수중 클로로포름 제거를 위한 산업용 활성탄 제조 및 정수기 카본필터 적용성 평가 :Production of industrial activated carbon for removing chloroform in water and evaluation of applicability of carbon filter for water purifier

노예은

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자료유형: 학위논문

저자정보: 노예은 (부산대학교 )

지도교수: 황인성

발행연도: 2023

저작권: 부산대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.

이용수38

이 논문의 연구 히스토리 (2)

2023

수중 클로로포름 제거를 위한 산업용 활성탄 제조 및 정수기 카본필터 적용성 평가

노예은 환경공학과 2023.01 학위논문

2022

수중 클로로포름 흡착에 적합한 세공을 가진 활성탄 개발

노예은 , 황인성 대한환경공학회 학술발표논문집 2022.11 학술대회자료

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클로로포름은 정수과정의 염소소독단계에서 발생되는 소독부산물의 대표적인 물질이며 발암성 물질로 알려져 있어 음용수 섭취 전 제거가 필요하다. 활성탄을 이용한 흡착방법이 경제적인 면에서 가장 효율적이지만 물리적 활성화로 제조된 활성탄은 흡착속도가 느려 제거가 어렵다. 따라서 KOH와 K2CO3를 이용한 화학적 활성화를 통해 세공이 조절된 활성탄을 제조하여 제거율을 높이고자 한다. 활성화 온도와 시간에 변수를 두어 개질활성탄을 제조하였으며, 요오드흡착능과 비표면적, 세공분포를 비교하였다. 또한 클로로포름에 대한 흡착특성을 검토하기 위해 등온흡착실험, 시간에 따른 제거율을 비교하였다. KOH 비율이 3:1, 활성화 온도 800 ℃, 활성화 시간 2 h에서 KOH에 의한 화학적 활성화를 통해 제조된 활성탄이 비표면적 1,569 ㎎/g, 세공용적 0.77 mL/g으로 가장 높았으며, KOH를 활성화제로 사용하는 것이 K2CO3를 사용하였을 때 보다 더 큰 비표면적과 세공용적이 발달하였다. KOH 비율이 3:1, 활성화 온도 850 ℃, 활성화 시간 3h 조건으로 제조된 활성탄에서 12~14 Å세공이 가장 많이 형성되었으며, 50 ppm 클로로포름용액의 흡착시간에 따른 제거율이 가장 높았다. 클로로포름 제거율은 미세공용적 비율과 비례하는 것을 확인하였다. 등온흡착실험 결과 Sips 흡착등온식이 R2=0.9898로 가장 잘 맞았다. 가장 클로로포름 제거율이 높은 활성탄을 정수기용 카본필터로 성형하여 클로로포름 유효정수량을 평가하였으며, KOH 화학적 활성화로 제조된 활성탄이 통수량 1,000L 기준 97 %로 물리적 활성화로 제조된 활성탄보다 1.12배 높게 나타났다.

#활성탄 #클로로포름 #제거 #정수기필터

1. 소 개 1
2. 배 경 4
2.1. 활성탄의 제조 4
2.1.1. 물리적 활성화 5
2.1.2. 알칼리를 이용한 화학적 활성화 7
2.2. 활성탄을 이용한 클로로포름 흡착 9
2.3. 등온흡착식 12
2.4. 정수기에서의 활성탄 활용 14
3. 실험재료 및 방법 16
3.1. 원료 및 시약 16
3.2. 알칼리 활성화를 통한 활성탄 제조 16
3.2.1. 알칼리 활성화 16
3.2.2. 물리적 특성분석 17
3.3. 활성탄의 클로로포름 제거 18
3.3.1. 흡착시간에 따른 클로로포름 제거율 평가 18
3.3.2. 등온흡착실험 18
3.3.3. 정수기카본필터 성형 및 유효정수량 검사 19
4. 결과 및 고찰 20
4.1. 활성탄의 물리적 특성 20
4.1.1. KOH 활성화 온도에 따른 영향 20
4.1.2. KOH 활성화 시간에 따른 영향 23
4.1.3. K2CO3 활성화 시간에 따른 영향 25
4.1.4. 활성화 변수에 따른 질소 흡착-탈착 그래프 27
4.1.5. 활성화 변수에 따른 세공분포 30
4.2. 흡착시간에 따른 클로로포름 제거율 평가 33
4.3. 등온흡착실험 38
4.4. 정수기카본필터의 클로로포름 유효 정수량 41
5. 결론 43
참고문헌 45

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