수분 흡착식 냉방기에 적합한 나노다공성 수분 흡착제 개발: 메조다공성 실리카 및 유-무기 금속 구조체의 기공 표면 성질 개질 : Develpoment of nanoporous water adsorbent suitable for application in water adsorption chiller: Modification of surface properties of mesoporous silica and MOF
- 주제(키워드) MCM-41 , MIL-101 , 이온 교환 , 염 함침 , 수분 흡착
- 발행기관 서강대학교 일반대학원
- 지도교수 임종성
- 발행년도 2017
- 학위수여년월 2017. 2
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 일반대학원 화공생명공학과
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/sogang/000000061297
- 본문언어 한국어
- 저작권 서강대학교 논문은 저작권보호를 받습니다.
초록/요약
저온열원 구동 수분 흡착식 냉방 시스템에 사용되는 흡착제는 효과적인 냉열 생산을 위해서 상대습도(P/P₀) 0.1 ∼ 0 .3에서 높은 수분 흡-탈착량 차를 보이는 것이 좋다. 메조다공성 실리카(MCM-41)와 다공성 유-무기 금속 구조체(MIL-101)의 경우 전체 수분 흡착량은 많지만 상대습도(P/P₀) 0.1 ∼ 0.3 구간에서 각각 0.027 g/g, 0.074 g/g의 낮은 수분 흡-탈착량 차를 갖는다. 본 연구에서는 상대습도(P/P₀) 0.1 ∼ 0.3에서 기존의 수분 흡착제들보다 높은 수분 흡-탈착량 차를 갖는 흡착제를 개발하고자 메조다공성 실리카와 다공성 유-무기 금속 구조체의 표면 성질을 조절하였다. 주로 수분 흡착이 상대습도(P/P₀) 0.5 ∼ 0.7에서 일어나는 메조다공성 실리카의 경우 알루미늄을 관능화 시킨 후 염기도가 다른 여러 양이온(Na⁺, NH₄⁺, (C₂H₅)₄N⁺)들로 교환하거나 염(CaCl₂)을 20 wt% 함침하여 각각의 흡착제들에 대해 35 ℃에서 수분 흡착 등온선을 측정하였다. 양이온 교환 후 수분 흡착이 주로 일어나는 구간이 상대습도(P/P₀) 0.5부근으로 이동하였으나 여전히 상대습도(P/P₀) 0.1 ∼ 0.3에서 낮은 수분 흡-탈착량 차를 보였다. 하지만 흡습성을 갖는 염(CaCl₂)을 20 wt% 함침한 메조다공성 실리카 샘플의 결과에서는 상대습도(P/P₀) 0.1 ∼ 0.3에서 수분 흡-탈착량의 차가 0.152 g/g으로 증가한 것을 확인할 수 있었다. 수분 흡착이 상대습도(P/P₀) 0.3 ∼ 0.5에서 주로 일어나는 다공성 유-무기 금속 구조체에도 염(CaCl₂)을 20 wt% 함침하였더니 상대습도(P/P₀) 0.1 ∼ 0.3에서 0.330 g/g의 높은 수분 흡-탈착량 차를 보였다.
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