• Journal of Forest and Environmental Science
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• 제23권1호
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• pp.57-63
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• 2007

국내 전통식 탄화로에서 생산된 굴참나무(Quercus variabilis $B_{LUME}$)와 신갈나무(Quercus mongolica $F_{ISCH}$) 흑탄 및 백탄의 해부학적 특성을 주사전자현미경법으로 조사하였다. 흑탄 및 백탄 조재부 도관의 형태는 접선방향으로 수축하여 방사방향으로 긴 타원형을 나타내었으나, 다른 구성세포들의 형태와 구조적인 변형은 보이지 않았다. 만재부 도관은 접선방향으로의 수축은 관찰되지 않았으나, 백탄의 경우 인접세포들의 과도한 수축으로 인해 도관의 형태가 다소 찌그러지는 것이 관찰되었다. 또한 목섬유 부분은 과도한 수축에 의해 세포가 크게 변형된 것을 보여주고 있으며, 조재부도관 내 타일로시스는 백탄과 흑탄에서 모두 관찰되었다. 방사유세포는 세포벽이 상당히 얇아진 모습을 보여주었고, 변형도 심하게 나타났다. 또한 백탄의 경우에는 고온탄화에 의한 세포벽의 수축으로 유세포간 공극이 발생되었다. 단열방사조직과 광방사조직의 경우에는 고온 탄화에 의해 세포벽이 수축하면서 세포내강이 줄어드는 현상이 관찰되었다. 이러한 세포내강이 소실되는 현상은 탄화온도가 높은 백탄에서 자주 관찰되었다. 따라서 흑탄에 비해 백탄의 수율이 낮은 것은 목재성분의 일부 손실뿐만 아니라 탄화온도에 따라 구성세포 치수가 감소하기 때문으로 생각되었다.

• 공업화학
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• 제9권6호
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• pp.835-841
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• 1998

활성탄제조에 적합한 유연탄과 무연탄을 선정하여 활성탄을 제조하고, 유연탄과 무연탄의 혼합비율을 달리하였을 때 나타나는 물리적 특성을 규명하였다. 유연탄에 무연탄인 Dandong탄을 25, 50, 75 wt.%로 혼합하여 활성탄을 제조할 경우 활성탄 수율은 Dandong탄의 함량 증가에 따라 증가되었으나 겉보기 밀도는 유연탄의 성상에 관계없이 일정하게 나타났고, 흡착력을 나타내는 요오드가는 반대로 감소되었다. Fushun탄과 Dandong탄을 75:25 wt.%로 혼합한 후 활성화조건에 따른 기공특성을 관찰한 결과 기공분포는 활성화온도 $850{\sim}900^{\circ}C$에서 $20{\AA}$ 이하의 미세기공이 발달되었고, $830^{\circ}C$와 $950^{\circ}C$에서는 중간기공이 발달되었다. 또한 제조된 석탄혼합 활성탄의 성능을 고찰하기 위해 상용화된 제품과 실험을 통해 흡착성능을 비교하였는데 경쟁력있는 흡착력을 갖는 것으로 확인되었다. 따라서 활성탄 제조시 탄화 및 활성화 과정에서 여러 가지 조업변수와 원료탄 혼합효과에 의해 그 특성이 달라짐이 확인되었다.

• 대한환경공학회지
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• 제22권7호
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• pp.1319-1330
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• 2000

유기성폐슬러지를 염화아연과 황화칼륨으로 약품활성화하여 제조한 활성탄의 세공발달과 흡착특성을 연구하였다. 유기성폐슬러지로 제조한 탄소의 세공발달은 77K에서 질소흡착법을 이용하여 특성화하였다. 염화아연으로 약품활성화하여 제조한 $ZnCl_2$-활성탄은 활성화공정에 의해 미세공이 형성되었음을 지적해주는 BDDT 분류의 type I의 흡착특성을 보여주었다. 상용 분말활성탄과 $K_2S$-활성탄은 BDDT 분류의 type IV와 유사한 이력현상을 나타냈는데, 이것은 이들 활성탄에 중세공이 형성되었음을 말해준다. 이것은 $K_2S$-활성탄은 주로 중세공과 미세공으로 이루어졌으며, 거대세공의 발달은 미비하다는 것을 의미한다. 유기성폐슬러지로 제조한 $K_2S$-활성탄의 중금속 흡착능은 상용입상활성탄보다 우수한 것으로 나타났다. $K_2S$-활성탄에 대한 중금속의 흡착은 단분자층 흡착을 나타내는 Langmuir와 Freundlich 등온식에 잘 부합되었다. $PO_4$-P에 대한 흡착능은 $K_2S$-활성탄이 $ZnCl_2$-활성탄보다 우수한 것으로 나타난 반면, $NO_3$-N의 흡착은 $ZnCl_2$-활성탄이 우수한 것으로 나타났다. 본 연구결과, 활성화제로 염화아연과 황화칼륨을 사용하여 유기성폐슬러지를 약품처리할 경우, 탄화와 활성화공정을 거치는 2단계 공정을 통하여 상용입상활성탄보다 흡착능이 뛰어난 활성탄을 제조할 수 있었다.

• 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.