• Environmental Engineering Research
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• 제13권2호
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• pp.85-92
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• 2008

In this present study, we have synthesized Fe-containing AC(activated carbon)/$TiO_2$ composites with titanium (VI) n-butoxide (TNB) as a titanium source to Fe treated AC through an impregnation method. The result of the textural surface properties demonstrates that there is a slight decrease in the BET surface area of composite samples with an increase of the amount of Fe treated. The surface properties of scanning electron microscope (SEM) presented a characterization of a porous texture on the Fe-containing AC/$TiO_2$ composites and homogenous compositions for Fe and titanium dioxide distributed on the sample surfaces. Fe compound peaks and a titanium dioxide structure were observed in the X-ray diffraction patterns for the Fe-containing AC/$TiO_2$ composites. The results of chemical elemental composition for the Fe-containing AC/$TiO_2$ composites showed that most of the spectra for these samples gave stronger peaks for C, O, treated Fe components and Ti metal than that of any other elements. From the photo degradation results for the piggery waste, the Fe-containing AC/$TiO_2$ composites showed an excellent degradation activity for the chemical oxygen demand (COD) due to a photocatalysis of the supported $TiO_2$, radical reaction by Fe species and the adsorptivity and absorptivity of porous carbon.

• 공업화학
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• 제34권6호
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• pp.596-602
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• 2023

크롬 기반 금속유기골격체(MIL-101(Cr))를 제조하고 이들을 활용한 유사화학작용제 diisopropyl methyl phosphonate(DIMP) 흡착 실험을 통해 방독면 정화통이나 보호의 충진물질로서 활용 가능성을 평가하였다. MIL-101(Cr)은 조절인자로 아세트산(MIL-101(Cr)-A)과 수산화나트륨(MIL-101(Cr)-N)을 활용하여 각각 제작하였는데, 아세트산을 조절인자로 사용하였을 때 보다 넓은 비표면적과 높은 DIMP 흡착량을 보였다. MIL-101(Cr)-A는 상대습도 90% 환경에서 10일 동안 노출 시 흡착제 무게 대비 약 160%의 수분을 흡수하여 활성탄 등 다른 흡착제와 비교할 때 흡수율이 높았다. MIL-101(Cr)-A를 상대습도 90% 환경에서 일정기간 노출한 시료에 대한 DIMP 흡착량 실험 결과 24시간 이후에는 노출되지 않았을 때 흡착량의 약 40% 수준으로 감소하였으나, 이 흡착량은 상용 방독면 정화통 충진 활성탄과 비교하였을 때 여전히 높은 흡착량으로 추후 방독면 정화통이나 보호의 충진물질로서 활용가능성이 높은 것으로 판단된다.

• 환경위생공학
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• 제13권1호
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• pp.112-122
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• 1998

In recent years the accumulation of heavy metals in microorganisms, the biosorption has received much attention because of various environmental application. We have been to research the biosorption characteristics using algae, Spirulina, for the removal of heavy metal ions in industrial and polluted waters. In the adsorption of single heavy metal ions, the adsorption equilibrium was reached within 10min., and optimum pH and reaction temperature were 4.5-5 and 30-35$\circ $C, respectively. Under the above conditions, the maximum amounts of Pb, Cu, and Cd adsorbed to the unit weight of Spirulina were 107.6mg/g, 78.0mg/g, and 65.6mg/g, and three values were 1.45, 1.56, and 1.26 times higher than those adsorbed to the unit weight of activated carbon under same conditions. The adsorption kinetics of Pb, Cu, and Cd were fitted very well to the Freundlich isotherm and BET isotherm. Biosorption experiments in single ion solutions and binary ions solutions showed higher removal efficiency in the single ion solutions than in binary ions solutions.

• 공업화학
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• 제26권4호
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• pp.432-438
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• 2015

본 연구에서는 활성탄소섬유(ACFs)에 함산소불화 표면처리를 수행하여 수용액상에 존재하는 저농도 $Cr^{6+}$ 이온의 흡착특성을 조사하였다. ACFs의 기공구조와 표면특성은 BET와 X선 광전자 분광기(XPS)를 통해 각각 확인하였다. ACFs의 함산소불화 처리는 ACFs의 표면에 중금속 흡착 능력에 영향을 미치는 C-O 결합의 비율을 크게 증가시켰으며, 그 결과 $Cr^{6+}$ 흡착이 10 min 이내에 빠르게 평형에 도달할 수 있었다. 또한 초기 $Cr^{6+}$ 농도 20 ppm에서 최대 $Cr^{6+}$ 제거효율은 미처리 ACFs와 비교하여 약 100% 증가하였다. 이러한 결과로부터 ACFs의 함산소불화 반응은 저농도 $Cr^{6+}$의 흡착을 위한 표면처리법으로 응용될 수 있을 것이다.

• 청정기술
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• 제20권1호
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• pp.88-94
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• 2014

경유는 연료전지 시스템의 연료원으로써 주목받고 있는 탄화수소 액체연료 중 하나로, 연료개질 촉매와 연료전지의 전극재료를 피독시키는 황화합물을 포함하고 있어 탈황공정이 필요한 것으로 여겨지고 있다. 다양하고도 대안적인 탈황기술이 연구되고 있으나, 초저유황 경유의 탈황 연구는 여전히 부진한 실정이다. 본 연구는 용융탄산염 연료전지 시스템에 응용될 수 있는 원료인 상용초저유황 경유의 탈황에 관한 것이다. 여기서 초저유황의 흡착탈황을 위한 흡착제로 활성탄, 제올라이트, 금속산화물 계 상용흡착제 후보군이 선정되었고 유망한 탈황제를 찾기 위한 스크리닝 평가를 실시하였다. 그 결과 초저유황 경유의 황농도를 0.1 ppmw 수준까지 떨어뜨리기 위한 흡착제 종류로 금속산화물계가 매우 유용하며, 활성탄과 제올라이트 흡착제는 같은 실험조건에서 해당 수준의 황 농도에 이르지 못하는 것으로 나타났다.

• 공업화학
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• 제18권5호
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• pp.467-474
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• 2007

팔라듐과 금 나노입자 등이 첨착된 높은 비표면적을 갖는 Polyacrylonitrile (PAN)계 활성탄소섬유(ACF: Activated Carbon Fiber)를 제조하였다. 여러 첨착 ACF에 대하여 BET, FE-SEM, TEM, XPS 등으로 비표면적과 기공부피, 미세구조, 시간에 따른 산소관능기의 표면변화를 관찰하였으며 $SO_2$에 대한 흡착성능을 연구하였다. 그 결과 첨착과정으로 인하여 총 기공부피 대비 미세기공 부피는 95.5%에서 30.5~43.7%로 대부분 감소하였으며, 산소관능기의 표면변화는 대기중에서 시간이 경과함에 따라 나노입자보다 금속염의 산소관능기 변화가 컸음을 알 수 있었다. 또한 Au 나노입자와 금속염을 첨착한 ACF의 $SO_2$ 파과시간은 무첨착 ACF에 비하여 크게 변하지 않았으나, 100 ppm의 Pd 나노입자를 첨착한 ACF는 $SO_2$ 파과시간이 880 s로 흡착성능이 우수하였다. 이러한 결과로 볼 때 $SO_2$ 흡착성능은 시간에 따른 산소관능기의 표면 변화와 연관성이 있다고 볼 수 있으며, PAN계 활성탄소섬유에 적정한 농도의 Pd 나노입자 첨착은 촉매작용으로 인하여 $SO_2$ 흡착 성능을 증가시키는 것으로 판단된다

• 대한환경공학회지
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• 제36권1호
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• pp.7-12
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• 2014

망간산화물이 코팅된 활성탄(MOAC)에 의한 Pb와 Cu 흡착의 동역학적 특성과 등온흡착 특성을 규명하기 위해 회분식 실험을 수행하였다. MOAC는 화학적 침전법(CP), 수열법(HT)과 초임계법(SC)으로 제조하였으며 제조방법별 중금속 흡착특성을 비교하였다. 실험된 흡착소재에 의한 Pb와 Cu의 흡착은 2차 반응속도 모델과 Langmuir 모델에 의해 적절하게 설명될 수 있는 것으로 나타나 흡착소재의 단분자층에서 이루어지는 균일한 흡착임을 알 수 있었다. Pb와 Cu 흡착용량은 활성탄(AC)에 망간산화물을 코팅시킴으로써 크게 증가하는 것으로 나타났으며 MOAC의 제조방법에 의해 영향을 받는 것으로 나타났다. CP, HT, SC의 순으로 활성탄 표면에 코팅된 망간산화물의 양과 균일성이 증가하며 그로인해 흡착용량이 증가하는 것으로 나타났다. 본 연구의 결과는 MOAC가 중금속으로 오염된 환경을 정화시키기 위해 적절하게 활용될 수 있음을 보여준다.

• 청정기술
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• 제26권2호
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• pp.137-144
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• 2020

저농도 암모니아의 재생 및 농축을 위하여 초음파 함침법으로 금속 첨착 활성탄을 제조하였다. 금속으로는 마그네슘과 구리를 선정하였고, 염화물(Cl^-)과 질산염(NO₃^-) 전구체를 사용하여 활성탄 표면에 첨착하였다. 흡착제의 물리 및 화학적 특성은 TGA, BET 그리고 NH₃-TPD를 통해 분석되었다. 암모니아 파과실험은 고정층 반응기를 사용하여 암모니아(1000 mg L^-1 NH₃, balanced N₂)를 100 mL min^-1으로 주입하였으며, 온도변동 흡착법(TSA)과 압력변동 흡착법(PSA, 0.3, 0.5, 0.7, 0.9 Mpa)에서 수행하였다. 암모니아의 흡착 및 탈착 성능은 NH₃-TPD와 TSA 및 PSA 공정에서 AC-Mg(Cl) > AC-Cu(Cl) > AC-Mg(N) > AC-Cu(N) > AC 순으로 나타났다. 그 중 MgCl₂를 사용한 AC-Mg(Cl)은 TSA에서 평균 흡착량 2.138 mmol g^-1을 나타내었다. 또한 PSA 0.9 Mpa에서 3.848 mmol g^-1로 가장 높은 초기 흡착량을 나타내었다. 활성탄 표면에 금속이 첨착되면 물리흡착뿐만 아니라 화학흡착이 수반되어 흡착 및 탈착 성능이 증가하는 것을 확인하였다. 또한 흡착제는 반복적인 공정에도 안정적인 흡착 및 탈착 성능을 나타내어 TSA와 PSA 공정에서의 적용 가능성을 확인하였다.

• 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.

• 한국진공학회지
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• 제12권1호
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• pp.70-77
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• 2003

전이금속을 촉매로 이용하여 화학기상증착법 (CVD)으로 탄소나노튜브 (CNT)를 성장시킬 때, 질소분위기가 성장을 증진시킨다는 사실은 잘 알려져 있다. 본 논문에서는 질소분위기에 의한 CNT 성장증진의 원인이 활성화 질소이며, 활성화 질소가 성장과정 중 CNT의 탄소와 결합함으로써 성장증진효과가 일어남을 보여주었다. 이 결과는 질소의 결합이 튜브상의 흑연판을 만드는데 필요한 탄성변형에너지를 낮추어 주는 역할을 한다는 CNx 박막의 이론적 계산결과와 일치한다. 따라서, 질소의 결합에 의한 CNT의 성장증진 효과는 튜브상의 흑연판 핵 생성과 CNT의 성장에 필요한 임계 에너지의 감소에 의한 것이다.