SCOPUS
KCI등재
사불화탄소 플라즈마 반응에 의해 처리된 활성탄소의 CO<sub>2</sub> 흡착 성능 향상 = Improving CO<sub>2</sub> Adsorption Performance of Activated Carbons Treated by Plasma Reaction with Tetrafluoromethane
저자
민충기 ( Chung Gi Min ) ; 임채훈 ( Chaehun Lim ) ; 정서경 ( Seo Gyeong Jeong ) ; 명성재 ( Seongjae Myeong ) ; 이영석 ( Young-seak Lee )
발행기관
학술지명
권호사항
발행연도
2023
작성언어
-주제어
KDC
500
등재정보
SCOPUS,KCI등재,ESCI
자료형태
학술저널
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수록면
170-174(5쪽)
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CO<sub>2</sub>는 지구온난화의 원인 중 하나로 알려져 있으며 포집을 위하여 다양한 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 표면 특성 변화를 통하여 활성탄소의 CO<sub>2</sub> 흡착 능력을 향상시키고자 사불화탄소 플라즈마 반응을 진행하였으며, 반응 시간에 따른 흡착 특성을 고찰하였다. 플라즈마 반응 이후 활성탄소의 미세기공 부피가 모두 늘어났으며, 최대 1.03 ㎤/g까지 증가하였다. 또한 반응 시간의 증가에 따라 활성탄소 표면에 존재하는 불소 함량이 0.88%까지 증가하였다. 결과적으로 본 실험을 통하여 활성탄소의 기공 특성과 표면 작용기를 동시에 조절할 수 있었다. 본 연구에서 표면 처리된 활성탄소의 CO<sub>2</sub> 흡착량은 미처리 활성탄소에 비하여 최대 7.44%까지 향상되어, 반응 시간이 60 s일 때 3.90 mmol/g으로 가장 우수한 성능을 보였다. 이는 활성탄소 표면에 도입된 불소 작용기와 식각 효과에 의하여 증가된 미세기공 부피에 의한 시너지 효과 때문으로 판단된다. 또한, CO<sub>2</sub> 흡착량이 3.67 mmol/g보다 낮은 구간에서는 미세기공의 부피가 CO<sub>2</sub> 흡착에 더 큰 영향을 미쳤으며, 그보다 높은 구간에서는 도입된 불소의 함량이 더 큰 영향을 미치는 것을 알 수 있었다.
더보기CO<sub>2</sub> is known as one of the causes of global warming, and various studies are being conducted to capture it. In this study, a tetrafluoromethane (CF<sub>4</sub>) plasma reaction was performed to improve the CO<sub>2</sub> 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 ㎤/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 CO<sub>2</sub> 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 CO<sub>2</sub> adsorption in the region where the CO<sub>2</sub> uptake was less than 3.67 mmol/g, while the added fluorine content had a greater effect in the region above that.
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