부산대학교 도서관

본 연구에서는 담배필터를 이용하여 물리화학적 특성 분석, 열중량 분석, 휘발가스분석, 동역학 분석, 열분해-가스크로마토그래피/질량분석기(Py-GC/MS) 분석을 진행하였다. 시료는 흡연 전, 후 담배필터를 각각 액체질소를 통해 저온 분쇄하고 체질하여 전처리를 진행하였다. 열중량 분석과 휘발가스분석(EGA-MS) 분석을 통해 얻은 담배필터의 열분해거동은 400 ℃의 온도에서 열분해 시 담배필터를 분해하기에 충분한 것을 확인하였으며, 300 ℃ 미만의 온도에서 트리아세틴을 포함한 첨가제들이 분해되었고 300 ℃ 이상에서 아세트산을 포함한 오일이 생성되는 것을 확인할 수 있었다. Py-GC/MS 분석 결과, 담배 폐기물의 열분해를 통해 아세트산뿐만 아니라 리모넨 및 트리아세틴과 같은 첨가제도 생성되는 것을 확인할 수 있었다. 열분해 후 남은 고체 숯은 담배필터의 열분해 과정에서 부산물로 남지만 추가적인 활성화 과정을 통하여 고체 연료로 활용가능성을 확인하였다. 온도에 따른 담배필터의 아세트산 정량분석 결과는 흡연 전 담배필터(CFBS)와 흡연 후 담배필터(CFAS)는 비슷한 경향을 보였다. 400 ℃, 500 ℃, 600 ℃에서 각각 진행한 결과, CFBS는 400 ℃와 500 ℃에서 34.1 %, 31.4 %의 아세트산 수율이 나왔으며, 600 ℃에서는 28.1 %로 400, 500 ℃에 비해 낮은 수율을 보여주었다. 트리아세틴 수율의 경우, 각 온도별 5.2, 4.9, 4.7 %의 수율을 나타냈다. 이는 아세트산의 수율과 비슷한 양상을 나타낸다. CFAS는 400 ℃와 500 ℃에서 30.7 %, 30.0 %의 아세트산 수율이 나타냈으며, 600 ℃에서는 28.7 %로 CFBS와 마찬가지로 400, 500 ℃보다 낮은 수치를 보여준다. 트리아세틴 역시 3.6, 3.8, 3.4 %를 나타냈다.
In this study, physicochemical characteristic analysis, thermal weight analysis, volatilization gas analysis, dynamic analysis, and pyrolysis-gas chromatography/mass spectrometer (Py-GC/MS) analysis were conducted using tobacco filters. The sample was pre-treated by grinding tobacco filters at low temperatures through liquid nitrogen before and after smoking, respectively.It was confirmed that the pyrolysis behavior of the cigarette filter obtained through thermal weight analysis and volatile gas analysis (EGA-MS) was sufficient to decompose the cigarette filter when pyrolyzer temperature of 400℃, and additives including triacetin were decomposed at less than 300℃, and oil containing acetic acid was produced at 300℃ or higher.Py-GC/MS analysis confirmed that not only acetic acid but also additives such as limonene and triacetin were produced through the pyrolysis of tobacco waste. Solid charcoal remaining after pyrolysis remains as a by-product during the pyrolysis process of the cigarette filter, but the possibility of being used as a solid fuel was confirmed through an additional activation process.According to the results of the quantitative analysis of acetic acid in cigarette filters according to temperature, cigarette filters before smoking (CFBS) and cigarette filters after smoking (CFAS) showed similar trends. As a result of conducting at 400℃, 500℃, and 600℃, respectively, CFBS showed 34.1% and 31.4% acetic acid yields at 400℃ and 500℃, and 28.1% at 600℃, showing lower yields than 400 and 500℃. In the case of triacetin yield, the yield for each temperature was 5.2, 4.9, and 4.7%. This shows a similar pattern to the yield of acetic acid. CFAS showed an acetic acid yield of 30.7% and 30.0% at 400℃ and 500℃, and 28.7% at 600℃, which is lower than 400 and 500℃ like CFBS. Triacetin also showed 3.6, 3.8, and 3.4%.