• 제목/요약/키워드: $CH_4$ addition

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$N_2/CH_4$가스비에 따른 Hydrogenated Amorphous Carbon Nitride 박막의 특성 (Hydrogeneted Amorphous Carbon Nitride Films on Si(100) Deposited by DC Saddle Field Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition)

  • 장홍규;김근식;황보상우;이연승;황정남;유영조;김효근
    • 한국진공학회지
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    • 제7권3호
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    • pp.242-247
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    • 1998
  • DC saddle-field-plasma-enhanced chemical-vapor deposition(PECVD) 장치를 이용 하여 상온에서 p-type Si(100)기판위에 hydrogenated amorphous carbon nitride [a-C:H(N)] 박막을 증착하였다. 원료가스인 $CH_4$$N_2$의 전체압력은 90mTorr로 고정하고 $N_2/CH_4$비를 0 에서 4까지 변화하면서 제작한 a-C:H(N)박막의 미세구조의 변화를 연구하였다. 진공조의 도달 진공도는 $1\times10^{-6}$Torr이고, 본 실험시 $N_2+CH_4$가스의 유량은 5sccm으로 고정하고 배 기량을 조절하여 진공조의 가스 압력을 90mTorr로 고정하였으며 기판에 200V의 직류 bias 전압을 인가하였다. $\alpha$-step과 X-ray photoelectron spectroscopy(XPS)를 이용한 분석결과 $N_2/CH_4$비가 0에서 0.5로 증가함에 따라 박막 두께는 4840$\AA$에서 2600$\AA$으로 급격히 감소하 였으며, 박막내의 탄소에 대한 질소함유량(N/C비)는 N2/CH4비가 4일 때 최대 0.25로 증가하 는 것을 확인하였다. 또한 XPS 스펙트럼의 fitting 결과 $N_2/CH_4$비가 증가할수록 CN결합이 증가하였다. Fourier Transformation Infrared(FT-IR) 분석결과 $N_2/CH_4$비가 증가함에 따라 박막내의 C-H결합은 감소하고, N-H, C≡N결합은 증가하였다. Optical bandgap 측정 결과 $N_2/CH_4$비가 0에서 4로 증가함에 따라 a-C:H(N)박막의 bandgap 에너지는 2.53eV에서 2.3eV 로 감소하는 것을 확인하였다.

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돌산갓의 부위별 sinigrin 함량 (Sinigrin content of different parts of Dolsan leaf mustard)

  • 오선경;김기웅;배상옥;최명락
    • 한국식품저장유통학회지
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    • 제22권4호
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    • pp.553-558
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    • 2015
  • 돌산갓에서의 glucosinolates인 sinigrin의 분석법을 확립하기 위해 다양한 용매를 이용하여 추출 후 정성 정량하였다. 돌산갓을 뿌리, 줄기, 잎으로 구분하여 50% $CH_3CN$, 10% $NH_4Cl$, 60% $CH_2OH$, 70% $CH_3OH$ 을 이용해 추출시 50% $CH_3CN$이 가장 sinigrin 함량이 높게 나타났으며 나머지 용매들은 큰 차이가 없었다. 또한 갓 부위별에서 sinigrin함량은 큰 차이가 없었으며 줄기 부위의 50% $CH_3CN$추출물의 sinigrin함량이 728 ppm으로 다소 높게 나타났다. Sinigrin은 농도별로 standard curve를 작성하여 HPLC에 의한 돌산갓 부위별 sinigrin 함량을 정량화 하였고 HPLC로 분석시 UV detector 감도는 242 nm보다 228 nm에서 높게 나타났으며 228 nm에서는 줄기, 뿌리, 잎 순서로 sinigrin함량이 나타났다. 50% $CH_3CN$로 추출한 돌산갓의 chromatogram은 표준물질인 sinigrin의 retention time과 일치하였으며, 잎에서 나타난 peak는 glucosinolates인 glucoraphanin으로 확인되었다. 본 연구의 결과로부터 돌산갓에 함유된 sinigrin 분석을 위한 추출용매는 50% $CH_3CN$, UV detector 파장은 228 nm가 가장 적합하다는 것을 알 수 있었다. 또한, sinigrin의 추출 및 분석이 체계화됨으로써 돌산갓을 이용한 다양한 식품의 저장기간에 따른 sinigrin 함량변화 및 생리기능에 관한 연구에 활용 될 수 있을 것으로 판단된다.

Use of Lysozyme as a Feed Additive on In vitro Rumen Fermentation and Methane Emission

  • Biswas, Ashraf A.;Lee, Sung Sill;Mamuad, Lovelia L.;Kim, Seon-Ho;Choi, Yeon-Jae;Bae, Gui-Seck;Lee, Kichoon;Sung, Ha-Guyn;Lee, Sang-Suk
    • Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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    • 제29권11호
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    • pp.1601-1607
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    • 2016
  • This study was conducted to determine the effect of lysozyme addition on in vitro rumen fermentation and to identify the lysozyme inclusion rate for abating methane ($CH_4$) production. An in vitro ruminal fermentation technique was done using a commercial concentrate to rice straw ratio of 8:2 as substrate. The following treatments were applied wherein lysozyme was added into 1 mg dry matter substrate at different levels of inclusion: Without lysozyme, 2,000, 4,000, and 8,000 U lysozyme. Results revealed that, lysozyme addition had a significant effect on pH after 24 h of incubation, with the highest pH (p<0.01) observed in 8,000 U lysozyme, followed by the 4,000 U, 2,000 U, and without lysozyme. The highest amounts of acetic acid, propionic acid (p<0.01) and total volatile fatty acid (TVFA) (p<0.05) were found in 8,000 U after 24 h of incubation. The $CH_4$ concentration was the lowest in the 8,000 U and the highest in the without lysozyme addition after 24 h of incubation. There was no significant differences in general bacteria, methanogen, or protozoan DNA copy number. So far, addition of lysozyme increased the acetate, propionate, TVFA, and decreased $CH_4$ concentration. These results suggest that lysozyme supplementation may improve in vitro rumen fermentation and reduce $CH_4$ emission.

아크제트 플라즈마를 이용한 메탄건식개질 반응에서 $CO_2$$O_2$ 첨가의 영향 (Effects of $CO_2$ and $O_2$ Addition on Methane Dry Reforming Using Arc-Jet Plasma Reactor)

  • 황나경;차민석;송영훈
    • 한국연소학회지
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    • 제13권4호
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    • pp.47-53
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    • 2008
  • The reaction mechanism of methane dry reforming has been investigated using an arc-jet reactor. The effects of input power, $CO_2/CH_4$ and added $O_2$ were investigated by product analysis, including CO, $H_2$, $C_{2}H_{Y}$ and $C_{3}H_{Y}$ as well as $CH_4$ and $CO_2$. In the process, input electrical power activated the reactions between $CH_4$ and $CO_2$ significantly. The increased feed ratio of the $CO_2$ to $CH_4$ in the dry reforming does not affect to the $CH_4$ conversion. but we could observe increase in CO selectivity together with decreasing $H_2$ generation. Added oxygen can also increase not only CO selectivity but also $CH_4$ conversion. However, hydrogen selectivity was decreased significantly due to a increased $H_{2}O$ formation.

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WRF-CMAQ 모델을 이용한 한반도 CH4 배출의 기여농도 추정 및 검증 (Verification and Estimation of the Contributed Concentration of CH4 Emissions Using the WRF-CMAQ Model in Korea)

  • 문윤섭;임윤규;홍성욱;장은미
    • 한국지구과학회지
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    • 제34권3호
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    • pp.209-223
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    • 2013
  • 이 연구의 목적은 한반도에서 $CH_4$ 농도의 수치모의 검증을 통하여 $CH_4$ 배출원의 기여 농도를 추정하는 것이고, 이 수치모의에 사용된 $CH_4$ 배출량을 상자모델로부터 추정된 $CH_4$ 배출량과 비교하는 것이다. 한반도에서 2010년 4월 1일부터 8월 22일까지 $CH_4$의 평균 농도를 추정하기 위해 WRF-CMAQ 모델이 사용되었다. 모델에서 $CH_4$ 배출량은 전지구 배출량인 EDGAR와 한국에서의 온실기체 배출량인 GHG-CAPSS로부터 인위적 배출 인벤토리와 전지구 자연적 인벤토리인 MEGAN이 적용되었다. 이들 $CH_4$ 배출량은 안면도 및 울릉도에서 측정된 $CH_4$ 농도와 모델링 농도 자료를 비교함으로써 검증되었다. 울릉도에서 국내 배출원으로부터 추정된 $CH_4$의 기여 농도는 약 20%로 나타났고, 이것은 한반도 내 농장(8%), 에너지 기여 및 산업공정(6%), 일반폐기물(5%), 생체 및 토지이용(1%) 등 $CH_4$ 배출원으로부터 기원하였다. 그리고 중국으로부터 수송된 $CH_4$의 기여 농도는 약 9%였고, 나머지 배경농도는 약 70%로 나타났다. 박스모델로 추정된 $CH_4$ 배출량은 WRF-CMAQ 모델에서 사용한 $CH_4$ 배출량과 유의미한 결과를 얻었다.

메탄 유출 관정 주변의 토양 CO2 모니터링 (Soil CO2 Monitoring Around Wells Discharging Methane)

  • 채기탁;김찬영;주가현;박권규;노열;이창현;염병우;김기배
    • 자원환경지질
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    • 제55권4호
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    • pp.407-419
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    • 2022
  • 메탄(CH4)이 유출되는 관정 주변에서 토양(비포화대) 가스 모니터링과 자료 해석 방법을 제시하고자 토양 가스의 성분변화를 약 3일간 측정하였다. 이를 위해서 포항 지역의 시험 관정 2개(TB2, TB3)의 주변 1 m 이내에서 방사상으로 토양 가스를 채취하고 현장에서 CO2, CH4, N2, O2의 농도를 분석하였다. TB2의 관정 정두(wellhead)에서 30 cm 떨어진 지점에서 CO2 플럭스도 측정하였다. 아울러 TB2 관정 정두의 가스 시료와 대기 시료도 채취하여 분석하였다. 모니터링 마지막 날 채취한 시료는 실험실에서 CO2의 탄소동위원소(δ13CCO2)를 분석하였다. 서로 12.7 m 떨어져 있는 두 시험 관정 중 TB3는 시멘팅이 되어 있고, TB2는 시멘팅이 되어 있지 않았다. 생지구화학 반응 기반(process-based) 해석을 적용한 결과, 비포화대 가스의 CO2, O2, N2 농도와 N2/O2 의 변화는 모두 CH4의 산화를 지시하는 선과 가스의 용해에 의한 농도의 변화를 지시하는 선 사이에 위치하고 있었다. 또한 TB2 정두에서 측정된 CH4은 대기의 CH4에 비해서 5.2배 높은 값을 나타나고 있었다. 시멘팅이 되어 있지 않은 관정(TB2) 주변 비포화대에서 나타난 높은 CO2 농도(평균 1.148%)는 CH4의 산화에 의해 증가한 것으로 판단된다. 반면, 시멘팅이 된 관정(TB3) 주변의 비포화대 CO2는 상대적으로 낮은 농도(0.136%)를 나타내고 있었다. 따라서 CH4가 산출되는 관정의 주변 토양가스(CO2 포함)는 관정의 완결 상태(시멘팅)에 크게 영향을 받는 것으로 판단된다. 본 연구는 천연가스 개발 관정 주변 토양의 환경 모니터링을 위한 전략 수립에 활용될 수 있으며, CO2 지중저장을 위한 주입정 및 관측정 주변 누출 감시에 활용될 수 있다. 또한 본 연구의 방법은 천연가스 저장소, 유류 오염 토양의 모니터링에 활용 가치가 있다.

Enhancing CO2/CH4 separation performance and mechanical strength of mixed-matrix membrane via combined use of graphene oxide and ZIF-8

  • Li, Wen;Samarasinghe, S.A.S.C.;Bae, Tae-Hyun
    • Journal of Industrial and Engineering Chemistry
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    • 제67권
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    • pp.156-163
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    • 2018
  • High-performance mixed-matrix membranes that comprise both zeolitic imidazolate framework-8 (ZIF-8) and graphene oxide (GO) were synthesized with a solution casting technique to realize excellent $CO_2/CH_4$ separation. The incorporation of ZIF-8 nanocrystals alone in ODPA-TMPDA polyimide can be used to significantly enhance $CO_2$ permeability compared with that of pure ODPA-TMPDA. Meanwhile, the addition of a GO nanostack alone in ODPA-TMPDA contributes to improved $CO_2/CH_4$ selectivity. Hence, a composite membrane that contains both fillers displays significant enhancements in $CO_2$ permeability (up to 60%) and $CO_2/CH_4$ selectivity (up to 28%) compared with those of pure polymeric membrane. Furthermore, in contrast to the ZIF-8 mixed-matrix membrane, which showed decreased mechanical stability, it was found that the incorporation of GO could improve the mechanical strength of mixed-matrix membranes. Overall, the synergistic effects of the use of both fillers together are successfully demonstrated in this paper. Such significant improvements in the mixed-matrix membrane's $CO_2/CH_4$ separation performance and mechanical strength suggest a feasible and effective approach for potential biogas upgrading and natural gas purification.

플라즈마 화학증착법으로 제조된 수소화된 비정질 탄화실리콘 박막의 물성에 대한 붕소의 도핑효과 (Effect of boron doping on the chemical and physical properties of hydrogenated amorphous silicon carbide thin films prepared by PECVD)

  • 김현철;이재신
    • 한국진공학회지
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    • 제10권1호
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    • pp.104-111
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    • 2001
  • $SiH_4$, $CH_4$, $B_2H_6$ 혼합기체를 이용하여 플라즈마 화학증착법으로 비정질 탄화실리콘(a-SiC:H) 박막을 증착하였다. 기상 doping 농도를 0에서 $2.5\times10^{-2}$ 범위에서 변화시켜 얻은 박막의 물성을 SEM, XRD, Raman 분광법, FTIR, SIMS, 광흡수도와 전기전도도 분석을 통하여 살펴보았다. $B_2H_6$/($CH_4+SiH_4$) 기체유량비가 증가할수록 붕소의 도핑효율와 미세결정성은 감소하였다. 증착 중 $B_2H_6$ 기체가 첨가됨에 따라 비정질 탄화실리콘 박막의 Si-C-H 결합기의 강도는 감소하였으며, 이의 영향으로 박막내의 수소함량은 $B_2H_6/(SiH_4+CH_4$) 기체 유량비가 증가함에 따라 16.5%에서 7.5%로 단조감소하였다. $B_2H_6(CH_4+SiH_4$) 기체유량비가 증가할수록 a-SiC:H 박막의 광학적 밴드갭과 전기활성화 에너지는 감소하였고, 전기전도도는 증가하였다.

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유기금속화합물에 의한 Cyanopyridines의 치환반응에 관한 연구 (Substitution Reactions of Cyanopyridines with Organometallics)

  • 김정균;유동식;문성환;박진일;박원우
    • 대한화학회지
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    • 제37권9호
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    • pp.826-831
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    • 1993
  • 3-Cyanopyridine을 organolithium 나 Grignard 시약과 반응시키면 6-위치에 첨가반응이 일어나 2-치환된 5-cyanopyridine류(6-치환된 3-cyanopyridine류)가 합성되었다. 반면, 2- 또는 4-cyanopyridine을 $CH_3Li$이나 $CH_3Mgl$와 반응시키면, 각각 2-acetylpyridine과 4-acetylpyridine이 합성되었다.

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에탄올+메탄 하이드레이트에 대한 분광학적 분석연구 (Spectroscopic Analysis of the Ethanol + Methane Hydrate)

  • 이종원;강성필
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2011년도 춘계학술대회 초록집
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    • pp.146.2-146.2
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    • 2011
  • Molecular behaviors and crystal structures of the binary hydrates of $CH_4$ and ethanol were identified by means of 13C solid-state NMR and powder XRD methods at various concentrations of ethanol. In addition, NMR peak areas were used to calculate cage occupancies for both guest species. Obtained results showed that more $CH_4$ molecules are captured into hydrate phase per unit mass of ethanol molecules because $CH_4$ molecule can occupy sII large cages more, and pure $CH_4$ hydrate can form more as well at lower ethanol concentrations. Even though tuning phenomenon was already reported for some aqueous hydrate promoters such as THF, aqueous ethanol solutions are found to play the same tuning role in the binary clathrate hydrates in this study.

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