열처리 실리카겔의 염소계 휘발성 유기화합물 흡착특성 연구

Characteristics of Chlorinated VOCs Adsorption over Thermally Treated Silica Gel

실리카겔의 열처리 온도에 따른 1,2-dichlorobenzene의 흡착 특성을 모멘트 법으로 고찰하였다. 실리카겔의 열처리 온도는 150, 500, $800^{\circ}C$로 변화시켰으며 고정층 반응기를 사용하여 TCD (Thermal Conductivity Detector)가 장착된 기체크로마토 그래프에서 1,2-dichlorobenzene의 펄스 응답곡선을 측정하였다. 1,2-dichlorobenzene의 평형흡착상수와 표면 흡착열은 열처리 온도 $500^{\circ}C$에서 가장 높은 값을 나타내었다. 열처리 온도가 증가함에 따라 실리카겔 표면의 수분과 OH 작용기가 제거되어 1,2-dichlorobenzene과의 상호작용이 증가한 것으로 판단된다. 고온인 $800^{\circ}C$에서 열처리한 실리카겔은 비표면적이 감소하여 평형흡착상수와 흡착열, 모두 감소한 것으로 사료된다. 모멘트 해석으로 계산된 축분산 계수는 $0.046{\times}10^{-4}{\sim}1.033{\times}10^{-4}m^2/sec$였으며 기공 내의 확산계수는 $500^{\circ}C$ 열처리 실리카겔에서 가장 낮은 것으로 나타났다.

Adsorption characteristics of 1,2-dichlorobenzene on the surface of heat treated silica gel were determined by the moment analysis. The heat treatment of the silica gel was performed at temperatures of 150, 500, and $800^{\circ}C$ and pulse-response of 1,2-dichlorobenzene was measured in a gas chromatograph equipped with thermal conductivity detector (TCD) using the packed column. Equilibrium adsorption constants and isosteric heat of adsorption were recorded the highest value at $500^{\circ}C$. This might be due to the increase of interaction between silica surface and 1,2-dichlorobenzene as the decrease of OH concentration and moisture by increase of heating temperature. Axial dispersion coefficient calculated by the moment method was about $0.046{\times}10^{-4}{\sim}1.033{\times}10^{-4}m^2/sec$ and pore diffusivity of heat treated silica gel at $500^{\circ}C$ measured the lowest value. Because heat treating at $800^{\circ}C$ caused the specific surface area to reduce, equilibrium adsorption constants and isosteric heat of adsorption were decreased.