To improve the pyrolytic carbon (PyC) deposition rate of Carbon/Carbon (C/C) composites prepared by the traditional chemical vapor infiltration (CVI) method, the 3D Ni/wood-carbon (3D Ni/C) catalyst was introduced into the CVI process. The effects of catalyst on the density of C/C composites were studied, and the deposition rate and morphologies of PyC were investigated after catalytic CVI. The morphologies of catalyst and PyC were characterized by scanning electron microscope and polarized light microscopy. The catalytic deposition mechanism of PyC was studied by density functional theory. The experimental results show that the initial carbon deposition efficiency of the catalytic pyrolysis process was 3–4 times that of the noncatalytic process. The catalyst reduced the energy barrier in the first step of deposition reaction from 382.55 to 171.67 kJ/mol according to simulation results. The pyrolysis reaction energy with Ni catalyst is reduced by 54% than that without the catalyst.

The properties of pyrolytic carbon (PyC) deposited from C2H2 and a mixture of C2H2/C3H6 on ZrO2 particles in a fluidized bed reactor were studied by adjusting the deposition temperature, reactant concentration, and the total gas flow rate. The effect of the deposition parameters on the properties of PyC was investigated by analyzing the microstructure and density change. The density could be varied from 1.0 g/cm3 to 2.2 g/cm3 by controlling the deposition parameters. The density decreased and the deposition rate increased as the deposition temperature and reactant concentration increased. The PyC density was largely dependent on the deposition rate irrespective of the type of the reactant gas used.

Carbon molecular sieve (CMS) membranes were synthesized by the pyrolysis of polymeric precursors. The CMS materials had oxygen-nitrogen selectivities much higher than those observed for the polymeric precursors. Typically molecular sieving materials have diffusion selectivities much higher than polymeric materials. This has been identified as a result of higher entropic selectivity of the molecular sieving materials. A study of the development of molecular sieving properties as the polymeric precursor is pyrolyzed into a CMS material will offer us an insight into polymeric molecular structures needed for enhanced entropic selectivity membrane materials.

현대의 경제적인 번영과 함께 가축 및 유제품에 대한 전 세계적인 수요는 지속하여 증가해왔다. 이에 가축의 광대한 수요는 환경문제를 일으키지 않는 가축 분뇨 처리에 대한 많은 걱정을 불러 일으켰다. 가축 분뇨의 탄소 중립성 때문에 가축 분뇨가 재생 가능한 탄소 원으로서 고려할 때 바이오 연료의 원료로서 가축 분뇨를 이용하는 것은 친환경 적이고 에너지 회수에 있어 지속 가능한 방법이다. 그러므로 가축 분뇨를 처리하는 친환경적이고 효과적인 기술을 고안하는 것은 중요하다. 이러한 관점에서 이산화탄소를 이용한 바이오매스의 열분해가 연구되어져 왔고 이산화탄소가 바이오매스 열분해의 열효율을 증대시킨다는 것이 밝혀졌다. 본 연구는 에너지 회수 뿐 만 아니라 벤젠 유도체의 형성 저감의 관점에서 우분의 열적 분해 동안에 이산화탄소의 역할에 대한 이해에 대하여 주로 다루고 있다. 우선 우분의 열중량분석을 통해 질소와 이산화탄소 조건에서 열적 분해특성을 알아보기 위하여 수행되어졌다. 다음으로 반응 열화학 공정에서 매개체로서 이산화탄소의 도입은 질소대비 일산화탄소의 농도가 향상되었다. 이러한 결과는 이산화탄소에 의해 향상된 열분해로부터 유도되어진 휘발성 유기물질들과 이산화탄소의 직접 반응하는 열적 분해로부터 초래 되었다. 게다가 열분해로부터 발생되어진 타르에서 벤젠 유도체들의 양은 열분해 매개체로서 질소 대신에 이산화탄소를 사용할 때 감소되어졌다. 이러한 연구의 결과는 전통적인 열화학 공정들보다 더 향상된 에너지 회수를 보이고 더 적은 오염 물질들을 방출하는 새로운 방식의 지속가능한 가축 분뇨 처리 방법임을 제시한다.