• 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.

• Carbon letters
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• 제1권2호
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• pp.69-75
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• 2000

Naphtha cracking bottom oil was reformed with heat treatment and then spun at $310^{\circ}C$. These pitch-based carbon fibers were carbonized at $1000^{\circ}C$ after oxidation at $280^{\circ}C$, for 90 min. These fibers were chemically activated with molar ratio of KOH/CF (1 : 1) at different temperatures ($250{\sim}900^{\circ}C$) for 1 hr. The process of activation was characterized with DTA, TGA, BET surface area and pore size distribution. The activation of fibers by KOH was performed by several process. One is the reduction process that carbon fiber was reacted with $K_2O$ produced from dehydration process above $400^{\circ}C$. The other is the process that $K_2CO_3$ was directly reacted with carbon fiber. At $800^{\circ}C$, the activation was performed by catalyzed mechanism that $K_2O$ was obtained from the reaction of metal potassium with $CO_2$, then was changed to $K_2CO_3$. At $870^{\circ}C$, the activation was also observed that activation mechanism was promoted by metal catalyst with $CO_2$ from decomposition of $K_2CO_3$. The specific surface area of prepared activated carbon fibers was dependent on the activation mechanism. The specific surface area was in the range of $1519{\sim}2000\;cm^3/g$ and was the largest prepared at $870^{\circ}C$. The pores developed were mostly micropores which was very narrow and uniform. The total pore volume was $0.58{\sim}0.77\;cm^3/g$.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제17권1호
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• pp.47-54
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• 2006

Activated carbon fibers (ACFs) with high surface area and pore volume were modified with metal Ni impregnation and fluorination and investigated hydrogen storage properties by volumetric method. Micropore volume values of ACFs obtained from surface modification with Ni impregnation and fluorination were decreased 9 and 35 %, respectively. Hydrogen storage capacities of fluorinated ACFs were slightly changed, on the other hand, that of Ni impregnated ACF was considerably increased. It means that hydrogen was not only adsorbed on ACF surface, but also on Ni metal surface by means of dissociation. Although the microphone volume of ACF modified with fluorination was decreased, its hydrogen storage were found not to be changed compared with fresh ACF. These results indicated that the surface of ACF after fluorination modification may be strongly attracted hydrogen due to high electronegativity of fluorine. Therefore, it was proven that hydrogen storage capacity was related with micropore volume and surface property of carbon materials as well as specific surface area.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제12권5호
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• pp.2439-2444
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• 2011

기존에 주로 사용되었던 활성탄을 대체할 수 있는 활성탄소섬유를 이용하여 휘발성 유기화합물질의 흡 탈착 특성을 연구하였으며, 고정층을 이용하여 흡착 및 파과특성을 조사하였다. 활성탄소섬유중 ACFJ의 경우가 활성탄에 비하여 약1.15배 높은 흡착량을 보였으며, 흡착층의 온도가 증가함에 따라 파과시간 및 흡착량은 감소하였다. 또한 활성탄의 경우 약 99%까지 탈착하는데 20분이 소요되었으며, 활성탄소섬유의 경우 약 99% 탈착되기까지 5분이 걸려 활성탄소섬유가 약 4배 빠르게 탈착됨을 알 수 있었다.

• 대한환경공학회지
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• 제34권5호
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• pp.316-325
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• 2012

페인트제조시설에서 다량 발생하는 VOC/HAPs은 물질별 독성, 발암성 등의 특징으로 미량으로도 인체에 유해할 뿐만 아니라, 하절기 오존 생성과 악취 민원의 원인물질로 작용하고 있어 이들 시설에 대한 배출특성과 제어방안에 대한 연구가 시급한 실정이다. 본 연구에서는 부산지역에 소재한 페인트제조시설 4개소를 선정하여 VOC/HAPs 주 배출공정 및 주요 오염물질을 도출하고 적절한 제어방안을 제시 하였으며, 천연소재인 Kapok fiber의 흡착 시험을 통하여 상용 흡착제로서의 적용 가능성을 평가하였다. 연구결과, 발생되는 VOC/HAPs의 60% 이상이 방지시설로 유입되지 않고 공장내부로 자연 휘발되어 외기로 확산되는 것으로 조사되었고 주요 물질로는 Toluene, Ethylbenzene, Xylene이 70% 이상의 분포를 나타내었다. 주요 악취 원인물질은 A, B, C사는 Toluene, D사는 m/p-Xylene으로 나타났으며, 악취방지시설인 활성탄 흡착시설의 평균 제거효율은 66.2%로 평가되었다. 이 결과를 토대로 오염물질의 외부확산을 최소화하기 위한 방안으로 중앙제어식 환기장치의 설치 등 다양한 제어방안과 함께 실제 운영시설의 규모를 고려한 흡착시설의 규격, 흡착제량, 교체주기 등을 산출 제시하여 현장에 적용 가능하도록 하였다. 도출된 원인물질을 표준시료로 활용하여 유통 활성탄과 천연소재인 Kapok fiber의 Toluene 흡착시험을 실시한 결과, 활성탄의 제거율은 대부분 99% 이상 우수한 것으로 나타났으나 Kapok fiber는 Space Velocity의 차이에 따라 91.9%, 66.7%의 제거효율을 나타내어 Kapok fiber의 흡착능은 미흡한 것으로 나타났으나, 저렴한 소재 가격, 친환경성 등을 감안한다면 기초 흡착제로서의 적용은 가능한 것으로 판단되었고 향후 상용화에 필요한 추가연구가 필요할 것으로 사료된다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 1999년도 하계학술대회 논문집 D
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• pp.1821-1823
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• 1999

Carbon is an attractive material on electro double capacitor which depend on charge storage in the electrode/electrolyte interfacial double layer. Carbonaceous material for double layer capacitor can be obtained from carbon powder, fiber, film and porous carbon sheet. The capacitance of electrodes using an activated carbon was influenced by a filling density of the carbon, thickness and internal resistance of the electrode. In this study. to reduce internal resistance and increase electric conductivity of the electrode. activated carbon/carbon(AC/C) composite electrode was fabricated. The capacitors which have energy densities of 68F/g(at $30^{\circ}C$), 109F/g(at $60^{\circ}C$) and $68F/cm^3$(at $30^{\circ}C$), $111F/cm^3$(at $60^{\circ}C$) were fabricated by using AC/C composite electrodes.

• 한국세라믹학회지
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• 제40권5호
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• pp.468-474
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• 2003

안정화 PAN(Polyacronitrile)계 섬유를 이용하여 물리적인 방법과 화학적인 방법으로 활성탄소섬유(Activated Carbon Fibers)를 제조하고, 그 특성을 비교평가 하였다. 본 연구에서는 안정화 PAN계 섬유를 수증기 및 $CO_2$를 이용한 물리적 활성화와 KOH를 이용한 화학적 활성화에 의해 여러 등급의 활성탄소섬유를 제조하였고, 비표면적, 요오드흡착량, 미세구조, 세공구조 등을 측정하였다. 물리적 활성화 방법에는 수증기와 $CO_2$가 사용되었는데, 수증기활성화의 경우 99$0^{\circ}C$의 활성화 온도에서 1635 m$^2$/g의 비표면적을 나타내었고, $CO_2$ 활성화의 경우에는 99$0^{\circ}C$의 활성화 온도에서 671 m$^2$/g의 비표면적을 나타내었다. KOH를 이용한 화학적 활성화 방법에서는 KOH와 안정화 PAN계 탄소섬유의 비가 1.5 : 1인 경우 90$0^{\circ}C$의 활성화 온도에서 3179 m$^2$/g의 비표면적을 나타내었다. 물리적 활성화와 화학적 활성화로 제조된 활성탄소섬유의 질소흡착등온선의 결과로 보면 type I의 형태와 type I에서 type II로의 전이형태의 등온흡착곡선을 나타내었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제21권1호
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• pp.134-141
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• 2017

시멘트 생산 과정에서 생성되는 이산화탄소 배출량을 감소시키기 위하여 시멘트를 대체할 수 있는 건축 재료 개발에 많은 연구가 진행되어왔다. 시멘트 대체재로 사용될 수 있는 활성 황토는 $850^{\circ}C$에서 소성 과정을 거쳐 제작된다. Poly-Vinyl Alcohol(PVA) 섬유와 GFRP 보강근은 활성 황토 콘크리트의 균열 문제를 해결하기 위하여 사용된다. 본 논문은 PVA 섬유 보강 활성 황토 콘크리트에 대하여 인발 하중에 따른 GFRP 보강근의 부착 성능을 평가하기 위한 실험 연구를 나타내고 있다. 실험 결과, 황토가 치환된 PVA 보강 및 무보강 실험체들의 평균 부착 응력 계수가 2.27~2.48로 나타났으며, 부착 응력 계수가 PVA 섬유 보강 유무 및 황토 치환율에 크게 영향을 받지 않는 것으로 나타났다. 그리고 부착 길이가 길어질수록 부착 강도는 저하되었다.

• 한국재료학회지
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• 제13권11호
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• pp.749-755
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• 2003

A development of micropores of $CO_2$activated isotropic carbon fibers from TEM was observed. It was observed that the micropores of activated carbon fibers(ACFs) were consisted of slit-shaped pores(SP) and cylinder-shaped pores(CP). The SPs were formed between two parallel-carbon layers, and the CPs were formed at a place which is connected polygonally by more than two carbon layers. It was shown that the CPs of the ACFs were developed at high degree of burn-offs and at high activation temperature. The pore size distribution of the best ACF, which was observed at a highest value of specific surface area(3,495 $\m^2$/g), showed a continuous distribution in the range of about $4∼l5\AA$, and the median pore size was 6.7$\AA$. The super-high specific surface area of ACFs was found to be due to that the SPs were connected with a maximum size of 7∼8$\AA$ continuously, It is possible that the SPs should be formed in the ACFs in order to show super-high SSA.

• Carbon letters
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• 제3권2호
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• pp.93-98
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• 2002

Short pitch fibers were prepared from petroleum based isotropic precursor pitch by melt-blown technology. The pitch fibers were stabilized in oxidizing condition, followed by steam activations at various conditions. The fiber surface and pore structures of the activated carbon fibers (ACFs) were respectively characterized by using SEM and applying BET theory from nitrogen adsorption at 77 K. The weight loss of the oxidized fiber was proportional to activation temperature and activation time, independently. The adsorption isotherms of the nitrogen on the ACFs were constructed and analyzed to be as Type I consisting of micropores mainly. The specific surface area of the ACFs proportionally increased with the weight loss at a given activation temperature. The specific surface area was ranged 850~1900 $m^2/g$ with pores of narrow distribution in sizes. The average pore size was ranged 5.8~14.1 ${\AA}$ with the larger value from the more severe activation condition.