다공성 탄소의 제조와 탄소 필터의 특성 분석 = Preparation of Porous Carbon and Characterization of Carbon Filter

국문 초록 (Abstract)

야자계 활성탄, 석탄계 활성탄, PAN계 탄소섬유 및 금속 처리 활성탄소섬유를 사용하여 오염수로부터 어염된 물질을 제거하기 위한 탄소 필터를 특성화 하였다. 오염물질의 흡착은 다공성 탄소나 이들 탄소섬유의 동공크기의 조절에 의하여 비표면적을 증가시켜서 강화시켜줄 수 있다. 한가지 가능한 방법으로 높은 비표면적을 가진 다공성 탄소나 섬유를 사용하여 4단계 필터를 사용하여 새로운 필터계를 구성하는 것이다. 본 연구에서 사용된 다공성 탄소질의 비표면적은 아자계 활성탄이 1440m^2/g, 석탄계 활성탄이 1402m^2/g, 활성탄소섬유가 2051m^2/g이었고, 은처리한 활성탄소섬유가 688m^2/g이었다. 다공성 탄소질의 물리화학적 특성을 나타내기 위하여 흡착등온곡선, 동공분포와 평균 동공직경 및 전자주사현미경 사진 결과를 얻었다. 마지막으로 본 연구에서 특별히 강조하고 싶은 것은 새로운 4단계 탄소질 필터의 여과 전후의 정량적인 생물학적 분석과 미량 원소분석의 결과라고 할수 있다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

The studies on characterization of carbon filters, removing pollutants from waste water, prepared from coconut shell based activated carbon, bituminous coal based activated carbon, PAN based and metal-treated activated carbon fiber were carried out. Adsorption of pollutants was found to be enhanced by increasing the specific area with appropriate pore size of the microporous carbons and their fibers. One possible method is a new composition using four-step carbon filters with high surface area such as activated carbons and fibers. In this study, specific surface areas of porous carbon materials were 1440m^2/g for coconut based activated carbon; 1402m^2/g for coal based activated carbon; 2051m^2/g for activated carbon fiber; and 688m^2/g for Ag treated activated carbon fiber. In order to obtain physicochemical properties of porous carbons, adsorption isotherm, pore size distribution, average pore diameter and SEM images were obtained. Finally, special emphasis was placed on quantitative biological and elemental analysis of contaminated water before and after filtering using the new four-step porous carbon filter.