• 공업화학
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• 제17권3호
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• pp.280-285
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• 2006

본 연구에서는 KOH를 첨착한 활성탄에서 황화수소의 흡착특성을 동특성 실험을 통해 관찰하였다. 특히 수분과 산소 농도가 흡착특성에 미치는 영향을 확인하였다. KOH를 첨착시킨 활성탄의 표면적, 세공부피 및 크기 분포 등의 기공 특성들은 질소 흡탈착 등온선을 이용하여 측정하였으며, 흡착량은 Langmuir와 Freundlich 등온식으로 모사하였으며 KOH를 첨착시킨 활성탄에서 황화수소의 흡착량은 Langmuir 등온식으로 잘 묘사되었다. 산소 농도의 증가는 KOH 첨착 활성탄의 황화수소 흡착성능에 큰 영향을 나타내었다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 추계학술대회 초록집
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• pp.113.2-113.2
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• 2010

We report that the novel covalent organic frameworks (COFs) are capable of reversibly providing an extremely high uptake capacity of carbon dioxide and hydrogen at room temperature. These COFs are designed based on the multiscale simulations approach via the combination of ab initio calculations and force-field calculations. For this goal, we explore the adsorption sites of carbon dioxide and hydrogen on COFs, their porosity, as well as carbon dioxide adsorption isotherms. We identify the binding sites and energies of $CO_2$ on COFs using ab initio calculations and obtain the carbon dioxide adsorption isotherms using grand canonical ensemble Monte Carlo calculations. Moreover, the calculated adsorption isotherms are compared with the experimental values in order to build the reference model in describing the interactions between the $CO_2/H_2$ and the COFs and in predicting the $CO_2$ and $H_2$ adsorption isotherms of COFs. Finally, we design three new COFs, 2D COF-05, 3D COF-05 (ctn), and 3D COF-05 (bor), for the high capacity $CO_2/H_2$ and $H_2$ storage.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제16권4호
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• pp.307-314
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• 2005

In this work, a static volumetric method was experimentally implemented to measure the adsorption isotherm of hydrogen and methane by the activated carbon. The equilibrium data of stationary phase and mobile phase were correlated into the Langmuir, Freundlich, Langmuir-Freundlich, and Toth isotherms, respectively. In addition, the comparison between prediction and experimental data was made. By a nonlinear regression analysis, the experimental parameters in the equilibrium isotherms were estimated and compared. Then, the linear and quadratic equations for pressure and temperature to adsorption amounts were expressed. The adsorption amounts were increased with the pressure increase and the temperature decrease.

• 자연과학논문집
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• 제8권1호
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• pp.41-45
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• 1995

부분적으로 양이온 교환된 Y 제올라이트를 특별한 반응조건하에서 예열 처리한 결과, 하소한 제올라이트는 수소, 질소, 산소, 일산화탄소 및 메탄기체 혼합물에 대한 분리특성을 보유하고 있으나 미처리한 시료, 예로서 A형 또는 X형 제올라이트보다 물 분자에 대한 친화성이 매우 낮음을 알 수가 있었다. 흡착성능, 흡착등온선 및 흡착열에 관한 측정결과를 근거로 하여 관찰효과를 검토하였다.

• 청정기술
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• 제29권3호
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• pp.217-226
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• 2023

본 연구에서는 grand canonical 몬테카를로 전산모사 방법을 이용하여 정사각형 배열을 가지는 단일벽나노튜브에서 나노튜브의 직경과 가장 가까운 튜브들 사이의 거리의 함수로써 수소의 흡착특성을 연구하였다. 그리고 동일한 직경과 간격을 가지는 삼각형 배열을 이용하여 기하학에 대한 영향도 연구하였다. 수소-탄소 그리고 수소-수소의 인력은 단거리 인력의 경우 Lennard-Jones 포텐셜을 사용하였고, 수소-수소의 경우는 정전기적 인력을 저온에서의 양자효과를 고려하기 위해 추가하였다. 194.5 K에서 큰 직경을 가지는 단일벽나노튜브의 경우 Type I과 넓은 간격을 가지는 나노튜브의 경우 흡착과 탈착과정에서 Type IV의 흡착 등온선이 관찰되었다. 200 bar에서 단일벽나노튜브의 중량 수소저장 능력은 미국 에너지부의 목표치에 도달하거나 초과하였다. 그러나 부피 수소저장 능력은 목표치의 약 70%에 해당하였다. 77 K에서는 단일층 형성과 이후 응축 단계가 따르는 두 단계의 흡착이 관찰되었다. 수소는 나노튜브의 내부 표면, 외부 표면, 관 내부의 공간 그리고 나노튜브 다발 사이의 틈새 채널의 순서로 흡착하였다. 1 bar 이하에서도 여러 가지 직경과 간격을 가지는 탄소나노튜브는 중량 그리고 부피 저장 능력이 모두 목표치를 초과하였다.

• 청정기술
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• 제7권2호
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• pp.127-132
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• 2001

수소 등 다성분 혼합가스로부터 고순도의 수소를 얻기 위한 PSA 조업에 있어서 흡착탑 내 활성탄 층 충전길이의 효과를 연구하였다. 기-고상 간 물질전달은 LDF 식을 사용하였고 각 조성물질의 비선형 흡착등온선으로 변형 Langmuir 식을 사용하였다. 각각 다른 흡착성능을 가진 활성탄과 제올라이트 2개의 흡착제를 한 개의 흡착탑 내에 연속 충전시킨 결과 제품의 순도와 회수율 면에서 흡착제의 충전길이 비가 매우 중요하였다. 120 cm인 흡착탑 내 최적의 활성탄 층 길이는 $CO_2$ 농도가 최종 제거되는 부위로 결정되는데 이 때 제품의 최고 순도를 나타내는 지점이 65cm였다.

• 공업화학
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• 제9권1호
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• pp.76-81
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• 1998

초임계 $CO_2$중에 미량 희석된 아세톤의 실리카겔(SG800, 세공경 80nm, 입자경 $10{\mu}m$)표면에서의 물리적인 흡착현상을 FTIR 측정기법에 의해 측정하여, 그 결과를 크로마토그래피 측정기법을 이용해 얻어진 흡착현상과 비교하였다. 크로마토 측정기법에 의해 얻어진 흡착등온선(온도 313K, 압력 1MPa~15MPa)은 $CO_2$의 임계압력(7.28MPa) 보다 낮은 압력에서 최대값을 가지며, 압력이 증가함에 따라 감소하는 경향을 보여준다. 이 결과는 아세톤과의 수소결합 형성에 의해 적색변위(red-shift, 흡착피크가 낮은 파수 영역으로 이동하는 현상)한 실리카겔 표면 OH기의 IA(Integral Absorbance, 적분강도)의 압력의존성과 정성적으로 일치한다. 그러나 초임계유체 영역에서의 크로마토 측정기법에 의한 흡착등온선의 압력증가에 따른 감소비가 FTIR 측정기법에 의한 IA 곡선의 압력증가에 따른 감소비에 비해 조금 크게 감소하는 경향을 보여준다. 이 결과는 비교적 약한 상호작용을 가지는 van der Waals 결합력과 상대적으로 강한 흡착력을 가지는 수소결합력이 실리카겔 표면에서의 아세톤의 흡착에 동시에 영향을 미치고 있다는 것을 나타낸다. 초임계 $CO_2$와 $N_2$가스중에 미량 희석된 트리에틸아민의 FTIR 실험결과로부터 실리카겔 표면에 흡착된 아민류 유기용매의 독특한 분광학적 흡착특성, 흡착띠(band)가 $1300cm^{-1}$ 부근까지 적색변위하는 특성을 발견할 수 있었다.

• 광물과 암석
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• 제36권4호
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• pp.221-232
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• 2023

탄소중립을 위한 이산화탄소 저감 기술 및 대체 에너지에 대한 수요가 계속 증가하고 있다. 팔리고스카이트(palygorskite)는 리본 구조를 가지는 점토광물로 넓은 표면적의 나노크기의 공극을 가지고 있어, 지구온난화의 주범인 이산화탄소(CO₂)를 포집하고 친환경 대체 에너지인 수소(H₂)를 저장할 수 있는 물질로 제안된 바 있다. 이번 논문에서는 대정준 몬테 카를로(grand canonical Monte carlo) 시뮬레이션을 사용하여 팔리고스카이트 나노공극으로의 CO₂ 및 H₂ 분자의 흡착 등온선과 기작에 대한 기초연구의 예비 결과를 보고한다. 실온에서 기체의 분압 관련 변수인 화학 포텐셜(chemical potential)의 증가에 따라 나노공극에 흡착되는 CO₂ 및 H₂ 함량은 증가하였다. CO₂와 비교하여, H₂의 흡착은 더 높은 화학 포텐셜, 즉 높은 에너지가 필요하였다. 이론 계산으로 얻은 나노공극에서의 평균 제곱 변위(mean squared displacement)는 CO₂ 보다 H₂가 훨씬 높았으며 기존 실험 결과와 일치했다. CO₂는 나노공극에서 일렬로 배열된 반면, H₂는 매우 불규칙한 배열을 보였다. 이번 연구 방법은 CO₂ 및 H₂를 저장 가능한 지구물질 광물을 찾는 개발연구뿐만 아니라, 지중환경에서 유체와 광물의 반응을 근본적으로 이해하는 데 기여할 것으로 기대한다.

• 자원환경지질
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• 제36권5호
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• pp.381-385
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• 2003

본 연구는 폐산화철을 이용한 폐수 중금속 제거 가능성을 알아보고자 시도되었다. 실제 폐수와 폐산화철을 적용하기에 앞서 상업적으로 구입가능한 Mn-ferrite를 이용하여 실내 회분식 시험을 통한 흡착실험을 실시하여 pH, 접촉시간, 중금속 농도 및 온도 등과 같은 다양한 흡착 조절인자들을 이용하여 페라이트에 의한 Cd과 Pb의 흡착 및 제거특성을 알아보았다. 접촉시간을 1에서 360분까지 변화하여 흡착속도를 측정하였으며 일정온도에서 Cd와 Pb의 농도를 변화시켜 흡착등온선을 구하였다. 또한 온도(15∼35$^{\circ}$)와 pH(4∼10) 변화에 따른 흡착특성 변화를 고찰하였다. Cd과 Pb는 Freundlich 식에 잘 맞았으며 Cd에 비하여 Pb가 더 흡착이 잘 되었다. pH가 높을수록 Cd와 Pb가 더 잘 흡착되었으며 이는 pH증가에 따라 수소이온 농도가 감소하고 결과적으로 표면의 흡착가용 장소가 증가하기 때문인 것으로 생각된다. 같은 pH에서 원소의 농도가 증가할 때 흡착이 더 잘 일어났다. 온도 역시 Pb와 Cd의 흡착능에 영향을 미쳤으며 Pb의 경우 온도가 증가할수록 흡착정도가 높아지는 반면 Cd의 경우 덜 흡착이 되었다. Cd는 Pb에 비하여 더 온도에 영향을 받으며 이러한 Cd와 Pb의 흡착특성 차이는 Cd에 비하여 Pb가 더 hard한 특성 때문인 것으로 생각된다. 본 연구는 폐산화철을 이용하여 각종 폐수 중금속을 제거하는 공정에 사용될 수 있음을 시사한다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제43권3호
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• pp.371-379
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• 2005

활성탄 흡착제(Calgon co.)에 대하여 수소, 메탄 그리고 에틸렌의 단일성분 흡착평형과 이들의 혼합가스의 흡착평형을 정적부피법으로 293.15 K, 303.15 K 그리고 313.15 K의 온도와 18 atm의 압력 이하에서 측정하였다. 순수 기체의 흡착등온선을 이용하여 혼합성분의 흡착평형을 예측하였고 실험데이터와 비교하였다. 사용한 모델식은 확대 Langmuir 모델, 확대 Langmuir-Freundlich 모델, 이상 흡착 용액 이론 그리고 빈자리 용액 모델이다. 모델식들은 비교적 정확한 예측치를 보였으며, 이 중 확대 L-F 모델이 혼합 기체의 흡착평형을 다른 모델식보다 좋은 예측결과를 보여줬다.