Journal of the Korean Applied Science and Technology (한국응용과학기술학회지)

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Adsorption of Carbon Dioxide using Pelletized AC with Amine impregnation

아민 함침 입자상 활성탄의 특성 분석 및 이산화탄소 흡착능 평가연구

  • Lim, Yun-Hui (Dept. of Applied Environmental Science, Kyung Hee University) ;
  • Jo, Young-Min (Dept. of Applied Environmental Science, Kyung Hee University) ;
  • Kim, Seung-Ho (Dept. of Environmental Engineering, College of Engineering, Kangwon National University)
  • 임윤희 (경희대학교 환경응용과학과) ;
  • 조영민 (경희대학교 환경응용과학과) ;
  • 김승호 (강원대학교 공학대학 환경공학과)
  • Received : 2013.02.19
  • Accepted : 2013.03.22
  • Published : 2013.03.30
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Abstract

This study attempts to capture the low level carbon dioxide from indoor spaces using a granular activated carbon (WSC-470) which was modified with primary monoethanolamine. Adsorption capacity of the prepared adsorbents was evaluated for pure $CO_2$ flow and 3000 ppm as a function of MEA concentration and solvents such as distilled water, ethanol and methanol. The AC based adsorbents then were characterized in terms of pore structure by BET and chemical functionalities by XPS. While high concentration of MEA reduced specific surface area, porosity and micro pores, nitrogen content which can enhance the surface basicity was increased. The maximum adsorption capacity decreased comparing to the initial AC pellets, whilst the potential of selective adsorption amount at low level $CO_2$ was increased at 45% (0.73 mmol/g).

본 연구는 1차 아민(MEA, monoethanolamine)으로 개질한 입자상 활성탄(WSC-470)을 이용하여 실내 저농도 이산화탄소를 제거하고자 하였다. MEA 함침농도(6.1~42.7 wt.%)와 용매제(distillate water, ethanol, methanol) 종류에 따라 제조된 흡착제의 특성분석(BET, pore property, XPS)과 각 흡착제의 $CO_2$가스에 대한 최대 흡착능, 3000 ppm의 저농도 $CO_2$분위기에서의 흡착량을 측정하였다. MEA 농도가 증가할수록 물리적 특성인 비표면적, 공극률, 미세기공률 등은 감소한 반면, 표면 염기도 향상에 기여하는 질소 함량은 증가하였다. 이러한 물성변화로 인해 최대 흡착능은 초기 활성탄(RAC: 3.27 mmol/g) 대비 최대 71%(AC-MM(42.7, 40): 0.937 mmol/g)가 감소한 반면, 저농도 이산화탄소에 대한 선택적 흡착량은 45%(AC-MM(15.3, 40): 0.73 mmol/g)의 향상을 보였다.

Keywords

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