• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.08a
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• pp.299.1-299.1
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• 2013

넓은 표면적을 갖는 탄소나노튜브(CNT)는 기체 분자의 흡착 성능이 기존의 다른 흡착제에 비해 우수한 것으로 알려져 있으나, CNT의 물리/화학적 성질은 튜브의 직경과 기하 구조에 의해 큰 차이를 나타내며 정제가 매우 까다롭다는 단점을 가지고 있다. CNT와 외형적으로 매우 흡사한 질화붕소 나노튜브(BNNT)의 경우, 구조와 직경에 상관없이 열적, 화학적 안정성이 우수하여 $CO_2$를 비롯한 다른 공해 물질들의 제거제나 흡착제로서 응용 가능성이 매우 높다. 본 연구진은, BN-결함을 도입한 BNNT 벽면에서의 $CO_2$ 흡착 반응과 $CO_2$를 에너지 물질인 HCOOH와 $H_2CO_3$로 전환하는 반응에 대한 양자화학 이론 계산 연구를 수행하였다. 그 결과, $CO_2$에 대한 $B_N$-BNNT 흡착 성능이 튜브의 직경에 상관없이 매우 우수하였고, $B_N$-BNNT 벽면상에 흡착된 $CO_2$가 물 분자와 반응할 경우 HCOOH와 $H_2CO_3$로의 전환반응이 효과적으로 진행되었다. 이러한 이론 계산 연구 결과는 BN-BNNT가 $CO_2$ 흡착제 및 에너지 전환 촉매로의 응용 가능성을 훌륭히 제시하고 있다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2009.06a
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• pp.745-748
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• 2009

수소는 지구상에 풍부하게 존재하는 원소로 최근 수소경제시대에 대한 기대와 함께 청정 에너지 carrier로 주목받고 있다. 본 연구에서는 고순도 수소 생산을 위해 water gas shift (WGS) 반응과 $CO_2$의 분리를 하나의 unit operation의 형태로 수행하는 신개념의 thermal swing sorption enhanced reaction (TSSER) 공정의 타당성을 테스트하는데 목적을 두고 있다. Le Chatelier 원리를 기본으로 하는 흡착분리 동시 반응 (sorption enhanced reaction, SER)에서는 수소생산 반응의 열역학적 한계를 극복할 수 있고 정반응의 속도를 증대시킬 수 있다. 본 연구에서는 $K_2CO_3$가 첨가된 hydrotalcite에 대한 고온에서의 $CO_2$ 화학흡착 평형 및 거동 데이터를 실험을 통하여 측정하였다. 또한 WGS 상용촉매와 화학 흡착제를 이용하여 흡착분리 동시 반응을 실험과 수치해석 시뮬레이션으로 수행하였고, 연구결과로부터 연료전지에 사용할 수 있는 고순도의 수소 (~10 ppm CO)를 직접 생산할 수 있으며, 동시에 고압상태의 $CO_2$를 고순도로 포집할 수 있음을 확인할 수 있었다. 고압, 고순도의 $CO_2$ 포집은 이후 $CO_2$ 저장에 용이하게 이용되어 온실가스 저감에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

• Journal of the Korean Chemical Society
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• v.24 no.3
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• pp.218-224
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• 1980

The surface reactions of CO and $C_2H_4$ with adsorbed oxygen on ZnO were studied by means of EPR spectroscopy. The EPR spectra of $O_2$ adsorbed ZnO at various temperatures were compared, and the signal at g = 2.014 was characterized as trapped $O^-$ at oxygen vacancy. CO and $C_2H_4$ react with $O^-$ at $25^{\circ}C$ and desorbed as $CO_2$ and $H_2O$ above $200^{\circ}C$. $O_2^-$ species interact with $C_2H_4$ about $100^{\circ}C$, but desorption of partial oxidation products also was not observed until the temperature was raised to $200^{\circ}C$.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2007.11a
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• pp.642-645
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• 2007

석탄, 폐기물 등 다양한 시료의 가스화 반응을 통해서 발생되는 합성가스는 CO, $H_2$, $CO_2$가 주성분으로 가스엔진, 가스터빈 등의 연료로 사용하여 발전하거나 합성반응을 통해 다양한 화학원료로의 전환이 가능하다. 합성가스를 가스엔진, 가스터빈, 연료전지등의 연료로 사용하는 경우는 고효율 발전이 가능하여 기존 연소방식의 발전과 비교하여 단위 전력 생산량 당 $CO_2$의 배출량이 감소 되며, 여기에 $CO_2$ 분리공정을 적용하면 $CO_2$ 배출량 감소효과를 극대화 할 수 있다. 화석연료의 연소 및 가스화 반응을 통해서 발생하는 이산화탄소의 분리에 대한 많은 연구가 진행되고 있으나, 본 연구에서는 흡착방식을 이용한 합성가스 내의 이산화탄소 분리를 위하여 흡착제를 이용한 이산화탄소의 흡착, 탈착 성능 분석 연구를 수행하였다. 합성가스내의 이산화탄소를 분리하기 위한 흡착제로는 NaX 계열의 zeolite를 이용하였으며, 가스화 반응을 통해 발생한 합성가스를 흡착제에 통과시켜 이산화탄소의 선택적 흡착 여부를 확인하였다. 또한 TPD(Temperature Programmed Desorption)방법을 이용하여 흡착제의 이산화탄소 흡착 성능을 분석하였다.

• Journal of the Korean Chemical Society
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• v.37 no.12
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• pp.1019-1024
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• 1993

The coadsorption of carbon monoxide and oxygen on polycrystalline nickel surface has been studied using XPS at the room temperaure. The adsorption of CO on the nickel surface precovered partially with oxygen is found to take place by the following steps: The CO molecules react with the preadsorbed oxygen atoms to liberate $CO_2$ gas at the initial stage of low CO exposures, and they are coadsorbed gradually with the increasing CO exposures. The extent of coadsorption at the higher CO exposures is found to decrease with the increasing degree of oxygen preadsorption. This finding is explained in terms of the reduced adsorption site for CO as a consequence of oxygen preadsorption. The CO molecules preadsorbed on the nickel surface inhibited the adsorption of $O_2$ molecules. The increase of oxygen exposure led to the dissociation of preadsorbed CO, and the NiO layers were formed concurrently. The dissociation was rendered to arise from an oxygen-to-CO energy transfer.

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.34 no.2
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• pp.170-174
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• 2023

CO₂ is known as one of the causes of global warming, and various studies are being conducted to capture it. In this study, a tetrafluoromethane (CF₄) plasma reaction was performed to improve the CO₂ adsorption of activated carbons (ACs) through changes in surface characteristics, and the adsorption characteristics according to the reaction time were considered. After the reaction, the micropore volume increased up to 1.03 cm³/g. In addition, as the reaction time increased, the fluorine content on the surface increased to 0.88%. It was possible to simultaneously control the pore properties and surface functional groups of the ACs through this experiment. Also, the CO₂ uptake of surface-treated ACs improved up to 7.44% compared to untreated ACs, showing the best performance at 3.90 mmol/g when the reaction time was 60 s. This is due to the synergy effect of the fluorine functional groups introduced on the surface of the ACs and the increased micropore volume caused by the etching effect. It was found that the micropore volume had a greater effect on CO₂ adsorption in the region where the CO₂ uptake was less than 3.67 mmol/g, while the added fluorine content had a greater effect in the region above that.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2010.06a
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• pp.206.1-206.1
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• 2010

폐기물 등을 열분해 가스화한 합성가스로부터 효과적으로 고순도의 수소를 회수하기 위하여 WGS(수성가스전환반응) 및 $CO_2$ 회수 PSA 공정을 적용하였다. 벤치스케일 열교환형 WGS반응기를 개발하여 기존 단열방식에 비하여 단순화한 반응시스템을 구축하였으며 출구 CO농도 4%대를 달성하였다. 또한 3베드로 구성된 벤치스케일의 $CO_2$ PSA운전을 수행한 결과, 2.5barg 흡착 및 진공재생단계를 적용하여 회수되는 $CO_2$의 농도가 95%이상, 회수율 80%이상을 기록하는 효율적인 $CO_2$ 회수공정을 개발하였다. 한편, 흡탈착 모사프로그램인 ADSIM을 통해서도 실험과 비교적 일치한 결과를 얻을 수 있었는데 향후 스케일업 설계자료 확보시 유용할 것으로 판단되었다.

• Journal of the Mineralogical Society of Korea
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• v.15 no.2
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• pp.104-113
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• 2002

The sorption of Cd$^{2+}$ on calcite was studied in aqueous solutions of several electrolytes. The Cd$^{2+}$ concentration, 10$^{-8}$ M, was kept well below saturation with respect to CdCO$_3$(s). Sorption behavior of Cd$^{2+}$ in different ionic strengths of NaClO$_4$solutions shows that sorption is independent of ionic strength. This result suggests that Cd$^{2+}$ sorption on calcite surface is of a specific nature, and adsorption is controlled by an inner-sphere type of surface complex. Two stages in the sorption behavior could be identified: an initial rapid uptake, followed by slower uptake reaching a maximum steady state by 145 hrs. No evidence was observed for surface precipitation, although it can not be entirely ruled out. Desorption of Cd$^{2+}$ from the calcite surface after resuspension into Cd-free solution is initially very rapid, but depends partly on the previous sorption history. Desorption behavior of Cd$^{2+}$ show that an initial rapid desorption followed either by slow uptake reaching a maximum, as in the adsorption experiments, or slowing desorption to reach a steady state minimum. This irreversible behavior of Cd$^{2+}$ sorption and desorption may act as one of the controls for regulating the mobility of dissolved Cd$^{2+}$ natural aqueous systems. Calculated adsorption partition coefficients suggest that overall sorption and desorption process in the concentration range are controlled by d single mechanism.ingle mechanism.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2012.05a
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• pp.216-217
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• 2012

QM/MM 혼성 이론 방법인 ONIOM 계산을 통해, $CO_2$가 $B_N$-BNNT 벽면에서의 흡착 반응과 $H_2CO_3$로의 전환 반응 메커니즘을 규명함으로써 $B_N$-BNNT가 효과적인 $CO_2$ 흡착제와 $H_2CO_3$ 생성 반응 촉매로 개발 가능함을 확인하였다.

• Economic and Environmental Geology
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• v.41 no.6
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• pp.719-729
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• 2008

In this study, the speciation, adsorption, and transport of uranium in groundwater environments were simulated using geochemical models. The retarded transport of uranium by adsortption was effectively simulated using 3-D groundwater flow and reactive transport models. The results showed that most uranium was adsorbed(up to 99.5%) in a neutral pH(5.5$pCO_2(10^{-3.6}atm)$ condition. Under the higher $pCO_2(10^{-2.5}atm)$ condition, however, the pH range where most uranium was absorbed was narrow from 6 to 7. Under very low $pCO_2(10^{-4.5}atm)$ condition, uranium was mostly absorbed in the relatively wide pH range between 5.5 and 8.5. In the model including anion complexes, the uranium adsorption decreased by fluoride complex below the pH of 6. The results of this study showed that uranium transport is strongly affected by hydrochemical conditions such as pH, $pCO_2$, and the kinds and concentrations of anions($Cl^-$, ${SO_4}^{2-}$, $F^-$). Therefore, geochemical models should be used as an important tool to predict the environmental impacts of uranium and other hazardous compounds in many site investigations.