Applied Chemistry for Engineering (공업화학)

The Korean Society of Industrial and Engineering Chemistry (한국공업화학회)
권호 표지

Characterization of Glycine Metal Salts for $CO_2$ Absorption

이산화탄소 흡수를 위한 글리신 금속염의 특성 연구

  • Lim, Yun-Hui (Department of Applied Environmental Science, Center for Environmental Studies, Kyung Hee University) ;
  • Park, Young Koo (Department of Environmental Engineering, Kangwon National University) ;
  • Jo, Young-Min (Department of Applied Environmental Science, Center for Environmental Studies, Kyung Hee University)
  • 임윤희 (경희대학교 환경응용과학과, 환경연구센터) ;
  • 박영구 (강원대학교 환경공학과) ;
  • 조영민 (경희대학교 환경응용과학과, 환경연구센터)
  • Published : 2012.06.10
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Abstract

This work deals with the chemical characterization of glycine aqueous solution in $CO_2$ absorption. Three alkali elements were impregnated into the glycine in order to facilitate the formation of amino functionalities. The analysis by IR revealed the transformation of ammonium ions to the amino group. In addition, the NMR analysis showed that the substitution of metal cations to the chemical shift of hydrogen and carbon atoms in glycine; in order of lithium glycinate, sodium glycinate and potassium glycinate depending on the electro negativity. Meanwhile, the $CO_2$ absorption at room temperature was the highest in primary amine solution, but at the increasing temperature sodium glycinate could capture more $CO_2$ than that of the pure amine solution.

본 연구는 이산화탄소에 대한 화학적 흡수공정의 새로운 흡수제로서 글리신 수용액의 화학적 특성과 흡수성능을 고찰하였다. 이산화탄소 흡수에 관여하는 작용기인 아미노기를 활성화시키기 위해 세 종류의 알칼리원소(Na, Li, K)를 선택하여 글리신에 함침시켰다. 제조한 흡수제에 대한 IR 분석결과, 글리신 수용액의 암모늄이온(${-NH_{3}}^+,\;1600cm^{-1}$,single )형태로 존재하던 작용기가 아미노기($-NH_2,\;1550{\sim}1650\;cm^{-1}$, scissoring)형태로 전환된 것을 확인할 수 있었다. 또한, $^{1}H-NMR$과 $^{13}C-NMR$ 분석결과, 금속 양이온의 치환에 의한 염화현상(salting)으로 기존 글리신에서의 수소와 탄소원자의 화학적 이동의 차이를 확인할 수 있었다. 즉, 치환된 금속의 전기 음성도에 따라 리튬염, 나트륨염 그리고 칼륨염 순으로 화학적 이동이 나타났다. 한편 상온에서의 이산화탄소 흡수량은 비교대상인 1차 아민이 가장 높았으며, 나트륨 글리신염, 리튬 글리신염, 칼륨 글리신염 순으로 나타났다. 그러나 연소공정 배출가스 내 이산화탄소 포집을 가정하여 온도상승($40,\;60,\;80^{\circ}C$)에 따른 실험결과, 나트륨 글리신염이 MEA보다 높은 흡수량을 보였다.

Keywords

References

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