• 제목, 요약, 키워드: 활성탄소섬유

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선택적 가스분리를 위한 활성탄소섬유의 분자체 특성 연구 (Studies on Molecular Sieve Characteristics of Activated Carbon Fibers for Selective Gas Separation)

  • 박병배;김도수;박영성
    • 한국세라믹학회지
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    • v.38 no.1
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    • pp.1-8
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    • 2001
  • 선택적 가스분리를 위한 분자체탄소(Molecular Sieve Carbon: MSC)로서의 활용을 위해 제조된 활성탄소섬유의 흡착능과 분자체 특성이 다양한 분자크기를 갖는 가스 흡착실험을 통해 조사되었다. 각 활성화 조건별 세공크기분포와 세공발달 전개과정을 유추함으로서, 세공크기분포의 조절이 가능하게 되었으며 활성탄소섬유의 분자체 탄소로서 활용을 용이하게 할 수 있었다. 800, 85$0^{\circ}C$의 온도로 수증기에 의해 활성화한 활성탄소섬유의 경우 burn-off가 각각 50, 40% 정도를 가진 활성탄소섬유가 비교적 작은 분자크기(0.3~0.4nm)의 흡착질에 대한 분자체 특성을 나타냈다. 또한, 다양한 분자크기의 흡착질을 포함하는 혼합가스의 유속과 흡착온도의 조절로서 원하는 흡착질의 선택적 분리를 위해 활성탄소섬유가 갖는 분자체 특성 향상을 보였다.

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피치계 활성탄소섬유기반 가스센서 제조 및 유해가스 감응 특성 (Preparation of Gas Sensor from Pitch-based Activated Carbon Fibers and Its Toxic Gas Sensing Characteristics)

  • 김민일;이영석
    • 공업화학
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    • v.25 no.2
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    • pp.193-197
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    • 2014
  • 피치계 활성탄소섬유의 유해가스 감응특성을 알아보고자 피치계 활성탄소섬유와 폴리비닐알코올(PVA)을 이용하여 가스센서용 전극을 제조하였다. 제조된 가스센서용 활성탄소섬유 전극의 물리화학적 특성은 주사전자현미경(SEM) 및 비표면적 측정기(BET)를 이용하여 분석하였다. 또한, 전극의 유해가스 감응특성은 $NH_3$, NO 및 $CO_2$와 같은 여러 유독가스를 이용하여 확인하였다. 가스센서용 활성탄소섬유 전극의 비표면적은 바인더인 PVA에 의하여 활성탄소섬유보다 33% 감소하였지만, 전극의 기공크기분포는 PVA에 의하여 크게 영향을 받지 않았다. 가스센서용 활성탄소섬유 전극은 반도체 기반 가스센서와는 다르게 전자도약에 의해서 유해가스를 감응하였다. 본 연구에서, 활성탄소섬유 전극의 저항은 100 ppm의 $NH_3$ 유해가스에 대하여 7.5% 감소하였으며, 그 $NH_3$ 가스 감응특성이 다른 유해가스보다 뛰어남을 확인하였다.

전이금속 코팅 활성탄소섬유의 흡착 및 탈착특성 (Adsorption and desoption property of activated carbon fiber coated with transition metal)

  • 유승한;김정수;장현태;차왕석
    • 한국산학기술학회:학술대회논문집
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    • pp.286-288
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    • 2011
  • 활성탄소섬유의 유해 미생물의 번식 억제력을 조사하기 위해 한천베지배양법을 이용하였다. 전이금속으로 코팅된 활성탄소섬유는 일부 유해 미생물에서 번식억제력이 나타났으며, 유해 미생물은 인간의 피부 부종을 야기시키는 미생물인 candida albicans이었다. 그리고 코팅 활성탄소섬유의 흡 탈착력은 코팅되지 않은 활성탄소섬유보다 약 5% 내외로 감소함을 알 수 있었다.

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활성탄소섬유를 이용한 추진제 저장수명 연장 (Propellant Shelf-life Extension by Surface-modified Activated Carbon Fiber)

  • 윤근식;이영석;유승곤
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • v.49 no.4
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    • pp.443-448
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    • 2011
  • 추진제는 저장 중 발생되는 질소산화물로 인해서 저장수명이 짧아진다. 추진제의 저장수명을 연장할 목적으로 활성탄소섬유로 추진제에서 발생하는 질소산화물을 흡착하였다. 활성탄소섬유에 폐추진제를 첨착시키고 열처리하여 표면을 개질한 결과 비표면적이 약간 감소하였으나 피리딘(pyridine), 피리돈(pyridone) 및 피롤(pyrrol) 등의 질소기능기가 생기는 것을 확인하였다. NO에 대한 흡착시험을 통해서 표면개질한 활성탄소섬유의 흡착능이 개질 이전의 활성탄소섬유에 비해 약 2배 증가하였다. 그리고 추진제에 대한 가속수명시험 결과 표면개질한 활성탄소섬유를 동봉하면 추진제의 저장수명이 약 25% 증가하였다.

정전기 방사에 의한 EDLC 전극용 폴리이미드계 활성탄소섬유 웹의 제조 (Preparation of Electrospun PI-based ACF Web for Electrode of Electric Double Layer Capacitior(EDLC))

  • 최영옥;김찬;양갑승
    • 한국섬유공학회:학술대회논문집
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    • pp.134-137
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    • 2003
  • 탄소섬유나 활성탄소섬유(activated carbon fiber, ACF)는 일반적으로 출발물질에 따라 polyacrylonitrile(PAN)계, 아크릴(acryl)계, 피치(pitch)계, 페놀(phenol)계 등으로 분류할 수 있다. 보통 습식, 용융 혹은 용융분사(melt-blown) 방사 방법에 의해 섬유 형태로 형성한 다음 산화성 가스 분위기에서 불융화 과정을 거쳐 열에 대한 안정성을 부여하여 불활성 분위기에서 탄소화하여 탄소섬유를 제조하거나, 수증기나 이산화 탄소와 같은 산화성 분위기에서 활성화하여 활성탄소섬유를 제조한다. (중략)

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특정용제 Target 형 활성금속첨착 활성탄소섬유의 개발(II) (Development of Metal Loaded Activated Carbon Fiber for Eliminating Targeted VOCs Originated from Solvent(II))

  • 최강용;김광수;김태원;전민기;박해경
    • 대한환경공학회지
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    • v.35 no.7
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    • pp.472-478
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    • 2013
  • 기존 흡착제들보다 우수한 흡착성능을 확보하고, 특히 특정한 용제에 대한 흡착성능을 극대화하기 위하여 활성탄소섬유를 기본흡착제로 적용하였고, 여기에 활성금속을 첨착시켜 흡착성능과 선택성을 제고하고자 하였다. 선행 연구를 통하여 선정된 Cu, Cr을 기본 활성금속으로 하고 여기에 활성보조금속으로서 Pt, Pd를 복합 첨착시킨 활성탄소섬유를 첨착온도 및 시간을 변수로 하여 제조하였다. 복합첨착 활성탄소섬유의 흡착 성능이 단일첨착 활성탄소섬유와 비교하여 향상되었으며, 첨착온도 $100^{\circ}C$, 첨착시간 5시간 조건에서 최상의 흡착 성능을 확인할 수 있었다. Cu-Cr-Pt-Pd 복합첨착 활성탄소섬유가 가장 뛰어난 흡착성능을 보였으며, 기존 활성탄소섬유보다 2배 이상의 높은 흡착성능을 확인하였다. 한편, 활성금속첨착 활성탄소섬유상에의 확산 및 흡착에 필요한 최소 접촉시간은 0.5초 이상은 유지해야 함을 확인 할 수 있었다.

특정용제 Target 형 활성금속첨착 활성탄소섬유의 개발 (Development of Metal Loaded Activated Carbon Fiber for Eliminating Targeted VOCs Originated from Solvent)

  • 최강용;김광수;김태원;전민기;박해경
    • 대한환경공학회지
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    • v.35 no.1
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    • pp.31-37
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    • 2013
  • 기존 흡착제들보다 우수한 흡착성능을 확보하고, 특히 특정한 용제에 대한 흡착성능을 극대화하기 위하여 $1,100m^2/g$의 비표면적을 갖는 활성탄소섬유를 기본흡착제로 적용하였고, 여기에 활성금속을 첨착시켜 흡착성능과 선택성을 제고하고자 하였다. 활성금속은 screening 연구를 수행하여 최종적으로 Cu, Cr을 선정하였으며, 활성금속첨착 활성탄소섬유의 제조변수는 제조온도, 제조시간, 활성금속의 종류이었다. 물성측정 및 흡착반응실험을 통하여 금속을 $100^{\circ}C$에서 5시간 동안 첨착하였을 경우 acetone gas 흡착성능이 가장 높게 나타났으며, 기존 활성탄소섬유보다 2배 이상의 높은 흡착성능을 확인하였다. 한편, 활성금속첨착 활성탄소섬유의 확산 및 흡착에 필요한 최소 접촉시간은 최소한 0.5초 이상은 유지해야 함을 확인할 수 있었다.

세탁소 배출 휘발성유기화합물의 흡착 제거 기술 (Adsorption of VOCs from Dry Cleaning)

  • 이승재;문승현
    • 대한환경공학회지
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    • v.31 no.11
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    • pp.1025-1032
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    • 2009
  • 본 연구에서는 세탁소에서 배출되는 휘발성유기화합물을 흡착처리하는 공정의 개발 가능성을 검토하였다. 휘발성 유기화합물을 흡착하는 재료로는 핏치계 활성탄소섬유를 선택하였고, 흡착제의 재생방법으로는 전기변동법을 사용하였다. 용제는 트리클로로에틸렌과 톨루엔을 대상으로 하였으며 활성탄소섬유와 용제의 종류에 따른 파과곡선과 흡착량을 비교 검토하였다. 흡착량을 증대시키기 위하여 다양한 방법으로 활성탄소섬유를 전처리하였다. 또한 흡착이 완료된 활성탄소섬유의 재생에 필요한 온도와 허용전압을 측정하였다. 그 결과 트리클로로에틸렌의 흡착에는 미세 기공이 잘 발달된 활성탄소섬유가 우수한 성능을 나타낸 반면 톨루엔의 경우에는 비표면적이 큰 흡착제가 우수한 성능을 보였다. 활성탄소섬유는 흡착제 무게의 41~54%에 해당하는 트리클로로에틸렌을 흡착하였으며 유입되는 휘발성유기화합물의 농도가 높아지면 완전흡착시간은 급격히 짧아지고 흡착량은 서서히 감소하여 낮은 농도의 휘발성유기화합물을 처리하는 것이 보다 유리한 것으로 나타났다. 활성탄소섬유 표면의 산소작용기를 조절한 결과, 진공열처리를 한 활성탄소섬유의 톨루엔 흡착성능이 가장 우수한 것으로 나타나, 톨루엔의 흡착은 빈자리 탄소(vacant carbon site)가 흡착점이라고 판단된다. 흡착된 용제는 $150^{\circ}C$에서 대부분 탈착되었다.

항균성 탄소섬유의 제조와 그의 응용 (The Preparation of Antibacterial Activated Carbon fibers and Their Application)

  • 오원춘;김범수;장원철
    • 한국산학기술학회논문지
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    • v.1 no.1
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    • pp.43-48
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    • 2000
  • 화학적 활성법과 수증기 활성법을 이용하여 활성탄소섬유를 제조한 결과 수증기 활성법 보다 우수한 표면 특성을 얻을 수 있었으며, 이 결과를 이용하여 탄소재료의 새로운 응용분야 개척 차원에서 항균성 활성 탄소섬유를 제조하였다. 기능성이 부가된 활성 탄소섬유의 비표면적이 544.27-1575.6 ㎠/g. 평균동공 반경이 10.6-12.9 (equation omitted)의 범위에 존재하였다. 항균성 활성 탄소섬유의 흡착등 온곡선의 유형이 전형적인 Tyre I을 나타냄을 알 수 있었으며 SEM을 이용하여 관찰한 모폴로지를 통하여 이들의 표면에 항균물질이 덮혀있는 상태를 관찰하였다. 마지막으로 항균 활성 탄소섬유에 대장균의 일종인 E. Coli를 처리하여 얻은 항균 활성의 결과를 보였다. 결론적으로, 활성 탄소섬유의 응용 분야 확대를 위하여 살균·탈취·방충 등의 기능성 부여가 가능함을 보여주었다.

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금속이온이 처리된 활성탄소섬유의 흡착과 항균성 (Adsorption and Antibacterial Properties of Metal Ion Treated Activated Carbon Fiber)

  • 오원춘;방성호
    • 분석과학
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    • v.13 no.2
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    • pp.131-135
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    • 2000
  • 금속이 처리된 활성탄소섬유에 대한 물리 화학적 흡착특성과 항균효과에 대한 연구를 하였다. Cu가 처리된 활성탄소섬유에 관한 물리 흡착 연구에 의한 등온곡선으로부터 BET비표면적 값은 $688.2-887.8m^2/g$의 범위에 분포하였다. 또한 흡착 등온곡선으로부터 t-방법을 도입하여 미세 동공 부피 값과 동공의 평균 크기를 얻었다. SEM 연구로부터 활성탄소섬유의 많은 미세 동공들이 처리된 금속에 의하여 가리움 현상을 일으키는 것으로 나타났다. Escherichia coli에 대한 항균효과를 알아보기 위한 결과로부터 Cu의 양을 증가시켜 처리함에 따라 항균 활성 면적이 증가함을 하였다. 이들 결과로부터 금속이 처리된 활성탄소섬유에 대한 항균 메카니즘을 제시하였다.

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