본 연구에서는 페나진(phenazine) 구조를 갖는 고분자인 PIM-7을 합성하고, 그 특성과 전기화학적 거동을 평가하 여 CO2 포집을 위한 산화·환원 활성 고분자 플랫폼으로서의 가능성을 검토하였다. 합성 과정에서는 5,5',6,6'-tetrahydroxy- 3,3,3',3'-tetramethyl-1,1'-spirobisindane의 케톤화 유도체(TTSBI-ketone)를 아세톤 재결정으로 정제하여 순도를 향상시 켰으며, 이를 통해 단계성장 중합이 안정적으로 진행되었다. 최종 고분자의 구조는 FT-IR 및 NMR 분석을 통해 확인하였다. 질소 흡착 분석 결과, PIM-7은 약 519 m2/g의 높은 BET 비표면적을 보여 기체 접근성이 좋은 미세다공성 골격을 형성하고 있음을 알 수 있었다. 또한 cyclic voltammetry 측정에서는 CO2가 존재할 때 PIM-7 복합 필름의 환원 전류가 선택적으로 증 가하는 현상이 관찰되었으며, 이는 환원된 페나진 중심과 CO2 사이의 상호작용에 따른 것으로 해석된다. 이러한 CO2 반응성 은 여러 주사 속도와 반복 측정 조건에서도 일관되게 유지되었고, 이는 해당 산화·환원-CO2 상호작용이 단순 표면 현상이 아 니라 고분자 자체의 고유한 특성임을 보여준다. 이와 같은 결과는 PIM-7이 고체 상태에서 전기적으로 제어 가능하며, 미세다 공성을 갖춘 산화·환원 기반 CO2 포집 소재로 활용될 수 있음을 제시한다.

A hierarchical porous carbon/silicon composite material (CSCM) was prepared through KOH activation and acid leaching using coal gasification fine slag (CGFS) as the raw material. The KOH dosage, activation temperatures, and HCl acid amount were optimized. The obtained CSCMs showed higher pore volume in the range of 0.62–0.96 cm3/ g, and hierarchical porous structure with Vmicro./ Vmeso. ratio in the range of 1.54–3.31. The influence of Vmicro./ Vmeso. ratio of CSCM on CO2 adsorption at 0 °C was higher than that at 25 °C. Under higher specific area and pore volume, hierarchical pores with Vmicro./ Vmeso. ratio in the range of 2.81–2.91 were benefit for CO2 adsorption at 0 °C. The optimized CSCM demonstrated excellent CO2 adsorption capacities of 2.96 and 4.60 mmol/g at 25 and 0 °C, respectively. CO2 adsorption on CSCM was a heterogeneous physical process, and the cycle stability was excellent. Meanwhile, CSCM was mixed with Fe-based catalyst (Fe-K/CS) for CO2/ H2 catalysis. The hierarchical porous structure of CSCM improved the CO2 adsorption and H2 adsorption around the active sites, promoting CO2 conversion. The combination method of Fe-K and CSCM affected the distribution of CO2 hydrogenation products, and reasonable Vmicro./ Vmeso. ratio in CSCM effectively inhibited C–C chain growth, leading to higher olefins selectivity. The Fe-0.1K/CS-P catalyst achieved a CO2 conversion rate of 21.6% and a C2 =-C4 = selectivity of 47.7%. This study presented a promising approach for effectively utilizing CO2 and for the sustainable valorization of industrial solid waste.

The red imported fire ant (Solenopsis invicta Buren, 1972) was first identified in Korea in 2017 and continues to be detected during quarantine measures. This study assessed the efficacy of three enhanced ant trap designs (narrow-top, wide-top, widebottom) aimed at addressing the limitations associated with conventional multi-tube traps. Colonies of Tetramorium tsushimae, a prevalent ant species in Korea, were utilized for performance evaluation. Traps were strategically positioned 1.5 meters from nest entrances, and capture efficiency was determined by recording the time required to capture three ants, as well as the total number of ants collected after a period of six hours. Each experimental condition was replicated 15 times, and the results were analyzed using one-way ANOVA and Tukey’s HSD test. The wide-bottom trap exhibited the shortest detection time (19 minutes) and the highest capture efficiency (Z=0.76), whereas the narrow-top trap proved to be the least effective. These findings suggest that the wide-bottom trap design is the most effective instrument for the early detection of invasive ant species and may play a critical role in preventing the introduction of S. invicta in Korea.

막 분리 기술은 이산화탄소(CO2) 포집을 위한 가장 효과적인 기술 중 하나로, 운영이 간단하고 화학적 배출이 없 다는 장점이 있다. 수증기와 같은 불순물은 고분자 막의 성능에 큰 영향을 미친다. 다양한 산업 분야의 배가스 농도에 따라, PDMS/PSF 중공사막을 이용한 가스 분리 실험이 수행되었다. PDMS/PSF 막에서의 습도의 영향을 확인하기 위해, 상대습도 0%와 96% 조건에서 CO2 농도를 달리하며 실험을 진행하였으며, 공급 유량은 300 ccm, 온도는 50°C로 유지하였다. 실험 결 과, 수증기는 막의 CO2 투과도는 다소 감소시키는 반면, CO2/N2 선택도는 소폭 증가시키는 것으로 나타났다. 이러한 선택도 향상은 CO2의 흡착 증가에 기인한 것으로 해석된다. 50°C에서 20 d간의 연속 실험 후, 막의 CO2 투과도는 소폭 감소하였으나, CO2/N2 선택도는 증가하였다. 이 결과는 PDMS 코팅된 PSF 막이 가혹한 조건에서도 안정적인 성능을 유지함을 보여준다.

분리막 기반 이산화탄소(CO2) 포집 기술은 에너지 효율이 높고, 공정이 단순하며 모듈화가 가능하다는 장점으로 인해 다양한 산업 공정에서 주목받고 있는 차세대 탄소 저감 기술이다. 본 논문에서는 발전소, 시멘트 생산, 철강 제조, 바이 오가스 업그레이딩 등 주요 산업 공정에서의 CO2 포집 기술을 중심으로, 관련 분리막 소재, 공정 구성 방식을 포함한 실제 산업 응용 사례를 체계적으로 정리하였다. 특히 산업별 배출가스 조성, 운전 조건, 적용된 분리막의 특성과 성능을 비교⋅분 석하고, 시뮬레이션 연구 및 파일럿 규모의 실증 데이터를 바탕으로 분리막 공정의 성능과 한계를 다각적으로 평가하였다. 또 한 각 산업에서의 공정 조건에 따른 분리 전략과 적용 가능성을 제시함으로써, 분리막 기반 CO2 포집 기술의 현재 기술 수준 과 더불어 향후 상용화를 위한 과제 및 공정 최적화 방향에 대한 실용적 시사점을 도출하였다.

This study aims to prepare bamboo-based activated carbons with surface modifications, focusing on carbon dioxide (CO2) capture in public indoor spaces. The surface of the activated carbon adsorbents was chemically modified through three steps: carbonization, steam activation, and chemical treatment using potassium hydroxide (KOH) and potassium sulfamate (KSO3NH2). The specific surface area and pore volume of the obtained adsorbent (BSAC-KN) were 1,246 m2/g and 0.74 cm3/g, respectively. The surface modification resulted in an adsorption capacity of up to 3.79 mmol-CO2/ g-AC for carbon dioxide. In addition, the expansion of the specific surface area and the enhanced physico-chemical interaction between the weak acidic CO2 molecules and the basic AC surface improved adsorption capacity.