Carbon monoxide (CO) is a representative platform compound that can be transformed to various base and fine chemicals. However, CO manufactured by the conventional methods includes many other gases such as hydrogen, methane, nitrogen and carbon dioxide, and additional separation processes are required to utilize CO as a raw material. Unfortunately, the current state-of-the-art techniques for separating CO have problems such as high energy consumptions, and needs for alternate separation. In this work, we developed a nickel-based adsorbent supported on petroleum-based activated carbon (PAC, BET >$1,300 m^2/g$) to maximize the dispersion of nickel on the support. Ni/PAC was additionally doped with sulfur to increase the CO adsorption activity, and the sulfur-doped Ni/PAC showed outstanding CO adsorption/desorption activity 10 times higher than that of the sulfur-free Ni/carbon adsorbent. CO processed through sulfur-doped Ni/PAC was recovered in more than 99% in purity.
일산화탄소 (CO) 는 색, 맛 그리고 향이 존재하지 않으나 높은 독성 때문에 다루는데 위험성이 많다. 그러나 CO 는 대표적인 플랫폼 화합물로 다양한 기초 또는 정밀화학물질을 만들 수 있는 고부가 특성을 지니고 있다. 그러나, 종래의 방법으로 제조된 CO는 수소, 메탄, 질소 및 이산화탄소와 같은 다른 가스와 혼합되어 있어 CO 를 원료로 사용하기 위해서는 추가적인 분리 공정이 필요하다. CO 를 분리하기 위한 현재의 최첨단 기술은 높은 에너지 소비와 같은 문제가 있으며, 대안적인 분리 공정이 필요한 실정이다. 본 연구진은 석유계 기반 활성탄을 지지체로 사용하여 니켈 기반 흡착제를 개발하여 니켈의 분산도를 극대화 시켰다. CO 흡착 활성을 증가시키기 위해 Ni/PAC 에 황이 추가로 도핑되었고, 황 도핑된 Ni/PAC 는 황을 도핑하지 않은 Ni/PAC 흡착제보다 10 배 높은 CO 흡착 및 탈착 활성을 보였다. 황 도핑된 Ni/PAC (Ni/PACS) 는 CO 를 99% 이상의 순도로 회수하였다.
