• 제목/요약/키워드: 가스선

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MOF 기반 멤브레인 기능화된 ZnO 나노선의 수소 가스 선택성 (MOF-based membrane encapsulated ZnO nanowires for H2 selectivity)

  • 김재훈;이재형;김진영;김상섭
    • 한국표면공학회:학술대회논문집
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    • 한국표면공학회 2017년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.106-106
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    • 2017
  • 가스센서는 사내 및 산업 환경에서의 유독성 또는 폭발성 가스 검출, 환경 모니터링, 질병 진단 등 매우 다양한 응용분야에서 큰 관심을 가지고 있다. 반도체 금속산화물(SMOs) 기반의 센서 분야에서는 이들의 감도 및 선택성을 향상시키기 위해 많은 노력을 기울이고 있다. 이는 센서의 선택성을 부여하게 되면 다양한 가스들이 존재하는 환경에서도 검출자가 원하는 가스만의 응답을 얻을 수 있기 때문이다. 본 연구에서는 MOF(Metal-Organic Framwork) 기반 멤브레인으로 ZIF-8(Zeolitic Imidazolate Frameworks 구조들 중 하나) 멤브레인 쉘 층을 이용하여 ZnO 나노선에 형성하였다. ZnO 나노선은 VLS공정 (Vapor-Liquid-Solid)을 이용하여 패턴된 전극을 갖는 $SiO_2$-grown Si 웨이퍼 상에 성장되었고, 성장된 ZnO 나노선은 2-methyl imidazole과 methanol이 포함된 고용체에 넣고 폐쇄된 압력용기 속에서 가열시켜 얻게 된다. 이렇게 얻어진 ZIF-8@ZnO 나노선의 ZIF-8 멤브레인은 분자 체 구조(molecular sieving structure)를 갖게 되며, 이들의 pore 크기는 약 $3.4{\AA}$을 갖는다. 따라서 이보다 더 큰 동적 직경을(kinetic diameter) 갖는 가스 종은 이 멤브레인을 통과할 수 없음을 나타내므로 제작된 시편은 $H_2$(kinetic diameter : $2.89{\AA}$), $C_7H_8$(kinetic diameter : $5.92{\AA}$), 그리고 $C_6H_6$(kinetic diameter : $5.27{\AA}$) 가스들을 각각 사용함으로써 ZIF-8@ZnO 나노선의 센서 특성을 조사했으며, 보다 정확한 비교를 위해 순수한 ZnO 나노선 역시 동일한 조건에서 측정되었다. 결과를 통해, 수소 가스를 제외한 다른 가스들에 대해서는 반응을 하지 않고, 오직 수소 가스에 대해서만 반응을 나타냈으며, 순수 ZnO 나노선의 수소 감응도보다 낮은 감응도를 나타내었다. 이는 멤브레인 쉘 층을 형성함으로써 ZnO 나노선의 표면적이 감소해 가스 분자와의 접촉점을 감소시키기 때문이라고 판단된다. 이와 같은 MOF 멤브레인의 캡슐화 전략은 가스센서뿐 아니라 바이오 센서 및 광촉매 등과 같은 이온 선택성을 필요로 하는 다양한 응용분야에 적용될 수 있을 것으로 기대된다.

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금속나노입자 기능화된 산화물 나노선 센서의 감응특성

  • 최선우;정성현;박재영;김상섭
    • 한국재료학회:학술대회논문집
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    • 한국재료학회 2010년도 춘계학술발표대회
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    • pp.33.2-33.2
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    • 2010
  • 산화물 반도체 나노선 가스센서는 기존의 벌크 및 박막재료에 비해 체적-표면적비가 매우 커서 극미량의 화학물질에 대한 감응특성이 유리하여 많은 각광을 받고 있다. 현재, 다양한 물질들의 나노선 합성 및 센서 소자 구현에 대한 연구가 국내외적으로 활발하게 진행되고 있다. 이와 같은 나노선 센서의 실용화를 위해 특정 물질에 대한 선택성과 감응특성의 증진이 여전히 요구되고 있으며, 이에 대한 여러 방향에서의 연구가 진행되고 있다. 특히, 촉매특성이 뛰어난 귀금속 나노입자를 나노선 표면에 부착시킨, 기능화된 나노선 센서소자에 관련된 연구가 활발하다. 본 연구에서는 기상법을 이용하여 합성한 산화물 나노선에 감마선을 조사하여 Au, Pt 및 Pd 금속나노입자를 형성시켰다. 이와 같이 금속나노입자가 고착된 산화물 나노선의 미세구조와 가스 감응특성을 조사하였으며, 기능화된 금속 나노입자가 가스 감응에 미치는 영향과 가스 감응 메커니즘을 제시하고자 한다.

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간섭 거동에 따른 지하 가스 배관의 영향선 분석 (Analysis of the Critical Path of Underground Gas Pipe According to Interference Behavior)

  • 김미승;원종화;김문겸;김태민;최선영
    • 한국가스학회지
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    • 제13권2호
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    • pp.7-13
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    • 2009
  • 관망 내 배관의 간섭 거동에 따른 지하 매설 배관의 영향선 분석을 위하여 실제 환경에 부합 하도록 지하의 상부와 하부에 각각 하수관거와 가스관을 매설하여 유한요소모델을 구현하였으며, 두 배관의 교차 정도에 따라 하부 가스 배관의 영향선을 분석하였다. 하수관거와 가스관은 각각 1.0m와 3.39m의 매설심도를 가지며, 두 배관이 이루는 교차각은 $0{\sim}90^{\circ}$에 대하여 해석을 실시하였다. 본 연구에서는 Ring Deflection과 Bending Stress의 결과로부터, 교차각에 따른 영향선을 분석하였으며, 그 결과 두 배관이 이루는 교차각과 하부 배관의 영향선은 일치함을 알 수 있었다. 따라서 배관의 간섭 거동에 따른 하부 배관의 영향선은 두 배관의 교차각과 깊은 관계가 있다고 판단된다.

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QSAR 방법을 이용한 가스 상태의 등온흡착선 예측 (Prediction of Gas Phase Sorption Isotherms on The Basis of QSAR Method)

  • 김종오
    • 대한토목학회논문집
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    • 제11권3호
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    • pp.11-18
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    • 1991
  • 휘발성 유기물질(VOC)은 많은 경로를 통해 발생되는데, 독성이 있을뿐 아니라 발암물질을 포함하고 있으므로, 이들 물질 제거는 매우 중요하다. 본 연구에서는 휘발성 유기물질 처리를 위해 활성탄을 사용할 경우 처리와 설계를 위해 흡착능력의 연구가 반드시 필요하다. 그러므로, 본 연구에서는 사용할 화합물에 대한 가스 상태의 등온흡착선을 물리적 특성과 액화상태의 등온흡착선으로 부터 예측하였다. 이를 위해 이용된 방법이 quantitative structure-activity relationships(QSAR) 방법이다. 가스 상태의 등온흡착선을 분자연결제수($^2{\chi}$)와 헨리의 계수, 또는 용해도와 가스 상태의 평형농도에 의해서 예측 할 수 있었다. 연구결과, Freundlich 모델을 근거로한 가스 상태의 등온흡착선은 ${\log}\;a_g=0.238\;^2{\chi}+0.573\;{\log}\;H_a+4.330(r^2=0.94)$ 이었다. 결과적으로, 저흡착능력 범위에서 Freundlich 이론을 근거로한 이 방법은 시간소비적 실험을 통하지 않고도 가스 상태의 등온흡착선을 예측할 수 있다는 것을 제시하고 있다.

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중형 LPG/암모니아 운반선의 CARGO TANK 구역에 대한 IGC 손상복원성 검토

  • 박영호;김시원
    • 대한조선학회지
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    • 제41권2호
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    • pp.86-93
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    • 2004
  • 일반적으로 액화암모니아, LPG, 메탄, 부탄 등을 운송하는 가스운반선은 가스를 비등점 이하의 온도로 낮춰서 액화하여 운송하는 선박으로, 가스의 비등점이 -3$0^{\circ}C$에서 -4$0^{\circ}C$ 내외의 저온이므로 대기압 상태에서는 냉각되어 액화상태 약 -48$^{\circ}C$ 유지로 화물탱크에 저장 운반되어야 하는 여러 가지 제약조건이 따른다. 이러한 가스를 보관하는 탱크는 주로 저온에 강한 니켈강을 쓰게 되며 완벽한 고도의 용접기술을 필요로 하고, 저온상태의 화물 저장 운송을 위해서는 대형 냉동기와 보온설비도 필요하다. (중략)

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X-선 검출기의 이득 보정 및 신호처리회로 구성

  • 남욱원;최철성;문신행
    • 한국우주과학회:학술대회논문집(한국우주과학회보)
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    • 한국우주과학회 1992년도 한국우주과학회보 제2권1호
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    • pp.22-22
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    • 1993
  • 천체 B-선 관측용으로 많이 이용되고 있는 X-선 비례계수관을 실험실형으로 재작하고 그 특성을 조사하였다. X-선 검출기의 구조는 10 $\times$ 20 $\times$ 2cm3 인 검출체적내에 10개의 전극선이 설치되어있는 다중선 비례계수관이며, 검출가스로서 Argon(90%) + CH4 (10%)인 g혼합가스를 사용하였다. 이러한 구조에서 5.9 keV에 대한 에너지 분해능은 16%를 얻었으나, 정상적인 전극연결방법에서는 검출기 끝측에 위치한 전극에서 생기는 electric field 변형매문에, 양극선 배열방향에서 조정된 이득의 군일성이 나쁘게 나타났다. 따라서 다중선들의 각 전극선에 전압보상법(voltage compansation method)을 적용하여 검출기 전반에 걸친 이득의 균일성을 2 % (rms 값) 이내로 보정할 수 있었다. 아울러 신호처리회로 중 에너지분석을 위한 파고분석기, 비 X-선 재거를 위한 상승시간선별기(rise-time discriminator)등을 제작하였으며 이들을 이용한 전반적인 신호처리회로의 구성에 대하여 논하고자 한다.

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RORO선을 이용한 수출입컨테이너화물의 연안운송에 의한 온실가스 배출량 삭감에 관한 연구 (Study on the reduction of green house effect gas emission by RORO ship coastal transport of import-export container cargo)

  • 김상현;고창두
    • 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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    • 제6권3호
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    • pp.16-25
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    • 2003
  • 본 논문에서는 RORO선을 이용한 연안운송에 따른 CO₂가스 배출량과 NOx가스 배출량의 삭감 효과에 대하여 고찰한다. 먼저 국내 CO₂가스 배출량과 수출입 컨테이너화물의 물동량에 대하여 고찰한다. 다음에 RORO선의 특성, CO₂가스 배출량 기준과 NOx가스 배출량 기준에 대하여 고찰한다. 또한 경인지역과 부산항 사이의 수출입 컨테이너 화물의 운송에 있어서 도로운송을 연안운송으로 전환한 경우의 CO₂가스 배출량과 NOx가스 배출량 삭감 효과에 대하여 계산한다. 마지막으로 RORO선의 적재율과 연안운송 분담율 변화에 따른 CO₂가스 배출량과 NOx가스 배출량 변화에 대하여 조사한다. 본 논문의 결과를 통하여 수출입컨테이너 화물의 운송을 도로운송으로부터 RORO선을 이용한 연안운송으로 전환하는 것이 CO₂가스 배출량 삭감에는 효과적이나 NOx가스 배출량 삭감에는 큰 효과가 없는 것을 확인하였다.

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