The development of hollow carbon balls by $CO_2$ oxidation of two types of carbon blacks was studied. Super P (SP) and Denka Black (DB) were used for this study. Specific surface area (SSA), structural parameters, and microstructures were examined using Brunauer, Emmett and Teller apparatus, X-ray diffraction spectroscopy, and transmission electron microscope (TEM), respectively. The SSAs of both oxidized carbon blacks increased after oxidation. The SSAs of raw DB and SP were 73 $m^2/g$ and 60 $m^2/g$, respectively. Maximum SSAs of oxidized DB and SP were 152 $m^2/g$ and 253 $m^2/g$, respectively. The $d_{002}$ of DB and SP showed almost no change after oxidation. The Lc of raw DB ($38{\AA}$) and SP ($19{\AA}$) increased with increasing weight loss. The $L_c$ of SP increased up to $254{\AA}$ at 96% weight loss. The SSA increased about twice in DB (148 $m^2/g$) and about four times in SP (254 $m^2/g$) after 3 h oxidation compared with the original carbon blacks. Through TEM observation the outer parts of the oxidized carbon blacks showed a rigid shell structure and the inner parts looked empty. Generally it looked like an angular soccer ball, so we named it 'hollow carbon ball'. It is expected that the hollow carbon ball can be used as catalyst supports.
In this paper, vibration characteristics of double-walled carbon nanotubes (CNTs) is studied based upon nonlocal elastic shell theory. The significance of small scale is being perceived by developing nonlocal Love shell model. The wave propagation approach has been utilized to frame the governing equations as eigen value system. The influence of nonlocal parameter subjected to diverse end supports has been overtly analyzed. An appropriate selection of material properties and nonlocal parameter has been considered. The influence of changing mechanical parameter Poisson's ratio has been investigated in detail. The dominance of boundary conditions via nonlocal parameter is shown graphically. The results generated furnish the evidence regarding applicability of nonlocal shell model and also verified by earlier published literature.
Journal of Korean Society of Environmental Engineers
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v.37
no.6
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pp.357-362
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2015
A novel $TiO_2$-Coconut Shell Powder Composite (TCSPS), prepared by the controlled sol-gel method with subsequent heat treatment, was evaluated as an innovative photocatalytic absorbent for the removal of methylene blue. Optimal preparation conditions of TCSPC were obtained by a response surface methodology and a central composite design model. As compared with the results obtained from one-factor-at-a-time experiments, the values were approximated to the nearest condition of these values and the following experimental parameters were set as the optimum : $600^{\circ}C$ calcination temperature and 20 g of coconut shell powder loading amount.
In this paper, the meshless local Petrov-Galerkin (MLPG) method is developed for dynamic analysis of non-symmetric nanocomposite cylindrical shell equations of elastic wave motion with nonlinear grading patterns under shock loading. The mechanical properties of the nanocomposite cylinder are obtained based on a micro-mechanical model. In this study, four kinds of grading patterns are assumed for carbon nanotube mechanical properties. The displacements can be approximated using shape function so, the multiquadrics (MQ) Radial Basis Functions (RBF) are used as the shape function. In order to discretize the derived equations in time domains, the Newmark time approximation scheme with suitable time step is used. To demonstrate the accuracy of the present method for dynamic analysis, at the first a problem verifies with analytical solution and then the present method compares with the finite element method (FEM), finally, the present method verifies by using the element free Galerkin (EFG) method. The comparison shows the high capacity and accuracy of the present method in the dynamic analysis of cylindrical shells. The capability of the present method to dynamic analysis of non-symmetric nanocomposite cylindrical shell is demonstrated by dynamic analysis of the cylinder with different kinds of grading patterns and angle of nanocomposite reinforcements. The present method shows high accuracy, efficiency and capability to dynamic analysis of non-symmetric nanocomposite cylindrical shell, which it furnishes a ground for a more flexible design.
To utilize coastal aquaculture ground bottom sediment in which concentrations of harmful pollutants are low and organic content is high as an organic fertilizer alkaline stabilizers such as CaO, Oyster shell, Mg(OH)$_2$ were added to the bottom sediment organic additives of livestock or food wastes. Nutritive qualities of crude fertilizers were measured to examine effects of alkaline stabilizers and organic waste additions. The Mg(OH)$_2$-added crude fertilizer had significantly lower total carbon(T-C) and nitrogen(T-N) content, reflecting the dilution effect due to great amount of Mg(OH)$_2$ addition. However, the addition of oyster shell had no significant effect on the T-C and T-N content of the fertilizer. $P_2O_5$ and $K_2$O content was considerably higher in the mixed sample of aquaculture ground bottom sediments and livestock wastes than in the mixture of the sediments and food wastes, resulting from higher $P_2O_5$ and $K_2$O content in livestock wastes. Addition of Mg(OH)$_2$ increased the content of MgO In the crude fertilizer but significantly reduced the content of other nutritive elements such as $P_2O_5$, $K_2$O and CaO. Addition of oyster shell as an alkaline stabilizer seemed to have the advantage of saving time and expenses far dryness due to its role as a modulator of water content. Moreover, additions of effect Mg(OH)$_2$ decreased the concentrations of heavy metals in the fertilizer by the dilution while additions of oyster shell had no influence on heavy metal concentrations in the fertilizer.
The affection of activated carbon on the dissolved aluminum ion in drinking water has been observed. In addition, the aluminum ion removal capability of activated, alumina, chitosan, and ion exchange resin have been investigated. Experimental results indicated that the coal based activated carbon released considerable amount of aluminum ion to the water while coconut shell based activated carbon didn't. However the release was not continuous. Activated alumina didn't show any recognizable removal capability for aluminum ion in water. Particulate chitosan has removed aluminum ion although dissolved chitosan has not. However it need to development a regeneration process for chitosan to be an effective mean for aluminum ion removal. Ion exchange resin showed a reliable aluminum ion removal capability. The ion exchange capacity was 2.63 meq/g resin for the aluminum ion in drinking water.
The object of this research is to develop a carbon molecular sieve(below CMS) which can separate selectively to convert mixture gases spout at waste landfill into fuel. And this research is meaningful from the viewpoint of a quality improvement of CH$_4$ gas and an utilization of by-product. CMS was prepared using coconut shell powder as starting material and the effects of activators, temperature and modifier on the reaction were investigated in this research. Also, pore diameter, surface area of CMS and adsorption rate were measured and studied by cahn balance and ASAP2010. Its specific surface area and pore distribution were controlled easily at 800^{\circ}C and adsorption rate was very good. The CMS prepared in this research is shown to be able to separate landfill gases very effectively.
Carbon-coated Cu nanopowders with core/shell structure have been successfully fabricated by pulsed wire evaporation (PWE) method, in which a mixed gas of Ar/$CH_4$ (10 vol.%) was used as an ambient gas. The characterization of the samples was carried out using x-ray diffraction (XRD), scanning electron microscope (SEM), and high resolution transmission electron microscope (HRTEM). It was found that the nanoparticles show a spherical morphology with the size ranging of 10-40 nm and are covered with graphite layers of 2-4 nm. When oxygen-passivated Cu nanopowders were annealed under flowing argon gas (600 and 800$^{\circ}C$), the crystallinity of $Cu_2O$ phase and the particle size gradually increased. On the other hand, carbon-coated Cu nanopowders remained similar to as-prepared case with no additional oxide or carbide phases even after the annealing, indicating that the metal nanoparticles are well protected by the carbon-coating layers.
Most heavy metals are well-known toxic and carcinogenic agents and when discharged into wastewater represent a serious threat to the human population and the fauna and flora of the receiving water bodies. The present study aims to develop a procedure for Pb(II) removal. The study was based on using powdered activated carbon, which was prepared from walnut shells generated as plant wastes and modified with potassium carbonate or phosphoric acid as chemical agents. The main parameters, such as effect of pH, effect of sorbent dosage, Pb(II) concentrations, and various contact times influence the sorption process. The experimental results were analyzed by using Langmuir, Freundlich, Tempkin and Dubinin-Radushkevich adsorption models. The kinetic study of Pb(II) on activated carbon from walnut shells was performed based on pseudo-first order and pseudo-second order equations. The data indicate that the adsorption kinetics follow the pseudo-second order rate. The procedure was successfully applied for Pb(II) removal from aqueous solutions.
In this study, the adsorption behavior from aqueous solution as well as kinetic and thermodynamic parameters of Acid Black 1 were investigated through batch reaction using coconut shell based granular steam activated carbon. The effects of various adsorption parameters such as pH, initial concentration, contact time, temperature were studied. To confirm the effect of pH, pHpzc measurements were analyzed followed by measuring removal efficiencies of Acid Black 1 at the pH range from 3 to 11. Experimental equilibrium adsorption data were fitted using Langmuir, Freundlich, Temkin and Dubinin-Radushkevich adsorption isotherm. The conformity of adsorption reaction for pseudo first and second order model were evaluated through kinetic analysis. Values of enthalpy change and activation energy were also investigated through thermodynamic analysis and it was confirmed that the adsorption process was endothermic. The spontaneity of adsorption process was evaluated using the values of entropy and Gibbs free energy changes.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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