경제의 고도성장에 따른 파급효과로서 대기오염, 수질오염 등, 환경오염은 날로 심각해지고 있다. 공장에서는 여러 가지 고도의 복잡한 공정을 포함하고 있을 뿐만 아니라 반응성이 매우 높은 물질 그리고 독성물질 등과 같은 잠재적으로 위험한 화학물질들을 원료, 중간체, 제품의 형태로 사용하고 있어 주변지역을 오염시키고 있고, 한편 시내에서는 주유소, 하수처리장, 쓰레기소각장 가동 등으로 환경오염 피해가 날로 늘어나고 있는 실정이다. 최근 들어 국민들의 환경오염개선 요구는 증가하고 있고, 정부에서도 수도권 대기오염은 한계에 달하여 특별대책법을 만들어 시행한다고 한다. 그러나 이러한 환경오염을 저감하는 연구기술개발은 미흡한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 대기오염의 고도정화처리, 폐수의 고도처리, 수돗물의 고도정수처리와 설탕의 정제 등, 여러 분야에 광범위하게 이용되고 있는 흡착현상을 이용한 ...
경제의 고도성장에 따른 파급효과로서 대기오염, 수질오염 등, 환경오염은 날로 심각해지고 있다. 공장에서는 여러 가지 고도의 복잡한 공정을 포함하고 있을 뿐만 아니라 반응성이 매우 높은 물질 그리고 독성물질 등과 같은 잠재적으로 위험한 화학물질들을 원료, 중간체, 제품의 형태로 사용하고 있어 주변지역을 오염시키고 있고, 한편 시내에서는 주유소, 하수처리장, 쓰레기소각장 가동 등으로 환경오염 피해가 날로 늘어나고 있는 실정이다. 최근 들어 국민들의 환경오염개선 요구는 증가하고 있고, 정부에서도 수도권 대기오염은 한계에 달하여 특별대책법을 만들어 시행한다고 한다. 그러나 이러한 환경오염을 저감하는 연구기술개발은 미흡한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 대기오염의 고도정화처리, 폐수의 고도처리, 수돗물의 고도정수처리와 설탕의 정제 등, 여러 분야에 광범위하게 이용되고 있는 흡착현상을 이용한 활성탄 응용에 대한 분야 중 대기오염제어 분야에서의 효율 좋은 활성탄의 제조와 특성을 연구하고자 하였다. 기존활성탄은 흡착특성이 물리적 흡착(Physical Adsorption)으로서, 흡착제 표면과 흡착질간에 전자공유를 갖지 않기 때문에 약하게 흡착되고 농도변화나 온도와 압력의 변화에 의해 쉽게 탈착되며 이로서 흡착용량이 낮아 장치 규모가 대형화되고 설비비 및 흡착제 구입비가 증대되는 단점이 있고 또한, 펄프, 제철, 석유화학 등 각종공장과 하수처리장, 쓰레기소각장 등에서 발생하는 산성가스, 염기성 가스, 중성가스 등을 흡착제거 하는데 그 선택성과 효율성에 문제가 있다. 따라서 본 논문에서는 기존(raw)활성탄에 첨착물질로 염기성인 RbNO3, Fe(NO₃)₃9H₂O를 첨착(Impregnation)시켜 첨착활성탄을 제조하였고, 활성탄의 구조적, 화학적 특성을 BET, XRD, XPS 그리고 SEM에 의해 분석하였다. 반응실험을 통해 첨착량이 증가함에 따라 흡착용량이 증가하는 것을 볼 수 있었으며, XPS 측정 결과를 통해 첨착량이 증가할수록 총 산소함량과 염기성인 carbonyl group이 증가하는 것을 볼 수 있었다. carbonyl group의 양은 활성탄의 H₂S, SO₂ 흡착에 중요한 요인이다. 이 결과로, H₂S, SO₂ 흡착은 구조적인 특성 보다는 표면 산소종에 의해 더 많은 영향을 받음을 알 수 있었다. 알칼리 금속으로 첨착처리한 활성탄의 반응실험결과 첨착처리한 활성탄은 일반 활성탄과 비교해보면 염기성 때문에 황화수소 제거에 효율적이다. 염기성은 원소 황의 형성에 유리하고 흡착 수율이 높다고 보고 되고 있다. 따라서 첨착활성탄의 황화수소 제거성능의 향상은 단순히 micropore 영역의 분율에 기인한 것이기 보다는 첨착물질의 화학흡착에 따른 화학적 특성의 변화에 따른 것으로 해석될 수 있다. 이러한 결과를 바탕으로 염기성 첨착활성탄은 산성가스제거에 이 방식을 그대로 적용하여도 무리는 없을 것으로 판단되나, 중성, 염기성가스 제거, 폐수의 고도처리, 수돗물의 고도정수처리와 분야에는 실제적인 적용자료를 확보하지 못하고 있다. 따라서 환경오염개선을 위한 현장적용을 확대하기 위해서는 이러한 분야의 효과적인 연구수행이 필요할 것으로 본다.
경제의 고도성장에 따른 파급효과로서 대기오염, 수질오염 등, 환경오염은 날로 심각해지고 있다. 공장에서는 여러 가지 고도의 복잡한 공정을 포함하고 있을 뿐만 아니라 반응성이 매우 높은 물질 그리고 독성물질 등과 같은 잠재적으로 위험한 화학물질들을 원료, 중간체, 제품의 형태로 사용하고 있어 주변지역을 오염시키고 있고, 한편 시내에서는 주유소, 하수처리장, 쓰레기소각장 가동 등으로 환경오염 피해가 날로 늘어나고 있는 실정이다. 최근 들어 국민들의 환경오염개선 요구는 증가하고 있고, 정부에서도 수도권 대기오염은 한계에 달하여 특별대책법을 만들어 시행한다고 한다. 그러나 이러한 환경오염을 저감하는 연구기술개발은 미흡한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 대기오염의 고도정화처리, 폐수의 고도처리, 수돗물의 고도정수처리와 설탕의 정제 등, 여러 분야에 광범위하게 이용되고 있는 흡착현상을 이용한 활성탄 응용에 대한 분야 중 대기오염제어 분야에서의 효율 좋은 활성탄의 제조와 특성을 연구하고자 하였다. 기존활성탄은 흡착특성이 물리적 흡착(Physical Adsorption)으로서, 흡착제 표면과 흡착질간에 전자공유를 갖지 않기 때문에 약하게 흡착되고 농도변화나 온도와 압력의 변화에 의해 쉽게 탈착되며 이로서 흡착용량이 낮아 장치 규모가 대형화되고 설비비 및 흡착제 구입비가 증대되는 단점이 있고 또한, 펄프, 제철, 석유화학 등 각종공장과 하수처리장, 쓰레기소각장 등에서 발생하는 산성가스, 염기성 가스, 중성가스 등을 흡착제거 하는데 그 선택성과 효율성에 문제가 있다. 따라서 본 논문에서는 기존(raw)활성탄에 첨착물질로 염기성인 RbNO3, Fe(NO₃)₃9H₂O를 첨착(Impregnation)시켜 첨착활성탄을 제조하였고, 활성탄의 구조적, 화학적 특성을 BET, XRD, XPS 그리고 SEM에 의해 분석하였다. 반응실험을 통해 첨착량이 증가함에 따라 흡착용량이 증가하는 것을 볼 수 있었으며, XPS 측정 결과를 통해 첨착량이 증가할수록 총 산소함량과 염기성인 carbonyl group이 증가하는 것을 볼 수 있었다. carbonyl group의 양은 활성탄의 H₂S, SO₂ 흡착에 중요한 요인이다. 이 결과로, H₂S, SO₂ 흡착은 구조적인 특성 보다는 표면 산소종에 의해 더 많은 영향을 받음을 알 수 있었다. 알칼리 금속으로 첨착처리한 활성탄의 반응실험결과 첨착처리한 활성탄은 일반 활성탄과 비교해보면 염기성 때문에 황화수소 제거에 효율적이다. 염기성은 원소 황의 형성에 유리하고 흡착 수율이 높다고 보고 되고 있다. 따라서 첨착활성탄의 황화수소 제거성능의 향상은 단순히 micropore 영역의 분율에 기인한 것이기 보다는 첨착물질의 화학흡착에 따른 화학적 특성의 변화에 따른 것으로 해석될 수 있다. 이러한 결과를 바탕으로 염기성 첨착활성탄은 산성가스제거에 이 방식을 그대로 적용하여도 무리는 없을 것으로 판단되나, 중성, 염기성가스 제거, 폐수의 고도처리, 수돗물의 고도정수처리와 분야에는 실제적인 적용자료를 확보하지 못하고 있다. 따라서 환경오염개선을 위한 현장적용을 확대하기 위해서는 이러한 분야의 효과적인 연구수행이 필요할 것으로 본다.
The preperation and study of activated carbons is very important, because they have been used in many areas such as purification of air pollution, wastewater and gas separation This research is about the preaeration and characterization of activated carbons for controlling the toxic gas. H₂S and SO₂...
The preperation and study of activated carbons is very important, because they have been used in many areas such as purification of air pollution, wastewater and gas separation This research is about the preaeration and characterization of activated carbons for controlling the toxic gas. H₂S and SO₂ originating from various sources can be regarded as a major air pollutant and the subject of stringent regulations by US EPA. At low concentration, the gas has an unpleasant odor: at high concentration, it can be life-threatening. The development of technology which is simpler, more efficient, and inexpensive than the current gas treating system would be of considerable interest. Activated carbons are widely used for the adsorption of pollutant, which includes such gases as H₂S, SO₂ due to porosity, large specific surface area and surface oxygen groups. The use of activated carbon as adsorbent is an effective for the removal of low concentrations of H₂S and SO₂ from pollutant source. In this work, activated carbons were modified by Fe(NO₃)₃9H₂O and RbNO3 impregnation for more efficience removing SO₂ and H₂S. The textural and chemical properties of carbons were characterized by the BET, XRD, XPS and SEM. The adsorption capacity of impregnated activated carbon was higher than that of unimpregnated activated carbon due to the basic environment. A basic environment favors the formation of elemental sulfur and yields high removal. In XPS results, total oxygen content and carbonyl groupof impregnated activated carbons increased with alkali metal loading. The amount of carbonyl group seems to be the significant factor which plays an important role in the H₂S removal capacity of activated carbon.
The preperation and study of activated carbons is very important, because they have been used in many areas such as purification of air pollution, wastewater and gas separation This research is about the preaeration and characterization of activated carbons for controlling the toxic gas. H₂S and SO₂ originating from various sources can be regarded as a major air pollutant and the subject of stringent regulations by US EPA. At low concentration, the gas has an unpleasant odor: at high concentration, it can be life-threatening. The development of technology which is simpler, more efficient, and inexpensive than the current gas treating system would be of considerable interest. Activated carbons are widely used for the adsorption of pollutant, which includes such gases as H₂S, SO₂ due to porosity, large specific surface area and surface oxygen groups. The use of activated carbon as adsorbent is an effective for the removal of low concentrations of H₂S and SO₂ from pollutant source. In this work, activated carbons were modified by Fe(NO₃)₃9H₂O and RbNO3 impregnation for more efficience removing SO₂ and H₂S. The textural and chemical properties of carbons were characterized by the BET, XRD, XPS and SEM. The adsorption capacity of impregnated activated carbon was higher than that of unimpregnated activated carbon due to the basic environment. A basic environment favors the formation of elemental sulfur and yields high removal. In XPS results, total oxygen content and carbonyl groupof impregnated activated carbons increased with alkali metal loading. The amount of carbonyl group seems to be the significant factor which plays an important role in the H₂S removal capacity of activated carbon.
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