Journal of the Korean Applied Science and Technology (한국응용과학기술학회지)

The Korean Society of Applied Science and Technology (한국응용과학기술학회)
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A study on the improvement of hydrophilic properties of activated carbon surface by nitric acid treatment

질산 처리에 따른 활성탄 표면의 친수성 특성 향상에 관한 연구

  • Kang, Hye Ju (Division of Energy Engineering, Daejin University) ;
  • Yang, So Yeong (Division of Energy Engineering, Daejin University) ;
  • Kim, Tae Min (Division of Energy Engineering, Daejin University) ;
  • Kim, Yong Ryeol (Division of Energy Engineering, Daejin University)
  • 강혜주 (대진대학교 에너지공학부) ;
  • 양소영 (대진대학교 에너지공학부) ;
  • 김태민 (대진대학교 에너지공학부) ;
  • 김용렬 (대진대학교 에너지공학부)
  • Received : 2021.10.08
  • Accepted : 2021.10.27
  • Published : 2021.10.30
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Abstract

In order to figure out various environmental problems, various governments and companies are investigating more environmentally policies and technologies. In other words, activated carbon is widely used for the adsorption of different harmful gases and waste liquid treatment. However since the required surface properties are different in various industry, depending on the adsorption properties, the development of activated carbon demand in different ways. In this work, we have investigated and developed the activated carbon surface to improve the hydrophilic properties by nitric acid treatment through reforming of activated carbon.

제 4 차 산업혁명이 일어남에 따라 각국의 정부와 기업들은 보다 환경친화적인 정책과 기술개발에 힘쓰고 있다. 배기가스 배출과 소음이 거의 없는 전기차 및 수소차의 개발, 그리고 이를 보편화하기 위한 정부의 정책 등 기존의 경제, 산업 구조를 친환경적으로 바꾸려는 시도가 많이 이루어지고 있다. 최근 여러 환경문제를 해결하기 위해 각종 유해 가스 흡착 및 폐수 처리용으로 활성탄을 많이 사용하고 있으나 흡착질의 특성에 따라 요구되는 표면 특성이 다르기 때문에 수요에 걸맞는 활성탄의 개발이 점차 요구되고 있는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 친수성 유기물 제거에 유리한 활성탄을 개발하고자 C-O, C-O-C, C=O 및 O=C-O 등과 같은 친수성 작용기를 질산처리 방법을 통해 활성탄 표면에 효과적으로 도입하는 연구를 진행하였다. 질산을 활용하여 끓는점 및 다양한 농도 조건에서 활성탄을 환류, 개질하였고, 이를 세척 후 고온에서 탄화시켜 활성탄의 표면을 개질하였다. 제조된 개질활성탄은 활성탄의 비표면적, mesopore 및 micropore 의 함량을 알기 위하여 BET 를 이용하여 측정하였고, 4M 120 ℃에서 개질한 결과 가장 높은 792.22 m2g-1 으로 확인되었다. 또한 제조된 활성탄의 표면 및 기공 특성 변화를 확인하기 위해 SEM, XPS, EDX, BET 등의 분석을 실시하였으며 질산 처리 정도에 따른 특성 변화에 대해 비교 고찰하였다.

Keywords

Acknowledgement

본 연구는 2021 년도 정부(산업통상자원부)의 재원으로 한국산업기술평가관리원의 지원을 받아 수행된 연구임 (No. 20012870, 반도체 식각공정 불화수소 가스 제거용 비표면적 2000 m2g-1 이상의 석유계 잔사유 및 폐 PET 기반 피치계 첨착 활성탄 개발)

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