본 연구에서는 PFO(Pyrolysis Fuel Oil)를 이용한 Pitch계 활성탄소섬유를 제조하였다. 제조 시 열처리 개질, 안정화, 탄화 및 활성화 과정에서 각기 다른 조건별로 샘플을 제조하여 표면 기공 형성에 대한 영향을 알아보기 위해 BET (Brunauer-Emmett-Teller)와 SEM(...
본 연구에서는 PFO(Pyrolysis Fuel Oil)를 이용한 Pitch계 활성탄소섬유를 제조하였다. 제조 시 열처리 개질, 안정화, 탄화 및 활성화 과정에서 각기 다른 조건별로 샘플을 제조하여 표면 기공 형성에 대한 영향을 알아보기 위해 BET (Brunauer-Emmett-Teller)와 SEM(Scanning Electron Microscope)을 이용하여 비교분석하였다. 여러 조건 중 최적 제조 조건으로 열처리 개질 과정을 300 ℃, 3 시간 동안 진행하고 방사 온도를 245 ℃로 하여 0.5 bar의 압력으로 권취하였다. 이후 산소 분위기에서 안정화 온도를 260 ℃, 체류시간을 1 시간 및 승온 속도를 1 ℃/min으로 하여 열경화성 Pitch 섬유를 제조 하였다. 이어 탄화 및 활성화 온도를 850, 880, 900 ℃로 달리하여 진행한 결과 880 ℃에서 비표면 적과 미세 기공 표면적이 가장 높았으며, 외부 비표면적과 BJH(Barrett-Joyner-Halenda) 흡착 누 적 공극 표면을 분석하여 가장 낮은 중 기공 표면적이 도출되었다. 또한 N2 가스 등온흡착 곡선을 분석한 결과 미세 기공의 분포가 균일한 것을 확인하였다. 그리고 흡착 속도 또한 높은 결과를 보여 미세 기공 표면적은 흡착 속도와 비례하며, 중 기공 표면적과 반비례함을 알 수 있었다. 제조한 Pitch계 활성탄소섬유 중 비표면적과 기공 구조 차이가 뚜렷한 샘플을 통해 라돈 흡착 평가를 진행한 결과 모두 라돈 흡착 성능을 보였다. 또한 비표면적이 높을 수록 흡착률이 많아지는 것을 확인하였으며, 미세 기공 분포가 높을수록, 중 기공 분포가 낮을수록 흡착 속도가 증가하는 것을 확인하였다.
본 연구에서는 PFO(Pyrolysis Fuel Oil)를 이용한 Pitch계 활성탄소섬유를 제조하였다. 제조 시 열처리 개질, 안정화, 탄화 및 활성화 과정에서 각기 다른 조건별로 샘플을 제조하여 표면 기공 형성에 대한 영향을 알아보기 위해 BET (Brunauer-Emmett-Teller)와 SEM(Scanning Electron Microscope)을 이용하여 비교분석하였다. 여러 조건 중 최적 제조 조건으로 열처리 개질 과정을 300 ℃, 3 시간 동안 진행하고 방사 온도를 245 ℃로 하여 0.5 bar의 압력으로 권취하였다. 이후 산소 분위기에서 안정화 온도를 260 ℃, 체류시간을 1 시간 및 승온 속도를 1 ℃/min으로 하여 열경화성 Pitch 섬유를 제조 하였다. 이어 탄화 및 활성화 온도를 850, 880, 900 ℃로 달리하여 진행한 결과 880 ℃에서 비표면 적과 미세 기공 표면적이 가장 높았으며, 외부 비표면적과 BJH(Barrett-Joyner-Halenda) 흡착 누 적 공극 표면을 분석하여 가장 낮은 중 기공 표면적이 도출되었다. 또한 N2 가스 등온흡착 곡선을 분석한 결과 미세 기공의 분포가 균일한 것을 확인하였다. 그리고 흡착 속도 또한 높은 결과를 보여 미세 기공 표면적은 흡착 속도와 비례하며, 중 기공 표면적과 반비례함을 알 수 있었다. 제조한 Pitch계 활성탄소섬유 중 비표면적과 기공 구조 차이가 뚜렷한 샘플을 통해 라돈 흡착 평가를 진행한 결과 모두 라돈 흡착 성능을 보였다. 또한 비표면적이 높을 수록 흡착률이 많아지는 것을 확인하였으며, 미세 기공 분포가 높을수록, 중 기공 분포가 낮을수록 흡착 속도가 증가하는 것을 확인하였다.
In this study, pitch based ACF(Activated Carbon Fiber) based on PFO(Pyrolysis Fuel Oil) was synthesized. BET(Brunauer-Emmett-Teller) and SEM(Scanning Electron Microscope) were mainly employed to examine effects of surface pore contribution by differentiating heat treatment stabilization, carbonizati...
In this study, pitch based ACF(Activated Carbon Fiber) based on PFO(Pyrolysis Fuel Oil) was synthesized. BET(Brunauer-Emmett-Teller) and SEM(Scanning Electron Microscope) were mainly employed to examine effects of surface pore contribution by differentiating heat treatment stabilization, carbonization and activation. Heat treatment was done at 300 ℃, 3 hr and spinning temperature was set at 245 ℃ while winding at 0.5 bar. After that, stabilization temperature was set at 260 ℃ and pitch-based fiber was produced with respect to duration time of 1hr and heating rate of 1 ℃/min at oxygen pressure. Among the samples, the BET(Barrett-Joyner-Halenda) surface area and micro-pore area at 880 ℃ recorded the highest value. Aforementioned condition based sample also recorded the lowest external surface area and BJH adsorption cumulative surface area of pores. N2 gas based isothermal adsorption curve showed that micro-pore were evenly distributed. Moreover, micro-pore surface area showed proportional rate to adsorption speed and showed inverse-proportion to meso-pore surface area. With the above scope, ACF at 880 ℃ achieved the highest radon absorption rate and speed in comparison to other conditioned samples.
In this study, pitch based ACF(Activated Carbon Fiber) based on PFO(Pyrolysis Fuel Oil) was synthesized. BET(Brunauer-Emmett-Teller) and SEM(Scanning Electron Microscope) were mainly employed to examine effects of surface pore contribution by differentiating heat treatment stabilization, carbonization and activation. Heat treatment was done at 300 ℃, 3 hr and spinning temperature was set at 245 ℃ while winding at 0.5 bar. After that, stabilization temperature was set at 260 ℃ and pitch-based fiber was produced with respect to duration time of 1hr and heating rate of 1 ℃/min at oxygen pressure. Among the samples, the BET(Barrett-Joyner-Halenda) surface area and micro-pore area at 880 ℃ recorded the highest value. Aforementioned condition based sample also recorded the lowest external surface area and BJH adsorption cumulative surface area of pores. N2 gas based isothermal adsorption curve showed that micro-pore were evenly distributed. Moreover, micro-pore surface area showed proportional rate to adsorption speed and showed inverse-proportion to meso-pore surface area. With the above scope, ACF at 880 ℃ achieved the highest radon absorption rate and speed in comparison to other conditioned samples.
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