Reducing CO2 into high value fuels and chemicals is considered a great challenge in the 21st century. Efficiently activating CO2 will lead to an important way to utilize it as a resource. This article reviews the latest progress of g-C3N4 based catalysts for CO2 reduction. The different synthetic methods of g-C3N4 are briefly discussed. Article mainly introduces methods of g-C3N4 shape control, element doping, and use of oxide compounds to modify g-C3N4. Modified g-C3N4 has more reactive sites, which can significantly reduce the probability of photogenerated electron hole recombination and improve the performance of photocatalytic CO2 reduction. Considering the literature, the hydrothermal method is widely used because of its simple equipment and process and easy control of reaction conditions. It is foreseeable that hydrothermal technology will continue to innovate and usher in a new period of development. Finally, the prospect of a future reduction of CO2 by g-C3N4-based catalysts is predicted.
Cho Yun-Kyoung;Kim Hyun-Seok;Kim Ju-Won;Lee Sang-Yun;Kim Woo-Sik;Ryu Jong-Hoon;Lim Gio-Bin
KSBB Journal
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v.19
no.6
s.89
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pp.427-432
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2004
The purpose of this study is to investigate the feasibility of a cosolvent-modified supercritical $CO_2\;(scCO_2)$ extraction technique for the production of licorice extracts with high levels of glabridin. The effects of various parameters such as the type and amount of modifiers, extraction temperature ($40{\sim}80^{\circ}C$) and pressure ($10{\sim}50.0\;MPa$) on the extraction efficiency were examined at a fixed flow rate of 1 mL/min. The organic solvent extraction with pure methanol was also conducted for a quantitative comparison with the $scCO_2$ extraction. The recovery of glabridin from licorice was found to be extremely small for pure $scCO_2$. However, the addition of modifiers such as ethanol and acetone to $scCO_2$ resulted in a significant improvement in the recovery of glabridin. The recovery of glabridin was observed to increase with pressure at a constant temperature. Furthermore, the purity of the glabridin obtained from the $scCO_2$ extraction was higher compared with the organic solvent extraction.
The main purpose of this study was to develop the greenhouse gas emission factor for power plant using sub-bituminous coal. In Korea, Fired power plant are a major source of greenhouse gases within the fossil fuel combustion sectors, thus the development of emission factors is necessary to understand the characteristics of the national specific greenhouse gas emission and to develop nation specific emission factors. These emission factors were derived from the $CO_2$ concentrations measurement from stack and fuel analysis of sub-bituminous coal. Caloric value of sub-bituminous coal used in the power plants were 5,264 (as received basis), 5,936 (air-dried basis) and 6,575 kcal/kg (dry basis). The C emission factors by fuel analysis and $CO_2$ concentration measurement was estimated to be 26.7(${\pm}0.9$), 26.3(${\pm}2.8$)tC/MJ, respectively. Our estimates of C emission factors were comparable with IPCC default value.
The evaporation heat transfer coefficient and pressure drop of $CO_2$(R-744) in a horizontal tube was investigated experimentally. The main components of the experimental apparatus are a receiver, a variable-speed pump, a mass flow meter, a pre-heater and an evaporator(test section). The test section consists of a horizontal stainless steel tube of 4.57 mm inner diameter. The experiments were conducted at mass flux of $200{\sim}1000\;kg/m^2s$ saturation temperature of $0{\sim}20^{\circ}C$, and heat flux of $10{\sim}40\;kW/m^2$. The test results showed that the heat transfer coefficient of $CO_2$ has a greater effect on nucleate boiling more than convective boiling. Mass flux of $CO_2$ does not affect nucleate boiling too much. In comparison with test data and existing correlations, All of the existing correlations for the heat transfer coefficient underestimated the experimental data. However lung et al.'s correlation showed a good agreement with the experimental data. The evaporation pressure drop of $CO_2$ increases with increasing mass flux and decreasing saturation temperature. When comparison between the experimental pressure drop and existing correlations. Existing correlations failed to predict the evaporation pressure drop of $CO_2$.
Citrus juice was treated with supercritical carbon dioxide $(SC-CO_{2})$ as an alternative to heat for pectinesterase (PE) inactivation to minimize undesirable changes in flavor, color and ascorbic acid loss caused by the current heat treatment, and the effect of temperature $(40,\;50,\;60^{\circ}C)$, pressure (138, 276 bar) and process time $(5{\sim}130\;min) $ on PE activity was determined. PE in temperature control samples was inactivated by 54% at $40^{\circ}C$ after 130 min, 84% at 50% after 60 min and 83% at $60^{\circ}C$ after 30 min treatment compared to the original juice. PE inactivation in $(SC-CO_{2})$ treated samples at 138 bar was 83% at $40^{\circ}C$ after 130 min, 88% at $50^{\circ}C$ after 20 min and 87% at $60^{\circ}C$ after 10 min. %PE inactivation due to pressure was higher at low temperature and lower at high temperature. Higher temperature, Pressure and longer process time resulted in higher %PE inactivation. Nonlinearity in the curves of PE inactivation at different temperatures and pressures indicated that at least two forms of PE existed in citrus juice with different stabilities.
The technical feasibility of removing cholesterol from milk fat by supercritical carbon dioxide $(SC-CO_2)$ extraction followed by adsorption on different adsorbents and of fractionating milk fat into different fatty acid composition at $40^{\circ}C/276$ bar was investigated. Cholesterol could be selectively removed from milk fat by adsorption on a typical commercial florisil with $SC-CO_2$ extraction. Lower weight ratio of milk fat feed to florisil showed higher reduction of cholesterol, but gave lower yield in the milk fat fractions. The effective capacity of florisil for removing cholesterol from milk fat was 2.0g/g, which is the ratio of the fat feed to the adsorbent for 89% cholesterol reduction with a fat yield of 57.5%. Fatty acid composition showed higher short-chain and lower unsaturated long-chain fatty acids in the extracted fractions. Milk fat fractionation method by supercritical fluid extraction in coupled with adsorption would appear suitable for removing undesirable ingredients such as cholesterol and for enriching short-chain fatty acids in the fractions.
Repair reaction of plasma damaged porous methyl doped SiOCH films was carried out with silylation agents dissolved in supercritical carbon dioxide ($scCO_2$) at various reaction time, pressure, and temperature. While a decrease in the characteristic bands at $3150{\sim}3560cm^{-1}$ was detectable, the difference of methyl peaks was not identified apparently in the FT-IR spectra. The surface hydrophobicity was rapidly recovered by the silylation. In order to induce effective repair in bulk phase, the wafer was heat treated before reaction under vacuum or ambient condition. The contact angle was slightly increased after the treatment and completely recovered after the subsequent silylation. Methyl groups were decreased after the plasma damage, but their recovery was not identified apparently from the FT-IR, spectroscopic ellipsometry, and secondary ion mass spectroscopy analyses. Furthermore, Ti evaporator was performed in a vacuum chamber to evaluate the pore sealing effect. The GDS analysis revealed that the open pores in the plasma damaged films were efficiently sealed with the silylation in $scCO_2$.
Park, IL-Gun;Hong, Min-Sun;Kim, Beom-Seok;Kim, Heung-Lea
Journal of Korean Society of Environmental Engineers
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v.36
no.3
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pp.185-191
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2014
In this paper, absorption and reaction characteristics of low $CO_2$ and alkanolamines were investigated. As MEA concentrations increase 1, 2 and 3 wt%, $CO_2$ loadings decrease 0.34 mol-$CO_2/mol$-absorbent, 0.32 mol-$CO_2/mol$-absorbent and 0.3 mol-$CO_2/mol$-absorbent, respectively. Also, $CO_2$ loadings decrease from 0.32 mol-$CO_2/mol$-absorbent, 0.30 mol-$CO_2/mol$-absorbent and 0.28 mol-$CO_2/mol$-absorbent as AMP concentrations increase 1, 2 and 3 wt%. Experimental results with blending solutions show that $CO_2$ loading was the highest, 0.52 mol-$CO_2/mol$-absorbent, when 0.5 wt% MEA and 0.5 wt% AMP were blended.
The amount of greenhouse gas emission reduction based on INDCs (Intended Nationally Determined Contributions) submitted to UN by each party is not sufficient to achieve the Paris Agreement's aim to "hold the increase in the global average temperature to well below $2^{\circ}C$ above pre-industrial levels and to pursue efforts to limit the temperature increase to $1.5^{\circ}C$" which was determined in the $21^{st}$ Conference of the Parties to the UNFCCC (COP 21). Accordingly, the emission reduction target of each party will be revised for the $2^{\circ}C$ goal. Among the several options to reduce the carbon emission, CCS (Carbon Capture and Storage) is a key option to curb $CO_2$ emissions from large emission sources such as fossil-based power plants, cement plants, and steel production plants. A large scale CCS demonstration projects utilizing $1^{st}$ generation $CO_2$ capture technologies are under way around the world. It is anticipated, however, that the deployment of those $1^{st}$ generation $CO_2$ capture technologies in great numbers without government support will be difficult due to the high capture cost and considerable increase of cost of electricity. To reduce the carbon capture cost, $2^{nd}$ and $3^{rd}$ generation technologies are under development in a pilot or a bench scale. In this paper, current status of large scale CCS demonstration projects and the $2^{nd}$ and $3^{rd}$ generation capture technologies are summarized. Novel capture technologies on wet scrubbing, dry sorbent, and oxygen combustion are explained in detail for all capture areas: post-combustion capture, pre-combustion capture, and new combustion technologies.
Baei, Mohammad T.;Peyghan, Ali Ahmadi;Bagheri, Zargham
Bulletin of the Korean Chemical Society
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v.33
no.10
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pp.3338-3342
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2012
Covalent functionalization of a $B_{12}N_{12}$ nano-cage with $CO_2$ molecule has been investigated using density functional theory in terms of energetic, geometric, and electronic property analyses. Results show that besides two physisorption configurations, $CO_2$ preferably tends to perform [2+2] addition on B-N bonds of the cluster which are shared between six-membered and four-membered rings, releasing energy of 14.99 kcal/mol for adsorption of the first $CO_2$ and of 15.45 kcal/mol for the second one (per each molecule). On the basis of calculated density of states, we have found that the electronic properties of the physisorbed $B_{12}N_{12}$ by $CO_2$ have not changed, while slight changes have been predicted in the functionalized cases. Present results might be helpful to provide an effective way to modify the $B_{12}N_{12}$ properties for further purifications and applications.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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