Development of Copper-impregnated Corncob Activated Carbon for the Adsorption of H2S, NH3 and TMA: Application to Indoor Air Purification
- Abstract
- 황화수소 (H2S), 암모니아(NH3) 및 트리메틸아민(TMA) 같은 휘발성 유기 화합물은 급성 및 만성적인 건강 문제, 환경 문제를 일으키는 것으로 알려져 왔다. 본 연구에서는 실내 공기에 존재하는 H2S, NH3및 TMA를 흡착하기 위하여 옥수수속대로 만든 탄소를 KOH로 활성탄을 제조하였다. 이 때 제조한 활성탄의 흡착제거 성능을 향상시키기 위하여, 구리 금속 혼합물을 활성탄 표면에 담지하였다. 제작된 활성탄의 특성화는 BET, Pore volume, SEM, EDS, TGA, proximate 및 ultimate 분석을 실시하였다. 흡착 과정을 분석하기 위하여 Langmuir, Freundlich 및 Temkin의 isotherm model을 검토하였다. 본 연구의 결과는 Langmuir 모델에 의하여 가장 잘 설명되는 것으로 나타났다. Adsorption Kinetics 분석 결과는, pseudo-second order kinetic model이 NH3와 TMA에 대하여 가장 우수하였으며, pseudo-first order model은 H2S에 가장 적합한 것으로 나타났다. 옥수수속대 활성탄에 의한 H2S, NH3 및 TMA의 흡착 능력은 각각 154. 96 mg/g, 181.24 mg/g, 313.27 mg/g이었. 옥수수속대 활성탄은 실내의 유독 가스를 제거할 수 있는 활성탄이라 판단된다.
- Issued Date
- 2019
- Awarded Date
- 2019. 8
- Type
- Dissertation
- Publisher
- 부경대학교
- Affiliation
- 부경대학교 대학원
- Department
- 대학원 재료공학과
- Advisor
- 남기우
- Table Of Contents
- 1. Introduction 1
1.1. Problem Statement 1
1.2. Objectives 3
2. Literature Review 4
2.1. Health Effects of H2S, NH3 and TMA 4
2.1.1. Hydrogen Sulfide Health Effects 4
2.1.2. Ammonia Health Effects 5
2.1.3. Trimethylamine Health Effects 6
2.2. Removal of Toxic Gases 6
2.2.1. Removal of Hydrogen Sulfide 6
2.2.2. Removal of Ammonia 7
2.2.3. Removal of Trimethylamine 8
2.3. Factors Affecting Adsorption 8
2.3.1. Nature of the Adsorbent 8
2.3.2. Nature of the Adsorbate 9
2.3.3. Solution pH 10
2.3.4. Temperature 10
2.4. Types of Activated Carbon Preparation Methods 11
2.4.1. Physical Activation 11
2.4.2. Chemical Activation 11
2.5. Corncob as Biomass Source of Activated Carbon 16
3. Experimental 17
3.1. Preparation of Corncob Activated Carbon 17
3.1.1. Carbonization Process 17
3.1.2. Activation Process 18
3.2. Characterization of Corncob Activated Carbon 19
3.3. Batch Adsorption Experiments 21
3.4. Regeneration of Spent Adsorbent 24
4. Results and Discussions 25
4.1. Characterization of the Adsorbent 25
4.1.1. Surface Morphology Characterization 25
4.1.2. Textural Characteristics 27
4.1.3. Proximate and Elemental Analysis 30
4.1.4. Thermal Characteristics 32
4.2. Adsorption Process 34
4.2.1. Effect of Initial Concentration on H2S, NH3 and TMA Adsorption 38
4.2.2. Effect of Contact Time on the Adsorption Rate of H2S, TMA, and NH3 39
4.3. Equilibrium Adsorption Isotherm Linear Fitting Studies 41
4.3.1. The Langmuir Adsorption Isotherm 42
4.3.2. The Freundlich Adsorption Isotherm Model 49
4.3.3. The Temkin Adsorption Isotherm Model 50
4.4. Adsorption Kinetics Study 51
4.4.1. Pseudo-first Order Kinetic Model 51
4.4.2. Pseudo-second Order Kinetics Model 53
4.4.3. Intra-particle Diffusion Model 54
4.5. Filter Regeneration Process 57
5. Conclusions 60
References 62
Acknowledgment 74
- Degree
- Master
- Files in This Item:
-
-
Download
Development of Copper-impregnated Corncob Activated Carbon for the Adsorption of H2S, NH3 and TMA: A.pdf
기타 데이터 / 1.56 MB / Adobe PDF
-
Items in Repository are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.