• 제목/요약/키워드: $N_2/O_2$

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나노영가철의 산화·환원에 의한 트리클로로에틸렌 처리특성 (Treatment Characteristics of Trichloroethylene(TCE) by Oxidation and Reduction with Nanoscale Zero-valent Iron)

  • 박영배;정용준;최정학;문병현
    • 한국환경과학회지
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    • 제23권5호
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    • pp.903-910
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    • 2014
  • This study examined the treatment characteristics of hard-to-degrade pollutants such as TCE which are found in organic solvent and cleaning wastewater by nZVI that have excellent oxidation and reduction characteristics. In addition, this study tried to find out the degradation characteristics of TCE by Fenton-like process, in which $H_2O_2$ is dosed additionally. In this study, different ratios of nZVI and $H_2O_2$, such as 1.0 mM : 0.5 mM, 1.0 mM : 1.0 mM, and 1.0 mM : 2.0 mM were used. When 1.0 mM of nZVI was dosed with 1.0 mM of $H_2O_2$, the removal efficiency of TOC was the highest and the first order rate constant was also the highest. When 1mM of nZVI was dosed with 0.5 mM of $H_2O_2$, the first order rate constant and removal efficiency were the lowest. The size of first order rate constant and removal efficiency was in the order of nZVI 1.0 mM : $H_2O_2$ 1.0 mM > nZVI 1.0 mM : $H_2O_2$ 2.0 mM > nZVI 1.0 mM : $H_2O_2$ 0.5 mM > $H_2O_2$ 1.0 mM > nZVI 1.0 mM. It is estimated that when 1.0 mM of nZVI is dosed with 1.0 mM of $H_2O_2$, $Fe^{2+}$ ion generated by nZVI and $H_2O_2$ react in the stoichiometric molar ratio of 1:1, thus the first order rate constant and removal efficiency are the highest. And when 1.0 mM of nZVI is dosed with 2.0 mM of $H_2O_2$, excessive $H_2O_2$ work as a scavenger of OH radicals and excessive $H_2O_2$ reduce $Fe^{3+}$ into $Fe^{2+}$. As for the removal efficiency of TOC in TCE by simultaneous dose and sequential dose of nZVI and $H_2O_2$, sequential dose showed higher first order reaction rate and removal efficiency than simultaneous dose. It is estimated that when nZVI is dosed 30 minutes in advance, pre-treatment occurs and nanoscale $Fe^0$ is oxidized to $Fe^{2+}$ and TCE is pre-reduced and becomes easier to degrade. When $H_2O_2$ is dosed at this time, OH radicals are generated and degrade TCE actively.

콩 재배 화산회토양에서 질소시비 수준 및 강우, 온도 환경 변화에 따른 아산화질소 배출 특성 (Influence of N Fertilization Level, Rainfall, and Temperature on the Emission of N2O in the Jeju Black Volcanic Ash Soil with Soybean Cultivation)

  • 양상호;강호준;이신찬;오한준;김건엽
    • 한국토양비료학회지
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    • 제45권3호
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    • pp.451-458
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    • 2012
  • 본 연구는 콩 재배 화산회 토양에서 질소시비 수준 및 강우, 온도 환경 변화에 따른 $N_2O$ 배출량을 측정하고 배출에 영향을 미치는 요인 특성을 구명하기 위하여 제주특별자치도 농업기술원 시험포장에서 2년간 (2010~2011년) 수행되었다. 콩 재배기간 동안 $N_2O$ 배출량은 질소시비량이 많을수록 많았다. 재배시기별 $N_2O$ 배출량은 강우량이 많은 재배 초기와 중기에 많았으나, 강우가 적고 한발 시기인 재배 말기에는 매우 적거나 거의 없는 경향을 보였다. $N_2O$ 배출 양상은 강우량 및 토양수분함량 변화와 대체로 유사한 경향을 보였다. $N_2O$ 배출량과 상관관계($r$)를 분석한 결과, '10년도에는 토양수분, 토양온도 및 토양 EC는 각각 $0.6312^{**}$, $0.4591^{**}$, $0.3691^{**}$로 모두 고도로 유의성이 인정되었다. 그러나 '11년도의 경우는 토양수분과는 $0.4821^{**}$로 고도로 유의성이 인정되었으나, 토양온도와 토양 EC와는 각각 0.1646, 0.1543로 유의성이 인정되지 않았다. $NO_3$-N과 토양 질소 ($NO_3-N+NO_4-N$)와는 각각 $0.6902^{**}$, $0.6277^*$로 유의성이 인정되었으나, $NO_4$-N과는 0.1775로 유의성은 인정되지 않았다. 질소 시비량에 따른 2년 동안의 $N_2O$ 배출량을 배출계수로 환산한 값은 0.0202 ($N_2O$-N kg $N^{-1}\;kg^{-1}$)로, 일본의 배출계수인 0.0073 $N_2O$-N kg $N^{-1}\;kg^{-1}$보다는 약 2.8배, 2006 IPCC 가이드라인의 기본계수인 0.0100 $N_2O$-N kg $N^{-1}\;kg^{-1}$보다는 약 2배 정도 높은 것으로 분석되었다.

열 산화를 이용한 TiO2 나노선의 성장에 미치는 O2/N2 가스비의 영향 (Effect of the O2/N2 Ratio on the Growth of TiO2 Nanowires via Thermal Oxidation)

  • 이근형
    • 한국재료학회지
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    • 제25권10호
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    • pp.543-546
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    • 2015
  • $TiO_2$ nanowires were grown by thermal oxidation of TiO powder in an oxygen and nitrogen gas environment at $1000^{\circ}C$. The ratio of $O_2$ to $N_2$ in an ambient gas was changed to investigate the effect of the gas ratio on the growth of $TiO_2$nanowires. The oxidation process was carried out at different $O_2$/$N_2$ ratios of 0/100, 25/75, 50/50 and 100/0. No nanowires were formed at $O_2$/$N_2$ ratios of less than 25/75. When the $O_2$/$N_2$ ratio was 50/50, nanowires started to form. As the gas ratio increased to 100/0, the diameter and length of the nanowires increased. The X-ray diffraction pattern showed that the nanowires were $TiO_2$ with a rutile crystallographic structure. In the XRD pattern, no peaks from the anatase and brookite structures of $TiO_2$were observed. The diameter of the nanowires decreased along the growth direction, and no catalytic particles were detected at the tips of the nanowires which suggests that the nanowires were grown with a vapor-solid growth mechanism.

유역 내 토지이용도에 따른 $N_2O$ 배출양상 ($N_2O$ Emissions with Different Land-Use Patterns in a Basin)

  • 서주영;강호정
    • 대한환경공학회지
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    • 제34권2호
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    • pp.86-90
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    • 2012
  • 아산화질소($N_2O$)는 온실효과가 $CO_2$의 300배 이상 되는 강력한 온실기체로서, 주로 탈질, 질산화와 같은 토양의 질소순환과정에서 생성되고 토양의 환경에 따라 복잡한 발생 양상을 보이는 것으로 알려져 있다. 본 연구는 하나의 유역 내에서 토지이용도에 따른 $N_2O$ 발생량의 변이와 이를 조절하는 요인을 밝히기 위한 목적으로 수행하였다. 이를 위해 강원도 해안 분지지형 내에 산림과 밭, 논 세 종류의 토지이용 형태를 선정하여, 2010년 5월부터 10월까지 매월 $N_2O$ 발생량을 측정하였다. 또한 계절 별 토양을 채취하여 무기질소의 함량을 비롯한 이화학적인 분석을 시행하였다. 그 결과 $N_2O$는 밭에서 많이 발생하였고, 이는 시비에 의한 질소의 유입 때문으로 분석되었다. 산림과 논 토양에서는 유기물로부터 유래한 무기질소가 존재하나, 그 공간적 편차가 크고 질소순환이 빠르게 진행되지 않아 $N_2O$ 발생량이 크지 않은 것으로 보인다. 토양의 $N_2O$ 발생량을 조절하기 위해서는 시비의 강도와 시점에 대한 관찰과 조절이 중요할 것으로 사료된다.

$Li_{1-x}Mn_{2}O_{4}$(0$\leq$x$\leq$0.075)의 전기화학적 특성연구 (A syudy on electrochemical charcteristic of $Li_{1-x}Mn_{2}O_{4}$(0$\leq$x$\leq$0.075))

  • 박종광;고건문;김민기;이남재;임석진;한병성
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2000년도 하계학술대회 논문집
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    • pp.444-447
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    • 2000
  • The spinel L $i_{1-x}$ M $n_2$ $O_4$has been synthesized by the solid-state reaction. L $i_{l-x}$M $n_2$ $O_4$which includes a mixture of LiOH . $H_2O$ and Mn $O_2$prepared by preliminary heating at 35$0^{\circ}C$ for 12hr. L $i_{l-x}$M $n_2$ $O_4$fired at temperature range from 75$0^{\circ}C$ for 48hr. The structure and the electrochemical characteristics of spinel to L $i_{1-x}$ M $n_2$ $O_4$which is fabricated by changing sintering condition from starting materials are investigated. The cyclic voltammetric measurement was performed using 3 electrode cells. Electrode specific capacity and cycle life behavior were tested in a 3.0~4.2V range at a constant current density of 0.45mA/c $m^2$. To improve the cycle performance of spinel L $i_{l-x}$M $n_2$ $O_4$as the cathode of 4V class lithium secondary batteries, spinel phases L $i_{1-x}$ M $n_2$ $O_4$were Prepared at various lithium. The results showed that discharge capacity of L $i_{l-x}$M $n_2$ $O_4$varied at lithium quantity decrease with increasing lithium add quantity. The discharge capacities of L $i_{0.925}$M $n_2$ $O_4$and LiM $n_2$ $O_4$revealed 108 and 117mAh/g, respectively.spectively.y.

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Effect of Aeration on Nitrous Oxide ($N_2O$) Emission from Nitrogen-Removing Sequencing Batch Reactors

  • Kim, Dong-Jin;Kim, Yuri
    • Journal of Microbiology and Biotechnology
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    • 제23권1호
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    • pp.99-105
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    • 2013
  • In this study, nitrous oxide ($N_2O$) emission was compared between the operations of two different sequencing batch reactors, conventional sequencing batch reactor (CNVSBR) and simultaneous nitrification and denitrification sequencing batch reactor (SND-SBR), using synthetic wastewater. The CNV-SBR consisted of anoxic (denitrification) and aerobic phases, whereas the SND-SBR consisted of a microaerobic (low dissolved oxygen concentration) phase, which was achieved by intermittent aeration for simultaneous nitrification and denitrification. The CNV-SBR emitted 3.9 mg of $N_2O$-N in the denitrification phase and 1.6 mg of $N_2O$-N in the nitrification phase, resulting in a total emission of 5.5mg from 432mg of $NH_4^+$-N input. In contrast, the SND-SBR emitted 26.2mg of $N_2O$-N under the microaerobic condition, which was about 5 times higher than the emission obtained with the CNV-SBR at the same $NH_4^+$-N input. From the $N_2O$ yield based on $NH_4^+$-N input, the microaerobic condition produced the highest yield (6.1%), followed by the anoxic (0.9%) and aerobic (0.4%) conditions. It is thought that an appropriate dissolved oxygen level is critical for reducing $N_2O$ emission during nitrification and denitrification at wastewater treatment plants.

2차원 비트스트링의 공간 효율적 rank와 select (Space-economical rank and select of two dimensional bit strings)

  • 김태성;나중채
    • 한국정보과학회:학술대회논문집
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    • 한국정보과학회 2012년도 한국컴퓨터종합학술대회논문집 Vol.39 No.1(A)
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    • pp.385-387
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    • 2012
  • Succinct 표현은 n개의 이산 객체를 정수 값으로 표현하는 대신 이진화하여 표현하는 방법으로 o(n) bit만을 사용하는 공간 효율적인 방법이다. Succinct 표현을 위한 1차원 비트스트링은 이산 객체의 저장 위치에 접근하기 위해서 rank와 select 함수를 필요로 하며, 다양한 연구들에 의해 현재 rank와 select 함수는 o(n) 비트를 사용하여 O(1) 시간에 수행되고, 실용적인 구현이 가능하다. 또한, 2차원 비트 스트링에 대한 연구도 진행되어, 현재 O($n^2$) bit를 사용하여 O(logn) 시간에 rank를, O($log^2n$) 시간에 select를 수행할 수 있다. 본 논문에서는 2차원 비트스트링 상에서의 rank 및 select 함수를 새롭게 정의하고 o($n^2$) 비트만을 사용하여 O(logn) 시간에 rank 질의를, 그리고 O($log^2n$)시간에 select 질의를 수행할 수 있는 방법을 제안한다.

${N_2}O$ 플라즈마에 의한 AlGaN/GaN HEMT의 누설전류 감소 (Reduction of gate leakage current for AlGaN/GaN HEMT by ${N_2}O$ plasma)

  • 양전욱
    • 전기전자학회논문지
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    • 제11권4호
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    • pp.152-157
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    • 2007
  • 본 연구에서는 AlGaN/GaN HEMT (High electron mobility transistor)를 제작하고 20 mTorr의 챔버 압력과 15 sccm의 ${N_2}O$ 유량, 40 W의 RF 전력의 조건으로 원거리에서 형성된 플라즈마로 소스와 드레인 영역을 10초${\sim}$120초 동안 처리하여 HEMT의 전기적 특성을 관찰하였다. 상온에서 ${N_2}O$ 플라즈마에 처리한 경우 HEMT의 특성이 변화하지 않았으나 $200^{\circ}C$의 온도에서 10초 동안 처리한 경우 게이트 길이가 1um, 소스와 드레인 사이의 거리가 4um인 HEMT의 게이트 누설전류가 246 nA로부터 1.2 pA로 크게 감소하였다. 또한 25 um 떨어진 200um 폭의 두 활성층 사이 누설전류가 3 uA로부터 7 nA로 감소하였으며 720 ${\Omega}/{\box}$의 활성층의 면저항을 608 ${\Omega}/{\box}$로 감소시켜 도전율의 증가를 나타내기도 하였다. ${N_2}O$ 플라즈마의 처리에 의한 전기적 특성 개선은 10초 이내의 짧은 시간 동안 이루어지며 더 이상의 처리는 누설전류 특성 개선에 도움이 되지 않았다. 또한 ${N_2}O$ 플라즈마 처리로 개선된 특성은 $SiO_2$의 증착과 식각 후에도 개선된 특성이 유지되었다. ${N_2}O$ 플라즈마의 처리는 트랜지스터의 트랜스컨덕턴스와 드레인 전류의 증가, 드레인 전류의 차단특성의 개선에도 기여하여 고품위의 AlGaN/GaN HEMT 제작에 효과적으로 이용될 수 있음이 확인되었다.

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OXIDES OF NITROGEN SPECIES MEASUREMENTS AND ANALYSIS IN THE CENTRAL PIEDMONT OF NORTH CAROLINA, U.S.A.

  • Kim, Deug-Soo;Viney P. Aneja
    • Journal of Korean Society for Atmospheric Environment
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    • 제10권E호
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    • pp.311-324
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    • 1994
  • The quantitative knowledge of N $O_{\gamma}$ (=N $O_{x}$ +HN $O_3$+/PAN+N $O_3$$N_2$ $O_{5}$ +HN $O_2$+N $O_3$$^{-10}$ +organic nitrates+......)distribution is essential in tropospheric chemistry, especially, especially that related to understanding the processes leading to ozone production. Ambient concentrations of NO, N $O_2$, HN $O_3$ and PAN as well as total N $O_{\gamma}$ were measured during June and early July 1992 at a rural site(Candor, NC), in the central Piedmont region of NC. The measurements of N $O_{\gamma}$ species were made in an effort to provide a comprehensive understanding of nitrogen chemistry and to investigate the total nitrogen budget at the site. N $O_{\gamma}$, N $O_2$, and NO showed diurnal variations with maxima in the morning. The maximum N $O_{\gamma}$ concentration reached was 14.5 ppbv, and the maximum concentrations of NO and N $O_2$ were 5.4 and 7.8 PPbv, respectively. The mean N $O_{\gamma}$ concentration as found to be 2.88$\pm$1.58 ppbv(n=743). The mean concentrations of NO and N $O_2$, were found to be 0.15 $\pm$ 0.29 ppbv(n=785) and 1.31 $\pm$ 0.99 ppbv(n=769). Products of photochemical oxidants, (N <$O_{\gamma}$-N $O_{x}$ ), such as HN $O_3$ and PAN, as well as ozone showed diurnal variation with maxima in the afternoon and minima at night The fractions of individual reactive nitrogen species to total N $O_{\gamma}$ were investigated and contrasted to the results from remote marine site and rural continental sites. N $O_{x}$ was the major species to total N $O_{\gamma}$(45%). NO concentrations appeared to be nearly constant whether the Prevailing winds were from continental areas or from oceanic areas. Linear regression of $O_3$ with (N $O_{\gamma}$- N $O_{x}$ )/N $O_{\gamma}$ (i.e. percent N $O_{x}$ converted to the photochemical products of N $O_{\gamma}$) yielded ( $O_3$) =25.8 〔 N $O_{\gamma}$-N $O_{x}$ 〕/(N $O_{\gamma}$) +27, ( $r^{2}$=0.58). The regression intercept is interpreted as the ozone back ground (intercept=27ppbv) and the slope suggests that 8.6 molecules of ozone are formed per molecule of N $O_{x}$ oxidized products (when the average N $O_{\gamma}$ concentration, about 3 ppbv at the site, is used). The N $O_{x}$ N $O_{\gamma}$ ratio was used as an indicator of the chemical age of airmasses and the ratio showed strong positive correlations with HN $O_3$( $r^{2}$=0.58), PAN ( $r^{2}$=0.46) and $O_3$( $r^{2}$=0.62). Larger N $O_{\gamma}$ and N $O_{x}$ N $O_{\gamma}$ ratio were found when winds came from continental sides. It may suggest that synoptic meteorological conditions and transport of N $O_{x}$ are important in the distribution of N $O_{\gamma}$ and its relationship with photochemical oxidants at the site.

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대기압 플라즈마 표면 처리를 이용한 금속과 폴리이미드 필름의 접촉력 향상에 관한 연구

  • 오종식;박재범;염근영
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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    • pp.264-264
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    • 2011
  • Poly [(N, N'-oxydiphenylene) pyromellitimide], polyimide (PI) film은 기계적 강도가 매우 우수하고 열적, 화학적 안정성이 뛰어난 재료로서 전자제품의 소형화, 경령화, 고성능화를 위한 차세대 flexible electronic device에 적용하기 위하여 많은 연구가 진행되고 있다. 그러나 PI의 특성상, 매우 낮은 표면에너지로 인해 금속과의 접촉력이 좋지 않은 단점을 가지고 있다. 본 연구에서는, 금속박막과 PI film 과의 접촉력을 증가시키기 위해 remote-type modified dielectric barrier discharge (DBD) module을 이용하여 대기압 플라즈마 표면처리를 하였다. 실험에 사용된 gas composition은 각각 $N_2$/ He/ $SF_6$, $N_2$/ He/ $O_2$, $N_2$/ He/ $SF_6$/ $O_2$, $N_2$/ He/ $SF_6$/ $O_2$ 이다. $N_2$/ He/ $SF_6$/ $O_2$ gas composition을 이용하여 PI 표면을 플라즈마 처리한 경우, C=O 결합이 PI film 위에 생성됨으로써, 접촉각이 매우 낮게 형성됨을 관찰할 수 있었다. 이와는 반대로 $N_2$/ He/ $SF_6$ gas composition 을 사용하였을 경우에는 C-Fx 화학적 결합이 생성되기 때문에 가장 높은 접촉각이 형성됨을 관찰할 수 있었다. 특히, $N_2$ (40 slm)/ He (1 slm)/ $SF_6$ (1.2 slm) gas composition에 $O_2$ gas를 0.2 slm부터 1.0 slm까지 변화시켜가며 PI film 표면을 처리한 결과, $O_2$ gas를 0.9 slm 첨가하였을 때, 가장 낮은 $9.3^{\circ}$의 접촉각을 얻을 수 있었다. 이는 0.9 slm의 $O_2$ gas를 첨가하였을 때, 가장 많은 양의 $O_2$ radical이 생성되기 때문에 많은 양의 C=O 결합이 생성되기 때문이다. 최적화된 $N_2$ (40 slm)/ He (1 slm)/ $SF_6$ (1.2 slm)/ $O_2$ (0.9 slm) gas composition 조건에서 Ag film과 PI film과의 접촉력을 관찰할 결과, 111 gf/mm를 얻을 수 있었다.

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