• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.459.1-459.1
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• 2014

Because both $TiO_2$ and ZnO has superior characteristic optically and electrically, there are various of research for these materials. However, they have large band gap energy which correspond with not visible light, but UV light. To make up for this disadvantage, Quantum dots (CdS, CdSe) which can absorb the visible light could be deposited on $ZnO/TiO_2$ nanostructure so that the the photoelectrochecmical cell can absorb the light that has larger region of wavelength. Both $TiO_2$ and ZnO can be grown to one-dimensional nanowire structure at low temperature through solutional method. Three-dimensional hierarcical $ZnO/TiO_2$ nanostructure is fabricated by applying these process. Large surface area of this structure make the light absorbed more efficiently. Through type 2 like-cascade energy band structure of nanostructure, the efficient separation of electron-hole pairs is expected. Photoelectrochemical charateristics are found by using these nanostructure to photoelectrode.

• 공업화학
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• 제29권1호
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• pp.56-61
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• 2018

황-요오드(SI) 공정의 통합 운전을 위한 분젠 반응 단계에서, $I_2$ 및 $H_2O$ 반응물들은 $HI_x$ 용액 내 용해된 성분들로써 공급된다. $HI_x$ 용액과 $SO_2$ 공급을 이용하여 분젠 반응이 수행될 때 $HI_x$ 상 내 대부분의 $H_2SO_4$ 생성물이 존재하며, 이에 따라 $HI_x$ 상에 대한 $H_2SO_4$ 상의 부피 비가 매우 낮다. 본 연구에서 우리는 상 분리 성능을 향상시키기 위해 $HI_x$ 용액을 이용한 분젠 반응에 대한 초음파 조사의 효과들을 연구하였다. 분젠 반응과 함께 초음파가 조사될 때 $HI_x$ 상으로부터 $H_2SO_4$ 상으로 이동된 $H_2SO_4$의 양은 최대 58.0 mol%까지 증가하였으며, $H_2SO_4$ 상의 부피 또한 최대 13.1 vol%까지 증가하였다. 특히, 상 분리에 대한 초음파 조사의 효과는 온도, $I_2$ 및 $H_2O$ 공급 농도가 감소함에 따라 향상되었다. 초음파 조사는 $HI_x$ 상 내 반응 평형을 미시적으로 이동시킴으로써 추가적인 $H_2O$ 분자들의 형성을 유도하였다. 이로부터 추가적으로 생성된 $H_2O$ 및 분리된 $H_2SO_4$ 분자들이 $H_2SO_4$ 상으로 이동할 수 있는 더 많은 $H_2SO_4{\cdot}xH_2O$ (x = 5-6) 착물들을 형성하였다.

• 한국환경보건학회지
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• 제35권1호
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• pp.53-57
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• 2009

In order to treat the complex wastewater containing organic compound and solids, pre-treatment system associated with molecular separation process were investigated. The reductions of COD and turbidity were obtained after coagulation processes using Alum (Aluminium sulfate, $Al_2(SO_4)_2{\cdot}18H_{2}O$) and PACl (poly aluminium chloride as 17% $Al_{2}O_{3}$). The results of study were as follows: using variable dosage of Alum, COD removal was highest at 4,000 mg/l, and the reduction of COD and turbidity was 42% and 92%, respectively. The optimum coagulation would be effective at pH 7.3 than pH 9.0 by the addition of alum at a concentration of 6,000 mg/l and PACl was add at 4.25% in raw complex wastewater with 2,000 mg/l alum at pH 7.3, the reduction of COD was reduced by 32%. But coagulation aid experiments indicated that PACl would be more effective in sludge separation ability than COD removal efficiency.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제58권2호
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• pp.235-247
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• 2020

Sulfur-Iodine cycle (SI cycle)은 요오드와 황을 첨가하여 최종적으로 물을 열화학적으로 분해하여 산소와 수소를 생산하는 공정으로 황산분해, 요오드화 수소 분해, 분젠반응 등 세가지 반응들로 이루어져 있다. 분젠 반응은 두가지 공정 중간에 존재하므로 두 반응에 필요한 화학물을 조달하는 역할로 이에 대한 상분리 및 반응기에 대한 분석이 중요하다. 본 연구에서는 50 L/hr 수소를 생산하는 pilot scale의 Sulfur-Iodine Cycle 중 분젠 공정에 대한 모사, 민감도 분석, 민감도 분석을 토대로한 각각 상분리기와 분젠 반응기에 대한 최적 조건을 제시하였다. 열역학 물성치의 계산을 위해 Electrolyte Non-Random Two Liquid (ELECNRTL) model 사용하였다. 모델에 대한 신뢰도 확보를 위해서 실제 pilot scale의 공정 데이터와 검증을 수행하였다. 반응기의 종류를 선정하기 위해 Continuous Stirred Tank Reactor (CSTR)과 Plug Flow Reactor (PFR) 동일한 온도 및 부피 변화에서 SO₂ 전환율을 비교하였다. 상분리기 선정을 위해 3상 분리 시스템(기체-액체-액체)과 액체-기체 분리 후 액체-액체 구조에서 H₂SO₄ 상과 HI_X 상에서의 불순물들을 비교하였다. PFR에서 온도, 지름, 길이를 결정 변수로 SO₂ 전환율을 최대화 하기 위한 최적화를 수행하였는데, 온도 121 ℃와 PFR의 지름이 0.20 m 및 길이 7.6 m 일 때 SO₂ 전환율이 98% 최적 결과임을 확인하였다. 기존 pilot scale과 동일한 운전 조건 하에 PFR의 지름 3/8 inch, 길이 3.0 m, 120 ℃ 일 때 인입 몰량인 I₂ 및 H₂O를 결정 변수로 SO₂ 전환율에 대한 최적화를 수행하였을 때, SO₂ 전환율이 10% 일때 H₂O 및 I₂ 의 인입 몰량은 각각 17%와 22%로 감소하였다. 앞선 조업 조건 최적화 조건 (121 ℃, 지름 0.20 m, 길이: 7.6 m) 경우에는 SO₂ 전환율이 98% 일 때 H₂O가 1% 그리고 I₂가 7% 감소하였다. 상분리기에서 HI_X 상내 H₂SO₄ 최소화하는 목적함수에서 그에 상응하는 온도, I₂와 H₂O를 결정 변수로 설정하였을 때, H₂O 몰량이 기존공정보다 17% 감소하고 I₂ 몰량이 24% 감소하였을 때 최소 불순물이 생성하였다.

• 상하수도학회지
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• 제26권3호
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• pp.431-442
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• 2012

The purpose of this study, is to separate magnetic separation devices using permanent magnets by using magnetization characteristics remaining in treated water after adsorption and synthesizing phosphorus adsorbent capable of magnetic separation for efficient removal of phosphorus. The synthesis of the adsorbent which set Zirconium(Zr) having high friendly features for phosphorus as an element, and by synthesizing Iron Oxide($Fe_3O_4$, another name of $Fe_3O_4$ is magnetite) being able to grant magnetism to Zirconium Sulfate($Zr(SO_4)_2$), zirconium magnetic adsorbent(ZM) were manufactured. In order to consider the phosphorus adsorption characteristics of adsorbent ZM, batch adsorption experiment was performed, and based on the results, pH effect, adsorption isotherm, adsorption kinetics, and magnetic separation have been explore. As the experiment result, adsorbent ZM showed a tendency that the adsorption number was decreased rapidly at pH 13; however, it was showed a high amount of phosphorus removal in other range and it showed the highest amount of phosphorus removal in pH 6 of neutral range. In addtion, the Langmuir adsorption isotherm model is matched well, and D-R adsorption isotherm model is ranged 14.43kJ/mol indicating ion exchange mechanism. The result shown adsorption kinetics match well to the Pseudo-second-order kinetic model. The adsorbent ZM's capablility of regenerating NaOH and $H_2SO_4$, was high selectivity on the phosphorus without impacts on the other anions. The results of applying the treated water after adsorption of phosphorus to the magnetic separation device by using permanent magnets, shows that capture of the adsorbent by the magnetization filter was perfect. And they show the possibility of utilization on the phosphorus removal in water.

• 전기화학회지
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• 제15권3호
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• pp.149-153
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• 2012

The $Cu_2O/TiO_2$ inverse opal heterojunction arrays were developed by electrochemical deposition of $Cu_2O$ nanoparticles on $TiO_2$ inverse opal arrays. The $Cu_2O$ nanoparticles completely filled the inner pores of $TiO_2$ inverse opal film (prepared by liquid phase deposition with an average thickness of 400 nm) and covered the entire area; exhibiting high crystalline properties of anatase and cubic phase from $TiO_2$ and $Cu_2O$, respectively. From asymmetric current-voltage profile, it was noticeable that a heterojunction was well formed for charge transport from $Cu_2O$ to $TiO_2$ film resulting from the enhanced charge separation yield. In addition, increased photocurrent of 0.19 $mA/cm^2$ (versus 0.08 $mA/cm^2$ under dark condition) was obtained at -0.35 V from the heterojunction structure in the 0.5M $Na_2SO_4$ solution.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제27권1호
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• pp.13-21
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• 2016

The Sulfur-Iodine thermochemical hydrogen production process (SI process) consists of the Bunsen reaction section, the $H_2SO_4$ decomposition section, and the HI decomposition section. The $HI_x$ solution ($I_2-HI-H_2O$) could be recycled to Bunsen reaction section from the HI decomposition section in the operation of the integrated SI process. The phase separation characteristic of the Bunsen reaction using the $HI_x$ solution was similar to that of $I_2-H_2O-SO_2$ system. On the other hands, the amount of produced $H_2SO_4$ phase was small. To investigate the effects of $SO_2$ solubility on Bunsen reaction, the continuous Bunsen reaction was performed at variation of the amounts of $SO_2$ gas. Also, it was carried out to make sure of the effects of partial pressure of $SO_2$ in the condition of 3bar of $SO_2-O_2$ atmosphere. As the results, the characteristic of Bunsen reaction was improved with increasing the amounts and solubility of $SO_2$ gas. The concentration of Bunsen products was changed by reverse Bunsen reaction and evaporation of HI after 12 h.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제57권6호
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• pp.812-825
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• 2019

국내에서 채광되는 백운석(dolomite, $CaMg(CO_3)_2$)을 회분식 형태의 마이크로웨이브 소성로($950^{\circ}C/60min$)에 의해 소성하여 경소백운석($CaO{\cdot}MgO$)을 제조하였다. 국내에서 산출된 두 개의 백운석 시료를 대상으로 경소백운석($CaO{\cdot}MgO$) 제조 후 수화 특성을 규명한 결과 반응성이 다름을 규명하였다. 경소백운석($CaO{\cdot}MgO$)의 수화 특성의 반응성을 이용하여 강산성 양이온 교환수지와 반응 시켜서 MgO를 분리하는 조건을 실시하였다. 분리 실험 조건은 경소백운석($CaO{\cdot}MgO$)과 $R-SO_3H$ (1:12 mass %)로 칼슘이온 흡착($Ca-(R-SO_3)_2$)하여 MgO를 분리하였다. 분리 후 MgO의 함량은 94 mass % 이상으로 분리되었다. 분리된 MgO를 $950^{\circ}C$, 60 min 동안 열처리 후 MgO의 순도는 96 mass %로 나타났다. 그리고칼슘 이온이 흡착된강산성 양이온교환수지($Ca-(R-SO_3)_2$)와 NaOH, $CO_2$ gas 반응에 의해서 98 mass %의 $CaCO_3$를 합성하였다.

• Macromolecular Research
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• 제11권3호
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• pp.157-162
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• 2003

6FDA-based polyimides were prepared from the thermal imidization reaction of 6FDA with diamines of BAPAF, DAP, and DABA having a polar group of hydroxyL or carboxyl. Properties of the dense polyimide membranes were characterized and their gas permeation properties for H$_2$, $CO_2$, $O_2$, $N_2$, and CH$_4$ were investigated. Permeabilities, diffusion coefficients and diffusivity selectivities of polar group-containing polyimide membranes including 6FDA-BAPAF, 6FDA-DAP, and 6FDA-DABA polymer for the gases did not change largely. The separation properties of 6FDA-TrMPD polyimide membrane used as a reference polymer were compared with those of the polyimide membranes mentioned above. It was found that the polyimides of 6FDA-BAPAF, 6FDA-DAP, and 6FDA-DABA, which were soluble in alcohol or/and 2-methoxyethanol, could be applicable to the preparation of a dense composite membrane by dip-coating method.

• 청정기술
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• 제11권3호
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• pp.123-128
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• 2005

$TiO_2$는 금속 산화물의 일종으로서 자체가 가지고 있는 물리화학적 안정성, 무독성, 탁월한 유기물의 산화분해력 등으로 인해 저농도의 환경 유해물질 정화 분야로 응용이 활발히 연구되고 있는 반도체 물질이다. 그러나 $TiO_2$는 자외선 영역대(${\lambda}$ < 387 nm, 태양광의 2.7%가 UV)의 빛을 통해서 활성을 나타내고, 여기된 전자의 빠른 전자-정공 재결합속도로 인해 광 효율이 저하되는 단점을 갖는다. 따라서 광 감응 파장대를 넓히고 재결합속도를 길게 함으로써 광효율을 높이고, 광촉매 활성을 증대하는 방향으로 연구의 초점이 모아지고 있는 실정이다. 본 연구에서는 $TiO_2$ 광촉매의 광 감응 파장대를 가시광선 영역으로 확대함과 동시에 여기된 전자와 정공의 재결합시간을 연장하기 위하여 백금(Pt)이 광침적(photodeposition)된 탄소(C) 도핑 $TiO_2$를 제조하였다. 제조한 $Pt-C-TiO_2$의 특성은 전자투과현미경(Transmission Electron Microscopic; TEM), 질소흡탈착법(Brunauer-Emmett-Teller method; BET), X-ray 회절 분석법(X-ray Diffractometer; XRD), 분광 산란 광도계(UV-visible diffuse reflectance spectroscopy; UV-Vis DRS), X-ray 광전자 광도계(X-ray Photoelectron Spectroscopy; XPS)를 통하여 살펴보았다. $Pt-C-TiO_2$의 광촉매 활성을 검증하기 위하여 아조 계열의 붉은색 염료인 Acid Red 44 ($C_{10}H_7N=NC_{10}H_3(SO_3Na)_2OH$)의 광분해 실험을 수행하였다. 광원은 Xe arc 램프(300 W, Oriel)를 사용하였으며 420 nm 이하 제거 필터를 사용하여 가시광 영역대의 빛만을 조사되도록 하였다. 그 결과, 제조한 $Pt-C-TiO_2$는 가시광선 하에서 사용제품과 비교하여 월등히 뛰어난 분해력을 보이며 $C-TiO_2$의 활성을 한 층 더 향상시킴을 확인하였다. 이는 무한 에너지 자원인 태양광을 이용한 염료 폐수 정화 시스템 응용으로의 유용한 결과라 할 수 있겠다.