다.
And a functional material is impregnated or coated on the inner pore or the outer surface of the porous fibrous structure.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 예시하기 위한 것으로서, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것으로 해석되지 않는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples. It is to be understood by those skilled in the art that these embodiments are merely illustrative of the present invention and that the scope of the present invention is not construed as being limited by these embodiments.
실시예 1. 다공성 섬유상 구조체 제조Example 1. Preparation of porous fibrous structure
다공성 섬유상 구조체는 도 1과 같은 과정을 거쳐 제조되었다. 구체적인 제조 과정은 다음 실험을 통해 각 단계의 효과가 검증되어 수립되었다.
The porous fibrous structure was manufactured through the same process as shown in Fig. The concrete manufacturing process was verified by establishing the effects of each step through the following experiments.
실험예 1. 전처리방법에 따른 표면적 변화 Experimental Example 1. Surface area change according to pretreatment method
셀룰로오스계 바이오매스 같은 섬유상 소재에 대해 팽창과 건조를 하기 전에 전처리 용액을 이용하여 섬유상 소재의 수소결합이 더욱 해제되기 쉽도록 한다. 전처리 용액이 될 수 있는 용액은 산성 용액 및 알칼리성 용액이 있을 수 있다. 각 용액의 효과를 실험으로 측정하였다.For fibrous materials such as cellulosic biomass, pretreatment solutions are used to facilitate hydrogen bonding of the fibrous material prior to expansion and drying. The solution which can be a pretreatment solution may be an acidic solution and an alkaline solution. The effect of each solution was measured experimentally.
셀룰로오스계 바이오매스인 유칼립투스(광저우연구소, 중국)에 대해, 알칼리환원수 (pH 12; 젠닥스, 대전), 묽은황산 및 NaOH를 각각 전처리용액 용도로 사용하여 처리하고, 공통적으로 용매전환 공정(30, 50, 70, 90, 95, 100% 에탄올 및 아세톤에 각각 15분씩 순차적으로 침지)을 적용한 후, 임계점건조 방식에 따라 건조시켜서 그 결과로 형성된 다공성 섬유상 구조체에 대해, 표면적 변화 및 pore 크기 등 각종 지표를 구하며 관찰하였다.Treated with alkali reducing water (pH 12; Zen ducks, Daejeon), dilute sulfuric acid and NaOH for eucalyptus cellulosic biomass (Guangzhou Research Institute, China) The porous fibrous structure thus obtained was dried according to the critical point drying method, and various indexes such as surface area change and pore size, etc. were measured, Respectively.
(1) 알칼리 환원수 전처리(1) Alkali-reduced water pretreatment
물을 전기분해하면 음극에서는 알칼리수가 생성되고, 양극에서는 산성수가 생성되는데 이를 '전기분해 환원수(전해수)'라고 통칭한다. 알칼리 환원수는 보통 pH 11 이상의 강알칼리수이다. 이를 제조하기 위하여 보통 1단계 또는 2단계의 전해를 실시하며, 양극과 음극이 격막으로 분리된 연속식 (Flow Type) 유격막 전해수 생성 장치를 이용한다. 연속식 유격막 전해수 생성 장치를 이용하고, 전해질로는 NaCl 또는 K2CO3를 사용하여, 1단계 전해에서 강산성수 (pH 3 이하)와 강알칼리수 (pH 11 이상)를 각각 얻고, 더 높은 pH의 알칼리수를 제조하기 위해 2단계 전해를 실시하면 pH 12의 강알칼리수를 얻을 수 있다.When water is electrolyzed, alkaline water is produced in the cathode, and acidic water is produced in the anode, which is referred to as 'electrolytic reduced water (electrolytic water)'. Alkali-reduced water is usually a strong alkaline water with a pH of 11 or higher. In order to manufacture the electrolytic cell, a flow type electrolytic water producing apparatus using a flow type electrolytic cell is generally used in which electrolysis is performed in one or two stages and the anode and the cathode are separated into diaphragms. Strong acidic water (pH 3 or lower) and strong alkaline water (pH 11 or higher) were obtained in the first stage electrolysis using NaCl or K 2 CO 3 as the electrolytic solution, Two-step electrolysis is performed to produce alkaline water, and a strong alkaline water of pH 12 can be obtained.
이 같은 방법으로 제조한 pH 12의 강한 알칼리 환원수를 젠닥스로부터 구매하여 셀룰로오스계 바이오매스인 유칼립투스(광저우연구소, 중국)에 1시간 동안 처리하였으며, 처리 온도는 180℃이다. 알칼리 환원수를 처리한 이후에는 극성 용매로 인한 팽창도 이루어지므로 그 후 비극성 용매로 전환하는 공정(30, 50, 70, 90, 95, 100% 에탄올 및 아세톤에 각각 15분씩 순차적으로 침지)을 적용한 후, 임계점건조 방식에 따라 건조시켰다. 구체적으로는 5g의 시료에 비극성 용매로 전환하는 공정을 적용 후, 이산화탄소를 이용한 임계점건조(36℃) 공정을 적용하여 비극성 용매인 아세톤을 제거하고 건조하였다. A strong alkaline-reduced water of pH 12, prepared in this manner, was purchased from Zen Dacs and treated for 1 hour with a cellulose-based biomass, eucalyptus (Guangzhou Institute, China), and the treatment temperature was 180 ° C. After the treatment with alkaline reducing water, a swelling due to a polar solvent is also performed. Thereafter, a step of immersing in a non-polar solvent (30, 50, 70, 90, 95, 100% ethanol and acetone for 15 minutes each) , And dried according to the critical point drying method. Specifically, 5 g of the sample was converted into a non-polar solvent, and then the non-polar solvent acetone was removed by drying at a critical point (36 ° C.) using carbon dioxide, followed by drying.
(2) 묽은 황산 전처리(2) Pretreatment of diluted sulfuric acid
묽은 황산 처리는, 1% 황산(H2SO4)을 셀룰로오스계 바이오매스인 유칼립투스(광저우연구소, 중국)에 2시간 동안 처리하였으며, 처리 온도는 121℃이다. 묽은 황산을 처리한 이후에는 극성 용매로 인한 팽창도 이루어지므로 그 후 비극성 용매로 전환하는 공정(30, 50, 70, 90, 95, 100% 에탄올 및 아세톤에 각각 15분씩 순차적으로 침지)을 적용한 후, 임계점건조 방식에 따라 건조시켰다.Diluted sulfuric acid treatment was carried out for 2 hours with 1% sulfuric acid (H 2 SO 4 ) in eucalyptus cellulose (Biotechnology, Guangzhou, China) at a treatment temperature of 121 ° C. After dilute sulfuric acid treatment, it was diluted with a polar solvent. After that, the solution was immersed in a non-polar solvent (30, 50, 70, 90, 95, 100% ethanol and acetone for 15 min each) , And dried according to the critical point drying method.
(3) 수산화나트륨-증기 전처리(3) Sodium Hydroxide - Steam pretreatment
수산화나트륨 증기 전처리는, 3% NaOH에 셀룰로오스계 바이오매스인 유칼립투스(광저우연구소, 중국)를 12시간 동안 침지시킨 후, 160℃에서 12분 동안 증기로 처리하였다. 증기를 처리한 이후에는 극성 용매로 인한 팽창도 이루어지므로 그 후 비극성 용매로 전환하는 공정(30, 50, 70, 90, 95, 100% 에탄올 및 아세톤에 각각 15분씩 순차적으로 침지)을 적용한 후, 임계점건조 방식에 따라 건조시켰다.Sodium hydroxide vapor pretreatment was carried out by immersing the cellulosic biomass eucalyptus (Guangzhou Laboratories, China) in 3% NaOH for 12 hours and then steamed at 160 ° C for 12 minutes. After the steam treatment, a swelling due to a polar solvent is also performed. Subsequently, after the process of converting to a non-polar solvent (immersing for 15 minutes in each of 30, 50, 70, 90, 95 and 100% ethanol and acetone sequentially) Dried according to the critical point drying method.
(4) 전처리 종류에 따른 최종 다공성 섬유상 구조체 비교(4) Comparison of final porous fibrous structure according to pretreatment type
아래 표 1의 결과를 보면, 전처리를 하지 않은 섬유상 구조체 시료에 비하여 알칼리 환원수로 전처리한 경우에는 표면적이 그 보다 195배, 묽은 황산으로 전처리 한 경우에는 그 보다 71배, NaOH-증기로 전처리한 경우에는 그 보다 156배 증가한 것을 알 수 있다. 공극(pore)의 부피 또한 전처리를 하지 않은 경우에 비하여 크게 증가하였다. 따라서 셀룰로오스 같은 섬유소계 바이오매스에 대해서, 전처리를 수행한 후 극성용매 처리, 비극성용매로 용매 치환과 이산화탄소를 이용한 임계점건조를 순차적으로 수행하는 것이, 전처리를 수행하지 않고 임계점건조를 수행한 경우보다 다공성 섬유상 구조체 제조를 위해 매우 효과적인 방법이 되는 것임을 알 수 있다.Table 1 below shows that when pretreated with alkaline-reduced water, the surface area was 195 times that of the fibrous structure sample without pretreatment, 71 times that of the pretreated with dilute sulfuric acid, and that when pretreated with NaOH-steam , It is found that it is increased by 156 times. The volume of pore was also significantly increased compared to the case without pretreatment. Therefore, it is preferable to perform the pretreatment of the fibrous biomass such as cellulose, followed by the treatment with a polar solvent, the solvent substitution with a non-polar solvent, and the critical point drying using carbon dioxide in sequence, as compared with the case of performing critical- It can be seen that this is a very effective method for the production of fibrous structures.
[표 1. 알칼리 환원수 및 다른 극성 용매로 전처리한 결과 비교][Table 1: Comparison of pretreatment with alkaline reducing water and other polar solvents]
실험예 2. 건조방법의 차이에 따른 표면적 변화Experimental Example 2: Surface area change according to difference in drying method
실험예 1에서 효과를 확인한 극성 용매인 알칼리 환원수(pH 12; 젠닥스, 대전)로 전처리하는 과정에서 수소결합을 해제시켜 팽창된 섬유소계 바이오매스인 유칼립투스(광저우연구소, 중국)에 대해 3가지 건조방법(오븐건조, 동결건조, 임계점건조)으로 각각 처리하여 건조방법에 따른 표면적 변화 여부를 관찰하였다.The eucalyptus (Guangzhou Research Institute, China), a fiber-based biomass expanded by releasing hydrogen bonds in the course of pretreatment with alkali reducing water (pH 12; Zen Dacs, Daejeon) (Oven drying, lyophilization, critical point drying), and the surface area was changed according to the drying method.
(1) 3가지 건조방법 과정(1) Three drying methods
오븐건조 방법은, 알칼리 환원수로 전처리한 시료 5g을 50℃ 오븐에서 48시간 동안 건조시켰다. 동결건조 방법은, 알칼리 환원수로 전처리한 시료 5g을 영하 60℃에서 48시간 동안 동결된 후에 동결건조기에서 72시간 동안 건조시켰다. 임계점건조 방법은, 알칼리 환원수로 전처리한 시료 5g에 대해서 먼저 비극성 용매로 전환하는 공정(30, 50, 70, 90, 95, 100% 에탄올 및 아세톤에 각각 15분씩 순차적으로 침지)을 적용한 후 이산화탄소를 이용한 임계점건조(36℃)를 적용하여 아세톤을 제거하고 건조를 수행하였다. 임계점 건조 방법의 다른 예로는, 시료를 에탄올에 통과시키고, 아세트산아밀로 치환 후 내압 밀폐용기에 넣어 액화 이산화탄소를 주입하여 온도를 약 40℃로 올려서 경계 상태로 하고, 기화된 이산화탄소를 서서히 배출함으로써 건조시키는 방법도 가능하다. 이산화탄소 대신에 프레온을 사용하여 임계점 건조를 수행할 수도 있다. In the oven drying method, 5 g of the sample pretreated with alkali reduced water was dried in an oven at 50 ° C for 48 hours. In the freeze-drying method, 5 g of a sample pretreated with an alkali-reduced water was frozen at -60 ° C for 48 hours and then dried in a freeze dryer for 72 hours. In the critical point drying method, 5 g of the sample pretreated with alkali-reduced water was first subjected to a step of converting into a non-polar solvent (sequentially immersed in 30, 50, 70, 90, 95, 100% ethanol and acetone for 15 minutes each) The critical point drying (36 ℃) was applied to remove acetone and drying. Another example of the critical point drying method is a method in which a sample is passed through ethanol and replaced with amyl acetate and then placed in an internal pressure-tightly closed container, liquefied carbon dioxide is injected, the temperature is raised to about 40 DEG C to bring it into a boundary state, It is possible to do it. Critical point drying can also be carried out using Freon instead of carbon dioxide.
(2) 건조방법 과정에 따른 최종 다공성 섬유상 구조체 비교(2) Comparison of the final porous fibrous structure according to drying process
아래 표 2의 결과는 측정된 수치의 평균값을 나타낸 것이며, 오븐건조의 경우 표면적은 0.5-1.3 m2/g, 공극부피는 0.002-0.005 cm3/g이었고, 동결건조의 경우 표면적은 1.04-2.44 m2/g, 공극부피는 0.005-0.015 cm3/g이었으며, 임계점건조의 경우 표면적은 58.5-161.5 m2/g, 공극부피는 0.103-0.249 cm3/g이었다.The results of Table 2 below are the average values of the measured values. In the case of oven drying, the surface area was 0.5-1.3 m 2 / g, the pore volume was 0.002-0.005 cm 3 / g and the surface area was 1.04-2.44 m 2 / g, pore volume was 0.005-0.015 cm 3 / g, surface area was 58.5-161.5 m 2 / g, and pore volume was 0.103-0.249 cm 3 / g for critical point drying.
임계점건조로 제조된 다공성 섬유상 구조체의 경우 그 표면적은 오븐건조로 만들어진 것보다 178배, 동결건조로 만들어진 것보다 66배 증가한 것을 확인하였다. 따라서 전처리를 하고, 극성용매로 팽창시키고, 비극성용매로 극성용매를 치환한 후, 이산화탄소를 이용한 임계점건조를 적용하는 방법이, 다른 건조방법보다 다공성 섬유상 구조체를 제조하기 위해 매우 효과적인 것을 확인하였다.It was confirmed that the surface area of the porous fibrous structure prepared by the critical point drying was increased by 178 times as compared to that prepared by oven drying and 66 times as compared with that prepared by freeze drying. Therefore, it has been confirmed that the method of pretreatment, expanding with a polar solvent, substituting a polar solvent with a non-polar solvent, and applying critical point drying using carbon dioxide is more effective for producing a porous fibrous structure than other drying methods.
[표 2. 오븐 건조, 동결 건조 및 임계점 건조 방식으로 건조시킨 결과 비교][Table 2. Comparison of results of oven drying, freeze drying and drying by critical point drying method]
실시예 2. 다공성 섬유상 구조체의 표면 모습 확인Example 2. Confirmation of surface appearance of porous fibrous structure
극성 용매인 알칼리 환원수(pH 12; 젠닥스, 대전)로 전처리하는 과정에서 수소결합을 해제시켜 팽창된 섬유소계 바이오매스인 유칼립투스(광저우연구소, 중국)에 대해 3가지 건조방법(오븐건조, 동결건조, 임계점건조)으로 각각 처리한 후 건조방법에 따른 표면 모습을 전자현미경으로 관찰하여 비교하였다. 3가지 건조방법(오븐건조, 동결건조, 임계점건조)의 구체적인 건조과정은 상기 실험예 2와 동일하게 수행하였다.Three methods of drying (oven drying, freeze-drying) were carried out on eucalyptus (Guangzhou Research Institute, China), a fiber-based biomass expanded by releasing hydrogen bonds in the course of pretreatment with alkali reducing water (pH 12; , Critical point drying), and then the surface morphology according to the drying method was observed with an electron microscope. The specific drying process of the three drying methods (oven drying, freeze drying, critical point drying) was carried out in the same manner as Experimental Example 2.
도 2를 보면, 전처리를 하지 않고 건조시킨 경우인데, 5만배 확대 배율 사진의 모습과 더욱 확대한 10만배 확대 배율 사진 모두 시료의 표면이 매끈한 것을 볼 수 있다. 이에 비해 도 3, 4, 5를 보면, 알칼리 환원수로 전처리를 하고 건조시킨 경우 시료의 표면이 2만배 확대 배율 사진이든 10만배 배율 사진이든 모두 상대적으로 표면이 더 거칠다는 것을 확인할 수 있다. 전처리 하지 않은 시료의 경우에 비하여 알칼리 환원수로 전처리 한 시료는 그 표면에 전처리 과정에서 밖으로 배출된 것으로 보이는 흰색의 유기물(리그닌)이 관찰된다.2 shows the case of drying without pretreatment, but the surface of the sample is smooth in both the photograph of the magnification of 50,000 magnification and the enlarged magnification of 100,000 times. 3, 4, and 5, it can be seen that when the sample is pretreated with alkali-reduced water and dried, the surface of the sample is relatively coarse, whether it is a 20,000 magnification photograph or a 100,000 magnification photograph. Compared to the untreated sample, the sample pretreated with the alkaline-reduced water has white organic matter (lignin), which appears to have been discharged out of the surface of the pretreated sample.
임계점 건조 방식으로 건조시킨 경우(도 5 참조)는, 오븐건조(도 3 참조)와 동결건조(도 4 참조)가 촘촘하게 정렬되어 있는 것에 비하여, 사이가 벌어져 공극이 관찰된다. 흰색 유기물(리그닌)의 경우, 오븐건조 < 동결건조 < 임계점건조 순으로 더 많은 양의 리그닌이 사진에서 관찰된다. 오븐건조의 경우는 건조과정에서 생기는 수축현상에 의해서 유기물들이 다시 내부로 들어가 비교적 적은 양의 유기물을 보이고 있으며, 동결건조의 경우는 유기물들이 많이 보이지만 내부 수축현상이 발생하여 표면적은 감소한 것을 보인다. 임계점건조는 유기물들이 밖으로 나온 상태에서 내부는 수축으로 인한 변형 없이 그대로 건조되어 유기물들이 많이 관찰되고 있고, 이로 인해 높은 표면적과 체적을 유지하는 것을 알 수 있다.
In the case of drying by the critical point drying method (see Fig. 5), the oven drying (see Fig. 3) and the freeze drying (see Fig. 4) are densely arranged. For white organics (lignin), higher amounts of lignin are observed in the photographs in the order of oven drying <freeze drying <critical-point drying. In the case of oven drying, the organic materials return to the inside due to the shrinkage phenomenon caused by the drying process, and a relatively small amount of organic matter is exhibited. In the case of freeze drying, the organic material is seen but the internal surface shrinkage occurs. Drying of the critical point can be seen in that the organic matter is dried out without deformation due to shrinkage while the organic matter is out, and a large amount of organic matter is observed, thereby maintaining a high surface area and volume.
이상, 본 발명내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 이러한 구체적인 기술은 단지 바람직한 실시태양일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의해 정의된다고 할 것이다.
Having described specific portions of the present invention in detail, it will be apparent to those skilled in the art that this specific description is only a preferred embodiment and that the scope of the present invention is not limited thereby. It will be obvious. Accordingly, the actual scope of the present invention will be defined by the appended claims and their equivalents.
Claims (12)
b) 섬유상 소재의 내부공극에 존재하는 극성용매를 비극성용매로 치환시키는 단계; 및
c) 비극성용매로 치환된 섬유상 소재를 임계유체를 이용하여 임계점에서 압력을 조절하여 건조시키는 단계;를 포함하는 다공성 섬유상 구조체의 제조방법.
a) immersing the fibrous material in a polar solvent to increase the internal void;
b) replacing the polar solvent present in the internal voids of the fibrous material with a non-polar solvent; And
c) drying the fibrous material substituted with the nonpolar solvent by controlling the pressure at a critical point using a critical fluid and drying the fibrous material.
섬유소계 셀룰로오스를 포함하는 재료인 것을 특징으로 하는 다공성 섬유상 구조체의 제조방법.
The method according to claim 1, wherein the fibrous material in step a)
Wherein the porous fibrous structure is a material containing a fibrous cellulosic material.
중성의 물, 포름아미드(formamide), 에틸렌글리콜(ethylene glycol), 디메틸포름아미드(dimethylformamide, DMF), 피리딘(pyridine), 포름산(formic acid), N-메틸모르폴린-N-옥사이드(N-methylmorpholine N-Oxide, NMMO), 이온성 액체 또는 이들의 조합으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 다공성 섬유상 구조체의 제조방법.
The method according to claim 1, wherein the polar solvent in step a)
It is also possible to use neutral water, formamide, ethylene glycol, dimethylformamide (DMF), pyridine, formic acid, N-methylmorpholine-N-oxide N-oxide, NMMO), an ionic liquid, or a combination thereof.
b1) 아세톤에 침지하거나,
b2) 에탄올에 침지 후 아세톤에 침지하거나,
b3) 에탄올에 침지 후 아밀 아세테이트에 침지하여 수행되는 것을 특징으로 하는 다공성 섬유상 구조체의 제조방법.
The process according to claim 1, wherein the substitution with the nonpolar solvent in step b)
b1) immersing in acetone,
b2) immersing in ethanol and then immersing in acetone,
b3) immersing in ethanol and immersing in amyl acetate.
이산화탄소 또는 프레온인 것을 특징으로 하는 다공성 섬유상 구조체의 제조방법.
2. The method of claim 1, wherein the critical fluid in step c)
Carbon dioxide, or fluorine.
임계유체가 이산화탄소인 경우, 500psi 압력을 가한 후 1200psi 압력을 추가로 가하는 방법 또는 500psi 압력만 가하는 방법인 것을 특징으로 하는 다공성 섬유상 구조체의 제조방법.
2. The method of claim 1, wherein adjusting the pressure in step c)
Wherein when the critical fluid is carbon dioxide, a pressure of 500 psi is applied, and then a pressure of 1200 psi is further applied, or a method of applying only 500 psi pressure.
d) 섬유상 소재를 전처리 용매로 처리하여 내부공극 형성을 용이하게 만드는 단계;를 더 포함하는 다공성 섬유상 구조체의 제조방법.
The method according to claim 1, wherein, prior to step a)
d) treating the fibrous material with a pretreatment solvent to facilitate formation of internal voids.
산성 수용액 또는 알칼리성 수용액인 것을 특징으로 하는 다공성 섬유상 구조체의 제조방법.
8. The method according to claim 7,
Wherein the porous fibrous structure is an acidic aqueous solution or an alkaline aqueous solution.
0.5 내지 3 중량% 황산 수용액인 것을 특징으로 하는 다공성 섬유상 구조체의 제조방법.
9. The method according to claim 8,
0.5 to 3% by weight aqueous solution of sulfuric acid.
물의 전기분해로 얻은 pH 10 이상의 알칼리성 환원수 또는 0.5 내지 4 중량%의 수산화나트륨 수용액인 것을 특징으로 하는 다공성 섬유상 구조체의 제조방법.
9. The method according to claim 8, wherein the alkaline aqueous solution comprises:
Characterized in that it is an alkaline reducing water having a pH of 10 or more or an aqueous solution of sodium hydroxide of 0.5 to 4% by weight obtained by electrolysis of water.
The porous fibrous structure according to any one of claims 1 to 10, which has a surface area of 58.5 to 161.5 m 2 / g and a pore volume of 0.103 to 249 cm 3 / g.
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