Adsorption Characteristics of Chemically Modified Sorbents for Carbon Dioxide

화학처리된 흡착제의 이산화탄소 흡착 특성에 관한 연구

  • Lee, Kyung-Mi (College of Environment & Applied Chemistry, Center for Environmental Sutudies, Kyunghee University) ;
  • Jo, Young-Min (College of Environment & Applied Chemistry, Center for Environmental Sutudies, Kyunghee University)
  • 이경미 (경희대학교 환경응용화학대학, 환경연구센터) ;
  • 조영민 (경희대학교 환경응용화학대학, 환경연구센터)
  • Received : 2008.07.29
  • Accepted : 2008.09.22
  • Published : 2008.10.10

Abstract

In order to enhance the adsorption capacity of $CO_2$, a commercial zeolite and coal fly ash were chemically modified with alkali cations (Li, K) and alkaline-earth cations (Ca, Mg). Adsorbents containing Ca and Mg showed slightly lower surface areas. The adsorption capacity at the ambient temperature was highest with Ca, then in order of Mg, Li, and K. On the contrary, regeneration efficiency of the adsorbents with Ca and Mg was relatively low, because Ca and Mg cations had stronger affinity of carbon dioxide. The affinity between cations and $CO_2$ molecule also may improve the selectivity in favor of $CO_2$ adsorption.

본 연구는 상용 제올라이트와 석탄회를 알칼리 양이온(Li, K)과 알칼리 토금속(Ca, Mg)을 이용하여 화학적으로 개질하여 이산화탄소의 흡착능을 향상시키고자 하였다. Ca와 Mg를 함유한 흡착제의 경우 비표면적이 낮게 나타났으나, 전반적으로 뚜렷한 차이는 보이지 않았다. 양이온에 따른 흡착능은 K < Li < Mg < Ca 순으로 증가하는 경향을 나타내었다. Ca와 Mg로 함침된 흡착제의 경우 재생 효율이 가장 낮은 것으로 나타났다. 이는 Ca와 Mg 이온이 이산화탄소와의 친화력이 높기 때문이다. 이러한 양이온과 이산화탄소 분자 사이의 친화력은 이산화탄소에 대한 선택도를 증가시켜 줄 것으로 판단된다.

Keywords

Acknowledgement

Supported by : 지식경제부

References

  1. J.-S. Won, E. Song, T.-Y. Kim, and S.-B. Leigh, Architectural Institute of Korea, 23, 187 (2007)
  2. Z. Yong, V. Mata, and A. E. Rodrigues, Separation and Purification Technology, 26, 195 (2002) https://doi.org/10.1016/S1383-5866(01)00165-4
  3. P. Li, S. Zhang, S. Chen, Q. Zhang, J. Pan, and B. Ge, J. of Appl. Polym. Sci., 108, 3851 (2008) https://doi.org/10.1002/app.27937
  4. J.-K. Jeon, Y.-K. Park, and K. Chue, J. KOSAE, 20, 99 (2004)
  5. N. D. Hutson, Chem. Mater., 16, 4135 (2004) https://doi.org/10.1021/cm040060u
  6. H. D. Jeong, D. S. Kim, and K. I. Kim, J. Korean Ind. Eng. Chem., 16, 123 (2005)
  7. S. E. Siporin, B. C. McClaine, and R. J. Davis, Langmuir, 19, 4707 (2003) https://doi.org/10.1021/la020971n
  8. 전학제, 서곤, 촉매개론, 4, 232, 도서출판 한림원 (2002)
  9. E. Diaz, E. Munoz, A. Vega, and S. Ordonez, Ind. Eng. Chem. Res., 47, 412 (2008) https://doi.org/10.1021/ie070685c
  10. K. S. Walton, M. B. Abney, and M. D. LeVan, Microporous and Mesoporous Materials, 91, 78 (2006) https://doi.org/10.1016/j.micromeso.2005.11.023
  11. J.-U. Han, D.-J. Kim, M. Kang, J.-W. Kim, J.-M. Kim, and J.-E. Yie, J. Korean Ind. Eng. Chem., 16, 312 (2005)
  12. R. T. Yang, Adsorbent: Fundamentals and Applications, Wiley- Interscience, 177 (2003)
  13. J.-B. Kim, Theories and Applications of Chem. Eng., 8, 3237 (2002)
  14. R. V. Siriwardane, M.-S. Shen, and E. P. Fisher, Energy & Fuels, 19, 1153 (2005) https://doi.org/10.1021/ef040059h
  15. H.-K. Song, K. W. Cho, and K.-H. Lee, Journal of Non-Crystalline Solids, 242, 69 (1998) https://doi.org/10.1016/S0022-3093(98)00793-5