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A study on synthesis of ethane-selective nanoporous materials and their characterization = 에탄 선택적 흡착 특성을 갖는 나노다공성 물질의 합성과 특성 분석에 관한 연구
서명 / 저자 A study on synthesis of ethane-selective nanoporous materials and their characterization = 에탄 선택적 흡착 특성을 갖는 나노다공성 물질의 합성과 특성 분석에 관한 연구 / Su-Kyung Lee.
저자명 Lee, Su-Kyung ; 이수경
발행사항 [대전 : 한국과학기술원, 2020].
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8036379

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DCH 20035

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초록정보

The development of preferential adsorbents for ethane ($C_2H_6$) could significantly simplify ethylene ($C_2H_4$) production. Porous metal-organic frameworks with hydrogen acceptor sites show selective adsorption of ethane over ethylene; however, high-pressure ethane adsorption remains a challenge. In this thesis, recently developed lanthanum-catalysed synthesis of microporous graphene-like carbons was studied as an ethane-selective adsorbent. Microporous 3D graphene-like ordered carbons were synthesized according to the recently developed $Ca^{2+}$ ion-catalyzed carbon deposition method using FAU-, EMT-, and beta-zeolite templates. These Schwarzite-like carbons exhibited a remarkable performance for ethane separation from ethylene, over the range of 1 ~10 bar. Here, separation of light hydrocarbons with similar volatilities, such as ethane and ethylene using zeolite-templated carbon materials will be addressed with the structural study of this materials. Based on the preferential ethane adsorption of these zeolite-templated carbon materials, this thesis demonstrates the potential to develop novel zeolite-templated carbon materials for gas sorption and separation applications.

에탄($C_2H_4$)/에틸렌($C_2H_6$) 분리용 흡착제 중에서 에탄($C_2H_4$) 선택적인 흡착제의 개발은 에틸렌 생산에서 에탄 분리 기술을 매우 단순화 하여 에너지 절감효과를 기대 할 수 있다. 기존의 수소 결합 흡착 자리를 갖는 다공성 유무기 복합체는 에탄의 선택적인 흡착 특성을 나타낸다. 그러나, 에틸렌 대비 에탄 선택적 흡착 선택도를 고압까지 유지 시키는 것은 매우 도전적인 과제이다. 본 학위논문에서는 최근 개발된 칼슘이온 촉매를 기반으로 한 미세 다공성 그래핀 탄소를 에탄 선택적 흡착제로 제안 한다. 칼슘이온 교환된 FAU, EMT 그리고 베타 제올라이트를 주형으로 한 탄소 증착법으로 합성된 미세 다공성 삼차원의 그래핀 탄소를 합성 하였다. 이렇게 합성된 마이크로 탄소 물질의 그래핀 구조, 기공 크기 분포 및 구조적 특정에 따른 에탄-에틸렌 흡착 특성의 변화에 대해 연구한 내용을 다루고자 한다. 이와 같은 제올라이트 주형 탄소의 특성 분석 및 응용에 대한 연구는 이 제올라이트 주형 탄소 물질에 대한 흡착 분리 연구의 가능성을 보여준다.

서지기타정보

서지기타정보
청구기호 {DCH 20035
형태사항 xi, 114 p. : 삽도 ; 30 cm
언어 영어
일반주기 저자명의 한글표기 : 이수경
지도교수의 영문표기 : Ryong Ryoo
지도교수의 한글표기 : 유룡
수록잡지명 : "Microporous 3D Graphene-Like Zeolite-Templated Carbons for Preferential Adsorption of Ethane". ACS Applied Materials & Interfaces, https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.0c04228, (2020)
수록잡지명 : "Soft-to-hard consecutive templating one-pot route from metal nitrate/phenol resin/surfactant to mesoporous metal oxides with enhanced thermal stability". Microporous and Mesoporous Materials, 293, 109767-109776(2020)
학위논문 학위논문(박사) - 한국과학기술원 : 화학과,
서지주기 References : p. 104-111
주제 microporous carbon
zeolite-templated carbon
$C_2H_6$/$C_2H_4$ isotherms
ethane-selective adsorbent
mesoporous metal oxides
다공성 탄소
제올라이트 주형 탄소
에탄-에틸렌 흡착
에탄 선택적 흡착제
메조다공성 산화금속
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