제조법에 따른 MgO 나노입자의 이산화탄소 흡착 특성 예비 연구
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2021
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Korean
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학술저널
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152-152(1쪽)
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기후변화의 심각성이 대두되면서 탄소중립을 위해 대표적 온실가스인 이산화탄소(CO₂)의 배출을 줄일 수 있는 탄소포집 및 전환기술(Carbon Capture, Utilization and Storage (CCUS))에 대한 관심이 높고 많은 연구가 이루어지고 있다. 특히, MgO는 CaO와 함께 Mineral Carbonation에 의한 화학적 흡착으로 CO₂를 제거할 수 있는 물질로 잘 알려져 있다. 게다가, MgO를 나노입자로 만들어 표면적을 넓히면 CO₂ 흡착성능이 향상됨이 잘 알려져 있다. 본 연구에서는 MgO 나노입자를 두 가지 에어로졸 공법(Self Combustion (SC), Flame Metal Combustion (FMC))으로 제조한 뒤, 상용 MgO 나노파우더와 함께 시간에 따른 CO₂ 흡착 특성의 차이를 비교, 분석하였다.
흡착 과정에서 나타나는 형상, 크기, 화학적 조성의 변화를 SEM, TEM, XRD, FT-IR를 이용하여 분석하였다. SC법으로 제조한 MgO 나노입자는 일반적으로 정육면체 형상을 나타내지만, FMC법으로 제조한 MgO 나노입자는 모서리가 Terrace 진 입자도 만들어짐을 확인하였다. XRD 분석결과를 사용하여 SC, FMC법으로 제조한 MgO 나노입자와 상용 MgO의 다른 결정성을 확인할 수 있었다. 증류수에 혼합하여 슬러리 상태 만들었을 때 제조법에 Mg(OH)2로 전환되는 정도가 다르게 나타났으며, CO₂를 흡착하는 과정에서 탄산염(MgCO₃)으로 전환되는 속도에서도 차이를 보였다. TGA-DSC를 이용하여 CO₂ 흡착량에 대한 정량적 비교 시에도 제조법에 따른 경향성의 차이를 나타내었다.
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