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본 연구는 실내공기질의 평가지표인 이산화탄소를 효과적으로 제어하기 위해, 활성탄소 나노섬유를 이용한 흡착·제어기술을 연구하고자 하였다. 연구는 PAN(Polyacrylonitrile) 전구체 용액을 사용한 전기방사(electrospinning) 방법으로 제조된 나노섬유를 고온에서 활성화하여 비표면적과 미세공 부피를 증가시켰다. 다음 단계로, 제조된 활성탄소 나노섬유 표면을 70% HNO3로 산화처리한 후, TEPA(tetraethylenepentamine)용액으로 함침시킴으로 섬유표면의 알칼리성을 증진시켰다. 일련의 조건으로 제조된 활성탄소 섬유들에 대한 이산화탄소(3000 ppm)의 흡착능을 평가하는 실험을 진행하였다. 활성화 시간（30분, 60분, 90분)이 길어질수록 섬유 표면의 비표면적과 총 세공부피가 증가하였는데, 섬유표면의 비표면적은 308.4 m2/g에서 839.4 m2/g으로 증가하였고, 총 세공부피는 7.882 cm3/g에서 27.50 cm3/g으로 증가하였다. TEPA 함침 할 경우, 미세공의 막힘으로 인해 활성탄소섬유의 비표면적과 세공부피가 크게 감소하였지만, HNO3 산화처리에 의해 아민량이 6.42%에서 17.19%로 증가한 결과, 이산화탄소 흡착능을 향상시킬 수 있는 것으로 분석되었다. 결론적으로, 활성탄소 섬유에 대한 60분간 활성화 과정과 HNO3와 TEPA 함침 처리 등의 일련의 과정을 거친 흡착제(60-ANF-HNO3-TEPA)의 저농도(0.3%) 이산화탄소(N2 가스와 혼합)의 흡착능이 가장 우수한 것으로 확인되었다. 이러한 결과는 실내공기 중 저농도 이산화탄소도 효율적으로 흡착·제어할 수 있는 기술로 활용될 수 있으리라 사료된다.
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참고문헌 (34)
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Adelodun AA / 2014 / Effect of UV-C on pre-oxidation prior amination for preparation of a selective CO2 adsorbent / Journal of Analytical and Applied Pyrolysis 105:191~198
Adelodun AA / 2014 / Stabilization of potassium-doped activated carbon by amination for improved CO2selective capture / Journal of Analytical and Applied Pyrolysis 108:151~159
Adelodun AA / 2013 / Integrated basic treatment of activated carbon for enhanced CO2 selectivity / Applied Surface Science 286(1):306~313
Chiang YC / 2017 / Effect of relative humidity on adsorption breakthrough of CO2 on activated carbon fibers / Materials 10(11):1296
Chingombe P / 2005 / Surface modification and characterisation of a coal-based activated carbon / Carbon 43(15):3132~3143
Adelodun AA / 2014 / Stabilization of potassium-doped activated carbon by amination for improved CO2selective capture / Journal of Analytical and Applied Pyrolysis 108:151~159
Adelodun AA / 2013 / Integrated basic treatment of activated carbon for enhanced CO2 selectivity / Applied Surface Science 286(1):306~313
Chiang YC / 2017 / Effect of relative humidity on adsorption breakthrough of CO2 on activated carbon fibers / Materials 10(11):1296
Chingombe P / 2005 / Surface modification and characterisation of a coal-based activated carbon / Carbon 43(15):3132~3143
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