• 한국환경보건학회지
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• 제37권1호
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• pp.50-56
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• 2011

The adsorption capacity of charcoal is a function of the airborne concentration of the target chemical. To evaluate the adsorption capacity of charcoal packed in the cartridges of air purifying respirators, breakthrough tests were conducted with carbon tetrachloride for three commercial cartridges (3M models #7251, #6000 and AX) at 25, 50, 100, 250 and 500 ppm. Adsorption capacities were calculated using a mass transfer balance equation derived from the curve fitting to the breakthrough curves obtained experimentally. Carbon micropore volumes were estimated by iteration to fit the Dubinin/Radushkevich (D/R) adsorption isotherm. They were 0.6566, 0.5727 and 0.3087 g/cc for #7251, #6000 and the AX cartridge, respectively. Above 100 ppm (at high challenge concentrations), #7251 and #6000 showed higher adsorption capacities. However, as the challenge concentration decreased, the adsorption capacities of #7251 and #6000 sharply dropped. On the other hand, the adsorption capacity of the AX cartridge showed little change with the decrease of the challenge concentration. Thus, the AX showed a higher adsorption capacity than #7251 and #6000 at the 5-50 ppm level. It is concluded that service-life tests of cartridges and adsorption capacity tests of charcoal should be conducted at challenge concentration levels reflecting actual working environmental conditions. Alternatively, it is recommended to use the D/R adsorption isotherm to extrapolate adsorption capacity at low concentration levels from the high concentration levels at which breakthrough tests are conducted, at a minimum of two different concentration levels.

• Carbon letters
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• 제25권
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• pp.68-77
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• 2018

Soybean straw (SS)-based activated carbon was employed as a precursor to prepare carbon molecular sieves (CMSs) via chemical vapor deposition (CVD) technique using methane as carbon source. Prior to the CVD process, SS was activated by 0.5 wt% $ZnCl_2$, followed by a carbonization at $500^{\circ}C$ for 1 h in $N_2$ atmosphere. $N_2$ (77 K) adsorption-desorption and $CO_2$ (273 K) adsorption tests were carried out to analyze the pore structure of the prepared CMSs. The results show that increasing the deposition temperature, time or methane flow rate leads the decrease in $N_2$ adsorption capacity, micropore volume and average pore diameter of CMSs. The adsorption selectivity coefficient of $CO_2/CH_4$ achieves as high as 20.8 over CMSs obtained under the methane flow rate of $30mL\;min^{-1}$ at $800^{\circ}C$ for 70 min. The study demonstrates the prepared CMSs are a candidate adsorbent for $CO_2/CH_4$ separation.

• Journal of Electrochemical Science and Technology
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• 제6권4호
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• pp.139-145
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• 2015

Capacitive deionization (CDI) process is a novel approach for desalination of an aqueous salt solution. In the present study, an activated carbon cloth (ACC) is proposed as effective electrode material. Initially the carbon cloth was activated in 1 M and 8 M HNO₃ for 9 hours at room temperature. The untreated and chemically activated carbon cloth (ACC) electrode materials were subjected to BET surface area measurements in order to get information about their specific surface area, average pore size, total pore volume and micropore area. The above materials were characterized by X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscope (SEM) also. The electrochemical studies for the electrodes were done using cyclic voltammetry (CV) in 0.1 M Na₂SO₄ medium. From the studies, it was found that resistivity of the activated carbon cloth electrodes (treated in 1 M and 8 M HNO₃) was decreased significantly by the chemical oxidation in nitric acid at room temperature and its capacitance was found to be 90 F/g (1 M HNO₃) and 154 F/g (8 M HNO₃) respectively in 0.1 M Na₂SO₄ solution. The capacitive deionization behavior of a single cell CDI with activated carbon cloth electrodes was also studied and reported in this work.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제38권3호
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• pp.205-212
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• 2010

본 연구는 홀로셀룰로오스를 이용하여 제조한 에어로겔과 에어로겔의 열적특성 및 다공성에 대해서 검토하였다. 홀로셀룰로오스는 alkali hydroxide-urea 용액으로 용해 및 겔화시켜 동결건조로 에어로겔을 제조하였다. 홀로셀룰로오스 에어로겔은 그물모양 또는 스폰지와 같은 다공성구조로 이루어졌다. 밀도는 0.04g/$cm^3$이었고, 비표면적은 145.3 $m^2$/g이었다. 에어로겔의 열분해는 $210{\sim}350^{\circ}C$의 온도범위에서 일어났으나,저속의 승온조건일수록 열분해가 보다 낮은 온도에서 일어났다. 홀로셀룰로오스 에어로겔은 승온조건이 저속일수록 micro pore체적이 증가하였다. 홀로셀룰로오스 에어로겔 탄화물의 비표면적은$0.5^{\circ}C$/min의 승온조건이 656.7 $m^2$/g로 가장 높았다. 탄화물들은 에어로겔의 구조가 열에 의해 섬유의 배열이 변형되어 불규칙적 구조로 변화된 것이 주사전자현미경에 의해 관찰되었다.

• Carbon letters
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• 제6권3호
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• pp.158-165
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• 2005

Room temperature kinetics of degradation of nerve agent simulants and sarin, an actual nerve agent at the surface of different carbon based adsorbent materials such as active carbon grade 80 CTC, modified whetlerite containing 2.0 and 4.0 % NaOH, active carbon with 4.0 % NaOH, active carbon with 10.0 % Cu (II) ethylenediamine and active carbon with 10.0 % Cu (II) 1,1,1,5,5,5-hexafluoroacetylacetonate were studied. The used adsorbent materials were characterized for surface area and micropore volume by $N_2$ BET. For degradation studies solution of simulants of nerve agent such as dimethyl methylphosphonate (DMMP), diethyl chlorophosphate (DEClP), diethyl cyanophosphate (DECnP) and nerve agent, i.e., sarin in chloroform were prepared and used for the uniform adsorption on the adsorbent systems using their incipient volume at room temperature. Degradation kinetics was monitored by GC/FID and was found to be following pseudo first order reaction. Kinetics parameters such as rate constant and half life were calculated. Half life of degradation with modified whetlerite (MWh/NaOH) system having 4.0 % NaOH was found to be 1.5, 7.9, 1206 and 20 minutes for DECnP, DEClP, DMMP and sarin respectively. MWh/NaOH system showed maximum degradation of simulants of nerve agents and sarin to their hydrolysis products. The reaction products were characterized using NMR technique. MWh/NaOH adsorbent was also found to be active against sulphur mustard.

• 분석과학
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• 제13권2호
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• pp.194-199
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• 2000

본 연구에서는 Ni가 처리된 PAN계 ACFs에 대하여 흡착, 표면특성 및 항균효과를 통하여 물리 화학적인 특성과 생물학적인 특성을 제시하였다. Ni가 처리된 PAN계 ACFs의 흡착에 관한 연구로부터 N1-N3에 대하여 Type I의 흡착등온곡선과 N4-N6에 대하여 Type II와 III의 흡착등온곡선을 각각 얻었다. 이들 시료에 대하여 흡착된 부피는 Ni의 몰농도의 증가와 함께 천천히 감소함을 알 수 있었다. BET식을 사용하여 계산된 $S_{BET}$값은 $692.58-895.24m^2/g$의 범위에 분포하였다. 또한 common-t값을 사용하여 ${\alpha}_s$-법으로부터 구한 단위 질량 당 미세 동공 부피는 $0.19-0.56cm^3/g$이었다. SEM 모폴로지의 결과로부터 PAN계 ACFs의 표면은 Ni를 처리함에 따라 부분적으로 피복됨을 관찰 할 수 있었다. 최종적으로 Shake flask법을 사용한 대장균(E. coli)에 대한 항균 효과를 측정한 결과, 각각의 시료들은 92.5-100%의 효과를 나타내었다. 이러한 항균 효과는 역시 Ni의 몰농도의 증가와 함께 향상됨을 알 수 있었다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제16권6호
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• pp.79-94
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• 2011

Black carbon (BC), a kind of high surface area carbonaceous material (HSACM), was isolated from Andong lake sediment. Sorption and desorption kinetics of naphthalene (Naph) and phenanthrene (Phen) in organic carbon (OC) and BC in the Andong lake sediment were investigated. Several kinetic models such as one-site mass transfer model (OSMTM), two-compartment first-order kinetic model (TCFOKM), and a newly proposed modified two-compartment first-order kinetic model (MTCFOKM) were used to describe the sorption and desorption kinetics. The MTCFOKM was the best fitting model. The MTCFOKM for sorption kinetics showed that i) the sorbed amounts of PAHs onto BC were higher than those onto OC, consistent with BET surface area; ii) the equilibration time for sorption onto BC was longer than those onto OC due to smaller size of micropore ($11.67{\AA}$) of BC than OC ($38.18{\AA}$); iii) initial sorption velocity of BC was higher than OC; and iv) the slow sorption velocity in BC caused the later equilibrium time than OC even though the fast sorption velocity was early completed in both BC and OC. The MTCFOKM also described the desorption of PAHs from the OC and BC well. After desorption, the remaining fractions of PAHs in BC were higher than those in OC due to stronger PAHs-BC binding. The remaining fractions increased with aging for both BC and OC.

• 공업화학
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• 제20권2호
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• pp.117-125
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• 2009

차세대 청정 연료로 각광받고 있는 천연가스를 자동차 등의 이동원의 동력원으로 사용하기 위해 높은 에너지 밀도로 저장하는 것은 매우 중요하다. 특히 상온 및 과히 높지 않은 압력(35~40 기압)에서 흡착을 이용하여 천연가스를 저장(ANG)하는 것은 압축에 의한 CNG 및 냉각에 의한 LNG에 비해 경제적이고 안전하며 사용이 용이한 특성이 있다. 그러나 상업적으로 통용되기 위해 필요한 저장 용량을 얻을 수 있는 경제적인 흡착제가 현재 알려져 있지 않아 다양한 연구가 계속되고 있다. 최근에 많은 연구가 되고 있는 MOF (metal-organic frameworks)를 포함한 나노 세공체도 하나의 답이 될 수 있다. 본 총설에서는 ANG 밀도를 높이기 위해 필요한 흡착제의 물성과 상업적으로 적용하기 위해 요구되는 흡착제 물성에 대해 요약하였다. 높은 에너지 밀도를 위해서는 넓은 표면적, 큰 미세 세공 부피, 적당한 세공 크기 및 높은 밀도 등이 필요하고 낮은 흡탈착 에너지 및 빠른 흡탈착 속도가 요구된다. 또한 탈착시 상압에서 잔존하는 천연가스의 양이 적어 실제 활용할 수 있는 천연가스의 양(delivery)이 높아야 한다. 현재 매우 활발히 연구되고 있는 나노 세공체를 천연가스 저장물질로 적용하고자 하는 연구도 다양하게 이루어지고 있으며 이러한 물성을 만족하는 나노세공체가 개발되기를 기대한다.

• 공업화학
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• 제9권4호
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• pp.536-541
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• 1998

본 연구에서는 시판용 99.8% 금속알루미늄을 수산전해액에서 정전류 방식에 의하여 양극산화하여 다공성 알루미나 막을 제조하는 실험을 행하였다. 전기화학 반응은 표면반응으로 양극산화에 앞서 알루미늄판을 열산화, 화학연마 및 전해연마 등의 전처리를 행하였으며, 반응온도, 전기량, 수산전해질 농도 및 전류밀도의 변화에 따라 양극산화를 시행하여 형성된 다공성 알루미나 막의 세공크기와 분포, 세공밀도 및 막와 두께를 조사하였다. 양극산화에 의해 제조된 다공성 알루미나 막의 기하구조는 직선적인 원통형 세공을 가지며, 세공직경이 45~100 nm 범위로 세공분포가 매우 균일하고, 세공밀도가 $10{\sim}30{\times}10^8$개/$cm^2$로 우수한 세라믹막의 특성을 갖는 한외여과막을 제조할 수 있었다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제40권6호
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• pp.664-668
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• 2002

본 연구에서는 전해 도금되어진 활성탄소섬유(activated carbon fibers; ACFs)가 NO 환원거동에 미치는 영향에 대하여 고찰해보았다. 전해도금 시간이 증가함에 따라 탄소표면의 구리의 양은 점차 증가하였으나, 활성탄소섬유의 흡착 특성인 잘 발달된 비표면적 등의 기공구조는 약간씩 감소하는 경향을 보였다. 본 실험 결과, ACFs 및 ACFs/Cu 촉매 표면에서 $500^{\circ}C$로 NO를 반응시켰을 때 NO가 $N_2$ 및 $O_2$로 환원되는 것을 확인하였다. 특히, ACFs/Cu 촉매를 사용한 반응에서는 촉매반응 중 발생하는 산소를 촉매표면에서 잡아주는 역할을 하는 것으로 관찰되었다. 이는 NO환원에 있어서 ACFs와 ACFs/Cu 촉매 사이에 다른 기작이 있다는 것을 보여주는 것으로 생각되어진다.