[논문]숯의 수분 흡착성능 연구

김대완; 안기선; 곽이구; 김홍건; 유승곤; 이영석

doi:10.9713/kcer.2022.60.3.377

숯의 수분 흡착성능 연구
A Study on Moisture Adsorption Capacity by Charcoals 원문보기

Korean chemical engineering research = 화학공학, v.60 no.3, 2022년, pp.377 - 385

김대완 (전주대학교 탄소융합공학과) , 안기선 (전주대학교 탄소융합공학과) , 곽이구 (전주대학교 탄소융합공학과) , 김홍건 (전주대학교 탄소융합공학과) , 유승곤 (전주대학교 탄소융합공학과) , 이영석 (충남대학교 응용화학공학과)

초록
AI-Helper

우리나라 전통 숯가마로부터 제조된 숯의 표면형상과 흡착특성을 분석한 후, 습도와 온도를 조절하면서 이들의 수분 흡착성능을 측정하고 황토, 활성탄소섬유 직포 및 활성탄소섬유 종이의 수분 흡착성능과 비교하였다. 숯은 소수성이므로 45% 이하의 습도에서는 수분을 잘 흡착하지 않지만 습도가 증가하면 흡착성능이 서서히 1차식에 비례하여 증가하였다. 황토 분말도 낮은 습도에서는 숯과 유사했지만 습도가 증가하면 흡착성능이 기하급수적으로 증가하면서 Type V 등온흡착곡선을 보였다. 따라서 조선시대에 기상청 직원들이 숯과 황토의 수분 흡착능력을 일기예보에 적용하였다는 기록을 실험적으로 확인할 수 있었다. 활성탄소섬유 직포와 활성탄소섬유 종이는 수분 흡착능력이 월등하고 신속한 반응을 보이므로 습도측정 센서에 적용할 수 있다고 판단된다. 숯 조각의 등온흡착 및 탈착곡선 측정에서 흡착질인 질소의 탈착이 잘 이루어지지 않아 낮은 압력 이력현상(low-pressure hysteresis)이라는 독특한 Type I과 Type IV의 혼합형태를 보이는데, 이는 질소입자가 흡착시에 숯 세공의 틈새를 비비고 들어가 단단히 끼었다가 탈착시에 빠져나오지 않기 때문이다. 숯을 분말로 분쇄하면 이러한 틈새들이 분쇄되어 비표면적이 증가하고 낮은 상대압력에서 흡착질의 탈착량이 증가되었다.

Abstract ▼ AI-Helper

Surface morphology and adsorption characteristics of charcoals prepared from Korean traditional kiln were analyzed, and their moisture adsorption capacities were examined with respect to humidity and temperature change. Moisture adsorption capacities of red-clay powder, activated carbon fiber fabric (ACF fabric) and activated carbon fiber paper(ACF paper) were also examined to compare with those of charcoals. Moisture adsorption capacity of charcoal was low less than 45% humidity due to its hydrophobic property, but it slowly and linearly increased as increasing the humidity. Moisture adsorption capacity of red-clay powder was similar to charcoal at low level humidity, it increased exponentially as increasing the humidity showing Type V adsorption isotherm. Therefore, the weather forecast annal prepared by employee of weather centre in Joseon Dynasty is experimentally approved. ACF fabric and ACF paper show excellent moisture adsorption capacities, which can be used to humidity measuring sensor. Adsorption isotherm of charcoal slice was peculear showing the mixed Type I and Type IV due to low-pressure hysteresis that was occurred from embedment of nitrogen in crevice of charcoal. The specific surface area of charcoal increased by grinding charcoal slice to powder, resulted in increasing the desorption amount of adsorbent at low relative pressure.

주제어

표/그림 (11)

그림 Fig. 1. Charcoals (a: Jincheon, b: Sangrok, c: Anseong, d: Damyang bamboo), (e) ACF fabric, (f) ACF paper(Jiri-san Co.), (g) N-ACF paper, (h) red-clay powder and (i) red-clay cake (Boryeong).
그림 Fig. 2. Photos of experimental apparatus, (A) Thermo-hygrostat and (B) Electronic balance.
그림 Fig. 3. TGA of charcoals, ACFs, and red-clay in N₂.
표 Table 1. Elemental analysis of charcoals, ACF paper, and red-clay
그림 Fig. 4. Morphologies of Jincheon white charcoal: (A) cross section, (B) enlarged view of (A), (C) surface, and (D) enlarged view of (C).
그림 Fig. 5. Adsorption isotherms of N₂ on charcoals, ACF papers, and red-clay powder at 77 K.
그림 Fig. 6. Pore size distributions of charcoals, ACF papers, and red-clay powder.
그림 Fig. 7. Adsorption of moisture on charcoals, ACF-papers, and red-clay powder at (a) 25℃, (b) 30℃ and (c) 35℃.
표 Table 2. Characteristics of charcoals, ACF papers, and red clay powder
그림 Fig. 8. Adsorption of moisture on various adsorbents with respect to temperature at 95% humidity.
그림 Fig. 9. Adsorption of moisture on red-clay powder and cake with respect to temperature and humidity.

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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