초록 ▼

연구개발결과
본 연구를 통하여 최종 개발된 탄소구조체는 열 경화성 페놀수지를 고분자전구체로 이용하여 성형 및 800도이상 질소분위기 하에서 활성화 공정을 적용해 제작하였고 최종적으로 판상형 구조를 갖는 고효율의 탄화 흡착 소재를 제조하였다.

1차년도에는 고분자 전구체로 레졸(Resol) 형태의 페놀수지들을 합성하여 사용하였으며 합성된 액상형의 페놀수지를 이용하여 70~300Kg/m3 밀도를 갖는 발포체를 제작하기 위한 발포제, 계면활성제, 경화제, 첨가제의 선정에 관한 최적화 연구를 진행하였다. 제작된 발포체를

연구개발결과
본 연구를 통하여 최종 개발된 탄소구조체는 열 경화성 페놀수지를 고분자전구체로 이용하여 성형 및 800도이상 질소분위기 하에서 활성화 공정을 적용해 제작하였고 최종적으로 판상형 구조를 갖는 고효율의 탄화 흡착 소재를 제조하였다.

1차년도에는 고분자 전구체로 레졸(Resol) 형태의 페놀수지들을 합성하여 사용하였으며 합성된 액상형의 페놀수지를 이용하여 70~300Kg/m3 밀도를 갖는 발포체를 제작하기 위한 발포제, 계면활성제, 경화제, 첨가제의 선정에 관한 최적화 연구를 진행하였다. 제작된 발포체를 이용하여 탄화공정 연구를 진행하였으며, 온도범위 700~900도에서 탄화 시간 및 투입가스 등의 변화를 통해 발포체가 형태를 유지하면서 안정하게 탄화되는 조건을 확립하였다. 또한 실험실규모의 중금속 흡착성능에 대한 시험평가를 진행하여 제작된 탄소 구조체의 성능을 확인하였다.

2차년도에는 탄화된 탄소폼을 실제 흡착소재로 이용하기 위해 산업현장에서 배출되는 하폐수를 이용하여 각 하폐수 내의 중금속의 흡착효율을 측정하는 실험을 진행 하였다. PCB제조 사업장에서 배출되는 강산성 폐수를 이용하여 폐수 내 고농도의 구리 흡착능을 평가 하였으며 더불어 원통형 흡착설비, 수조형 배치식 흡착설비를 이용하여 Pre-파일롯 운전시험 및 흡착성능평가를 진행하였다. 또한 Sulfur기능기를 갖는 페놀수지 합성기술 연구하여 활성화공정을 거치지 않고도 중금속 흡착성능을 갖는 발포체를 제작하는 연구를 진행 하였다. 이와 더불어 Fe₂O₃, TiO₂ 등과 같은 금속산화물을 합성된 페놀수지에 첨가하여 특정 중금속 흡착능에 기여하는지에 대한 연구를 진행하였다.

3차년도에는 Ti, Iron 등 무기산화물을 첨가시킨 탄소구조체를 제작 및 이를 이용한 비소흡착능력의 향상연구를 진행, 평가하였고, 1~2차년도의 성능평가를 바탕으로 하여 총괄주관기관인 한국과학기술연구원에서 구성하는 안산 도금조합 내 파일롯 규모의 수처리 공정 융합설비에 적용할수 있도록 대량의 탄소폼을 제작하였다. 이를 바탕으로 융합설비 시운전을 통하여 최종 중금속 흡착소재의 최적 공정조건 및 흡착성능 평가하였다.

Abstract ▼

Ⅳ. Results
Carbon foams were successfully prepared for removal of heavy metal ions from polymeric phenolic resin. The adsorption experiments showed that the carbon foam and carbon foam containing iron oxide have good capability for copper, zinc, lead and also arsenic ionremoval from wastewater. A

Ⅳ. Results
Carbon foams were successfully prepared for removal of heavy metal ions from polymeric phenolic resin. The adsorption experiments showed that the carbon foam and carbon foam containing iron oxide have good capability for copper, zinc, lead and also arsenic ionremoval from wastewater. At desired condition of batch system, the maximum adsorption capacity of 1 gram carbon foam reached to 212 mg Cu, 25.9 mg Zn, 469 mg Pb, 16.7mg Cd, 20 mg As, 13.77 mg Cr, 13.8 mg Ni. The density of carbon foam was 270.3Kg/m³and the surface area by BET with N₂ was 744.4m²/g.

목차 Contents

• 표 지 ... 1
• 환경기술개발사업 최종보고서(제출서) ... 2
• 제 출 문 ... 3
• 요 약 서 ... 4
• 요 약 문 ... 8
• SUMMARY ... 13
• 목 차 ... 15
• 표 목 차 ... 17
• 그림 목차 ... 18
• 제1장 서론 ... 21
• 제1절 연구개발의 중요성 및 필요성 ... 21
• 1. 연구개발의 중요성 ... 21
• 제2절 연구개발의 국내외 현황 ... 26
• 1. 해외 기술개발 동향 ... 26
• 2. 국내 기술개발 동향 ... 27
• 제3절 연구개발대상 기술의 차별성 ... 28
• 1. 활성탄소섬유와의 차별성 ... 28
• 2. 활성탄소섬유와의 경제성 비교 분석 ... 29
• 제2장 연구개발의 목표 및 내용 ... 31
• 제1절 연구의 최종목표 ... 31
• 제2절 연도별 연구개발의 목표 및 평가방법 ... 32
• 제3절 연도별 추진체계 ... 33
• 1. 연도별 추진체계 ... 33
• 2. 추진체계 설명 ... 34
• 제3장 연구개발 결과 및 활용계획 ... 37
• 제1절 연구개발 결과 및 토의 ... 37
• 가. 재료 및 방법 ... 37
• 나. 연구결과 ... 45
• 제2절 연도별 연구개발목표의 달성도 ... 111
• 제3절 관련분야의 기술발전 기여도(환경적 성과 포함) ... 112
• 1. 기대성과 ... 112
• 제 4 장 연구개발결과의 활용계획 등 ... 114
• 제1절 연구개발 결과의 활용계획 ... 114
• 1. 사업화계획 ... 114
• 2. 무역수지 개선효과 ... 114
• 3. 사업화가능성 SWOT 분석 ... 115
• 제2절 연구개발과정에서 수집한 해외 과학기술정보 ... 116
• 제3절 연구개발결과의 보안등급 ... 119
• 제4절 NTIS에 등록한 연구시설·장비 ... 120
• 제 5 장 참고문헌 ... 121
• 부록 1. 특허 ... 122
• 끝페이지 ... 173