• 제목/요약/키워드: $O_2/N_2$ separation

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이온교환수지에 의한 모나자이트중 우라늄의 분리, 회수에 관한 연구 (Separation and Recovery of Uranium from Korean Monazite Sand by Ion-Exchange resin)

  • 하영구
    • 대한화학회지
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    • 제27권5호
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    • pp.361-367
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    • 1983
  • 이온 교환수지에 의한 국산모나자이트 중에 함유된 우라늄을 분리, 회수하기 위하여 강염기성 이온교환수지(Amberlite IRA-900)에 S$O_4^{2-}$ 및 P$O_4^{3-}$ 이온을 흡착시켜 황산우라닐착이온, 인산우라닐착이온 형태로 우라늄을 흡착시켜 적당한 용리액(HN$O_3$ : N$NH_4NO_3$)으로 우라늄을 분리 회수하는 실험을 하였다. 표준우라늄을 사용하였을 때 황산형수지에서 99.3%, 인산형수지에서 99.2%까지 회수하였으며 모자나이트를 황산분해한 모나자이트 황산분해용액 중의 희토류원소들을 제거한 용액을 사용하였을 때는 약 92%까지 회수하였다. 모나자이트 중에 함유된 인산이온의 방해가 없는 것으로 나타났다. 인산형수지에서 우라늄의 회수율이 51% 정도인 것으로 보아 모나자이트를 황산으로 분해하였을 때는 대부분의 우라늄은 황산우라닐착이온으로 된다는 사실도 확인하였다.

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α-Al2O3 지지체를 이용한 Pd-Ag-Cu 수소 분리막의 제조 및 기체투과 성능 (Preparation and Gas Permeation Performance of Pd-Ag-Cu Hydrogen Separation Membrane Using α-Al2O3 Support)

  • 한성우;신민창;장학룡;황재연;고민영;김시은;정창훈;박정훈
    • 멤브레인
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    • 제34권1호
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    • pp.50-57
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    • 2024
  • 본 실험에서는 α-Al2O3 지지체에 무전해도금을 이용하여 Pd-Ag-Cu 분리막을 제조하였다. Pd, Ag, Cu는 각각 무전해도금을 통해 지지체 표면에 코팅하였고, 합금의 형성을 위해 무전해도금 중간에 H2, 500℃의 조건에서 18 h 동안 열처리를 진행하였다. 이를 통해 제조된 Pd-Ag-Cu 분리막은 SEM을 통해 표면을 관찰하였으며, Pd 분리막의 두께는 7.82 ㎛, Pd-Ag-Cu 분리막의 두께는 3.54 ㎛로 측정되었다. EDS와 XRD 분석을 통해 Pd-Ag-Cu 합금이 Pd-78%, Ag-8.81%, Cu-13.19%의 조성으로 형성된 것을 확인하였다. 기체투과 실험은 H2 단일가스와 H2/N2 혼합가스에서 실험을 진행하였다. H2 단일가스에서 측정한 수소 분리막의 최대 H2 flux는 Pd 분리막의 경우 450℃, 4 bar에서 74.16 ml/cm2·min이고, Pd-Ag-Cu 분리막의 경우 450℃, 4 bar에서 113.64 ml/cm2·min인 것을 확인하였고, H2/N2 혼합가스에서 측정한 separation factor의 경우 450℃, 4 bar에서 각각 2437, 11032의 separation factor가 측정되었다.

Minimization of Recombination Losses in 3D Nanostructured TiO2 Coated with Few Layered g-C3N4 for Extended Photo-response

  • Kang, Suhee;Pawar, Rajendra C.;Park, Tae Joon;Kim, Jin Geum;Ahn, Sung-Hoon;Lee, Caroline Sunyong
    • 한국세라믹학회지
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    • 제53권4호
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    • pp.393-399
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    • 2016
  • We have successfully fabricated 3D (3-dimensional) nanostructures of $TiO_2$ coated with a $g-C_3N_4$ layer via hydrothermal and sintering methods to enhance photoelectrochemical (PEC) performance. Due to the coupling of $TiO_2$ and $g-C_3N_4$, the nanostructures exhibited good performance as the higher conduction band of $g-C_3N_4$, which can be combined with $TiO_2$. To fabricate 3D nanostructures of $g-C_3N_4/TiO_2$, $TiO_2$ was first grown as a double layer structure on FTO (Fluorine-doped tin oxide) substrate at $150^{\circ}C$ for 3 h. After this, the $g-C_3N_4$ layer was coated on the $TiO_2$ film at $520^{\circ}C$ for 4 h. As-prepared samples were varied according to loading of melamine powder, with values of loading of 0.25 g, 0.5 g, 0.75 g, and 1 g. From SEM and TEM analysis, it was possible to clearly observe the 3D sample morphologies. From the PEC measurement, 0.5 g of $g-C_3N_4/TiO_2$ film was found to exhibit the highest current density of $0.12mA/cm^2$, along with a long-term stability of 5 h. Compared to the pristine $TiO_2$, and to the 0.25 g, 0.75 g, and 1 g $g-C_3N_4/TiO_2$ films, the 0.5 g of $g-C_3N_4/TiO_2$ sample was coated with a thin $g-C_3N_4$ layer that caused separation of the electrons and the holes; this led to a decreasing recombination. This unique structure can be used in photoelectrochemical applications.

고전압 SiO2 절연층 nMOSFET n+ 및 p+ poly Si 게이트에서의 Positive Bias Temperature Instability 열화 메커니즘 분석 (Analysis of Positive Bias Temperature Instability Degradation Mechanism in n+ and p+ poly-Si Gates of High-Voltage SiO2 Dielectric nMOSFETs)

  • 윤여혁
    • 한국정보전자통신기술학회논문지
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    • 제16권4호
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    • pp.180-186
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    • 2023
  • 본 논문은 4세대 VNAND 공정으로 만들어진 고전압 SiO2 절연층 nMOSFET의 n+ 및 p+ poly-Si 게이트에서의 positive bias temperature instability(PBTI) 열화에 대해 비교하고 각각의 메커니즘에 대해 분석한다. 게이트 전극 물질의 차이로 인한 절연층의 전계 차이 때문에 n+/nMOSFET의 열화가 p+/nMOSFET의 열화보다 더 클 것이라는 예상과 다르게 오히려 p+/nMOSFET의 열화가 더 크게 측정되었다. 원인을 분석하기 위해 각각의 경우에 대해 interface state와 oxide charge를 각각 추출하였고, 캐리어 분리 기법으로 전하의 주입과 포획 메커니즘을 분석하였다. 그 결과, p+ poly-Si 게이트에 의한 정공 주입 및 포획이 p+/nMOSFET의 열화를 가속시킴을 확인하였다.

복합 TiN-Al2O3 합성과 수소투과도 특성 평가 (Composite TiN-Al2O3 Syntheses and Hydrogen Permeability Characteristics Evaluation)

  • 조경원;이영환;한정흠;유제선;홍태환
    • 한국수소및신에너지학회논문집
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    • 제31권2호
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    • pp.177-183
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    • 2020
  • To utilize hydrogen energy, high-yield, high-purity hydrogen needs to be produced; therefore, hydrogen separation membrane studies are being conducted. The membrane reactor that fabricates hydrogen needs to have high hydrogen permeability, selective permeability, heatresistant and a stable mechanical membrane. Dense membranes of Pd and Pd alloys are usually used, but these have drawbacks associated with high cost and durability. Therefore, many researchers have studied replacing Pd and Pd alloys. Dense TiN membrane is highly selective and can separate high-purity hydrogen. The porous alumina has a high permeation rate but low selectivity; therefore, separating high-purity hydrogen is difficult. To overcome this drawback, the two materials are combined as composite reclamations to produce a separation membrane with a high penetration rate and high selectivity. Accordingly, TiN-alumina was manufactured using a high-energy ball mill. The TiN-alumina membrane was characterized by X-ray diffraction analysis, scanning electron microscopy, and energy dispersive spectroscopy. The hydrogen permeability of the TiN-alumina membrane was estimated by a Sievert-type hydrogen permeation membrane apparatus. Due to the change in the diffusion mechanism, the transmittance value was lower than that of the general TiN ceramic separator.

PMDA/MDA-Phenylene diamine 계열의 공중합체막에서의 산소, 질소 투과 특성의 정성적 고찰 (A Qualitive Research of N2, O2 Permeation Property in PMDA/ MDA- Phenylene Diamine Copolyimide)

  • 이경록;나성순;김종표;민병렬
    • 공업화학
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    • 제9권1호
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    • pp.13-19
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    • 1998
  • Pyromellitic dianhydride(PMDA)와 methylenedianiline(MDA)을 기본으로 하고 이에 meta-phenylendiamine(MPD), para-phenylendiamine(PPD), 2,4,6-trimethyl-1,3-phenylenediamine(TriMeMPD)을 첨가하여 열적 이미드화법으로 서로 다른 화학적 구조를 갖는 폴리이미드 공중합체막을 합성하여 제조된 막들의 물성치들을 측정하고, 산소와 질소의 투과 특성을 막의 물성과 관련시켜 정성적으로 고찰하였다. PMDA-MDA막을 기준으로 PPD, MPD의 첨가는 막의 밀도를 증가시켰고, 이에 따라 막의 자유용적과 d-spacing 값의 감소를 나타내어 산소, 질소의 투과량을 감소시켰으며, TriMeMPD의 첨가는 반대의 경향을 나타내었다. 따라서 d-spacing값과 자유용적은 질소, 산소의 투과특성과 정성적 상관성을 가짐을 알 수 있었다. 모든 막에서 압력에 상관없이 투과 계수는 거의 일정한 값을 나타내었고, 막의 기체 투과계수가 증가하면 산소/질소의 이상분리인자는 감소하였다. 온도가 증가하면 투과량도 증가하였으며 이상분리인자는 감소하였으며, 질소 투과량의 상승비가 산소보다 더 크게 나타났다.

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앵커 그룹으로서 아자크라운 에테르를 포함한 새로운 이온교환체에 의한 리튬 동위원소의 농축 (Enrichment of Lithium Isotope by Novel Ion Exchanger Containing Azacrown Ether as Anchor Group)

  • 김동원;이남수;정영규;류해일;김창석;김봉균
    • 분석과학
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    • 제11권4호
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    • pp.231-234
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    • 1998
  • $N_3O_3$가 앵커 그룹으로 포함된 이온교환체를 사용하여 $^6Li$$^7Li$의 분리인자를 측정하였다. 이온교환체의 이온교환 용량은 2.0 meq/g 이었다. 3M 염화암모늄 수용액을 용리액으로 하였으며, 내경 0.3 cm, 높이 30 cm의 칼럼을 이온교환크로마토그래피에 사용하였다. 가벼운 동위원소 $^6Li$는 유체상에, 무거운 동위원소 $^7Li$는 수지상에 농축되었다. 용리곡선과 동위원소 비를 가지고 Glueckauf의 이론에 따라 분리인자를 구하였으며, 그 값은 1.018이었다.

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Preparation, Characterization, and Gas Permeation Properties of Carbon Molecular Sieve Membranes Derived from Dense P84-Polyimide Film

  • Park, Ho-Bum;Nam, Sang-Yong;Jang, Jeong-Gyu;Lee, Young-Moo
    • Korean Membrane Journal
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    • 제4권1호
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    • pp.25-35
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    • 2002
  • The gas permeation properties have been studied on carbon molecular sieve (CMS) membranes prepared by pyrolysis of P84 polyimide under various conditions. P84 polyimide shows high permselectivities (O$_2$/N$_2$= 9.17 and CO$_2$/N$_2$= 35) for various gas pairs and has a good processibility because it is easily soluble in high polar solvents such as N-methylpyrrolidinone (NMP), dimethylformamide (DMF), and N,N-dimethylacetamide (DMAc). After pyrolysis under Ar flow, the change in the heating rate was found to affect the gas permeation properties to some extent. The permeabilities of the selected gases were shown to be in the order He > CO$_2$> O$_2$> N$_2$for all the CMS membranes, whose order was in accordance with the order of kinetic gas diameters. It also revealed that the pyrolysis temperature considerably influenced the gas permeation properties of the CMS membranes derived from P84 polyimide. The CMS membranes pyrolized at 700$\^{C}$ temperature exhibited the highest permeability with relatively targe loss in permselectivity. This means that the pyrolysis temperature should be varied in accordance with target gases to be separated.

Visible-Light-Driven Catalytic Disinfection of Staphylococcus aureus Using Sandwich Structure g-C3N4/ZnO/Stellerite Hybrid Photocatalyst

  • Zhang, Wanzhong;Yu, Caihong;Sun, Zhiming;Zheng, Shuilin
    • Journal of Microbiology and Biotechnology
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    • 제28권6호
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    • pp.957-967
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    • 2018
  • A novel $g-C_3N_4$/ZnO/stellerite (CNZOS) hybrid photocatalyst, which was synthesized by coupled hydro thermal-thermal polymerization processing, was applied as an efficient visible-light-driven photocatalyst against Staphylococcus aureus. The optimum synthesized hybrid photocatalyst showed a sandwich structure morphology with layered $g-C_3N_4$ (doping amount: 40 wt%) deposited onto micron-sized ZnO/stellerite particles (ZnO average diameter: ~18 nm). It had a narrowing band gap (2.48 eV) and enlarged specific surface area ($23.05m^2/g$). The semiconductor heterojunction effect from ZnO to $g-C_3N_4$ leads to intensive absorption of the visible region and rapid separation of the photogenerated electron-hole pairs. In this study, CNZOS showed better photocatalytic disinfection efficiency than $g-C_3N_4/ZnO$ powders. The disinfection mechanism was systematically investigated by scavenger-quenching methods, indicating the important role of $H_2O_2$ in both systems. Furthermore, $h^+$ was demonstrated as another important radical in oxidative inactivation of the CNZOS system. In respect of the great disinfection efficiency and practicability, the CNZOS heterojunction photocatalyst may offer many disinfection applications.

PDMS-SiO2·B2O3 복합막에 의한 수소-질소 기체 분리 (Separation of Hydrogen-Nitrogen Gases by PDMS-SiO2·B2O3 Composite Membranes)

  • 이석호;강태범
    • 멤브레인
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    • 제25권2호
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    • pp.115-122
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    • 2015
  • 졸겔법에 의해서 trimethylborate (TMB)/tetraethylorthosilicate (TEOS) 몰비 0.01, 온도 $800^{\circ}C$에서 $SiO_2{\cdot}B_2O_3$가 제조되었다. 그리고 제조된 $SiO_2{\cdot}B_2O_3$와 PDMS[poly(dimethylsiloxane)]로부터 PDMS-$SiO_2{\cdot}B_2O_3$ 복합막을 제조하고 막의 물리화학적 특성을 TG-DTA, FT-IR, BET, X-ray, SEM에 의해 조사하고 그리고 $H_2$$N_2$의 투과도와 선택도를 조사하였다. TG-DTA, BET, X-ray, FT-IR 측정에 의하면 $SiO_2{\cdot}B_2O_3$는 무정형의 다공성 $SiO_2{\cdot}B_2O_3$였으며, 기공의 평균직경은 $37.7821{\AA}$, 표면적은 $247.6868m^2/g$이었다. TGA 측정에 의하면 PDMS 내에 $SiO_2{\cdot}B_2O_3$가 첨가되었을 때 PDMS-$SiO_2{\cdot}B_2O_3$ 복합막의 열적 안정성은 향상되었다. SEM 관찰에 의하면 $SiO_2{\cdot}B_2O_3$는 약 $1{\mu}m$ 크기로 PDMS 내에 덩어리 상태로 뭉쳐서 분산되어 있었다. 기체투과실험에 의하면 PDMS 내에 $SiO_2{\cdot}B_2O_3$ 함량이 증가하면 $H_2$$N_2$의 투과도는 증가하였고, 질소보다 Lenard Jones 분자지름이 작은 $H_2$의 투과도는 $N_2$의 투과도보다 컸으며, 선택도($H_2/N_2$)는 감소하였다.