인산 및 수증기 활성화에 의한 대나무 활성탄 제조 및 특성 연구

초록

대나무는 지구상에 존재하는 식물 중 적절한 기후와 토양조건에서 생산성이 가장 높고, 성장속도가 가장 빠른 다년생 식물로 알려져 있다. 전통적으로 아시아에서 대나무는 음식, 건축 및 다양한 재료로 활용되고 있다. 바이오매스 자원으로 대나무는 열분해과정을 거쳐 활성탄으로 제조될 수 있다. 본 연구에서는 탄화온도, 활성화 온도, 시간, 수증기의 양, 그리고 인산의양 등을 변화에 따른 최적의 대나무 활성탄 제조 연구를 수행하였다. 대나무 탄화 후 수증기 활성화를 위해 700 ~ 900 ℃의 온도, 0.8 ~ 1.8 mL-H2O g-char-1 h-1 수증기 유량 범위에서 1 ~ 3 h 동안 활성화를 진행하였다. 수증기 유량을 1.4mL-H2O g-char-1 h-1으로 2 h 동안 실험한 결과 활성탄 수율과 비표면적은 각각 2.04 ~ 20.59 wt%, 499.17 ~ 1074.04 m2 g-1의값이 나왔다. 대나무와 인산의 질량비를 1:1로 혼합한 후 700 ℃에서 유량 1.4 mL-H2O g-char-1 h-1 속도로 2 h 동안 활성화를진행한 결과 활성탄 수율과 비표면적은 각각 24.67 wt%, 1389.59 m2 g-1의 값이 나타냈다. 제조된 대나무 활성탄을 대상으로 메틸렌블루 흡착 실험을 통해 유사 1차, 2차 속도식 모델을 적용하였으며, 화학적 흡착을 의미하는 유사 2차 속도식에 따랐다.

키워드