다공성 고분자를 이용한 VOCs 흡착특성 :

정의민

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자료유형: 학위논문

저자정보: 정의민 (한서대학교, 한서대학교 대학원)

지도교수: 장현태

발행연도: 2014

저작권: 한서대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.

이용수10

초록· 키워드

휘발성 유기화합물(Volatile Organic Compounds, VOCs)은 대기 중의 휘발성 탄화수소를 총칭하는 것으로 도심 스모그의 원인, 환경에 치명적인영향을 미치는 독성을 포함한 물질로써, 현재 합성, 세정, 도장 등과 관련된 석유 화학공업 분야에서 각종 유기용매가 사용되고 고분자의 용해나 인조피혁, magnetic 및 접착용 테이프 제조, 인쇄, 페인트, 필름 코팅 등 매우 광범위한 분야에서 사용되고 있는데 대개 건조 공정 중에서 증기압이 높아 대기 중으로 쉽게 휘발되어 덕트를 통해 대기로 배출되면 바로 확산되어 처리가 매우 어렵다는 단점을 가지고 있고 대기 중에서 질소산화물과 공존 시 태양광에 의해 광화학반응을 일으켜 오존, PAN(Peroxyacetyl nitrate) 등의 광화학 산화제를 생성하는 물질로서 환경부에서 엄격히 규제하고 있으며, 그 중에서도 자동차 운행의 급증과 유류 과다사용으로 인해 발생되는 휘발성 유기 화합물(VOCs)에 대한 관심도는 전 세계적으로 매우 커지고 있다. 따라서 VOCs를 효율적으로 회수할 수 있는 공정이나 장치의 개발이 필요하다. 최근 국내에서 뿐만 아니라 국제적으로 상용화되어 있는 VOCs 제거를 위한 기술은 열 회수 산화기술, 열 재생 산화기술, 촉매 산화기술, 농축 산화기술, 응축 회수 기술, 흡수법 및 흡착법 등이 있고, 바이오나 플라즈마 이용기술 등 최근까지 연구 개발되고 있는 기술들도 있지만 아직까지 실용화 기술은 개발되지 못한 것으로 판단된다. 공정 배기가스로부터 저 농도의 VOCs를 회수하기 위하여 흡착법이 가장 효율적이고 경제적인 것으로 보고되고 있다. 따라서 본 연구에서는 VOCs 제거를 위해 다공성 고분자를 합성하여 TG장비를 사용하여 흡착능 실험을 수행하였다.

Volatile Organic Compounds (VOCs) are a large group of carbon-based organic chemicals which have wide applications. In the petrochemical industry, as a organic solvent for polymers, VOCs are widely used in a great many fields such as industrial manufacture, industrial washing processes, and spraying industry. VOCs aslo can be used in the synthesis processes of artificial leather, magnetic recording tape, pigment, painting, printing, coating and so on. As VOCs are easily evaporate at the room temperature, they are the major part of urban smog and contains many harmful compounds which effect to the environment. Because of their highly effumability, VOCs are very difficult to eliminate after emissions into the atmosphere. In addition, VOCs can reaction with nitrogen oxides in the air by the coexistence solar photochemical reaction and result in ozone, PAN (Peroxyacetyl nitrate) and other photochemical oxidants. Recent years, along with the rapid development of automobile industry, it has attracted increasing attention to VOCs in automobile traffic caused by excessive use of oil. Thus, it is necessary to develop a process or device to recover VOCs efficiently. In order to achieve this purpose, a lot of technologies for the removal of VOCs oxidation such as heat recovery, heat recovery oxidation, catalytic oxidation, oxidation concentrated, condensed recovery technology, absorption and adsorption have been developed in domestic as well as in the international commercialization. Bio-technology and plasma also have been used for the research, but unfortunately, until now, it was failed to develop practical technology. It has been reported that adsorption was the most efficient and cost-effective method for recovering the low concentrations of VOCs from exhaust gases process, hence, in this study, we synthesized porous polymer materials for removing VOCs and carried out adsorption experiments using TG equipment.

1. 서 론 1
2. 이론적 배경 3
2.1. 흡착의 원리 3
2.1.1. 흡착특성 3
2.1.2. 흡착제의 종류 8
2.1.2.1 활성탄 8
2.1.2.2. 분자체탄소 9
2.1.2.3. 활성알루미나 10
2.1.2.4 실리카겔 10
2.1.2.5. 제올라이트 11
2.2. 휘발성 유기화합물 처리기술 13
2.2.1. 열 회수 산화기술 13
2.2.2. 열 재생 산화기술 14
2.2.3. 촉매산화기술 14
2.2.4. 농축산화기술 15
3. 실험 방법 18
3.1. 다공성 고분자의 합성 및 제조 18
3.1.1. HCP-BH 다공성 고분자의 합성 18
3.1.2. HCP-TPB 다공성 고분자의 합성 19
3.1.3. HCP-NBP 다공성 고분자의 합성 20
3.1.4. HCP-DCB 다공성 고분자의 합성 21
3.1.5. HCP-BDCB 다공성 고분자의 합성 22
3.2. 실험방법 및 장치 23
3.2.1. 열중량반응기(TGA) 23
4. 특성분석 24
4.1. 합성된 다공성 고분자의 BET 특성분석 24
4.2. 합성된 다공성 고분자의 DRS-UV 특성분석 27
4.3. 합성된 다공성 고분자의 SEM 특성분석 30
4.4. 합성된 다공성 고분자의 TGA 특성분석 32
4.5. 합성된 다공성 고분자의 FT-IR 특성분석 34
5. VOCs 흡착특성 및 결 론 41
5.1. VOCs 흡착특성 41
5.2. 결 론 46
참고문헌 47
Abstract 49

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