• Carbon letters
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• 제24권
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• pp.82-89
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• 2017

In this study, composite PAN-based ACNFs embedded with MgO and $MnO_2$ were prepared by the electrospinning method. The resultant pristine ACNFs, ACNF/MgO and $ACNF/MnO_2$ were characterized in terms of their morphological changes, SSA, crystallinity and functional group with FESEM-EDX, the BET method, XRD and FTIR analysis, respectively. Results from this study showed that the SSA of the ACNF/MgO composite ($1893m^2g^{-1}$) is significantly higher than that of the pristine ACNFs and $ACNF/MnO_2$ which is 478 and $430m^2g^{-1}$, respectively. FTIR analysis showed peaks of 476 and $547cm^{-1}$, indicating the presence of MgO and $MnO_2$, respectively. The FESEM micrographs analysis showed a smooth but coarser structure in all the ACNFs. Meanwhile, the ACNF/MgO has the smallest fiber diameter ($314.38{\pm}62.42nm$) compared to other ACNFs. The presence of MgO and $MnO_2$ inside the ACNFs was also confirmed with EDX analysis as well as XRD. The adsorption capacities of each ACNF toward $CH_4$ were tested with the volumetric adsorption method in which the ACNF/MgO exhibited the highest $CH_4$ adsorption up to $2.39mmol\;g^{-1}$. Meanwhile, all the ACNF samples followed the pseudo-second order kinetic model with a $R^2$ up to 0.9996.

• Carbon letters
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• 제15권1호
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• pp.71-76
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• 2014

Activated carbon nanofibers (ACNF) were prepared from polyacrylonitrile (PAN)-based nanofibers using $CO_2$ activation methods with varying activation process times. The surface and structural characteristics of the ACNF were observed by scanning electron microscopy and X-ray diffraction, respectively. $N_2$ adsorption isotherm characteristics at 77 K were confirmed by Brunauer-Emmett-Teller and Dubinin-Radushkevich equations. As experimental results, many holes or cavernous structures were found on the fiber surfaces after the $CO_2$ activation as confirmed by scanning electron microscopy analysis. Specific surface areas and pore volumes of the prepared ACNFs were enhanced within a range of 10 to 30 min of activation times. Performance of the porous PAN-based nanofibers as an electrode for electrical double layer capacitors was evaluated in terms of the activation conditions.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제34권10호
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• pp.3022-3026
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• 2013

The adsorption of carbon dioxide on graphene sheets was theoretically investigated using density functional theory (DFT) and MP2 calculations. Geometric parameters and adsorption energies were computed at various levels of theory. The $CO_2$ chemisorption energies on graphene-$C_{40}$ assuming high pressure are predicted to be 71.2-72.1 kcal/mol for the lactone systems depending on various C-O orientations at the UCAM-B3LYP level of theory. Physisorption energies of $CO_2$ on graphene were predicted to be 2.1 and 3.3 kcal/mol, respectively, at the single-point $UMP2/6-31G^{**}$ level of theory for perpendicular and parallel orientations.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제25권2호
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• pp.257-264
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• 2008

Adsorption is one of the most efficient method for the separation of low level carbon dioxide. In order to enhance the adsorption capacity, a few additives such as alkali hydroxides were combined with the zeolitic sorbents. As a result of the experimental examination by applying the $CO_2$ flow of 3000 ppm, the composite sorbent showed the improved quality to a certain degree and the added binder was also found to contribute to better adsorption.

• 한국방사성폐기물학회:학술대회논문집
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• 한국방사성폐기물학회 2003년도 가을 학술논문집
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• pp.158-161
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• 2003

중수로형 원전의 감속재 상층기체에 포함되어 원전 주변 대기로 방출되는 방사성이산화탄소$(^14CO_2)$를 효과적으로 흡착하여 분리, 고정할 수 있는 고효율 흡착제를 개발하기 위해, 활성탄 및 활성탄섬유에 금속수산화물(LiOH)을 담지한 몇 가지의 흡착제를 대상으로 XRD, BET, SEM/EDX 분석을 수행하였으며, 이산화탄소 흡착 성능을 시험하였다. 성능 시험 결과, 활성탄과 LiOH를 물리적으로 혼합한 시료가 함침법으로 LiOH를 활성탄에 담지한 시료에 비해 흡착 성능이 우수함을 알 수 있었으며, 활성탄의 표면을 개질한 결과 1N 질산으로 처리하였을 때에도 흡착성능이 향상됨을 확인하였다.

• 한국식품과학회지
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• 제30권3호
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• pp.574-580
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• 1998

유지방을 초임계 이산화탄소로 추출한 후 흡착제를 통과시켜 콜레스테롤이 제거되고, 지방산 조성이 다른 유지방 분획들을 얻기 위하여, 콜레스테롤 흡착능이 있는 것으로 알려진 몇 가지 흡착제를 선택하여, 추출온도 $40^{\circ}C$, 추출압력 276, 345 bar에서 3 또는 4시간 동안 추출하면서 흡착제의 종류별, 입자크기별, 비율별로 추출시간에 따른 유지방의 수율, 콜레스테롤 함량, 지방산 조성을 측정하였다. 흡착제로서 ${\beta}-cyclodextrin,\;talc,\;celite,\;florisil$ 중에서 florisil이 유지방으로부터 콜레스테롤 제거율이 가장 높았다. Florisil의 입자크기별로 콜레스테롤 제거율은 30/60 mesh가 가장 높았으며, 그 다음 100/200, 60/100 mesh순이었다. 유지방에 대하여 흡착제의 비율이 높으면 콜레스테롤 제거율은 높은 반면, 지방의 수율은 감소하였는데, 유지방의 수율을 높이면서 콜레스테롤 제거율을 높이기 위해서는 유지방과 흡착제의 비율은 20:10이 적당하였다. 추출분획물의 지방산 조성을 측정한 결과 저급 지방산들은 초기 추출물 분획들에 농축되었고, 고급 지방산들은 추출잔류물 분획에 농축되었다. 이상의 결과로부터 초임계유체 추출 및 흡착법은 유지방으로부터 콜레스테롤을 제거하는 동시에 저급지방산, 불포화지방산, 버터향, 색소가 농축된 분획 등을 얻을 수 있었다.

• Environmental Engineering Research
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• 제24권4호
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• pp.591-599
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• 2019

To convert sewage sludge to energy, drying-gasification characteristics during microwave heating were studied. During the gasification of carbon dioxide, the main products were gas, followed by char, and tar in terms of the amount. The main components of the producer gas were carbon monoxide and hydrogen including a small amount of methane and light hydrocarbons. They showed a sufficient heating value as a fuel. The generated tar is gravimetric tar, which is total tar. As light tars, benzene (light aromatic tar) was a major light tar. Naphthalene, anthracene, and pyrene (light polycyclic aromatic hydrocarbon tars) were also generated, but in relatively small amounts. Ammonia and hydrogen cyanide (precursor for NO_x) were generated from thermal decomposition of tar containing protein and nitrogen in sewage sludge. In the case of sludge char, its average pore diameter was small, but specific area, pore volume, and adsorption amounts were relatively large, resulting in superior adsorption characteristics.

• 광물과 암석
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• 제36권4호
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• pp.221-232
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• 2023

탄소중립을 위한 이산화탄소 저감 기술 및 대체 에너지에 대한 수요가 계속 증가하고 있다. 팔리고스카이트(palygorskite)는 리본 구조를 가지는 점토광물로 넓은 표면적의 나노크기의 공극을 가지고 있어, 지구온난화의 주범인 이산화탄소(CO₂)를 포집하고 친환경 대체 에너지인 수소(H₂)를 저장할 수 있는 물질로 제안된 바 있다. 이번 논문에서는 대정준 몬테 카를로(grand canonical Monte carlo) 시뮬레이션을 사용하여 팔리고스카이트 나노공극으로의 CO₂ 및 H₂ 분자의 흡착 등온선과 기작에 대한 기초연구의 예비 결과를 보고한다. 실온에서 기체의 분압 관련 변수인 화학 포텐셜(chemical potential)의 증가에 따라 나노공극에 흡착되는 CO₂ 및 H₂ 함량은 증가하였다. CO₂와 비교하여, H₂의 흡착은 더 높은 화학 포텐셜, 즉 높은 에너지가 필요하였다. 이론 계산으로 얻은 나노공극에서의 평균 제곱 변위(mean squared displacement)는 CO₂ 보다 H₂가 훨씬 높았으며 기존 실험 결과와 일치했다. CO₂는 나노공극에서 일렬로 배열된 반면, H₂는 매우 불규칙한 배열을 보였다. 이번 연구 방법은 CO₂ 및 H₂를 저장 가능한 지구물질 광물을 찾는 개발연구뿐만 아니라, 지중환경에서 유체와 광물의 반응을 근본적으로 이해하는 데 기여할 것으로 기대한다.

• 공업화학
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• 제31권2호
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• pp.179-186
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• 2020

이 연구에서는 CO₂ 가스의 흡착 분리를 위해 현무암 기반 제올라이트에 키토산 수용액을 함침하여 키토산/제올라이트 복합체를 제조하였다. 제조한 복합체의 물리화학적 특성은 SEM, 질소 흡착, FT-IR, TGA, XPS로 분석하였다. 또한 부피식 흡착장치를 이용하여 복합체의 CO₂와 N₂ 흡착량을 298 K에서 측정하고 그 결과를 흡착등온식(Langmuir, Freundlich, Sips)과 흡착에너지 분포함수(AED)로 조사하였다. 복합흡착제의 CO₂ 흡착량은 키토산과 제올라이트의 구조적 특성과 복합체 표면에 새롭게 형성된 원소인 N/C와 Al/(Si + Al)의 비율에 상관관계가 있었다. 그리고 CO₂/N₂ 분리 선택도는 Langmuir 흡착등온식과 이상흡착용액이론(IAST)을 이용하여 혼합물 조성이 15 V : 85 V, 50 V : 50 V, 85 V : 15 V인 조건에서 비교하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제43권1호
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• pp.146-152
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• 2005

대나무를 원료로 이산화탄소를 활성화제로 한 기상 활성화법에 의하여 대나무 활성탄을 제조하고, 이 대나무 활성탄의 $CO_2$ 흡착 특성을 실험하였다. 국내 산청산 대나무를 탄화온도 $900^{\circ}C$에서 열분해 하여 대나무 숯을 만든 후 배치형 튜브 반응기 내에서 활성화 온도 $750-900^{\circ}C$, 이산화탄소 주입비 $5-30cm^3/g-char{\cdot}min$, 활성화 유지시간 2-5 시간의 변화 조건에서 활성화 실험을 하였다. 제조된 활성탄은 수율이 측정되고 요오드 흡착력, 메틸렌 블루 흡착력과 비표면적 및 세공분포 등의 물리적 특성이 분석되었다. $CO_2$ 흡착 실험은 열중량 분석기를 사용하여 흡착온도 $20-80^{\circ}C$, $CO_2$ 농도 5-90% 변화 조건에서 행하였다. 활성화 온도와 활성화 시간이 증가됨에 따라 요오드 흡착력(680.8-1450.1 mg/g)과 메틸렌 블루 흡착력(23.5-220 mg/g)은 증가하였다. 그리고 $CO_2$ 가스 주입량의 증가시 $18.9cm^3/g-char{\cdot}min$까지는 요오드 흡착력과 메틸렌 블루 흡착력이 증가하였으나, 그 이상에서는 과다한 반응으로 수율의 급격한 감소와 함께 요오드 흡착력과 메틸렌 블루 흡착력도 감소하였다. 대나무 활성탄 특성 분석에서 중간세공과 거대세공 부피가 $0.65-0.91cm^3/g$으로 나타나 생물활성탄공정에 유리하게 사용될 수 있다. 대나무 활성탄의 $CO_2$ 흡착 실험에서는 흡착온도 $20^{\circ}C$, $CO_2$ 농도 90%에서 최대 106 mg/g-A.C.의 $CO_2$를 물리흡착 하였다. 5회 반복 실험시 $CO_2$ 흡착 특성 변화는 없었다.