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Clean Technology, Vol.17, No.1, 48-55, March, 2011
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이산화티타늄 담지 섬유형 활성탄소의 특성 및 악취오염물질 제어를 위한 응용
Characteristics of Titanium Dioxide-Impregnated Fibrous Activated Carbon and Its Application for Odorous Pollutant
조완근†, 황은송, 양성봉1
  • 경북대학교 환경공학과, 702-701 대구시 북구 대학로 80
  • 1울산대학교 화학과, 680-749 울산시 남구 대학로 93
Wan-Kuen Jo†, Eun-Song Hwang, and Sung-Bong Yang1
  • Department of Environmental Engineering, Kyungpook National university, 80 University Road, Buk-gu, Daegu 702-701, Korea
  • 1Department of Chemistry, College of Natural Science, University of Ulsan, 80 University Road, Nam-gu, Ulsan, 680-749, Korea
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초록
생활환경 수준의 이황화 메틸과 같은 황화 유기화합물의 제어를 위하여 섬유형 활성탄소-이산화 티타늄 복합재를 이용한 연구는 아직까지 보고되지 않고 있다. 따라서，본 연구에서는 섬유형 활성탄소-이산화 티타늄 복합재를 제조하여 엑스선 회절법，입자 비표면 측정법 및 적외선 분광법을 이용하여 광학적/표면 특성을 조사하고 활성을 평가하기 위하여 황화 이메틸의 제거 효율을 결정하였다. 섬유형 활성탄소-이산화티타늄 복합재의 물리적/표면 특성 조사에서 이 복합재가 광촉매적 활성도를 가지는 것으로 나타났다. 비표면적，총 기공크기，마이크로 기공크기 및 메조 기공크기의 경우에 이산화티타늄 코팅량이 증가함에 따라 감소하는 경향을 나타내었다. 그러나 평균 기공크기는 이산화티타늄 코팅량이 증가함에 따라 오히려 증가 하였다. 또한，코팅된 이산화티타늄이 섬유형 활성탄소 자체의 황화 이메틸에 대한 흡착능에 영향을 거의 미치지 않는 것으로 나타났다 섬유형 활성탄소-이산화 티타늄 복합재의 활성도 조사시험에서，황화 이메틸의 초기 제거효율은 4가지 유량 조건(0.5，1.0, 1.5, 2.0 L/min)에서 각각 93，78，71 및 57%로나타났고，4가지 유량 조건 모두에서 2시간째에는 제거효율이 다소 감소하였다가 그 이후에는 거의 일정하게 유지되었다. 유사 평형상태에서，황화 이메틸 평균 제거효율은 4가지 유량조건에서 각각 75, 58, 53 및 36%로 나타났다 한편，섬유형 활성탄소-이산화티타늄 복합재의 표면상에서 부산물들은 관찰되지 않았다. 따라서， 본 연구에서 이용한 실험 조건에서，섬유형 활성탄소-이산화 티타늄 복합재가 부산물에 의한 큰 영향 없이 생활환경 수준의 황화 이메틸을 제어하는데 활용될 수 있는 것으로 제안된다.
The application of fibrous activated carbon (FAC)-titanium dioxide (TiO2) hybrid system has not been reported yet for the control of malodorous dimethyl sulfide (OMS) at residential environmental levels. Accmdingly, the current study was designed not only to characterize this hybrid system using x-ray diffraction method, particulate surface measurement and Fourier transform Infrared (FTIR) method, but also to evaluate its adsorptional photocatalytic activity (APA) for the OMS removal. The physical/surface characteristics of FAC-TiO2 which was prepared in this study suggested that the hybrid material might have certain APA for OMS. The Brunauer-Emmett-Teller (BET) specific area, total pore volume, micropore volume and mesopore volume decreased all as the TiO2 amounts coated on FAC increased, whereas the reverse was true for average pore diameter. TiO2 coated onto FAC did not influence the adsorptional activity of FAC for the OMS input concentration of 0.5 ppm. The APA test of the ybrid material presented that the initial removal efficiencies of OMS were 93,78,71 and 57% for the flow rates of 0.5, 1.0, 1.5 and 2.0 L/min, respectively, and they decreased somewhat 2 h after the experiment started and kept almost constant for the rest experimental period. Under this pseudo-equilibrium condition, the DMS removal efficiencies were 78, 58, 53 and 36% for the four flow rates, respectively. Meanwhile, there were no significant byproducts observed on the surfaces of the hybrid material. Consequently. this study suggests that, under thc experimental conditions used in the present study, the hybrid material can be applied for DMS at residential environment levels without being interfered by any byproducts.
Keywords:Hybrid material;Activity;X-ray diffraction;Particulate surface characteristic;FTIR
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