• 제목/요약/키워드: 광반응기

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Fenton 시약 및 UV 광 조사에 의한 제초제 paraquat의 분해 (Degradation of herbicide paraquat by Fenton reagent and UV light irradiation)

  • 김병하;안미연;김장억
    • 농약과학회지
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    • 제3권3호
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    • pp.20-26
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    • 1999
  • Paraquat가 존재하는 수용액에 강력한 산화작용을 나타내는 Fenton시약을 첨가한 다음 UV 광을 조사하여 paraquat의 분해 정도를 조사하였다. Paraquat의 농도에 관계없이 암 조건이나 UV 광이 조사되는 반응조건에서 hydrogen peroxide나 ferric ion을 각각 단독으로 처리하였을 경우에는 paraquat의 분해가 이루어지지 않았다. Ferric ion 과 hydrogen peroxide를 동시에 처리하였을 경우에는 암 조건과 UV 광이 조사되는 반응조건 모두 반응개시 후 10시간 이내에 반응이 평형상태에 도달하였으며 암 조건의 경우에는 약 78%, UV 광이 조사되는 반응 조건의 경우에는 약 90%의 paraquat 분해정도를 나타내었다. 암 조건에서 hydrogen peroxide와 ferric ion의 농도 변화에 따른 paraquat의 분해 정도를 조사한 결과 $0.2{\sim}0.8$ mM의 ferric ion이 처리되었을 경우, $10{\sim}500mg/{\ell}$의 paraquat는 hydrogen peroxide의 농도에 관계없이 $20{\sim}70%$의 분해율을 나타내었다. UV 광이 조사된 반응 조건에서는 10 $mg/{\ell}$과 100 $mg/{\ell}$의 paraquat 농도에서는 ferric ion과 hydrogen peroxide의 농도와 관계없이 95% 이상의 분해율을 나타내었으나 200 $mg/{\ell}$과 500 $mg/{\ell}$의 paraquat 농도에서는 암 조건에서와 마찬가지로 ferric ion의 농도가 증가할수록 paraquat의 분해율도 증가하는 경향을 나타내었다. 반응시간의 경과와 ferric ion의 농도 변화($0.2{\sim}0.8$ mM)에 따른 paraquat의 분해 초기 반응속도 상수는 암 조건의 경우 $0.0004{\sim}0.0314$, UV 광이 조사되는 반응 조건의 경우 $0.0023{\sim}0.0367$로 나타났다. Paraquat의 분해초기 반응속도는 UV 광이 조사되는 반응 조건이나 암 조건에 상관없이 ferric ion의 농도가 증가할수록 증가하였다. 암조건에서의 분해 반감기는 $20{\sim}1,980$분, UV 광이 조사되는 반응 조건에서의 분해 반감기는 $19{\sim}303$분으로 나타나 암 조건보다는 UV 광이 조사되는 반응 조건이 paraquat의 분해를 위한 반응 조건으로 유리함을 알 수 있다.

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초음파 세척법을 이용한 사용 후 태양광 셀로부터 Si 회수 연구 (A Study to Recover Si from End-of-Life Solar Cells using Ultrasonic Cleaning Method)

  • 이동헌;고민석;왕제필
    • 자원리싸이클링
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    • 제30권5호
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    • pp.38-48
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    • 2021
  • 본 연구에서는 사용 후 태양광 셀을 HCl 용액 및 초음파세척기의 cavitation효과를 사용하여 셀 표면의 불순물(Al, Zn, Ag 등)을 제거하여 Si을 선택적으로 회수하기 위한 최적 공정 조건을 찾기 위한 연구를 진행하였다. 태양광 셀에서 Si을 선택적으로 회수 하기 위해 HCl 용액 및 초음파세척기를 사용하여 침출을 진행하였고, 반응이 끝난 태양광 셀은 증류수로 세척 후 건조 오븐에 건조를 실시하였고, 반응된 HCl 용액은 감압 여과 실시 후 여과된 용액은 ICP-Full Scan 분석을 실시하였다. 또한, 건조 된 태양광 셀은 유발을 사용하여 파쇄 후 XRD, XRF, 및 ICP-OES 분석을 실시하였으며, 이를 통해 Si의 순도 및 회수율을 알 수 있었다. 실험은 산용액 농도, 반응 온도, 반응 시간, 초음파 세기를 변수로 두고 실험을 진행하였다. 위 과정을 통해 최종적으로 태양광 셀로부터 Si을 선택적으로 회수하기 위한 최적 공정 조건은 산용액 농도 3M HCl, 반응 온도 60℃, 반응 시간 120min, 초음파 세기 150W인것을 알 수 있었고, 최종적으로 Si의 순도는 99.85%, 회수율은 99.24%로 측정되었다.

벤질술포닐 흡광단에 결합된 2-니트로벤질계의 광화학에 관한 연구 (Photochemistry of o-Nitrobenzyl System Coupled with a Benzylsulfonyl Chromophore)

  • 김희종;장순기;주동준
    • 공업화학
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    • 제10권1호
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    • pp.124-128
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    • 1999
  • 개별적인 반응성이 알려진 니트로기와 벤질술포닐기가 벤젠 고리 위에서 서로 인접하여 위치할 때 광반응성에 미치는 상호 작용에 대해서 연구하고자 하였다. 니트로기를 포함하는 술포닐 에스테르(cyclohexyl 및 phenyl 2-nitro-${\alpha}$-toluenesulfonate)와 슬포닐아미드(시클로헥실, 페닐, 벤질, 및 피페리딜 2-nitro-${\alpha}$-toluenesulfonamide)의 용액 중 광반응 생성물로부터 벤질술포닐기와 그 ortho 위치에 존재하는 니트로기가 광반응시 서로 상승작용을 하지 않는다는 것을 알 수 있었다. 용액상의 광반응은 이어 필름 상에서의 광반응으로 확인 및 응용되었다. 즉, 두 가지의 2-nitro-${\alpha}$-toluensulfonamide를 포함한 poly(methacrylonitrile)(PMAN) 박막을 NaCl 판 위에 입히고 여기에 254 nm 자외선을 쪼이면서 관찰된 필름의 IR 스펙트럼의 변화로부터도 용액상의 광반응을 일부 확인하였으며 정량실험도 실시하였다. 또한, 본 용액실험의 결과인 광화학적 아민 발생은 poly(glycidyl methacrylate)를 이용한 상 발생 실험에 응용되어 성공적으로 광화학적 에폭시 가교를 수행할 수 있었다.

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폐탄산가스 고정화를 위한 연속식 광반응기의 운전 인자 평가 (Evaluation of Operating Factors for the Continuous CO2 Fixation with a Photobioreactor)

  • 신항식;채소용;장민영;박봉선
    • 유기물자원화
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    • 제8권2호
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    • pp.71-76
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    • 2000
  • 미세조류를 이용한 생물학적 이산화탄소 고정화 방법은 이산화탄소를 효과적으로 제거할 수 있는 방법으로 널리 알려져 있다. 따라서 발전소 등에서 배출되는 폐탄산가스를 고정화하기 위하여 미세조류의 성장에 영향을 주는 운전 조건을 평가하였다. 본 실험에서 사용된 Euglena gracilis는 산성 조건에서도 잘 성장하여 오염의 가능성이 적고, 고농도 이산화탄소(10-20%)에 대한 내성이 강한 것으로 알려져 있다 또한, 단백질 함량이 풍부하고 세포벽이 얇아 배양 후 사료로의 이용성도 크다. 광반응기에서 회분식 배양을 이용하여 운전 조건을 평가한 결과 실험 조건에서 최적 pH는 3.5, 온도는 $27^{\circ}C$, 이산화탄소 농도는 5~10%, 광도는 $520{\mu}mol/m^2/s$로 각각 조사되었다. 또한 이러한 자료를 기초로 하여 연속 운전을 실시한 결과 $CO_2$농도 10%, HRT 4일에서 최종 건조 무게 $1.2g/{\ell}$로 높은 성장율을 얻었다.

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축산폐수 처리를 위한 광섬유 생물반응기를 이용한 조류 배양 공정 개발 (Process Development of Algae Culture for Livestock Wastewater Treatment Using Fiber-Optic Photobioreactor)

  • 최정우;김영기;류재홍;이우창;이원홍;한징택
    • KSBB Journal
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    • 제15권1호
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    • pp.14-21
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    • 2000
  • 본 연구는 조류의 고농도 배양을 통하여 축산폐수로부터 질소, 인등의 영양염류를 효과적으로 제거하여 환경오염을 감소시키는 것을 목적으로 한다. 이를 위하여 조류성장의 환경적 요소인 질소/인 농도비에 대한 질소와 인의 제거효율 분석 실험을 통하여 질적 질소/인 농도비를 결정하였다. 고농도 조류 배양을 위한 광도의 균일한 공급을 위하여 광섬유를 이용한 광생물반응기를 공정에 적용하였다. 제안된 광섬유를 이용한 광생물반응기는 광원으로부터 반응기 전체로 효과적인 광전달을 수행하는 것을 확인하였다. 조류 배양에서 조류의 성장과 질소, 인의 제거를 표현하기 위해서 구조적 속도식 모델을 제시하였다. 유전알고리즘을 이용한 자기구성퍼지 제어기를 구성하여 반연속식 폐수처리공정의 제어를 수행하였다. 구성된 퍼지 제어기는 폐수의 유입량 조절을 통하여 질소의 농도를 주어진 설정치로 유지되도록 운전하였다. 실험 결과에 의해 자기구성 퍼지 제어기는 원하는 질소의 농도를 잘 유지함은 물론 조류의 성장을 증진시킴을 알 수 있었다.

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미세조류 배양을 위한 광생물반응기 개발의 기술동향 (Recent Trends of the Development of Photobioreactors to Cultivate Microalgae)

  • 김종태;안동규;박종락;박정우;정상화
    • 한국정밀공학회지
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    • 제28권2호
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    • pp.125-132
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    • 2011
  • This paper describes current status and future prospects of the mass production of microalgae biomass. Microalgae have attracted considerable attention since they not only effectively fix $CO_2$ gas during their metabolic process but also have the great potential to be utilized for producing valuable substances as a kind of efficient light-harvesting cell factories. In this review, we outline various types of photobioreactors employed for mass production of biomass by culturing microalgae in a well controlled way and give an overview about the present state of affairs, both domestic and international, in the field of the microalgal culturing technologies.

플라즈마 가시광 구동을 위한 초고주파 전계 집속형 도파관 시스템에 관한 연구 (A Study on the Microwave Electric-Field Focusing Waveguide Systems for Driving Plasma Visible Light)

  • 전후동;박의준
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제20권3호
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    • pp.303-312
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    • 2009
  • 본 연구에서는 초고주파를 사용하여 플라즈마 가시광을 발생시키기 위한 전계 집속형 도파관 시스템을 제안하였다. 이 시스템은 초고주파 전력 공급기인 마그네트론, 전력 전송을 위한 도파관부 및 메쉬형 공동으로 이루어진 반응기로 구성된다. 소량의 황 분말과 버퍼 가스인 Ar이 봉입된 석영 벌브를 반응기 내에 위치시키고, 강한 전계를 집속시킴으로써 황 플라즈마가 생성 및 여기되도록 하였다. 즉, 도파관과 반응기의 내벽에 각각 도체팁을 장착시키고, 그 사이에 플라즈마 벌브를 위치시킴으로써 벌브에 강한 전계가 집중되도록 하였다. 또한 플라즈마 생성 과도기에서, 플라즈마의 전기적 도전성 변화에 따른 정합 특성의 열화를 최소화할 수 있는 도파관부를 설계하여 안정적으로 동작되도록 하였다. 최종적으로 2.45 GHz 알루미늄 도파관 시스템을 제작하고, 400W급 마그네트론을 사용한 가시광 방출 실험을 통해 설계된 시스템의 타당성을 검증하였다.

다수의 광가이드를 통한 빛 분포 설계로 두 층의 반응 깊이를 측정하는 양전자방출단층촬영기기의 검출기 설계 (Two Layer DOI Detector Design for PET using Multiple Light Guides for Designing Light Distribution)

  • 이승재
    • 한국방사선학회논문지
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    • 제16권6호
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    • pp.703-708
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    • 2022
  • 양전자방출단층촬영기기(positron emission tomography, PET)의 공간분해능 향상을 위한 반응 깊이를 측정하는 검출기를 설계하였다. 섬광 픽셀 배열이 두 층으로 구성되며, 층 사이에는 감마선 이벤트를 통해 발생된 빛을 각 층별 서로 다른 분포로 만들기 위해 광가이드를 삽입하였다. 광가이드는 4개로 구성되며 하나의 광가이드는 2 × 2 배열의 섬광 픽셀과 연결되도록 설계하였다. 위층에서 발생된 빛은 광가이드를 통해서 더 넓은 분포로 광센서로 이동되며, 아래층에서 발생된 빛은 위층보다 좁은 분포로 광센서에 입사한다. 서로 다른 분포에 의해 광센서에서 획득되는 신호를 바탕으로 평면 영상을 재구성하면 층별 서로 다른 위치에 섬광 픽셀이 영상화된다. 이를 검증하기위해 섬광체내에서 빛의 거동을 모사하는 DETECT2000 시뮬레이션 툴을 사용하였다. 섬광 픽셀 배열과 광가이드 및 광센서로 이루어진 검출기를 설계하여, 모든 섬광 픽셀에서 감마선 이벤트를 발생시켜 평면 영상을 획득하였다. 그 결과 위층과 아래층은 서로 다른 위치에서 영상화되었으며, 완벽히 구별되는 것을 확인할 수 있었다. 본 검출기를 PET에 적용할 경우 보다 향상된 공간분해능을 통해 영상의 질을 향상시킬 수 있을 것으로 판단된다.