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Preparation and Characterization of Electrospun Lignin Carbon Fibers for Capacitive Deionization

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Author(s)
송용민
Issued Date
2017
Abstract
거대억새를 이용하여 바이오에탄올 제조하기 위한 공정에서 리그닌 제거를 위한 알카리 전처리 공정은 필수적이다. 이 과정에서 배출되는 리그닌 흑액으로부터 리그닌 회수 또는 폐수처리를 위해 본 학위논문에서는 순수한 리그닌 시약과 나노섬유 유도체인 PVA를 알카리 조건에서 혼합용액을 제조하였다. 제조된 혼합용액을 전기방사법을 통해 카본 파이버를 제조한 후, 안정화 및 탄화공정을 통해 확보한 카본파이버를 축전식 이온제거에 적용하였다. FE-SEM 표면분석을 통해 확인한 결과 매우 균일한 섬유 직경크기 분포를 갖는 나노파이버를 얻을 수 있었다. 또한 서로 다른 pH (8.0, 9.0)에서 제조된 리그닌/PVA 혼합용액으로부터 제조한 카본파이버의 비표면적은 1099~2133 m2/g 범위에 있었다. 제조된 리그닌 카본파이버를 전극소재 및 축전식 이온제거용 카본전극으로 활용하기 위해서는 전기적 특성 파악이 매우 중요하다. 별도의 바인더 및 도전재를 사용하지 않고 제조한 카본전극에 대해 cyclic voltammetry를 통해 5 mV/s 주사속도 조건에서 측정한 결과, 리그닌 파이버 (pH 8, pH 9)의 축전용량은 각각 117 F/g, 143 F/g 였다. 100 mg/L 의 염화나트륨 수용액을 1.2V의 전압을 인가하여 측정한 결과, 리그닌 카본파이버 (pH 8, pH 9)의 탈염효율은 77.2%, 85.4%의 효율을 보였다.
Alternative Title
축전식 이온제거를 위한 전기방사 리그닌 카본파이버 제조 및 특성화
Alternative Author(s)
Yong-Min Song
Department
일반대학원 화학공학과
Advisor
Jae-Wook Lee
Awarded Date
2018-02
Table Of Contents
Chapter 1. Introduction 1
1.1 Water shortage 1
1.2 Desalination technologies 3
Chapter 2. Literature review of CDI 13
2.1 Capacitive deionization (CDI) 13
2.2 Carbon electrode 20
2.3 Principle of electrospinning 23
2.4 Trend of research 25
2.5 Research objectives 26
Chapter 3. Experimental 28
3.1 Fabrication of lignin carbon fibers 28
3.2 Electrochemical properties 34
3.3 Evaluation of desalination performance 36
Chapter 4. Result and discussion 38
4.1 Characterization of lignin carbon fibers 38
4.2 Electrochemical properties 52
4.3 Desalination performance of CDI 68
Chapter 5. Conclusion 70
References 71
Degree
Master
Publisher
조선대학교 일반대학원
Citation
송용민. (2017). Preparation and Characterization of Electrospun Lignin Carbon Fibers for Capacitive Deionization.
Type
Dissertation
URI
https://oak.chosun.ac.kr/handle/2020.oak/13391
http://chosun.dcollection.net/common/orgView/200000266521
Appears in Collections:
General Graduate School > 3. Theses(Master)
Authorize & License
  • AuthorizeOpen
  • Embargo2018-02-21
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