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본 논고에서는 가스 흡착·분리 산업에서 광범위하게 적용되고 있는 압력순환흡착(pressure swing adsorption, PSA) 기술의 전형적인 흡착조건인 15~40 ℃의 온도와 4~6 bar의 압력에서 금속-유기 골격체(metal-organic frameworks, MOF)와 제올라이트 이미다졸레이트 골격체(zeolite imidazolate frameworks, ZIF)의 CO₂ 흡착성능을 살펴보고 이들이 가지고 있는 장·단점을 분석해보고자 한다. CO₂는 H₂, CO, N₂ 및 CO₂와 같은 기체분자들에 비해 큰 분극률을 가지므로 동일한 세공크기라면 흡착제의 비표면적이 클수록 높은 흡착량을 보이며, CO₂의 분자크기(3.3 Å)보다 큰 세공으로 이루어진 흡착제라면 상기 흡착조건에서의 CO₂ 흡착성능은 세공크기에 크게 영향을 받는다. MOF와 ZIF의 CO₂ 흡착성능은 이들의 골격을 이루는 금속과 유기 링커의 종류, 세공크기, 비표면적, 흡착조건(온도와 압력) 등에 따라 달라질 수 있지만, 특히 흡착압력의 영향이 절대적이다. 다시 말하면, CO₂의 흡착압력이 비슷할 경우 MOF와 ZIF의 CO₂ 흡착량에 미치는 상기 인자들의 영향은 비교적 작다. 15 bar 이상의 CO₂ 흡착압력에서 이 흡착제들이 수 십 mmol/g의 흡착성능을 나타낸다고 할지라도, 전형적인 PSA 공정조건에서 이들의 CO₂ 흡착성능은 제올라이트, 활성탄과 같은 벤치마크 흡착제들의 성능과 유사하거나 오히려 낮을 뿐만 아니라, 이들의 가격은 벤치마크들에 비해 매우 높기 때문에 경제성 확보에 어려움이 있다.
목차
요약
Abstract
1. 서론
2. 흡착제의 세공크기와 CO₂의 물리·전자적 특성
3. 금속-유기 골격계 흡착제들의 CO₂ 흡착성능
4. 결론
참고문헌
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1. [학술지(정기간행물)] - 김문현 / 2006 / Catalytic reduction of N2O by H2 over well-characterized Pt surfaces / The Korean Journal of Chemical Engineering 23 (6) : 908 ~ 918
2. [학술지(정기간행물)] - Wigley, T. M. L. / 1998 / The Kyoto Protocol: ,and Climate Implications / Geophys. Res. Lett. 25 : 2285 ~ 2288
3. [보고서] - US EPA / 2013 / Inventory of U.S. Greenhouse Gas Emissions and Sinks: 1990-2011
4. [보고서] - UNEP (the United Nations Environment Programme) / 2012 / The Emissions Gap Report 2012: A UNEP Synthesis Report
5. [보고서] - ASME / 2009 / General Position Statement on Technology and Policy Recommendations and Goals for Reducing Carbon Dioxide Emissions in the Energy Sector
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