진해만의 저서동물 군집생태 연구의 일환으로 저서환경의 특성을 구명하기 위하여, 1987년 6월부터 1990년 5월까지 12개 정점에서 표층 및 저층수의 수온, 염분, 용존산소와 퇴적물의 입도조성 및 유기물량을 조사하였다. 진해만의 저서환경은 내만으로 들어 갈수록 퇴적물 입도의 세립화, 높은 유기물함량, 여름철 성층의 발달로 인한 저층 빈산소 수괴의 형성 등이 특징적으로 나타났다. 저층의 빈산소수괴는 5월부터 내만에서 형성되기 시작하여, 여름철로 접어들면서 점차 외해역으로 확산되어 9월에 최고에 달하였으며, 진해만 전 해역의 절반이상이 빈산소 영향을 받고 있는 것으로 나타났다. 이러한 저층의 빈산소 환경은 가을철로 접어들면서 성층의 점진적 소멸과 함께 회복된다. 저층수의 수온, 염분 및 용존 산소량과 퇴적물의 입도 및 유기물 함량의 5개 환경요인에 대하여 주성분 분석을 실시한 결과 4개 해역으로 나눌 수 있었으며, 이러한 공간 분포는 전반적으로 퇴적물의 유기물함량과 가장 높은 상관관계를 가지는 것으로 나타났다.
전기이중층 커패시터(electric double layer capacitor, EDLC) 전극용 핏치계 활성탄소섬유의 고출력 특성을 향상시키기 위하여 불소와 산소 혼합가스의 다양한 불소분압에 따라 함산소불소화 표면처리를 수행하였다. 함산소불소화 처리된 핏치계 활성탄소섬유는 불소 부분압이 증가함에 따라 선형적인 불소관능기의 증가를 보였고, 산소관능기는 증가하였으나 부분압에 따라 차이가 없었다. 또한 함산소불소화를 통하여 활성탄소섬유 표면의 식각 반응으로 인하여 비표면적 및 기공부피는 감소하였으나 중간기공 부피는 약 4.5배 증가하였다. 50%의 불소가스 분압으로 처리한 활성탄소섬유의 경우 5와 50 mV/s의 전압주입속도에서 비정전용량이 약 29%와 61%로 증가함을 확인하였다. 이러한 비정전용량의 향상은 함산소불소화 처리를 통한 활성탄소섬유 표면의 산소 및 불소 관능기의 도입과 중간기공의 증가에 의한 효과로 사료된다.
In this wort. the effect of anodic oxidation on surface characteristics of high strength PAN-based carbon fibers is investigated in terms of surface and mechanical interfacial properties of the composites. As a result, the acidity of carbon fiber surfaces is increased, due to the development of oxygen functional groups in the presence of anodic oxidation. Also. it is found that the critical stress intensity factor ($K_{IC}$) is improved in the oxidized fibers-reinforced composites. which can be attributed to the good wettability between fibers and epoxy resin matrix.
본 연구에서는, 오존 처리에 의한 카본블랙의 표면특성을 X-ray photo-electron spectroscopy (XPS)와 접촉각을 통하여 알아보았으며, 카본블랙/acrylonitrile butadiene rubber (NBR) 복합재료의 기계적 물성은 가교밀도와 인열 에너지 ($G_{IIIC}$)를 측정하여 관찰하였다. 본 실험결과, 오존 처리에 의해 카본블랙 표면에 도입된 산소를 함유한 관능기가 카본블랙의 표면자유에너지를 증가시켰으며, 결과적으로 고무 복합재료의 가교밀도와 인열 에너지가 향상되었다. 이러한 결과는 오존처리에 의해 카본블랙 표면에 도입된 산소를 함유한 관능기가 카본블랙과 고무사이의 계면 결합력을 증가시켜 고무 복합재료의 기계적 물성을 향상시킨 것을 확인할 수 있었다.
초고진공하에서 열탈착 실험에 의하여 오산화바나듐 촉매상에서 일산화탄소와 메탄올의 홉착특성을 연구하였다. 일산화탄소는 오산화바나듐 촉매표면의 격자산소 결함을 갖는 바나듐이온이나 바나듐이온에 결합된 이중결합성 산소에 흡착하였다. 격자산소 결함을 갖는 바나듐이온에 흡착한 일산화탄소는 380K에서 탈착되었으며, 바나듐이온에 결합된 이중결합성 산소에 흡착한 일산화탄소는 격자산소와 결합하여 탄산기의 형태를 형성한 후 이산화탄소로 탈착되면서 촉매 표면을 환원시켰다. 선흡착되거나 후흡착되는 산소에 의하여, 탄산기의 형태로 흡착하는 일산화탄소의 흡착량은 증가하였다. 오산화바나듐 촉매상에서 메탄올을 흡착시킨 후 메탄올, 포름알데히드, 일산화탄소, 수소 등의 열탈착실험에 의하여 메탄올의 흡착특성을 연구하였다. 메탄올은 298 K에서 오산화바나듐 촉매상에 methoxy와 hydroxyl기를 형성하면서 분해흡착하였다.
Girgis, Badie S.;Elkady, Ahmed A.;Attia, Amina A.;Fathy, Nady A.;Abdel Wahhab, M. A.
Carbon letters
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제10권2호
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pp.114-122
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2009
Crushed, depitted peach stones were impregnated activated with 50% $H_3PO_4$ followed by pyrolysis at $500^{\circ}C$. Two activated carbons were produced, one under its own evolved gases during pyrolysis, and the second conducted with air flow throughout the carbonization stage. Physicochemical properties were investigated by several procedures; carbon yield, ash content, elemental chemical analysis, TG/DTG and FTIR spectra. Porosity characteristics were determined by the conventional $N_2$ adsorption at 77 K, and data analyzed to get the major texture parameters of surface area and pore volume. Highly developed activated carbons were obtained, essentially microporous, with slight effect of air on the porous structure. Oxygen was observed to be markedly incorporated in the carbon matrix during the air treatment process. Cation exchange capacity towards Cu (II) and Cd (II) was tested in batch single ion experimental mode, which proved to be slow and a function of carbon dose, time and initial ion concentration. Copper was up taken more favorably than cadmium, under same conditions, and adsorption of both cations was remarkably enhanced as a consequence of the air treatment procedure. Sequestration of the metal ions was explained on basis of the combined effect of the oxygen functional groups and the phosphorous-containing compounds; both contributing to the total surface acidity character.
Mesoporous carbons with tailored pore size were prepared by using sucrose as the carbon source and silicas as the templates. The silica templates were obtained from a hydroxypropyl-${\beta}$-cyclodextrin-silica hybrids using ammonium perchlorate oxidation at different temperatures to remove the organic matter. The structures and surface chemistry properties of these carbon materials were characterized by $N_2$ adsorption, TEM, SEM and FTIR measurements. The catalytic performances of these carbon materials were investigated through the reduction of nitroaromatic using hydrazine hydrate as the reducing agent. Compared with other carbon materials, such as active carbon, and carbon materials from the silica templates obtained by using calcination to remove the organic matter, these carbon materials exhibited much higher catalytic activity, no obvious deactivation was observed after recycling the catalyst four times. Higher surface area and pore volume, and the presence of abundant surface oxygen-containing functional groups, which originate from the special preparation process of carbon material, are likely responsible for the high catalytic property of these mesoporous carbon materials.
Chemically activated carbons were prepared from maize cobs, using phosphoric acid of variable concentration. The textural parameters of the activated carbons were determined from the nitrogen adsorption isotherms measured at 77 K. The chemistry of the carbon surface was determined by measuring the surface pH, the pHPZC and the concentration of the carbon - oxygen groups of the acid type on the carbon surface. Kinetics of Cr(VI) sorption/reduction was investigated at 303 K. Two processes were investigated in terms of kinetics and equilibrium namely; Cr(VI) removal and chromium sorption were studied at various initial pH (1-7). Removal of Cr(VI) shows a maximum at pH 2.5. At pH<2.5, sorption decreases because of the proton competition with evolved Cr(III) for ion exchange sites. The decrease of sorption at pH>2.5 is due to proton insufficiency and to the decrease of the extent of Cr(VI) reduction. The chemistry of the surface of activated carbon is an important factor in determining its adsorption capacity from aqueous solutions particularly when the sorption process involves ion exchange.
Oxidized activated carbons were prepared by reacting steam-activated carbon developed from pecan shells with nitric acid of varying strength (15, 30, 45 and 60%). The textural properties and the chemistry of the surface of the non-oxidized and of the oxidized carbons were determined from nitrogen adsorption and base neutralization capacities. The uptake of Pb(II) and Cd(II) from aqueous solution by these carbons was determined by kinetic and equilibrium experiments as well as by the column method. Treatment with nitric acid brought about drastic decrease in surface area and remarkable increase in the pore size of the carbon with these changes depending on the strength of nitric acid. Nitric acid increased the surface acidity by developing new surface oxygen functional groups of acidic nature. $HNO_3$-oxidized carbons exhibited high adsorption capacities for Pb(II) and Cd(II). The adsorption of these ions increased with the decrease of the surface pH of the carbon and with the increase of the solution pH from 2.5 to 6 and 7. The amount adsorbed from lead and cadmium was also related to the amount of surface acidity, the pH of the point of zero charge and on some metal ion parameters. Cadmium and lead uptake by the investigated carbons followed pseudo-second order model and the equilibrium sorption data fitted Langmuir adsorption model.
팔라듐과 금 나노입자 등이 첨착된 높은 비표면적을 갖는 Polyacrylonitrile (PAN)계 활성탄소섬유(ACF: Activated Carbon Fiber)를 제조하였다. 여러 첨착 ACF에 대하여 BET, FE-SEM, TEM, XPS 등으로 비표면적과 기공부피, 미세구조, 시간에 따른 산소관능기의 표면변화를 관찰하였으며 $SO_2$에 대한 흡착성능을 연구하였다. 그 결과 첨착과정으로 인하여 총 기공부피 대비 미세기공 부피는 95.5%에서 30.5~43.7%로 대부분 감소하였으며, 산소관능기의 표면변화는 대기중에서 시간이 경과함에 따라 나노입자보다 금속염의 산소관능기 변화가 컸음을 알 수 있었다. 또한 Au 나노입자와 금속염을 첨착한 ACF의 $SO_2$ 파과시간은 무첨착 ACF에 비하여 크게 변하지 않았으나, 100 ppm의 Pd 나노입자를 첨착한 ACF는 $SO_2$ 파과시간이 880 s로 흡착성능이 우수하였다. 이러한 결과로 볼 때 $SO_2$ 흡착성능은 시간에 따른 산소관능기의 표면 변화와 연관성이 있다고 볼 수 있으며, PAN계 활성탄소섬유에 적정한 농도의 Pd 나노입자 첨착은 촉매작용으로 인하여 $SO_2$ 흡착 성능을 증가시키는 것으로 판단된다
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[게시일 2004년 10월 1일]
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