SCOPUS
KCI등재
Pitch 계 활성탄소섬유를 이용한 NO_2 흡착 = NO_2 Adsorption using Pitch-based Activated Carbon Fiber
저자
문승현 (한국에너지기술연구원) ; 전상구 (한국에너지기술연구원) ; 신대현 (한국에너지기술연구원) ; 김광호 (한국에너지기술연구원) ; 오창섭 (호서대학교 화학공학과)
발행기관
학술지명
Korean Chemical Engineering Research(HWAHAK KONGHAK) (Korean Chemical Engineering Research)
권호사항
발행연도
2002
작성언어
Korean
주제어
KDC
570
등재정보
SCOPUS,KCI등재,ESCI
자료형태
학술저널
발행기관 URL
수록면
133-138(6쪽)
제공처
소장기관
핏치계 활성탄소섬유(ACF)를 1,100℃에서 열처리하거나 원료 그대로 사용하여 NO_2 250-1,000 ppm, O_2 0-10%, 반응온도 30-70℃의 조건에서 NO_2의 흡착 및 환원 특성을 고찰하였다. TPD 실험과 DRIFTS 분석으로 NO_2 흡착종을 분석하였다. ACF상에서 NO_2는 빠른 속도로 환원과 흡착이 이루어졌고, 반응온도가 상승할수록 흡착파과점의 출현이 빨라졌으며 정상상태에서 NO_2흡착/환원 비가 증가하였다. NO_2유입농도가 증가하면 흡착속도와 환원속도 모두 빨라져 파과점 역시 짧은 시간에 나타나고, ACF가 지니고 있는 활성점의 양이 일정함을 알 수 있었다. 산소농도 증가는 NO_2의 흡착속도 증가 및 환원속도 감소로 나타났는데 파과점의 출현은 흡착과 관계가 있음을 나타내었다. NO_2흡착 후의 TPD 실험에서 발생하는 가스의 O/N몰비는 흡착시간이 길수록 감소하였으며 일정한 값에 수렴하여 ACF에 흡착된 NO_2는 흡착시간이 길수록(흡착량이 증가할수록) 높은 산화상태에서 낮은 산화상태로 변화됨을 알 수 있었다. 이러한 사실은 DRIFTS 측정에서도 확인되었다. NO_2의 흡착과 환원반응에 관계하는 활성점을 파악하기 위하여 여러 가지 전처리로 ACF표면의 산소관능기 종류와 양을 조절하였고, 이들 시료에서 NO_2의 흡착실험을 한 결과 NO_2의 흡착점은 C=0이고 환원활성점은 vacant carbon이라는 것을 확인하였다.
Adsorption and reduction of NO_2 over pitch based ACFs as received and calcined at 1,100℃ were studied in the ranges of concentrations (NO_2: 250-1,000ppm, O_2: 0-10%) and temperatures (30-70℃). Temperature-programmed-desorption(TPD) and Diffuse reflectance spectroscopy (DRIFTS) were also applied to analyze adsorbed NO_2 species. Pitch based ACFs showed rapid NO_2 reduction and adsorption. A higher reaction temperature of 70℃ decreased the ratio of NO_2 adsorption to reduction in the stationary state and shortened the time to the breakthrough. Higher NO_2 concentration increased the rates of both adsorption and reduction to shorten breakthrough time, whereas oxygen changed NO_2 profiles, by enhancing NO_2 adsorption rate and decreasing both reduction rate and capacity. The mole ratio of O/N evolved from TPD decreased and converged to a constant value according to NO_2 adsorption time, showing that NO_x species adsorbed on the ACF changed its oxidation state from higher to lower one along with the time of NO_2 adsorption. Such a trend was confirmed by the DRIFTS spectra of the adsorbed NO_2 over the ACF. To investigate active sites for NO_2 adsorption and reduction, the amount and types of oxygen functional groups were controlled by various pre-treatment. NO_2 adsorption on these pre-treated ACF showed that NO_2 adsorption site was C=0 and NO_2 reduction site was vacant carbon.
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