• 공업화학
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• 제10권6호
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• pp.822-827
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• 1999

본 연구에서는 에너지 밀도가 큰 초고용량 캐패시터를 제작하기 위한 기초 연구로서 활성탄소섬유의 물성과 유기 전해질의 특성이 초고용량 캐패시터의 전기화학적 특성에 미치는 영향을 조사하였다. 유기성 전해질의 경우는 이온의 크기가 수용성 전해질 보다 훨씬 크기 때문에 탄소전극의 세공크기에 많은 영향을 받으며, 용량을 발현할 수 있는 유효세공의 크기가 커야 한다는 것을 알 수 있었다. 혼합용매를 이용한 전해액의 조성은 큰 비축전용량과 빠른 충전속도, 그리고 낮은 ESR 및 방전전류의 세기에 대한 높은 비축전용량 유지성 등의 우수한 충방전 특성을 나타내는 것을 알 수 있었고, 전해질의 높은 이온전도도가 용량발현 및 자가방전 특성에 큰기여를 하고 있으며, 전해질 이온의 크기는 충전속도에 많은 영향을 미치는 것을 알 수 있었다.

• 대한환경공학회지
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• 제29권9호
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• pp.1027-1034
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• 2007

본 연구에서는 탄화수소의 저온 화학증착 방법을 이용하여 흡착제인 pitch계 활성탄소섬유의 미세기공 또는 기공 입구의 크기를 조절한 다음 $CO_2$와 $CH_4$의 혼합 기체로 부터 $CO_2$ 또는 $CH_4$를 선택적으로 흡착 분리하는 기술에 대하여 고찰하였다. 기공 입구 크기는 조절하고자 하는 크기를 가지는 기체 분자를 흡착시키고 벤젠 또는 나프탈렌과 같은 덮개분자를 이용하여 기공의 입구를 막은 후 흡착된 기체분자를 서서히 탈착시키면서 덮개분자의 열리는 정도를 조절하였다. 기공 입구의 크기를 조절하는 실험에서 $CO_2$ 흡착 후 벤젠을 덮개분자로 하였을 때 $CO_2$가 탈착하는 온도와 벤젠이 휘발되는 온도의 차이가 크지 않아 $CO_2$와 함께 덮개분자인 벤젠도 휘발됨으로써 기공의 입구 조절이 불가능하게 되었다. 나프탈렌을 덮개분자로 사용한 실험에서 시료의 표면적은 753 $m^2/g$에서 0.7 $m^2/g$까지 줄어들어 거의 모든 기공 표면이 덮이는 것을 확인하였다. 나프탈렌은 ACF(활성탄소섬유) 무게의 약 15 wt% 정도 흡착이 가능하며, $100^{\circ}C$ 이하의 온도에서 쉽게 탈착되지 않았다. 나프탈렌으로 처리된 OG-7A 활성탄소섬유에서 $CO_2$와 $CH_4$가 50:50으로 혼합된 가스를 흡착시켰을 때 흡착압력이 증가할수록 $CO_2$의 흡착량은 증가한 반면, $CH_4$의 흡착량은 큰 변화 없이 일정하여 흡착압력이 높을수록 ACF 표면에서 화합물을 형성하는 $CO_2$의 양이 증가하는 것으로 파악되었다. 전체압력 0.4 atm에서 흡착된 $CO_2$는 동일한 진공에서 가장 많이 탈착되었고 $CH_4$는 가장 낮은 탈착량을 보여 고순도의 $CH_4$를 얻을 수 있음을 보였다.

• 한국환경과학회지
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• 제29권4호
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• pp.383-393
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• 2020

To increase electrolysis performance, the applicability of seawater to the iron-fed electro-Fenton process was considered. Three kinds of graphite electrodes (activated carbon fiber-ACF, carbon felt, graphite) and dimensionally stable anode (DSA) electrode were used to select a cathode having excellent hydrogen peroxide generation and organic decomposition ability. The concentration of hydrogen peroxide produced by ACF was 11.2 mg/L and those of DSA, graphite, and carbon felt cathodes were 12.9 ~ 13.9 mg/L. In consideration of durability, the DSA electrode was selected as the cathode. The optimum current density was found to be 0.11 A/㎠, the optimal Fe²⁺ dose was 10 mg/L, and the optimal ratio of Fe²⁺ dose and hydrogen peroxide was determined to be 1:1. The optimum air supply for hydrogen peroxide production and Rhodamine B (RhB) degradation was determined to be 1 L/min. The electro-Fenton process of adding iron salt to the electrolysis reaction may be shown to be more advantageous for RhB degradation than when using iron electrode to produce hydrogen peroxide and iron ion, or electro-Fenton reaction with DSA electrode after generating iron ions using an iron electrode.

• 한국염색가공학회지
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• 제4권4호
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• pp.90-96
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• 1992

In the PAN-based ACF manufacturing system stabilization step was improved with chemical treatment (preoxidation) in order to yield higher carbon content and to avoid excessive fragmentation during carbonization and activation process. The optimal condition of preoxidation was at 18$0^{\circ}C$ for 4 minutes in sodium glyceroxide in glycerine (concentration of NaOH was 0.02 meq/g). To investigate low temperature stabilization effect, preoxidized PAN fiber heated 22$0^{\circ}C$ to 26$0^{\circ}C$ as a function of treatment time and oxidative gas atmosphere, and analysed by infrared spectrum and TGA. As a results of IR and TGA, it was clear that impregnated[preoxidative] PAN had 14% higher residual than untreated PAN at 100$0^{\circ}C$ and the optimal condition of stabilization was at 26$0^{\circ}C$ for 3.5 hours within $N_2$ atmosphere.

• 분석과학
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• 제13권2호
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• pp.194-199
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• 2000

본 연구에서는 Ni가 처리된 PAN계 ACFs에 대하여 흡착, 표면특성 및 항균효과를 통하여 물리 화학적인 특성과 생물학적인 특성을 제시하였다. Ni가 처리된 PAN계 ACFs의 흡착에 관한 연구로부터 N1-N3에 대하여 Type I의 흡착등온곡선과 N4-N6에 대하여 Type II와 III의 흡착등온곡선을 각각 얻었다. 이들 시료에 대하여 흡착된 부피는 Ni의 몰농도의 증가와 함께 천천히 감소함을 알 수 있었다. BET식을 사용하여 계산된 $S_{BET}$값은 $692.58-895.24m^2/g$의 범위에 분포하였다. 또한 common-t값을 사용하여 ${\alpha}_s$-법으로부터 구한 단위 질량 당 미세 동공 부피는 $0.19-0.56cm^3/g$이었다. SEM 모폴로지의 결과로부터 PAN계 ACFs의 표면은 Ni를 처리함에 따라 부분적으로 피복됨을 관찰 할 수 있었다. 최종적으로 Shake flask법을 사용한 대장균(E. coli)에 대한 항균 효과를 측정한 결과, 각각의 시료들은 92.5-100%의 효과를 나타내었다. 이러한 항균 효과는 역시 Ni의 몰농도의 증가와 함께 향상됨을 알 수 있었다.

• 한국결정성장학회지
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• 제16권3호
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• pp.106-111
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• 2006

The objective of this paper is to compare the surface features of two kinds of nano-porous activated carbon fiber (NPACF) treated with potassium and the variation of their properties by phosphoric acid pre-treatment. X-ray diffraction (XRD) patterns indicate that NPACF containing potassium species show better performance for potassium and potassium salts by pre-treatment with phosphoric acid. In order to present the causes of the differences in surface properties and specific surface area after the samples were treated with phosphoric acid, pore structure and surface morphology are investigated by adsorption analysis and SEM. For the chemical composition microanalysis for potassium loading of the NPACF pre-treated with phosphoric acid, samples were analyzed by EDX. Finally, the type and quality of oxygen groups are determined from the method proposed by Boehm.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제21권4호
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• pp.364-369
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• 2004

It has been confirmed that some Trihalomethanes (THMs) suspected as carcinogens, can be formed during chlorination for water supply through the reaction of chlorine and humic substances in water. The electrochemical characteristics on activated carbon fiber filter (ACF) electrode were investigated to remove the THMs in the chlorination process of drinking water. The electrochemical removal efficiency depended on the applied voltage and flow rate. In this study, the best result showed that the removal efficiency of THMs was higher than 99%.

• 한국세라믹학회지
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• 제36권10호
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• pp.1016-1021
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• 1999

활상탄소섬유는 입상 활성탄에 비해 빠른 흡 · 탈착 속도와 높은 흡착량을 갖기 때문에 흡착재, 촉매, 분자체와 같은 환경 신소재로서 큰 주목을 받고 있다. 본 연구에서는 안정화 PAN계 탄소섬유를 수증기와 CO2를 이용한 물리적 활성화에 의해 여러 등급의 활성탄소섬유를 제조하였고, 비표면적, 요오드 흡착량, 세공구조 등을 측정하였다. 수증기 활성화에서 77%의 burn-off에서 비표면적이 1019 m2/g을 나타내었고, 반면에 CO2 활성화에서는 52%의 burn-off에서 7168m2/g의 비표면적을 갖는 활성탄소섬유가 제조되었다 그러나, 비슷한 burn-off에서는 CO2로 활성화한 경우에서 세공용적이 0.37 cc/g이고, 요오드 흡착량이 1589 mg/g으로서 수증기 활성화보다 더 큰 세공용적과 요오드 흡착량을 나타내었다. 또한 제조된 활성탄소섬유의 질소 흡착등온선들은 Brunaner-Deming-Deming-Teller의 분류에 따르면 모두 type I으로 주로 미세공들로 이루어져 있음을 알 수가 있었다.

• 공업화학
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• 제26권4호
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• pp.394-399
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• 2015

본 연구에서는 Cu 촉매가 도입된 활성탄소섬유를 제조하여 고효율 $SO_2$ 흡착재를 제조하였다. 라이오셀 섬유를 내염화 및 탄화공정을 통해 탄소섬유를 얻었으며, $SO_2$ 흡착능을 향상시키기 위해 KOH 활성화를 사용하여 높은 비표면적 및 균일한 미세기공구조를 부여하였다. 활성탄소섬유에 Cu 촉매를 도입하기 위하여 $Cu(NO_3)_2{\cdot}3H_2O$ 수용액을 사용하였으며, 공정 시 i) 탄소섬유 내 산소 관능기의 분해반응을 촉진하고, ii) 산화구리 및 질산염의 분해로 oxygen radical이 생성되어 탄소섬유의 활성화 반응을 촉진시켰다. 이로 인해 활성탄소섬유의 미세공과 중기공 형성효과 및 탄소섬유 표면에 고르게 분산된 Cu 촉매를 확인하였다. Cu 촉매 도입 후, 활성탄소섬유에 비해 비표면적 및 미세공의 비율이 약 10% 이상 증가되었고, $SO_2$ 흡착능이 149% 이상 향상된 결과를 얻을 수 있었다. Cu 촉매도입공정 시, 전이금속 촉매효과에 의하여 발달된 미세공, 중기공 및 비표면적에 의한 물리적 흡착과 도입된 Cu 촉매에 의한 $SO_2$ 가스의 화학적 흡착반응의 시너지 효과에 기인하여 $SO_2$ 흡착능이 향상된 것으로 사료된다.

• 한국대기환경학회지
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• 제33권1호
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• pp.1-10
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• 2017

Adsorption is a plausible technology using solid adsorbents for dry capture of carbon dioxide ($CO_2$). In general, narrow size distribution of tiny pores and surface chemical functionalities of solid adsorbents enhance the adsorption capacity of gaseous $CO_2$ molecules. In order to utilize the advantages of fibrous adsorbents, this work prepared activated carbon nanofibers (ACNFs) via the electrospinning process using a polymer precursor of polyacylonitrile (PAN). The spun fibers were 390 nm to 580 nm in thickness with an average surface area of $27.3m^2/g$. The surface structure was improved by a programmed thermal activation at $800^{\circ}C$ in $CO_2$ atmosphere. It was also found that the nitrogen-groups including pyrrole and pyridine were created during the activation facilitaing the selective adsorption as forming enhanced active sites. The finally obtained adsorption capacities were 2.74 mmol/g for pure $CO_2$ flow and 0.74mmol/g for 3000 ppm.