• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2010년도 춘계학술발표논문집 2부
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• pp.1115-1118
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• 2010

최근 실내공기질에 대한 관심이 높아지면서 실내공기질을 쾌적하게 유지하기 위한 다양한 기술에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 기존에는 미세먼지와 부유미생물 등이 가장 중요한 오염물질이었으나, 최근에는 이산화탄소가 크게 각광받고 있다. 이산화탄소는 그 자체가 환기의 지표이기도 하지만, 최근의 저탄소 녹색성장 기조에 따라 환기에 의한 냉난방 에너지 비용을 절감하는 방안에 대한 관심도 크게 높아지고 있다. 본 연구에서는 제올라이트를 이용하여 실내공간의 이산화탄소를 제어하는 방안에 대하여 기술하였다. 소형 lab-scale의 이산화탄소 흡착성능 평가시스템을 제작하고, 이를 이용하여 제올라이트의 이산화탄소의 흡착성능을 알아보았다. 또한, 본 시스템의 실용화를 위해서는 이산화탄소가 흡착한 제올라이트의 재생이 필요한데, 이를 위하여 다양한 온도와 압력 등의 조건 하에서 이산화탄소의 탈착성능을 TSA/PSA를 이용하여 알아보았다. 흡착실험을 통하여 제올라이트를 이용한 실내공간용 이산화탄소의 저감 효과를 확인할 수 있었다. 그러나, 탈착실험 결과 2~5회 정도 열탈착 시킨 후에는 이산화탄소의 흡착 성능이 현저하게 감소하여, 이를 개선하기 위한 방안의 개발이 필요함을 알 수 있었다.

• 한국환경과학회:학술대회논문집
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• 한국환경과학회 2008년도 추계학술발표회 발표논문집
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• pp.495-498
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• 2008

여러 가지 흡착제를 사용한 회분식 흡착성능 측정 실험에서 흡착성능은 음이온교환수지 > 입상활성탄 > Biomass > 분말활성탄 > 제올라이트 순으로 나타났으며, 모든 흡착제는 30분 안에 흡착평형 상태에 도달 하였다. 음이온교환수지를 이용한 회분식 흡착실험에서 최대흡착량은 pH 10에서 0.0483 mmol/g로 가장 높았고, 대체적으로 pH가 높은 범위에서 흡착이 잘 되는 것으로 밝혀졌다. 이것은 산화물 상태의 셀레늄이 pH 6 이하의 영역에서는 HSeO$_3^{-}$가 존재하며, PH 6$\sim$10 영역에서는 HSeO$_3^{-}$와 SeO$_3^{-2}$가 공존하며, pH 10 이상에서는 SeO$_3^{-2}$만 존재함을 알 수 있는데, 실험에서도 유사한 결과가 나온 것으로 사료된다. 입상활성탄을 이용한 흡착실험에서 최대흡착량은 pH 4.5에서 0.0574 mmol/g으로 가장 높았다. pH 4.5$\sim$6.5 범위에서는 대체적으로 비슷한 성능을 나타내었다. 입상활성탄의 표면전위 특성상 음이온으로 존재하는 셀레늄과 정전기적 반발력으로 인해 흡착이 거의 일어나지 않는 것으로 보이지만, 음이온 상태로 존재하는 셀레늄 이외의 금속간 화합물이나 물리적인 결합상태의 미세입자들이 흡착된 것으로 보인다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제44권6호
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• pp.669-675
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• 2006

본 연구에서는 휘발성 유기화합물 중 산업공정에서 사용빈도가 가장 높은 방향족류의 toluene, 케톤류의 MEK, 알코올류의 IPA에 의한 삼성분계 휘발성 유기화합물의 탄소계 흡착제에 대한 흡착특성 실험을 수행하였다. 입상 활성탄, 활성탄소섬유를 이용한 단일흡착제와 입상 활성탄과 활성탄소섬유를 동시에 적용한 조합흡착제를 사용하여 흡착성능과 흡착량을 비교 분석하였다. 실험용 흡착장치를 사용하여 단일성분 및 삼성분계 휘발성 유기화합물에 대한 흡착파과 실험을 수행하였으며, 각 경우에 대해 흡착량과 흡착성능을 비교하였다. 입상 활성탄은 toluene의 단일흡착 시 높은 흡착성능을 보였으나, IPA, MEK의 단일성분과 삼성분계 흡착실험에서는 상대적으로 낮은 성능을 보였다. 활성탄소섬유와 조합흡착제는 단일성분 흡착결과에서 모두 우수한 흡착성능을 보였으나, 삼성분계 흡착의 경우에는 흡착제의 경제성과 흡착효율을 고려하였을 때 입상 활성탄과 활성탄소섬유를 동시에 적용한 조합흡착제가 흡착제로서 가장 적합함을 확인할 수 있었다.

• 청정기술
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• 제23권3호
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• pp.286-293
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• 2017

본 연구는 악취가스 물질(바이오가스의 불순물)의 하나인 $H_2S$를 제거하기 위한 흡착제의 성능을 향상시키기 위해 수행하였다. 기본 담체로서 4가지 물질($Fe_2O_3$, $Ca(OH)_2$, 분말 활성탄, $Al(OH)_3)$을 혼합 사용하여 pellet 형태의 흡착제를 제조하였다. 또한, 4가지 물질의 $H_2S$ 흡착에 미치는 영향을 평가한 결과, $Fe_2O_3$와 분말활성탄은 $H_2S$ 흡착성능이 각각 1.5, 2배로 증가하는 것으로 나타났으며 $Ca(OH)_2$와 $Al(OH)_2$는 $H_2S$ 흡착성능에는 영향이 없는 것으로 나타났다. 또한 4가지 물질을 기본혼합 담체로 한 후, 활성물질로 KI, KOH, $K_2CO_3$를 선정하여 각각 5 wt% 첨가한 후에 $H_2S$ 흡착성능을 시험한 결과 $K_2CO_3$를 첨가한 흡착제가 가장 성능이 우수한 것으로 나타났다. 또한 $K_2CO_3$를 5 ~ 30 wt%까지 변화시키면서 흡착성능을 확인한 결과, $K_2CO_3$ 함량이 20 wt%까지는 함량과 비례하여 $H_2S$ 흡착성능이 증가하는 것을 확인할 수 있었으나 30 wt%에서는 $H_2S$ 흡착성능 급격히 떨어지는 것을 확인하였다. 또한 $K_2CO_3$ 첨가 함량에 따른 $H_2S$ 흡착성능을 바탕으로 Thomas model을 이용하여 모델링을 실시한 결과에서도 $K_2CO_3$ 함량이 20 wt%까지는 실험값과 모사값이 잘 일치하고 있음을 보여주었다. 이러한 결과들을 바탕으로, 본 연구에서 확인된 활성물질의 종류와 활성물질의 함량을 흡착제 제조에 이용한다면 $H_2S$ 흡착제의 흡착성능 개선뿐만 아니라 흡착제의 사용수명 증대를 기대할 수 있었다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제60권3호
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• pp.377-385
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• 2022

우리나라 전통 숯가마로부터 제조된 숯의 표면형상과 흡착특성을 분석한 후, 습도와 온도를 조절하면서 이들의 수분 흡착성능을 측정하고 황토, 활성탄소섬유 직포 및 활성탄소섬유 종이의 수분 흡착성능과 비교하였다. 숯은 소수성이므로 45% 이하의 습도에서는 수분을 잘 흡착하지 않지만 습도가 증가하면 흡착성능이 서서히 1차식에 비례하여 증가하였다. 황토 분말도 낮은 습도에서는 숯과 유사했지만 습도가 증가하면 흡착성능이 기하급수적으로 증가하면서 Type V 등온흡착곡선을 보였다. 따라서 조선시대에 기상청 직원들이 숯과 황토의 수분 흡착능력을 일기예보에 적용하였다는 기록을 실험적으로 확인할 수 있었다. 활성탄소섬유 직포와 활성탄소섬유 종이는 수분 흡착능력이 월등하고 신속한 반응을 보이므로 습도측정 센서에 적용할 수 있다고 판단된다. 숯 조각의 등온흡착 및 탈착곡선 측정에서 흡착질인 질소의 탈착이 잘 이루어지지 않아 낮은 압력 이력현상(low-pressure hysteresis)이라는 독특한 Type I과 Type IV의 혼합형태를 보이는데, 이는 질소입자가 흡착시에 숯 세공의 틈새를 비비고 들어가 단단히 끼었다가 탈착시에 빠져나오지 않기 때문이다. 숯을 분말로 분쇄하면 이러한 틈새들이 분쇄되어 비표면적이 증가하고 낮은 상대압력에서 흡착질의 탈착량이 증가되었다.

• 한국원자력학회:학술대회논문집
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• 한국원자력학회 1998년도 춘계학술발표회논문집(2)
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• pp.397-402
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• 1998

염소가스의 활성탄 흡착성능을 흡착평형과 flow system 두 단계의 흡착실험을 통하여 측정하였다. 활성탄은 surface area와 pore size distribution이 구별되는 세가지 이상의 시료를 선정하였고 활성탄의 표면특성에 따른 염소가스의 흡착관계를 검토하였다. Flow system에서는 염소가스를 500ppm의 농도(v/v in helium) 를 가지는 염소가스를 선택하였고 GC로 흡착경향을 분석하였다. 주어진 흡착탑(long bed)에서 흡착용량의 증가변화에 대한 흡착속도의 감소변화의 추이를 관찰하였으며 이로부터 염소가스 단일성분의 활성탄 흡착탑에 대한 흡착모델의 설계가 가능함을 알 수 있었다.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2011년도 춘계학술논문집 1부
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• pp.504-506
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• 2011

최근 실내공기질에 대한 관심이 높아지면서 실내공간에서의 이산화탄소 처리 방법에 대한 연구도 활발히 이루어지고 있다. 본 연구는 실내공간에서의 이산화탄소를 흡착으로 저감할 수 있도록 제올라이트를 개질한 흡착제를 만들고, 이를 통하여 실내공간용 저농도 이산화탄소의 흡착특성을 알아보았다. 흡착제 제조시에 흡착성능에 영향을 미치는 전처리 온도를 변수로 하여 흡착제의 이산화탄소 흡착 특성을 알아보았다. 실험결과 각 합성 변수에 따른 흡착제의 안정성과 특성을 이용하여 최적 합성 방법을 도출할 수 있었으며, 이를 통해 기존 제올라이트보다 우수한 흡착성능을 구현할 수 있었다.

• 공업화학
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• 제30권3호
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• pp.345-351
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• 2019

본 연구에서는 $TiO_2$를 기반으로 한 중공사형 흡착제를 제조와 다양한 금속산화물 첨가에 따른 비소 흡착 특성을 평가하였다. 실험 결과 $TiO_2$ 중공사형 흡착제가 가장 우수한 비소 흡착 성능을 보였으며, 금속산화물을 첨가한 경우 금속산화물이 $TiO_2$ 표면의 산점을 막음으로 인해 오히려 비소 흡착 성능이 저하되었다. 그러나 장시간 비소 흡착 성능을 비교한 결과 $Al_2O_3$를 첨가한 중공사형 흡착제의 비소 흡착 성능이 증진되었다. 또한 비표면적 및 기공 크기가 상대적으로 클수록 비소 흡착 성능이 우수하였으며, 루이스 산점과 브뢴스테드 산점이 풍부하게 존재할수록 흡착에 유리한 사이트가 제공됨을 확인하였다. 이를 통해 기존 파우더 형태의 상용 $TiO_2$를 담체 형태로도 제조하여 소규모 정수처리 시설에 적용이 가능할 것으로 판단된다.

• 공업화학
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• 제35권1호
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• pp.8-15
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• 2024

본 연구에서는 활성탄소의 테트라사이클린 흡착성능을 향상시키기 위해 5, 10, 및 15분의 시간에 따른 질소 플라즈마 처리를 실시하였다. 모든 질소 플라즈마 처리된 활성탄소는 미처리 활성탄소와 비교하여 테트라사이클린 흡착성능이 개선되었다. 이는 활성탄소에 도입된 질소 작용기가 테트라사이클린과 π-π 상호작용 및 수소 결합을 통하여 화학흡착을 야기하기 때문이다. 특히, 80 W 및 50 kHz의 질소 플라즈마 처리에서, 10분 동안 처리된 활성탄소가 가장 우수한 흡착성능을 가졌다. 이 때, 활성탄소 표면의 질소 함량은 2.03%이며 비표면적은 1,483 m²/g까지 증가하였다. 이렇게 질소플라즈마 처리에 의해 개선된 활성탄소는 물리 및 화학 흡착성능이 향상되었다. 또한, 흡착 실험 결과가 Langmuir 흡착등온식과 유사 2차 반응속도식에 잘 부합하므로, 질소 플라즈마 처리된 활성탄소의 테트라사이클린 흡착은 단분자층으로 이루어지는 화학 흡착이 주도적으로 일어나는 것으로 판단하였다. 결과적으로, 질소 플라즈마 처리된 활성탄소는 주도적인 화학 흡착과 더불어 물리 흡착의 시너지 효과로 수중에서 테트라사이클린을 효율적으로 제거하는 흡착재로 사용될 수 있다.

• 폴리머
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• 제26권4호
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• pp.516-522
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• 2002

4급 암모늄기를 관능기로 갖는 아민화 아크릴계 이온교환섬유를 이용하여 연속식 흡착공정 중 linear alkylbenzene sulfonate(LAS)의 흡착특성을 확인하였다. 아민화 아크릴계 이온교환섬유의 LAS흡착성능은 온도가 증가함에 따라 증가하였으며 $40^{\circ}C$에서 최적 흡착성능을 나타내었다. 또한 컬럼 베드 충진비(L/D)의 변화에 따른 LAS 이온의 흡착능은 L/D>2에서 최대 흡착능을 나타내었다. pH 변화에 따른 LAS이온 흡착능은 pH가 증가함에 따라 증가하는 경향을 나타내었고, pH 7에서 최대 흡착능을 나타내었다. 유속변화에 따른 LAS 흡착능은 유속이 증가할수록 낮아졌으며 농도가 높을수록 떨어졌다.