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광기 삼
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1 Korean Chem. Eng. Res., Vol. 42, No. 2, April, 2004, pp 구리첨착 ACF 에의한 NO 의분해이운규 김기환 유승곤 박방삼 * 충남대학교화학공학과 대전시유성구궁동 220 * 국방과학연구소 대전시유성구유성우체국사서함 35-1 (2003 년 10 월 1 일접수, 2004 년 1 월 6 일채택 ) Decomposition of NO by Cu-impregnated ACFs Woon Kyu Lee, Ki Hwan Kim, Seung Kon Ryu and Bang Sam Park* Department of Chemical Engineering, Chungnam National University, 220 Gung-dong, Yuseong-gu, Daejeon , Korea *Agency for Defence Development, P.O Bax 35-1, Yuseong-gu, Daejeon , Korea (Received 1 October 2003; accepted 6 January 2004) 요 레이욘계활성탄소섬유 (KF-1500) 에구리를첨착하고반응관에충전한후 o C 에서 NO 가스를통과시키면서촉매분해시켰다. NO 가스의주입농도는 1,300 ppm 이다. 구리를첨착하지않았을때는 NO 가스를거의흡착하지않았으나구리를 5 혹은 10 wt% 첨착시킨활성탄소섬유는 400 o C 에서는 6 시간이상 200 ppm 미만의 NO 농도를유지하면서효과적으로분해시켰다. 구리는활성탄소섬유의미세공입구탄소에첨착되며, 활성탄소섬유에첨착된구리 [ACF-C(Cu)] 는반응의초기에는 [ACF-C(Cu 2 O)] 가되면서 NO 를 N 2 로환원시켰다. [ACF-C(Cu 2 O)] 도 NO 를환원시켜 N 2 를발생시키면서 [ACF- C(CuO)] 가되었다. 이러한반응이진행되는동안활성탄소섬유의질량은거의변함이없었으므로첨착된구리가촉매로작용하였다고판단되며, 촉매환원은반응온도가높을수록가속되었다. 약 Abstract NO gas was decomposed by Cu-impregnated rayon based ACF in a column reactor at o C in helium surrounding. Initial NO concentration was 1,300 ppm. The as received ACF adsorbed NO very little. However, NO was effectively decomposed by 5-10 wt% Cu-impregnated ACF a t o C. The concentration of NO was maintained less than 200 ppm for 6 hours in this system. Copper was impregnated at the entrance of micropores. Impregnation of Cu particles on ACF should be homogeneously distributed to increase the capacity of catalytic reduction of NO. The Cu-impregnated ACF-C(Cu) deoxydized NO to N 2 and was reduced to ACF-C(Cu 2 O) in the initial stage. The ACF-C(Cu 2 O) also deoxidized NO to N 2 and was reduced to ACF-C(CuO). There was little consumption of ACF in mass during the catalytic reduction of NO to N 2 by copper. The catalytic reduction was accerelated by increasing the reaction temperature. Key words: Nitrigen Oxide, Copper Impregnated ACF, Catalytic Reduction of NO 1. 서론 현재, 산업현장에서배출되는대규모대기오염물의마지막처리는활성탄소탑흡착공정을많이이용하고있으나탄소흡착제는암모니아나 NO x, SO x 같은저분자량의극성이있는분자는물리흡착이어려워처리효율이낮다. 그리하여고농도 NO x 등을처리하기위하여는활성탄소에금속을첨착 [1, 2] 혹은 zeolite 에철이나구리등을첨착 [3, 4] 하고암모니아분위기에서선택적촉매반응으로이들을분해처리하는공정이개발되고있다. Chan 등 [5] 은 873 K 로유지된 Montana lignite char 충전흡착탑에 NO 를통과시킬때 N 2 와아울러 CO 와 CO 2 가발생된다고보고하였고, Rodrigues-Mirasol 등 [6] 은아무것도첨착하지않은활 To whom correspondence should be addressed. skryu@cnu.ac.kr 성탄소는 1,000 K 이상에서 NO 를분해시키지만, K 를첨착하면 860 K 에서 NO 및 N 2 O 의분해가훨씬가속되고생성되는가스도 CO 대신에 CO 2 임을보고하였다. Illan-Gomez 등 [7, 8] 은 Co, Ni, Fe, Cu 를첨착한활성탄소를사용하면 NO 환원온도를상당히낮출수있고, 그후전이금속을첨착한활성탄소로 NO 제거를수행한결과반응온도를훨씬더낮출수있었으며, 특히 Co 첨착활성탄소의경우 400 o C 에서우수한 NO 화학흡착을이루었다고보고하였다. 근래에개발된활성탄소섬유 (ACF; activated carbon fiber) 는비표면적과총세공부피가기존의활성탄소에비하여월등히크고, 발달된세공들이모두미세공들이며표면에노출되어있어서흡착질에대한확산저항이거의없기때문에흡착속도가활성탄소보다 100 배이상빠르고, 흡착용량이훨씬크다. 또한, 미세공의구조적특징으로인하여흡착질에따라서는완전탈착이가능할뿐만아니라, 기본형상이섬유이므로 196

2 직포, 부직포, 종이, 카트리지등의형태로가공하여사용할수있는장점이있다 [9, 10]. 최근에는표면에관능기를부여하거나전이금속을첨착시켜흡착효율을높이거나촉매적특성을높이는응용연구에관심들이집중되고있다. 실제로, Kaneko 등 [11] 은 Fe 첨착 ACF 에의한 NO 의흡착능은입상 AC 보다월등히우수함을보고하였고, Imai 등 [12] 은표면에 α-feooh 분말을분산시킨 ACF 가실온에서도 NO 를화학흡착하는능력이있음을밝혔다. Fu [13] 도약 5wt% Pd 혹은 Pd/Cu 첨착 ACF 에 NO 혹은 NO/CO 혼합물을통과시킨결과 300 o C 에서거의 100% 의제거능력이있음을보고했고, Mochida 등 [14] 도 ACF 를이용한 NO 의환원과산화에대하여보고하였다. Park 등 [15, 16] 도구리를전해도금시킨 ACF 에 NO 를통과시키면서 500 o C 에서촉매산화시킨결과 NO 를 N 2 로전환시키는효과가좋았고 CO 2 도발생하지않았다고보고하였다. 그러나이러한연구는이제시작단계이며실험조건이다다르므로검증이필요하며또한더경제적인처리조건의제시가필요하다. 그러므로, 이연구는에너지물질소각시에발생하는기상질소산화물 (NO) 을금속첨착활성탄소섬유를충전한반응탑을통과시키면서배출농도를크게낮추는데목적이있다. 즉, 촉매환원능력이우수한구리를여러함량으로첨착시킨활성탄소섬유를준비하고미세공의구조적특성을살펴보며, 이들을충전시킨반응탑에여러조건으로 NO 를통과시키면서촉매반응에의하여분해되는 NO 의파과곡선을측정하여반응탑의동특성을조사하고동시에첨착구리의반응메카니즘을분석하고자하였다. 2. 실험 본실험에사용된충전제는 3-4 mm 길이로습식분쇄한레이욘계활성탄소섬유부직포 (KF-1,500, 1,497 m 2 /g, 14.9 Å, Toyobo Co. Japan) 이고, NO 가스는농도를헬륨으로 1,300 ppm 으로희석하여사용하였으며, 첨착용질산구리염은 Cu(NO 3 ) 2 3H 2 O 이다. 구리첨착 ACF 는질산구리수용액에 ACF 를직접넣고구리를첨착시키는함침법을이용하여제조하였다. 즉, 질산구리염을증류수에용해시켜여러함량의수용액을만든다음 ACF 를첨가하고 1 시간동안교반하면서질산화물을함침시킨후 105 o C 에서 24 시간건조시켰다. 활성탄소섬유에첨착된구리의양은수용액내잔류구리의양을 ICP emission/mass spectrometer 를사용하여정량하고환산하였다. 구리질산화물첨착활성탄소섬유는헬륨분위기에서 400 o C 까지승온시키면서수화물과 NO 3 기를분해, 제거시켰다. 그리고 400 o C 까지승온하는동안의구리질산화물이첨착된활성탄소섬유의공기및질소분위기에서의열적거동을 TG/DTA(Dupont 9900) 분석을실시하여조사하였다. 또한, 구리첨착된활성탄소섬유의비표면적과총세공부피, 평균세공의크기등구조적특성의변화를조사하기위하여 BET 비표면적측정장치 (Micromeritics, ASPS 2010) 를사용하여질소등온흡착곡선을측정하였다. 구리첨착활성탄소섬유및촉매반응이진행된후활성탄소섬유내구리의존재와형태분석은 X- 선회절분석장치 (Rigaku Int. Co., D/MAX Ultima/PC) 를사용하여실시하였다. 구리첨착활성탄소섬유의표면상태및내부에서구리의분산형태를관찰하기위하여 SEM (Hitachi, S-2350) 과 TEM(JEOL Ltd. JEM 1010) 을사용하였다. NO 가스제거를위한실험장치의개략적인구성도를 Fig. 1 에도시하였다. 즉, 헬륨으로희석된 1,300 ppm 의 NO 가스가봄베로부터나와 o C 로유지된전기로내석영관 (I.D: 46 mm) 에충전된 3 g 의구리첨착활성탄소섬유 ( 충전밀도 : 0.06 g/cm 3 ) 를통과하고그일부를연도배기가스분석장치 (Stack Gas Analyzer, Horiba, model ENDA-600) 를사용하여배출농도를측정하였다. 이때의변수로는첨착함량, 반응온도, 충전높이, 충전밀도, NO 의유량, 산소의영향, 수분의영향, 고온에서구리촉매에의한충전 ACF 의반응성등이다. 구리첨착 ACF 에의한 NO 의분해 197 Fig. 1. Schematic flow diagram of the experimental apparatus. 3. 결과및고찰 3-1. 활성탄소섬유충전흡착탑에서의 NO 제거 Fig. 2 는표면처리를실시하지않은레이욘계 (KF-1500, as-received) 및피치계 ACF(A-20, Osaka Gas Co.) 3 g 씩을 6cm 높이로충전 ( 충전밀도 : 0.03 g/cm 3 ) 하고상온에서 1,300 ppm 의 NO 를 3.0 l/min 의유속으로통과시키면서얻은파과곡선이다. 그림으로부터약 초가지나면두종류 ACF 에서다같이유출농도가급격히증가하여상온에서흡착이별로이루어지지않았음을알수있다. 즉, NO 의흡착은특별한처리를하기전에는프리커서의종류에상관이없었다. 또한표면처리를실시하지않은 ACF(KF-1500) 3 g 을충전높이를달리 ( 충전밀도 : 0.045, 0.03, g/cm 3 ) 하고 NO 를통과시켜도충전밀도와상관없이약 초에서유출되기시작하였다. Fig. 3 은표면처리를실시하지않은 ACF 가높은온도에서 NO 와어떠한반응이일어나는지를관찰하기위하여수행된것이다. 즉, ACF 3 g 을 3cm 높이로충전 ( 충전밀도 : 0.06 g/cm 3 ) 하고같은실험을 300 o C 에서수행한결과짧은시간이경과하면 NO 가스가유출되어역시흡착은이루어지지않고있다. 또한, 초기에약간의 CO 가스가방출되고있음을알았다. 이러한결과들을분석할때, 표면처리를실시하지않은활성탄소섬유는비표면적과총세공부피가매우큼에도불구하고 NO 을거의흡착하 Fig. 2. Breakthrough curves of NO on ACFs at 20 o C, ρ=0.03 g/cm 3, C i =1,300 ppm, 3.0 l /min. Korean Chem. Eng. Res., Vol. 42, No. 2, April, 2004

3 198 이운규 김기환 유승곤 박방삼 Fig. 3. Breakthrough curves of NO on ACFs at 300 o C, ρ=0.06 g/cm 3, C i =1,300 ppm, 3.0 l /min. 지않음을알수있다. 이는활성탄소을비롯, 탄소흡착제가극성을갖고있는무기가스의흡착에는적절하지않다는 Park 과 Jang[15] 및 Chan 등 [5] 의보고와일치한다. 한편, 많은연구에서는탄소흡착제에금속을첨착하고 NO 를높은온도에서촉매환원시키면효과가있다는보고를하고있으므로 [7, 8], 이하에서는구리첨착에의한 NO 의촉매적분해를연구하기로하였다 구리첨착활성탄소섬유의특성분석활성탄소섬유 (KF-1500) 에함량이각각 3, 5, 10, 15, 20 wt% 되게 Cu 를첨착하고 400 o C 까지열처리한시료들의구조적및표면특성치를 Table 1 에정리하였다. 비표면적, 총세공부피, 미세공부피, 평균세공크기등은 77 K 에서질소등온흡착곡선을측정하여얻었다. 이 Table 로부터알수있는바와같이비표면적과총세공부피및미세공부피는금속첨착량이증가함에따라감소하고있다. 그러나평균세공크기는오히려약간커져약 16 Å 으로일정하게유지되고있다. 이러한결과는첨착된금속입자가미세공의입구를막거나내부로침투해들어가비표면적의크기를감소시키는것이며더작은미세공들이막힘으로서평균크기는오히려증가한것으로해석된다. 일반적으로다공성탄소를화학약품으로표면처리하면새로생긴작용기들이미세공의입구를막는것으로보고되고있다 [17]. 열처리시에미세공의내부로금속입자가침투해들어갈때는미세공의벽을들치면서들어가는경우가있으며이러한때에미세공의벽이원위치로복원되지않고미세공의입구가커져서평균크기가증가하기도한다 [18]. 또는미세공의내부로침투해들어간금속입자가열을받으면촉매산화로미세공의크기를확대하는경우도있다 [19]. 그러나이러한활동에도불구하고세공의크기는여전히미세공의범주에지나지않으며질소등온흡착곡선이 Fig. 4 와같이 Type I 을유지하고있다. Fig. 5 는질산구리염첨착 ACF 의열안정성을검토한결과이다. Fig. 4. Adsorption isotherm of N 2 on 10 wt% Cu-impregnated ACF at 77 K. : adsorption, : desorption. Fig. 5. TGA curves of 10 wt% Cu-impregnated ACFs in (a) air and (b) N 2. Cu(NO 3 ) 2 3H 2 O 의용융점이 o C 이므로그이전의중량감소는자유수의증발로, 그이후의중량감소는결정수가분해되어 Cu(NO 3 ) 2 이 Table 1. Structural characteristics of Cu-impregnated ACFs (KF-1500) ACF (Cu-wt%) Specific surface area (m 2 /g) Total pore volume (cc/g) Micropore volume (cc/g) Average pore dia. (Å) ACF-Cu 화학공학제 42 권제 2 호 2004 년 4 월 0 1, , , ,

구리첨착 ACF 에의한 NO 의분해 199 Fig. 6. SEM photos of Cu-impregnated ACFs. 되는과정으로판단되며 225 o C 이후의갑작스런중량감소는 Cu(NO 3 ) 2 의용융이발생되기때문이다. 공기분위기에서이용융은약 255 o C 에서끝나고구리는 CuO, Cu 2 O 의형태로첨착되어있음이확인되었다.

Fig. 6 은 3-20 wt% 구리첨착 ACF 의 SEM 사진들이다. 첨착량이증가할수록표면에붙는금속의양이증가하는것을관찰할수있다. 구리원자는 SEM 으로관찰하기어려운데표면에서관찰되었다는것은합체된구리원자들이많음을뜻한다. Fig. 7 은 5 wt% 구리첨착 ACF 의 TEM 사진이다. 일부의구리원자가 ACF 내에침투된것으로보여진다.

특히, 20 wt% 이상첨착할때는구리입자가균일하게분산되도록주의를해야한다. 어떻튼 ACF 는표면에발달된미세공들이매우균일하게분포되어있는것이특징이므로활성탄소와비교할때구리입자들이훨씬균일하게분포될수있으며따라서구리입자들이균일하게첨착된다면이들에의한촉매활동도활성탄소의경우보다더효과적일것으로믿어진다. 3-3. 구리첨착활성탄소섬유충전흡착탑에서의 NO 의분해 Fig.

4 구리첨착 ACF 에의한 NO 의분해 199 Fig. 6. SEM photos of Cu-impregnated ACFs. 되는과정으로판단되며 225 o C 이후의갑작스런중량감소는 Cu(NO 3 ) 2 의용융이발생되기때문이다. 공기분위기에서이용융은약 255 o C 에서끝나고구리는 CuO, Cu 2 O 의형태로첨착되어있음이확인되었다. 이들은다시 400 o C 까지의열처리로서서히분해되어 Cu 만남겼다. 이 Cu 는활성탄소섬유의표면탄소와결합하여 ACF-C(s)(Cu) 로존재한다고판단되는데이러한결과는 Fig. 11 의 XRD 분석으로확인되었으며 Marquez-Alvarez 등 [20] 의결과와도일치하였다. 질소분위기 (B) 에서도감소경향은유사하나공기분위기보다는감소곡선이더부드럽게진행되고있다. Fig. 6 은 3-20 wt% 구리첨착 ACF 의 SEM 사진들이다. 첨착량이증가할수록표면에붙는금속의양이증가하는것을관찰할수있다. 구리원자는 SEM 으로관찰하기어려운데표면에서관찰되었다는것은합체된구리원자들이많음을뜻한다. Fig. 7 은 5 wt% 구리첨착 ACF 의 TEM 사진이다. 일부의구리원자가 ACF 내에침투된것으로보여진다. 이러한침투는열처리시에질산화물의분해와구리원자의이동에의하여발생하는것으로믿어진다. 그러나어떤것은크기가커져서침투중에구리원자들끼리합체했음을보 Fig. 8. Breakthrough curves of NO on Cu-impregnated ACF at 300 o C, ρ=0.06 g/cm 3, C i = 1,300 ppm, 3.0 l /min. 여주고있다. 특히, 20 wt% 이상첨착할때는구리입자가균일하게분산되도록주의를해야한다. 어떻튼 ACF 는표면에발달된미세공들이매우균일하게분포되어있는것이특징이므로활성탄소와비교할때구리입자들이훨씬균일하게분포될수있으며따라서구리입자들이균일하게첨착된다면이들에의한촉매활동도활성탄소의경우보다더효과적일것으로믿어진다 구리첨착활성탄소섬유충전흡착탑에서의 NO 의분해 Fig. 8 은구리첨착 ACF 의 300 o C 에서의 NO( 초기농도 : 1,300 ppm) 제거에대한파과곡선을정리한결과이다. 그림으로부터매우짧은시간에 NO 가유출되며농도가급격히상승함으로서구리첨착 ACF 도 300 o C 에서는 NO 를거의분해시키지못함을알수있다. 통과시간이길어짐에따라 10 및 15 wt% 첨착 ACF 의 NO 유출농도가 5 wt% 첨착 ACF 보다조금낮지만 20 wt% 첨착 ACF 의결과가 5 wt% 첨착 ACF 와유사한점을볼때큰의의를둘수없다. 또한 5 wt% 의경우는 20 wt% 의경우보다비표면적이훨씬큼에도유출농도가유사한것은 NO 의흡착이거의이루어지지않았음을보였다. 한편, Fu [13] 는 Pt 나 Pt/Cu 를첨착한 ACF 는 300 o C 에서 NO/CO 혼합물을 2 wt% 만분해하였으나 Pd/Cu 첨착 ACF 는 300 o C 에서 NO/CO 혼합물을 100 wt% 분해시켰다고보고함으로서적절한촉매를선정하면 NO 의분해온도를낮출수있음을제시하였다. Fig. 7. TEM photos of 5 wt% Cu-impregnated ACFs. Fig. 9. Breakthrough curves of NO on Cu-impregnated ACF at 350 o C, ρ=0.06 g/cm 3, C i = 1,300 ppm, 3.0 l /min. Korean Chem. Eng. Res., Vol. 42, No. 2, April, 2004

5 200 이운규 김기환 유승곤 박방삼 Fig. 10. Breakthrough curves of NO on Cu-impregnated ACF at 400 o C, ρ=0.06 g/cm 3, C i =1,300 ppm, 3.0 l /min. Fig. 9 는구리첨착 ACF 의 350 o C 에서의 NO 제거에대한파과곡선으로서 300 o C 에서의결과와는크게다르다. 즉, 같은반응시간에서유출농도가크게감소하고있을뿐만아니라상당히오랜기간동안낮은농도가유지되고있어서구리의촉매작용이진행되고있음을알수있다. 특이한것은반응초기에유출농도가약간상승했다가다시낮아져서오 fot 동안지속된다는점이다. 현재초기현상을파악중에있다. 본연구에서 10 wt% 첨착 ACF 는 150 분이경과해도초기농도 1,300 ppm 의약 85% 를제거하는 NO 분해반응을보이고있다. 즉, 오랫동안낮은 NO 농도를유지하므로서질소산화물농도의맥동완화능력이있다고판단된다. 이조건에서주입 NO 농도를변화시키면서유출농도의반응을살펴볼필요가있다. Fig. 10 은구리첨착 ACF 의 400 o C 에서의 NO 제거에대한파과곡선이다. NO 의유출농도가 350 o C 에서보다훨씬더낮고오랫동안유지되고있어서구리의촉매작용이더욱확실히나타나고있다. Illan-Gomez 등 [7] 도 400 o C 에서는구리가더활발하게 NO 를분해시킨다고보고하였다. 한편, 반응이종료된후충전되었던 ACF 의질량을측정한결과는초기충전량과거의같은데시간이지날수록 NO 가서서히유출되는것은 ACF 의표면탄소에첨착된 Cu 가서서히 CuO 로전환되기때문으로판단된다. Cu 의첨착량이 20 wt% 되면 wt% 보다분해능이우수하지못하였는데이는첨착량이많을수록미세공속으로침투해들어가는 Cu 양도많아지고이들이 NO 가스와직접접촉하지못하기때문이거나, 혹은제한된 NO 농도때문, 또는촉매능력이없는 CuO 로의전환율이큰이유등으로믿어지나아직은확실하지않으므로더많은연구가요망된다. Fig. 11 은 10 wt% 구리를첨착하고건조한후 400 o C 까지질소분위기에서가열하여준비한 NO 와의반응전활성탄소섬유 (A), NO 와 400 o C 에서 325 분간 (B) 및 900 분간 (C) 반응이진행된활성탄소섬유의 XRD 곡선이다. 그림으로부터반응전에는 2θ 값 43.3 및 50.5 에서 Cu 를나타내는 peaks 만나타나고있다. 그러나 325 분간의반응후에는 Cu 를나타내는 peak 외에 2θ 값 36.4, 42.3 및 61.3 에서 Cu 2 O 를나타내는 peaks 를발견할수있었고, 900 분간의반응에서는 Cu peaks 가사라진대신에 Cu 2 O 와 CuO peaks 가나타났다. Cu 2 O 와 CuO peaks 가나타난것은 Marquez-Alvarez 등 [20] 의결과와도일치한다. Park 과 Jang[15] 이 500 o C 에서구리도금 ACF 에의한 NO 의촉매환원이진행된후 ACF 에존재하는구리입자의형태를 XRD 로분석한결과 Cu 와 Cu 2 O 가존재하고 CuO 를발견하지못한것은도금된 Cu 량이충분하던가혹은반응이충분히오랬동안수행되지않은결과로해석된다. 이상의결과를 화학공학제 42 권제 2 호 2004 년 4 월 Fig. 11. XRD profiles of the Cu-impregnated ACFs (a) before reaction, (b) after reaction with NO for 325 min. and (c) after reaction with NO for 900 min. at 400 o C. 반응메카니즘으로해석하면, 활성탄소섬유에첨착된 Cu 가초기에는 NO 와반응하여아래의식 (1) 과같이 Cu 2 O 를생성하고이 Cu 2 O 는다시 NO 와반응하여식 (2) 의 CuO 를생성하는것으로정리할수있다. ACF-C (s) (2Cu)+NO ---> ACF-C (s) (Cu 2 O)+1/2N 2 (1) ACF-C (s) (Cu 2 O)+NO ---> ACF-C (s) (2CuO)+1/2N 2 (2) 4. 결론 구리를첨착하지않은활성탄소섬유 (ACF) 는비표면적이커도 NO 가스를거의흡착하지않고분해에도별로영향을미치지못하지만구리를첨착한 ACF 는 o C 에서구리의촉매작용으로 NO 를효과적으로분해함이확인되었다. 즉, 구리첨착 ACF 는 300 o C 에서는촉매활동도없고 NO 의흡착도거의이루어지지않았으나 350 o C 이후에서는왕성한촉매작용을나타내며 400 o C 에서는오랫동안낮은 NO 유출농도를유지하고있어맥동완화능력이있다고판단된다. 오랜시간의반응에서도충전 ACF 의질량에는변화가없어 NO 의효과적분해를위하여는 5-10 wt% 구리첨착 ACF 가추천된다. ACF 에구리질산화물을첨착하고온도를상승시키면 ACF 의표면, 특히미세공입구에있는탄소에첨착된구리는 ACF-C(s)(Cu) 와같이되고이를 NO 와반응시키면

6 구리첨착 ACF 에의한 NO 의분해 201 ACF-C (s) (Cu 2 O) 가되며계속하여반응시키면 ACF-C (s) (CuO) 가되면서촉매활동을계속한다. 참고문헌 1. Gray, P. G. and Do, D. D., Modelling of the Interaction of Nitrogen Dioxide with Activated Carbon I. Adsorption Dynamics at the Single Particle Scale, Chem. Eng. Comm., 117, (1992). 2. Takeuchi, Y., Yanagisawa, K., Tanaka, Y. and Tsuruoka, N., Removal of Nitrogen Osides from Air by Chemicals-Impregnated Carbons, Korean J. Chem. Eng., 14(5), (1997). 3. Ham, S. W., Nam, I. S. and Kim, Y. K., Activity and Durability of Iron-exchanged Mordenite-type Zeolite Catalysts for the Reduction of NO by NH 3, Korean J. Chem. Eng., 17(3), (2000). 4. Kim, M. H., Nam, I. S. and Kim, Y. K., Reaction Intermediate over Mordenite-type Zeolite Catalysts for NO Reduction by Hydrocarbon, Korean J. Chem. Eng., 16(1), (1999). 5. Chan, L. K., Sarofim, A. F. and Beer, J. M., Kinetics of the NO- Carbon Reaction at Fluidized Bed Combustor Conditions, Comb. & Flame, 52, 37-43(1983). 6. Rodriguez-Mirasol, J., Pels, J. R., Kapteijn, F. and Moulijn, J. A., NO and N 2 O Decomposition on Activated Carbon, Extended Abstract, Carbon '95, San Diego, (1995). 7. Illan-Gomez, M. J., Raymundo-Pinero, E., Garcia-Garcia, A., Linares- Solano, A. and Salinas-Martinez de Lecea, C., Catalytic NO x Reduction by Carbon Supporting Metals, Applied Catalysis B: Environmental, 20, (1999). 8. Illan-Gomez, M. J., Linares-Solano, A. and Salinas-Martinez de Lecea, C., NO Reduction by Activated Carbon-Catalysis by Transition Metals, Extended Abstract, Carbon '95, San Diego, (1995). 9. Ryu, S. K., Porosity of Activated Carbon Fibers, High Temp.-High Pressure, 22, (1990). 10. Mark, P. C., Susan, M. L. and Mark, J. R., Experimental and Modeled Results Describing the Adsorption of Acetone and Benzene Onto Activated Carbon Fibers, Environmental Progress, 13, 26-30(1994). 11. Kaneko, K., Ozeki, S. and Inouye, K., Dynamic NO Adsorption Characteristics of Iron treated ACF, Atmospheric Environmental, 21(9), (1987). 12. Imai, J., Suzuki, T. and Kaneko, K., Formation from NO over Metal Oxide-Dispersed Microporous Carbon Fibers, Catalysis Letters, 20, (1993). 13. Fu, R. W., Studies on the Catalytic Reaction of Nitrogen Oxide on Metal Modified ACF, Extended Abstract, Carbon '01, Kentucky, 43-44(2001). 14. Mochida, I., Kishino, M., Kawano, S., Sakanishi, K. Korai, Y., Yasutake, A. and Yoshikawa, M., Regeneration of Initial Activity of a Pitch-Based ACF for NO-NH 3 Reaction at Ambient Temperature, Fuel, 77(15), (1998). 15. Park, S. J. and Jang, Y. S., NO Removal Mechanism of ACF/Cu Catalyst by Electro-Copper Plating, Extended Abstract, The 3rd Conf. on Carbon Mateials and Science(Korea), Sept , Seoguipo, Jeju, 55-56(2002). 16. Park, B. J., Park, S. J. and Ryu, S. K., Removal of NO over Copper Support on Activated Carbon Prepared by Electroless Plating, J.Colloid & Interface Sci., 217, (1999). 17. Kutics, K. and Suzuki, M., Adsorption of Organics on Surface Modified Activated Carbon Fibers, The 2nd Korea-Japan Symposium on Separation Technology, June 1-2, Seoul, (1990). 18. Gregg, S. J. and Sing, K. S. W., Adsorption, Surface area, and Porosity, 2nd edi., Academic Press, Inc., London(1982). 19. Ryu, S. K., Kim, S. Y., Gallego, N. and Edie, D. D., Physical Properties of Silver containing Pitch-Based Activated Carbon Fibers, Carbon, 37, (1999). 20. Marquez-Alvarez, C. M., Rodriguez-Ramos, I. and Guerrero-Ruiz, A., Removal of NO over Carbon-Supported Copper Catalysts, I. Reactivity of NO with Graphite and Activated Carbon, Carbon, 34(3), (1996). Korean Chem. Eng. Res., Vol. 42, No. 2, April, 2004

42(3)-10.fm

42(3)-10.fm Korean Chem. Eng. Res., Vol. 42, No. 3, June, 2004, pp. 288-295 TiO 2 함유활성탄소섬유의기공특성 유승곤 엄상용 임광순 * Edie Dan D.** 충남대학교화학공학과 305-764 대전시유성구궁동 220 *( 주 ) 코리아 CF 339-824 충남연기군남면월산산업단지 **Department of Chemical