• Proceedings of the KAIS Fall Conference
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• 2010.05b
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• pp.1115-1118
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• 2010

최근 실내공기질에 대한 관심이 높아지면서 실내공기질을 쾌적하게 유지하기 위한 다양한 기술에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 기존에는 미세먼지와 부유미생물 등이 가장 중요한 오염물질이었으나, 최근에는 이산화탄소가 크게 각광받고 있다. 이산화탄소는 그 자체가 환기의 지표이기도 하지만, 최근의 저탄소 녹색성장 기조에 따라 환기에 의한 냉난방 에너지 비용을 절감하는 방안에 대한 관심도 크게 높아지고 있다. 본 연구에서는 제올라이트를 이용하여 실내공간의 이산화탄소를 제어하는 방안에 대하여 기술하였다. 소형 lab-scale의 이산화탄소 흡착성능 평가시스템을 제작하고, 이를 이용하여 제올라이트의 이산화탄소의 흡착성능을 알아보았다. 또한, 본 시스템의 실용화를 위해서는 이산화탄소가 흡착한 제올라이트의 재생이 필요한데, 이를 위하여 다양한 온도와 압력 등의 조건 하에서 이산화탄소의 탈착성능을 TSA/PSA를 이용하여 알아보았다. 흡착실험을 통하여 제올라이트를 이용한 실내공간용 이산화탄소의 저감 효과를 확인할 수 있었다. 그러나, 탈착실험 결과 2~5회 정도 열탈착 시킨 후에는 이산화탄소의 흡착 성능이 현저하게 감소하여, 이를 개선하기 위한 방안의 개발이 필요함을 알 수 있었다.

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.18 no.3
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• pp.273-278
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• 2007

The honeycomb adsorbents and adsorption process for carbon dioxide removal from fuel gas were investigated. Zeolite paper was made with Na-X zeolite powder and ceramic fiber as raw materials. $Li^+$, $Ca^{2+}$ or $K^+$ ion exchanges for Na-X zeolite and additional Na-X coating were performed on zeolite paper for increasing the carbon dioxide adsorption capacity, after that the adsorption characteristics of the samples were analyzed. Among the ion exchanged samples, $Li^+$ ion exchanged zeolite paper was most promising but its carbon dioxide adsorption capacity was less than expected for process application. However, additional Na-X coating was found to be an effective method for increasing the carbon dioxide adsorption capacity of the zeolite paper for process application. The carbon dioxide breakthrough test of the honeycomb adsorbent prepared with the zeolite paper was studied, and fuel gas treatment capacity was calculated when the honeycomb adsorbent was used in the rotary adsorption process.

• Proceedings of the KAIS Fall Conference
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• 2011.05a
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• pp.504-506
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• 2011

최근 실내공기질에 대한 관심이 높아지면서 실내공간에서의 이산화탄소 처리 방법에 대한 연구도 활발히 이루어지고 있다. 본 연구는 실내공간에서의 이산화탄소를 흡착으로 저감할 수 있도록 제올라이트를 개질한 흡착제를 만들고, 이를 통하여 실내공간용 저농도 이산화탄소의 흡착특성을 알아보았다. 흡착제 제조시에 흡착성능에 영향을 미치는 전처리 온도를 변수로 하여 흡착제의 이산화탄소 흡착 특성을 알아보았다. 실험결과 각 합성 변수에 따른 흡착제의 안정성과 특성을 이용하여 최적 합성 방법을 도출할 수 있었으며, 이를 통해 기존 제올라이트보다 우수한 흡착성능을 구현할 수 있었다.

• Clean Technology
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• v.24 no.4
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• pp.287-292
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• 2018

Effect of physical property of activated carbon on its carbon dioxide adsorption was investigated for the effective control of carbon dioxide. Pinewood sawdust and coal were used as raw materials of activated carbon. Specific surface area, micropore volume and mesopore volume of the prepared activated carbons were determined, respectively. The prepared activated carbons were analyzed for their adsorption capacity of carbon dioxide. The adsorption capacity was then presented with respect to the surface area, micropore volume and mesopore volume, respectively. As a result, the specific surface area and micropore volume of both pinewood and coal activated carbon were highly related to its carbon dioxide capacity. Its mesopore volume hardly affected its carbon dioxide capacity. Preparation of activated carbon with high specific surface area and micropore volume was found to be critical to the effective control of carbon dioxide.

• 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.

• Korean Chemical Engineering Research
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• v.50 no.5
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• pp.885-889
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• 2012

In this study, amine and metal oxide additives were investigated to improve $CO_2$ adsorption capacity of activated carbons (ACs). The characteristics of surface modified ACs were studied by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), $N_2$ adsorption, X-ray diffraction (XRD), and BET. Amine surface treatment decreased specific surface area and pore volume of ACs, but increased alkalinity by the incorporated nitrogen functional groups. Adsorption capacities of amine functionalized ACs was larger than original ACs, because basic group which can react with $CO_2$ was grafted on the ACs surface. Presence of copper oxides on ACs also enhances the carbon dioxide adsorption. The copper oxides could increase the adsorption rate of carbon dioxides due to the acid-base interaction (or electron acceptor-donor interaction). It was found that copper oxide loading was a promising method to improve the $CO_2$ adsorption capacity of ACs.

• Journal of Korean Society of Environmental Engineers
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• v.37 no.3
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• pp.175-181
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• 2015

Activated carbon impregnated with polyethyleneimine (PEI) was evaluated as a functionalized adsorbent for $CO_2$ capture. The $CO_2$ adsorption characteristics of the adsorbents was undertaken using GC/TCD, BET surface area and FT-IR. A series of adsorbents were synthesized by impregnating 10, 30, 50 wt% of PEI on activated carbons and were investigated $CO_2$ adsorption capacity at high and low adsorption temperature. The $CO_2$ adsorption capacity at $20^{\circ}C$ and $100^{\circ}C$ was as follow: AC > PEI(10)-AC > PEI(30)-AC > PEI(50)-AC at $20^{\circ}C$ and PEI(10)-AC > PEI(30)-AC > PEI(50)-AC > AC at $100^{\circ}C$. Adsorption capacities of amine functionalized AC was lager than virgin AC at high temperature due to chemisorption by amino-group content. From the results, the PEI(10)-AC showed one of the most promising adsorbents for $CO_2$ capture from flue gas at high temperature.

• Prospectives of Industrial Chemistry
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• v.23 no.4
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• pp.1-12
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• 2020

최근 실내 공기질(IAQ; indoor air quality)을 악화시키는 물질 중 하나인 이산화탄소 저감 연구가 다수 진행되고 있다. 현재 이산화탄소를 저감하는 방법에는 흡착법, 흡수법, 막분리법 등이 있다. 그 중 흡수법은 액체 상태의 흡수제를 분사하는 공정 특성상 실내에 적용하기 어렵고 2차 오염물 또는 폐수가 발생할 수 있다. 또한, 막분리법은 이산화탄소 분리를 위한 응집 및 침전과 같은 전처리 과정이 필요하므로 실내 이산화탄소 저감에 적합하지 않다. 반면, 흡착법은 비교적 저렴하고 운영이 간단하여 적용 사례가 증가하였으며, 유동 인구가 많고 환기가 어려운 지하철, 버스 등의 대중교통 차량 내부 및 교실, 사무실, 공공시설에서 배출되는 실내 이산화탄소를 제어할 수 있다는 장점이 있어 가장 적합한 해결책으로 알려져 있다. 흡착 공정에 사용되는 대표적인 흡착제 종류에는 활성탄, 제올라이트, 알루미나 등이 있으며, 이 흡착제들을 개질 및 성형하여 흡착제의 성능 및 기계적 강도를 증진시키는 고도화 연구가 활발히 수행되고 있다. 이처럼 적용 대상 내 설치 및 교체가 용이하도록 하는 흡착제 제조 기술 개발이 필요한 실정이며, 흡착제를 상용화 수준까지 발전시킴으로써 강화된 실내 공기질 규제 기준에 대한 대응 및 삶의 질 향상이 기대된다.

• Journal of Korean Society of Environmental Engineers
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• v.33 no.9
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• pp.686-691
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• 2011

The $CO_2$ adsorption and characteristics of mesoporous silica MCM-41 impregnated by MEA (Monoethanolamine) were examined in this study. The adsorbents were characterized by XRD (X-ray powder diffraction), FT-IR (Fourier transform infrared spectroscopy), $N_2$ adsorption-desorption isotherms. $CO_2$ adsorption measurements were carried out using a GC-TCD unit using 15% $CO_2$ gas. The $CO_2$ adsorption capacity of MCM-41 increased by MEA contents to 10~40 wt%, otherwise MEA content of 50 wt% was decreased $CO_2$ adsorption capacity. The amines tended to deform at MCM-41 surface if too many amines were provided. Therefore $CO_2$ adsorption capacity can be decreased. The results of this study suggest it is important to control content of MEA in MCM-41 for adsorption of $CO_2$.

• Clean Technology
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• v.7 no.4
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• pp.265-272
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• 2001

본 연구는 지구 온난화 현상의 주원인이 되는 $CO_2$ 를 화력발전소 연도가스로부터 분리 회수하기 위한 PSA 공정 개발용 기초자료를 습득하기 위하여 실시하였다. 연도가스와 유사한 조건하에서 국내에서 제조된 활성탄을 이용하여 이산화탄소 및 밸런스를 이루고 있는 질소 가스의 흡착평형 및 흡착속도 실험을 실시하였으며, 분석을 위하여 자체 제작한 장치(부피측정법) 및 TGA 장치를 각각 사용하였다. 이 연구에서 획득한 흡착등온선으로부터 사용된 흡착제가 이산화탄소의 분리에 적절한지 판단할 수 있었다. 또한, TGA에 의해 측정된 흡착속도 자료는 향후 사용될 흡착탑의 파과곡선 예측에 사용될 수 있다. 연구결과로부터 다음과 같은 사실을 알 수 있었다. 첫째, 낮은 흡착온도 일수록 흡착량이 많고 빠른 흡착속도를 나타내었다. 둘째, 압력이 높아질수록 흡착량은 증가하였다. 셋째, SGT활성탄이 SGA-100 및 SGP-100활성탄 보다 다소 많은 흡착량과 빠른 흡착속도를 보였다.