• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2013년도 제45회 하계 정기학술대회 초록집
• /
• pp.286.2-286.2
• /
• 2013

기존의 이온성 고분자-금속 복합체(IPMC)는 백금(Pt)전극을 이온성 전기활성 고분자(Ionic electroactive polymer)인 나피온에 무전해 도금으로 만들어졌다. 본 연구는 백금전극을 그래핀으로 대체하여 투명 이온성 고분자-그래핀 복합체(IPGC)를 제작하였다. 그래핀은 근적외선 화학기상증착법(NIR-CVD)으로 전이금속 (Cu, Ni) 위에 탄화수소 가스(CH4)를 이용하여 성장하였다. 전이 금속위에 성장된 그래핀을 나피온 양쪽면에 van der Waals 결합력을 이용하는 습식 전이공정으로 전극을 형성하였다. IPGC는 면 저항(4-point probe), 투과도(UV/Vis spectrometer) 및 라만 분광법(Micro Raman spectroscopy)의 측정으로 그래핀 전극의 특성평가를 하였고, 전계방사 주사전자현미경(Field Emisson Scanning Electron Microscope; FE-SEM)을 사용하여 IPGC의 구조적 특성을 확인하였다. 제작된 IPGC의 성능은 백금전극을 이용한 IPMC의 변위(displacement), 힘(force), 작동 주파수(Operating frequency) 분석을 통해 비교 평가하였다.

• 에너지공학
• /
• 제14권2호
• /
• pp.133-139
• /
• 2005

도장공정에서 발생하는 VOC의 처리를 위한 활성탄-광촉매 복합시스템을 제안하였고, VOC제거성능을 실험적으로 평가하였다. 활성탄 합은 톨루엔 흡착특성에 근거하여 설계하였고, 광촉매 시스템은 $TiO_2/SiO_2$ 유동층 반응기와 $TiO_2$코팅된 필터의 연계시스템으로 설계하였다. 본 활성탄-광촉매 복합시스템은 서로 다른 VOC 화학종 및 농도에 따라 $75\~100\%$에 이르는 VOC제거효율을 보여주었다.

• 공업화학
• /
• 제35권2호
• /
• pp.107-114
• /
• 2024

피치계 활성탄의 수율 향상을 위해 열분해유와 콜타르를 혼합하여 피치를 합성하고, 합성된 피치를 물리적 활성화하여 활성탄을 제조하였다. 피치는 콜타르를 열분해유 대비 0~20%로 달리하여, 380~420 ℃에서 3 h 반응하여 합성하였다. 합성된 피치는 80~260 ℃ 사이의 연화점을 가졌고, 10~40% 범위의 수율을 나타냈다. 모든 합성온도에서 콜타르 혼합비율이 증가할수록 수율이 증가하고, 연화점이 감소함을 확인하였다. 합성된 피치 중 연화점이 230~260 ℃ 사이의 피치를 선정하여 물성을 고찰하였다. 열분해유만으로 제조된 피치에 비해 콜타르가 함유된 피치가 저비점에서 휘발분이 많고, 잔탄량이 높았다. 이는 콜타르와 열분해유의 조성에 따른 차이로, 방향족 성분이 많은 콜타르와 지방족 성분이 많은 열분해유의 영향임을 확인하였다. 선정된 피치를 관형 반응기에서 950 ℃까지 승온하고, 1 h 동안 수증기로 물리적 활성화하였다. 콜타르가 포함된 활성탄이 열분해유만으로 제조된 활성탄에 비해 높은 수율과 미세기공율을 나타냈다. 본 연구에서는 피치 원료 혼합에 의한 활성탄 수율 증가 효과를 확인하고, 콜타르 혼합 비율에 따른 물리적 활성화 특성을 고찰하였다.

• 한국응용과학기술학회지
• /
• 제34권1호
• /
• pp.108-115
• /
• 2017

VOCs는 인체에 치명적인 질환을 유발하는 물질로써 도장공정중 발생되는 양이 가장 큰 비중을 차지하고 있다. 일반적으로 소형 도장시설에서 발생되는 VOCs를 처리하는 방법으로 활성탄 흡착 또는 흡착 후 연소 및 촉매 산화법 등을 사용하고 있다. 하지만 활성탄 교체주기, 재생시설 및 재생주기 등을 예측하기 어려워 새로운 처리방법이 필요하다. 비이송식 플라즈마 시스템을 이용한 VOCs 제거방법은 일반 연소과정이 아닌 고전압 아크 방전에 의한 고온 플라즈마 유동 발생 기술을 이용한 제거방법으로 화학반응이나 오염이 없는 고순도의 고온 열처리 및 열분해가 가능하다. 본 연구에서는 고온 아크플라즈마 시스템을 이용하여 특수 환경오염물 및 VOCs 가스 열처리 공정의 핵심기술로 활용하여 작동가스 유량 변화에 따른 VOCs 처리 효율 및 플라즈마 전력량에 따른 처리 효율을 측정하였다. 또한 유해가스 처리효율성 증대를 위해 플라즈마 반응기를 최적화하여 제작하였으며 성능을 파악하였다.

• 공업화학
• /
• 제19권1호
• /
• pp.31-36
• /
• 2008

혐기성소화가스(ADG)를 원료로 수소를 제조하여 연료전지에 활용할 경우 ADG에 포함된 황화합물이 개질기의 촉매와 연료전지의 전극에 독으로 작용하므로 금속이온이 담지된 활성탄을 이용하여 황화합물을 제거하였다. 수분과 산소농도에 따라 고정층 흡착량이 변화하였으며, 산소 0.2 vol%, RH 90% 이상일 때 가장 높은 흡착량을 나타내었다. 본 연구에서는 KI 첨착한 활성탄에서 황화합물의 흡착특성을 고정층에서 동특성 실험을 통해 관찰하고 그 결과를 기준으로 흡착탑을 설계 제작 현장실험을 실시하였다.

• 한국진공학회지
• /
• 제3권4호
• /
• pp.420-425
• /
• 1994

메탄을 원료가스로 하여 PECVD에 의해 다이아몬드성 탄소(DLC) 박막을 형성하였으며 이때 인 가전력의 크기 및 주파수 그리고 보조가스의 종류가 optical band gap의 크기에 미치는 영향에 대학여 연구하였다. DLC 박막의 optical band gap 은 증착되는 이온의 에너지가 증가할수록 감하였으며 불활성 기체를 보조가스로 사용하는 경우 인가전력에 따른 optical band gap의 크기가 큰폭으로 감소하였다. 소 소를 보조가스로 사용한 경우는 높은 인가전력(100W 이상)에서 optical band gap이 증가하는 것으로 밝 혀졌으며 본 연구에서 제안된 증착 기수의 모델에 의해 적절한 설명이 가능하였다.

• 공업화학
• /
• 제33권1호
• /
• pp.38-43
• /
• 2022

산소 플라즈마 처리에 따른 활성탄소의 산소 관능기 도입이 세슘 이온 흡착 특성에 미치는 영향에 대하여 고찰하였다. 산소 플라즈마 처리 시 주파수, 전력 및 산소 가스 유량은 각각 100 kHz, 80 W 및 60 sccm으로 고정하였으며, 반응시간을 변수로 수행하였다. 본 실험조건에서는 산소 가스와의 반응시간이 10분일 때 C-O-C 및 O=C-O 결합 내 산소 기능기 함량이 증가함에 따라 세슘 이온 흡착량이 증가하였다. 그러나 반응 시간이 15분일 때 산소 관능기 함량이 감소하게 되어 세슘 이온 흡착량이 오히려 감소되었다. 한편, 표면 처리된 활성탄소의 산소 함량과는 달리 그 비표면적 및 기공 특성은 산소 플라즈마 반응 시간에 따라 거의 영향을 받지 않았다. 결과적으로 산소 플라즈마 처리된 활성탄소는 미처리 활성탄소에 비하여 세슘 이온 제거율이 최대 97.3%까지 향상되었다. 이는 산소 플라즈마 처리로 활성탄소 표면에 도입된 C-O-C 및 O=C-O 결합 내 산소 기능기의 함량에 기인한 것으로 판단된다.

• 청정기술
• /
• 제6권2호
• /
• pp.121-127
• /
• 2000

소각로 배가스중에는 분진, 산성가스, 중금속, 다이옥신 등의 여러 유해물질이 함유되어 있다. 이러한 유해가스 중의 다이옥신을 제거하기 위한 방법중의 하나인 활성탄의 흡착을 이용한 유해물질 제거 방법의 효율을 조사하였다. 다이옥신의 전구물질인 1,2-dichlorobenzene (o-DCB)를 사용하였으며 기존의 소각로에 추가 설비가 필요 없이 활성탄을 반건식 반응기에서 소석회와 함께 분무하고 백필터로 여과하는 공정에 대하여 반응기 운전 온도, atomizer r.p.m., 활성탄 양 변화에 대한 효율을 조사하였다. 실험결과 소석회와 활성탄 분무를 위한 atomizer의 rpm이 클수록, 즉 분무 입자 크기가 작을수록 제거 효율은 증가하였고 반건식 반응기에서의 배가스 유출온도는 백 필터의 유입온도에 준하여 결정하는 것이 타당하며 $145^{\circ}C$로 유지하는 것이 필요하였다. 또한 백필터에서의 제거효율이 반건식 반응기에서의 제거효율보다 높음을 알 수 있었다.

• 한국대기환경학회:학술대회논문집
• /
• 한국대기환경학회 1999년도 추계학술대회 논문집
• /
• pp.92-93
• /
• 1999

수은은 상온에서 액체상태로 존재하는 유일한 금속으로서, 증기압이 매우 높기 때문에 가장 쉽게 휘발될 수 있는 중금속이다. 다른 중금속들은 거의 입자 상태로 변환되기 때문에 전기 집진기 등과 같은 일반적인 입자 제어시설에서 98％이상이 제거되지만, 증기압이 매우 높은 수은은 다단계 습식 스크러버, 활성탄을 사용하는 전기집진기/습식 스크러버가 결합된 특정한 방지시설에 없는 한 거의 대부분이 그대로 배출된다.(중략)

• 청정기술
• /
• 제20권3호
• /
• pp.218-225
• /
• 2014

석탄의 가스화는 촉매 도입 시 온순 조건에서 가능하나, 석탄 내 회분에 의한 비활성화에 의해 반복적인 촉매 활용이 힘들다. 이에 본 연구에서는 삼화 원탄에서 회분을 제거하여 삼화 무회분탄(ash-free coal, AFC)을 제조한 후 가스화 반응성을 원탄과 비교하여 알아보았다. 우선 원탄을 대상으로 고정층 반응기에서 수증기 공급량, 공간 속도(space velocity), 온도 및 촉매를 변수로서 가스화 조건을 결정하였다. 고체상 혼합법으로 다양한 촉매 도입 시, 유동성을 갖는 $K_2CO_3$가 가장 높은 활성을 보였다. 무회분탄은 원탄보다 낮은 반응성을 보였으며, 이는 용매(1-methylnaphthalene, 1-MN)를 이용한 고온 추출 및 건조 공정 중에 소모된 산소 기능기 함량과 증가된 탄화도(carbonization)에 기인한다. $K_2CO_3$ 가 혼합된 무회분탄의 반응성은 급격히 증가하여 낮은 온도 ($700^{\circ}C$)에서도 높은 전환율을 보였다. 이때 $H_2/CO$와 $CO_2/CO$ 비율도 증가하는데, 이는 촉매에 의해 수성가스전환(water-gas shift) 반응이 활성화됨에 기인한다. 본 연구에서는 무회분탄의 저온 촉매 가스화 반응을 통해 석탄 가스화 공정의 경제성이 개선될 수 있음을 확인하였다.