In this study activated carbon fibers were prepared from PAN-based carbon fibers by physical activation with steam or carbon dioxide. The variations in specific surface area amount of iodine adsorption and pore size distribution of the activated carbon fibers after the activation process were discussed. in steam activation BET surface area of about 1019 m2/g was obtained after 77% burn-off while carbn dioxide activation produced ACF with 694m2/g of BET surface area after 52% burn-off. However carbon dioxide activation produced at a similar degree of activation higher micropore volume(0.37 cc/g) and amount of iodine adsorption (1589mg/g) than steam activation. Nitrogen adsorption isotherms for (PAN based activated carbon fibers that prepared by physical activation were of type I in the Brunauer-Deming-Deming-Teller classification
Journal of Korean Society for Atmospheric Environment
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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.
Hong, Mi So;Pankaj, Sharma;Jung, Yun Ho;Park, Sung Youl;Park, So Jin;Baek, Il Hyun
Korean Chemical Engineering Research
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제50권2호
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pp.244-250
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2012
In order to separate of carbon dioxide in the combustion exhaust gas, monoethanolamine (MEA) and piperazine (PZ) impregnated zeolite 13X adsorbents were used. A series of adsorbents were synthesized by impregnating 30, 50 and 70 wt% of MEA and PZ respectively on zeolite 13X pellet. XRD, FT-IR and BET were used to characterize the properties of impregnated pelletized zeolite 13X absorbents. In order to investigate the separation characteristics of carbon dioxide, zeolite pellet, MEA impregnated zeolite and PZ impregnated zeolite pellet were investigated at 25, 50 and $75^{\circ}C$. Amine impregnated pelletized zeolite absorbent has shown that adsorption decreases with increasing temperature. Finally, the carbon dioxide adsorption capacity when emission temperature of the combustion exhaust gas, PZ impregnated zeolite pellet was 1.8 times than zeolite pellet as well as 20 times than MEA impregnated zeolite pellet.
Journal of the Korean Applied Science and Technology
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제30권1호
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pp.88-95
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2013
This study attempts to capture the low level carbon dioxide from indoor spaces using a granular activated carbon (WSC-470) which was modified with primary monoethanolamine. Adsorption capacity of the prepared adsorbents was evaluated for pure $CO_2$ flow and 3000 ppm as a function of MEA concentration and solvents such as distilled water, ethanol and methanol. The AC based adsorbents then were characterized in terms of pore structure by BET and chemical functionalities by XPS. While high concentration of MEA reduced specific surface area, porosity and micro pores, nitrogen content which can enhance the surface basicity was increased. The maximum adsorption capacity decreased comparing to the initial AC pellets, whilst the potential of selective adsorption amount at low level $CO_2$ was increased at 45% (0.73 mmol/g).
Gyuseob Song;Jinseung Kim;Juhyoung Park;Younghoon Noh;Youngchan Choi;Youngjoo Lee;Kyubock Lee
New & Renewable Energy
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제20권1호
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pp.135-144
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2024
The present study investigated waste medium from a domestic shiitake mushroom farm, which was pyrolyzed to produce biochar. The yield rate of the biochar was compared after exposure to various pyrolysis temperature conditions, and the characteristics of the produced biochar were analyzed. The present study focused on the carbon dioxide (CO2) adsorption capacity of the resulting biochar. The CO2 adsorption capacity exhibited a correlation with the pyrolysis temperature of the biochar, with increasing temperatures resulting in higher CO2 adsorption capacities. Brunauer-Emmett-Teller (BET) analysis showed that the CO2 adsorption capacity was related to the surface area and pore volume of the biochar. Calcium is added to the process of producing mushroom medium. Experiments were performed to investigate the CO2 adsorption capacity of the biochar from the waste medium with the addition of calcium. In addition, CO2 adsorption experiments were conducted after the pyrolysis of kenaf biochar with the addition of calcium. The results of these experiments show that calcium affected the CO2 adsorption capacity.
Carbon dioxide concentration of railroad passenger cabin is obliged to be kept lower than guideline values of 'Indoor air quality guideline for public transportations', but actual carbon dioxide concentration frequently exceeds this guideline value during the morning and evening rush hours. For improving comfortability and satisfaction of passengers, concentration control method using $Al_2O_3$ adsorbents was presented. The adsorbent is made from $Al_2O_3$ and LiOH. $Al_2O_3$ perform as a frame and LiOH as a chemical adsorbent. The adsorbent performance experiment was carried out by measuring concentration change of Carbon dioxide in terms of flow, initial concentration and amount of adsorbent. It is expexted that the obtained results will be used to lower carbon dioxide concentration of railroad passenger cabin.
In this paper, the dynamic characteristics of a composite cylindrical beam made of a mechanism of carbon dioxide absorption coated on the tube core are investigated based on the classical beam theory coupled with the modified couple stress theory. The composite tube structures are assumed to be uniform along the tube length, and the energy method regarding the Hamilton principle is utilized for generating the governing equations. A powerful numerical solution, the generalized differential quadrature method (GDQM), is employed to solve the differential equations. The carbon dioxide trapping mechanism is a composite consisting of a polyacrylonitrile substrate and a cross-link polydimethylsiloxane gutter layer. Methacrylate, poly (ethylene glycol), methyl ether methacrylate, and three pedant methacrylates are all taken into account as potential mechanisms for capturing carbon dioxide. The application of the present study is helpful in the design and production of microelectromechanical systems (MEMS) and the different valuable parameters, such as the length-scale parameter, rate of section change, aspect ratio, etc., are presented in detail.
An electric swing adsorption (ESA) process for recovering highly pure $CO_2$ from the mixed gases was tested. In this study, activated carbon fibers were used as an adsorbent. The activated carbon fibers showed fast adsorption rate and the high adsorption capacity for $CO_2$ adsorption under the condition of the ambient pressure. Activated carbon fiber with higher specific surface area was suitable to repeated adsorption-desorption cycle process, showing consistent breakthrough curve. Especially, the regeneration method by vacuum combined with ESA improved the performance of desorption process by an additional 17% regeneration efficiency compared to a vacuum only method, and showed the high regeneration efficiency at comparatively low 7-8 Wh energy.
The adsorption of nitrogen (77K) and carbon dioxide(273K) was performed on a series of activated carbon fiber. Theadsorption iotherm of nitrogen was typical type 1 and that of carbon dioxide was convex. As the specific surface area increases, there are linear increases in BET constant C mean pore diameter, the width of pore size distribution, wide micropore volume, total micropore volume, total pore volume and external surface area, however, narrow micropore volume was nealy constant . The total micorpore volume fraction in total pore volume is above 97%.
Transactions of the Korean hydrogen and new energy society
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제32권4호
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pp.197-204
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2021
Pressure swing adsorption is a purification process which can get pure hydrogen. The purification process is composed of four process: compression, adsorption, desorption and discharge. In this study the adsorption process was simulated by using the Fluent and validated with experimental results. A gas used in experiment is composed of H2, CO2, CH4, and CO. Adsorption process conducted under 313 kelvin and 3 bar and bituminous-coal-based (BPL) activated carbon was used as the adsorbent. Langmuir model was applied to explain the gas adsorption. And diffusion of all the gases was controlled by micro-pore resistances. The result shows that, the most adsorbed gas was carbon dioxide, followed by methane and carbon monoxide. And carbon monoxide took the least amount of time to reach the maximum adsorption amount. The molar fraction of the off-gas became the same as the molar fraction of the gas supplied from the inlet after adsorption reached the equilibrium.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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