• 공업화학
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• 제23권3호
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• pp.302-307
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• 2012

오존/활성탄 공정 및 오존/촉매 공정과 같은 고급산화공정을 사용하여 페놀의 분해를 비교하였다. 촉매는 조립 활성탄에 팔라듐(Pd/AC), 망간(Mn/AC), 코발트(Co/AC) 및 철(Fe/AC)을 담지하여 제조하였다. 1 h 동안의 반응결과, 포화 오존농도(1.48 mg/L)에서 용존 오존의 분해율은 Mn/AC (45%) > Pd/AC (42%) > Co/AC (33%) > AC (31%) > Fe/AC (27%)의 순서로 감소하였으며, 페놀의 제거효율은 Mn/AC (89%) > Pd/AC (85%) > Co/AC (77%) > AC (76%) > Fe/AC (71%)의 순서로 감소하였다. 총유기탄소(TOC)의 잔존 비율(C/Co)은 Pd/AC (0.29) < Mn/AC (0.36) < AC (0.40) < Co/AC (0.49) < Fe/AC (0.51)의 순서로 증가하였다. Co/AC 및 Fe/AC 공정은 오존/활성탄 공정과 비교하여 촉매효과가 거의 없었다. 또한 페놀이 분해되면서 생성되는 중간물질인 하이드로퀴논과 카테콜의 최대 농도는 Mn/AC > AC > Co/AC > Fe/AC > Pd/AC 공정의 순서로 감소하였으며, Pd/AC 공정의 경우, 1 h 동안 반응 후, 이러한 중간물질들이 검출되지 않았다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제60권4호
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• pp.606-612
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• 2022

실내 거주 시간이 늘어나면서 발생하는 CO₂를 인체에 무해한 농도인 1,000 ppmCO₂ 이하로 유지하기 위해 연구들이 활발히 진행 중이다. 본 연구에서는 저농도 CO₂흡착제로서 KOH와 K₂CO₃와 같은 알칼리성 첨가제를 상용 활성탄에 함침하여 사용하였다. 흡착된 CO₂ 양은열중량분석기(TGA)와 chamber(CO₂ IR analyzer)로평가하였다. 비표면적이 928.5 m²/g인 상용 활성탄(AC)은 KOH가 함침 된 KOH/AC(13.6 m²/g)와 K₂CO₃가 함침 된 K₂CO₃/AC(288.8 m²/g)보다 비표면적이 높았다. 챔버실험결과, AC는 CO₂를 거의 흡착하지 않았지만, KOH/AC와 K₂CO₃/AC는 각각 93.5 mg_CO2/g_sample 및 94.5 mg_CO2/g_sample 흡착하였다. 이것은 비표면적 및 미세기공의 부피에 의한 물리적인 흡착 영향보다 알칼리성 활성점의 증가가 CO₂ 흡착에 더 유리하게 작용한 것으로 판단된다. KOH/AC와 K₂CO₃/AC의 재생성능은 chamber test 결과 대조군(K₂CO₃/Al+Si supports)과 비교했을 때 안정적으로 흡착 성능을 유지하는 것으로 나타났다(3회 반복 실험). 또한, KOH/AC와 K₂CO₃/AC는열중량분석기의절대습도 1%H₂O를고려한조건에서 145.7 mg_CO2/g_sample및 150 mg_CO2/g_sample로 나타났다. 따라서 KOH 및 K₂CO₃ 등과 같은 알칼리 성분의 함침은 상용 활성탄의 안정적인 흡착 및 재생 후 흡착성능을 나타내어, 실내 이산화탄소 저감을 위한 흡착제 개발에 적용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 대한환경공학회지
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• 제37권3호
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• pp.175-181
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• 2015

이산화탄소 포집을 위한 기능성 흡착제인 폴리에틸렌이민(PEI)을 함침한 활성탄을 평가하였다. 이산화탄소 흡착제의 흡착 특성은 GC/TCD, BET 표면적 및 FT-IR을 사용하였다. 활성탄에 PEI를 10, 30, 50 wt%를 함침하여 흡착제를 합성하고, 온도변화에 따른 이산화탄소의 흡착능을 조사하였다. $20^{\circ}C$와 $100^{\circ}C$에서의 이산화탄소 흡착능은 다음과 같다: $20^{\circ}C$에서는 AC > PEI(10)-AC > PEI(30)-AC > PEI(50)-AC의 순으로 나타났으며, $100^{\circ}C$에서는 PEI(10)-AC > PEI(30)-AC > PEI(50)-AC > AC 순으로 나타났다. 아민 기능기의 활성탄의 흡착능이 순수 활성탄보다 아미노기에 의하여 화학 흡착 때문에 높은 온도에서 높게 나타났다. 본 연구의 결과로 PEI(10) 활성탄은 고온의 가스로부터 이산화탄소 포집에 가장 유능한 흡착제 중 하나로 보여진다.

• Korean Journal of Chemical Engineering
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• 제35권11호
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• pp.2207-2219
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• 2018

Activated carbon (AC) was synthesized from Phoenix dactylifera stones and then modified by $CoFe_2O_4$ magnetic nanocomposite for use as a Cr(VI) adsorbent. Both $AC/CoFe_2O_4$ composite and AC were fully characterized by FTIR, SEM, XRD, TEM, TGA, and VSM techniques. Based on the surface analyses, the addition of $CoFe_2O_4$ nanoparticles had a significant effect on the thermal stability and crystalline structure of AC. Factors affecting chromium removal efficiency like pH, dosage, contact time, temperature, and initial Cr(VI) concentration were investigated. The best pH was found 2 and 3 for Cr adsorption by AC and $AC/CoFe_2O_4$ composite, respectively. The presence of ion sulfate had a greater effect on the chromium sorption efficiency than nitrate and chlorine ions. The results illustrated that both adsorbents can be used up to seven times to adsorb chromium. The adsorption process was examined by three isothermal models, and Freundlich was chosen as the best one. The experimental data were well fitted by pseudo-second-order kinetic model. The half-life ($t_{1/2}$) of hexavalent chromium using AC and $AC/CoFe_2O_4$ magnetic composite was obtained as 5.18 min and 1.52 min, respectively. Cr(VI) adsorption by AC and $AC/CoFe_2O_4$ magnetic composite was spontaneous and exothermic. In general, our study showed that the composition of $CoFe_2O_4$ magnetic nanoparticles with AC can increase the adsorption capacity of AC from 36 mg/L to 70 mg/L.

• 한국재료학회지
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• 제20권8호
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• pp.429-433
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• 2010

In this study, activated carbon (AC) as a carbon source was modified with different concentrations of cobalt chloride ($CoCl_2$) to prepare a Co-AC composite, and it was used for the preparation of Co-AC/$TiO_2$ composites with titanium oxysulfate (TOS) as the titanium precursor. The physicochemical properties of the prepared Co-AC/$TiO_2$ composites were characterized by $N_2$ adsorption at 77 K, X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), and energy dispersive X-ray (EDX) analysis. The photocatalytic treatments of organic dyes were examined under an irradiation of visible light with different irradiation times. $N_2$ adsorption data showed that the composites had decreased surface area compared with the pristine AC, which was $389\;m^2/g$. From the XRD results, the Co-AC/$TiO_2$ composites contained a mixturephase structuresof anatase and rutile, but a cobalt oxide phase was not detected in the XRD pattern. The EDX results of the Co-AC/$TiO_2$ composites confirmed the presence of various elements, namely, C, O, Ti, and Co. Subsequently, the decomposition of methylene orange (MO, $C_{14}H_{14}N_3NaO_3S$) and rhodamine B (Rh.B, $C_{28}H_{31}ClN_2O_3$) in an aqueous solution, respectively, showed the combined effects of an adsorption effect by AC and the photo degradation effect by $TiO_2$. Especially, the Co particles in the Co-AC/$TiO_2$ composites could enhance the photo degradation behaviors of $TiO_2$ under visible light.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2007년도 심포지엄 논문집 정보 및 제어부문
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• pp.495-496
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• 2007

본 논문에서는 전력선 통신 모뎀에 필수적으로 사용하고 있는 AC 커플러의 대기모드 상태에서의 저전력 AC 커플러 개발에 관한 것으로, 전력선 통신(PLC : Power Line Communication) 모뎀은 디지털 가전기기를 위한 지능형 홈 네트워크 구축은 물론 원격검침 등의 각종 자동화 시스템에 활발하게 적용됨에 따라 저전력 대기모드 지원의 필요성이 요구되고 있다. 이러한 요구를 충족시키기 위해서 본 논문에서는 전력선 통신 모뎀에 필수적으로 사용하고 있는 AC 커플러의 대기모드 상태에서의 저전력 AC 커플러를 위해 1차측 AC 커플러를 송신측과 수신측으로 분리하여 설계하였다. 또한 수신 커플링 회로의 경우 현재 이용되고 있는 커플링 회로의 차단주파수를 10kHz에서 전력선 모뎀의 캐리어주파수에 영향을 미치지 않는 70kHz 고역 통과필터로 설계한다. 본 논문에서는 다양한 Simulation 및 실험을 통하여 제안된 AC 커플러가 기존 전력선 통신 모뎀과 동일한 성능을 유지하면서, 대기시 소모되는 소비전력을 크게 감소시켜, 기존 전력선 모뎀에 제안된 AC 커플러로 대치할 수 있음을 실험을 통해 규명하고 입증하였다.

• 공업화학
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• 제9권2호
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• pp.286-293
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• 1998

연소배가스로부터 $CO_2$를 선택적으로 분리하기 위한 활성탄 흡착공정 사용시 흡착능 향상을 위하여 $CO_2$와 친화력이 있는 화합물을 함침시키는 방법과 KOH를 함침시킨 후 고온에서 열처리하므로서 활성화시키는 방법이 사용되었다. 알칼리금속, 알칼리토금속, 또는 전이금속의 염화물을 함침시킨 활성탄에 대한 $CO_2$의 흡착량을 측정한 결과 함침 전의 활성탄의 흡착량보다 적었다. 이것은 함침되는 물질이 $CO_2$에 대한 친화력이 없이 단지 활성탄의 미세기공만 막는 결과임을 알 수 있었다. 알칼리금속수산화물 중 KOH를 함침시킨 활성탄에 대한 $CO_2$의 파과실험 결과 유입되는 기체에 수분이 있을 경우 흡착량이 증가했는데 이것은 KOH가 $CO_2$를 흡수하는 성질 때문이었다. 그러나 이 흡착제에 함친된 KOH가 $CO_2$와 반응하여 $K_2CO_3$로 변함에 따라 재현성이 없음을 알 수 있었다. KOH를 함침시킨 후 $800^{\circ}C$에서 열처리하여 활성화시킨 활성탄의 경우 함침된 KOH의 양이 증가할수록 $CO_2$의 흡착량이 증가했으며, KOH와 활성탄의 무게비(KOH/Activated-Carbon)가 4일 때 최대였다. 이 흡착제에 대해 온도별로 측정된 $CO_2$의 흡착량으로부터 Clausius-Clapeyron식을 이용하여 등량흡착열을 구했다. 그리고 고정층 파과실험을 통해 $CO_2$농도와 유속에 따른 파과특성을 살펴보았다.

• 공업화학
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• 제29권4호
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• pp.432-439
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• 2018

활성탄의 화학적 흡착 및 오존촉매반응의 작용기를 향상시키기 위해 Fe, Co, Mn 및 Pd 금속들을 활성탄에 담지하여 금속촉매 활성탄을 제조하였다. 고급산화공정의 실험결과에서 페놀 분해속도, 용존 오존 분해율 및 TOC (총유기탄소) 제거율은 Pd-AC > Mn-AC > Co-AC > AC > Fe-AC의 순서로 나타났다. BET 분석에서 금속담지활성탄의 물리적 특성은 오존촉매반응에 영향을 미치지 않았으며, 촉매효과는 담지한 금속의 종류에 따라 상이한 결과를 나타내었다. RCT (생성된 OH radical과 오존의 비율) 값 측정은 OH radical과 쉽게 반응하지만 오존과는 매우 느리게 반응하는 probe compound로 알려진 파라-클로로벤조산(p-chlorobenzoic acid)의 분해결과로부터 구할 수 있었으며, 오존단독 공정은 $5.48{\times}10^{-9}$, 활성탄 공정은 $1.47{\times}10^{-8}$로 측정되었고, Fe-AC, Co-AC, Mn-AC 및 Pd-AC 공정은 각각 $2.13{\times}10^{-9}$, $1.51{\times}10^{-8}$, $4.77{\times}10^{-8}$ 및 $5.58{\times}10^{-8}$로 측정되었다.

• 한국환경과학회지
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• 제22권7호
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• pp.847-853
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• 2013

Functionalized adsorbent has been synthesized by piperazine(Pz) on activated carbon. Quantitative estimations of $CO_2$ were undertaken using gas chromatography with GC/TCD and the prepared adsorbents were characterized by BET surface area and FT-IR. It was also studied effect of various parameters such as piperazine loadings and adsorption temperature. The specific surface area decreased from $1212.0m^2/g$ to $969.8m^2/g$ by impregnation and FT-IR revealed a N-H functional group at about $1400cm^{-1}$ to $1700cm^{-1}$. The $CO_2$ adsorption capacity at $20^{\circ}C$ and $50{\sim}100^{\circ}C$ was as follow: AC > Pz(10)-AC> Pz(30)-AC> Pz(50)-AC at $20^{\circ}C$ and Pz(10)-AC > AC > Pz(30)-AC> Pz(50)-AC at $50{\sim}100^{\circ}C$. Therefore, for high temperature flue gas condition, the Pz(10)-AC showed the highest adsorption capacity due to physical adsorption and chemical adsorption by amino-group content. The results suggest that activated carbon impregnated with Pz is an effective adsorbent for $CO_2$ capture from real flue gases above $50^{\circ}C$.

• Journal of Electrochemical Science and Technology
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• 제8권4호
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• pp.338-343
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• 2017

Activated carbon has lower electrical conductivity and reliability than other carbonaceous materials because of the oxygen functional groups that form during the activation process. This problem can be overcome by doping the material with heteroatoms to reduce the number of oxygen functional groups. In the present study, N, F co-doped activated carbon (AC-NF) was successfully prepared by a microwave-assisted hydrothermal method, utilizing commercial activated carbon (AC-R) as the precursor and ammonium tetrafluoroborate as the single source for the co-doping of N and F. AC-NF showed improved electrical conductivity ($3.8\;S\;cm^{-1}$) with N and F contents of 0.6 and 0.1 at%, respectively. The introduction of N and F improved the performance of the pertinent supercapacitor: AC-NF exhibited an improved rate capability at current densities of $0.5-50mA\;cm^{-2}$. The rate capability was higher compared to that of raw activated carbon because N and F codoping increased the electrical conductivity of AC-NF. The developed method for the co-doping of N and F using a single source is cost-effective and yields AC-NF with excellent electrochemical properties; thus, it has promising applications in the commercialization of energy storage devices.