• Membrane Journal
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• v.22 no.5
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• pp.359-368
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• 2012

For hybrid water treatment of high turbidity water, we used the hybrid module that was composed of photocatalyst packing between tubular membrane outside and module inside. Photocatalyst was PP (polypropylene) bead coated with $TiO_2$ powder by CVD (chemical vapor deposition) process. Water back-flushing of 10 sec was performed per every period of 10 min to minimize membrane fouling for modified solution was prepared with humic acid and kaolin. Resistance of membrane fouling ($R_f$) decreased as humic acid concentration changed from 10 mg/L to 2 mg/L, and finally the highest total permeate volume ($V_T$) could be obtained at 2 mg/L, which was the same with the previous results. Then, treatment efficiencies of turbidity and humic acid were above 98.9% and 88.7%, respectively. As results of treatment portions of UF, UF + $TiO_2$, and UF + $TiO_2$ + UV processes, turbidity was treated little by photocatalyst adsorption, and photo-oxidation. However, treatment portions of humic acid by adsorption and photo-oxidation were 2.5% and 12.3%, respectively. Compared with the previous results, treatment portions of humic acid by adsorption and photo-oxidation were different depending on membrane material and pore size. As simplified the process, the membrane fouling resistance after 180 minutes' operation ($R_{f,180}$) increased and the final permeate flux decreased a little.

• Journal of Korean Society on Water Environment
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• v.18 no.4
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• pp.387-394
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• 2002

The efficiency variation of UF(tubular)/RO(spiral wound) process using acrylic wastewater treated by photo-catalyst pretreatment and coagulant-filter-neutralization pretreatment processes were discussed wit the variation of appled pressure and temperature. Ultrafiltration tubular module using acrylic wastewater treated by photo-catalyst pretreatment and coagulant-filter-neutralization pretreatment processes was shown that COD and T-N were not highly affected with the variation of appled pressure and temperature. It was shown that removal efficiency of COD and T-N was low. Removal efficiency of TDS and turbidity with ultrafiltration tubular module was better with the acrylic wastewater by photo-catalyst pretreatment than acrylic wastewater by coagulant-filter-neutralization pretreatment. T-N and TDS were shown high removal efficiency in reverse osmosis membrane process.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.02a
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• pp.390-390
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• 2011

급속한 산업의 발달은 심각한 환경오염 및 에너지 문제를 가져왔다. 이를 해결하기 위하여 무한한 에너지원인 태양에너지를 원천으로 하는 친환경 정화소재로서의 광촉매(photocatalyst)를 통하여 인류의 에너지를 확보하는 것에 대한 관심이 급격하게 증가하고 있는 추세이다. 현재 광촉매로 가장 많이 사용되는 $TiO_2$의 경우 뛰어난 광활성에도 불구하고, 상대적으로 넓은 밴드갭(band gap) 으로 인한 가시광 응답성의 부재로 이를 해결하기 위한 많은 연구가 진행되고 있다. 따라서 본 연구에서는 PIII&D (plasma immersion ion implantation & deposition) 장비를 통하여 -60 kV의 펄스 고전압을 인가해 $TiO_2$에 좁은 band gap을 갖는 반도체를 이온주입하여 가시광 응답성을 갖는 양자점 감응(Quantum dot sensitized)형 광촉매를 제작하였다. 이온주입 후 시료의 chemical state와 crystallinity를 확인하기 위하여 X-ray photoelectron spectroscopy와 X-ray diffraction measurement를 이용하여 분석을 수행하였으며, 이러한 공정을 통해 제작된 양자점 감응형 광촉매의 가시광 응답성을 확인하기 위하여 UV/Vis 스펙트럼을 측정하였다. 또한 광촉매의 효율을 확인하기 위해 물 분해 장치(water splitting device) 를 제작하여 수소와 산소를 생성하였다.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2003.11a
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• pp.32-32
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• 2003

최근 환경오염에 대한 문제가 심각해지면서 인체에 유해한 유기물질의 분해에 대한 관심이 높아지고 있으며 따라서 뛰어난 광촉매 특성을 보이는 타이태니아(TiO$_2$)에 대한 많은 연구가 수행되고있다. 타이태니아가 보이는 결정상 중에는 brookite, anatse, rutile이 있는데 이 중에서 anatse 상이 가장 우수한 광촉매 특성을 나타내는 것으로 알려져 있다. 그러나 anatse 상을 얻기 위해서는 $600^{\circ}C$ 이상의 온도로 열처리를 해야 한다는 문제점이 있으며 광촉매 특성을 향상시키기 위해서는 anantase 나노결정을 제조하여 표면적을 극대화시 키는 것이 요구되고 있다. 본 연구에서는 이러 한 두 가지 문제점을 해결하기 위하여 Polyethylen oxide(PEO)-TiO$_2$ 나노하이브리드를 Sol-Gel공정을 이용하여 합성하였으며 이들에 대한 hot-water treatment를 통하여 10$0^{\circ}C$ 이하의 저온에서 anatase 나노결정상의 분말을 합성하는데 성공하였다. 이는 SiO$_2$-TiO$_2$계 하이브리드에서만 hot-water treatment를 통하여 anatase로 결정화가 가능하다는 기존의 연구결과와 상반되는 결과로서 무기질 성분으로서 TiO$_2$만 존재하는 하이브리드에 대한 hoi-water treatment를 통하여 anatase결정상이 형성될 수 있었다.

• Proceedings of the Korea Air Pollution Research Association Conference
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• 1999.10a
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• pp.457-458
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• 1999

산업현장에서 용매, 세정제로 다량 사용되고 있는 휘발성 유기화합물들은 함유하고 있는 유해한 독성 때문에 그 처리에 관심이 집중되고 있으며 이 중 촉매산화법은 1990년대 들어 새로운 VOCs처리기술로서 이산화티타늄과 같은 금속산화물의 광촉매를 사용하는 공정이 활발히 연구되고 있다. TiO$_2$를 광촉매로 이용한 광촉매산화법은 아주 작은 에너지로서 2차적인 부산물없이 VOCs를 완전히 분해시킬 수 있고 태양광의 자외선을 에너지원으로 이용할 수 있는 장점 때문에 장래의 경제적인 처리기술로서 각광을 받는 기술이다.(중략)

• Proceedings of the KAIS Fall Conference
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• 2000.10a
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• pp.233-236
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• 2000

산업화에 따라 발생하는 산업폐수에는 많은 종류의 유해한 유기물들이 함유되어 있으며, 이러한 유독성 유기물을 제거하기 위하여 많은 연구가 진행되어 왔으나. 기존의 처리 방법들은 2차 환경오염을 유발한다는 문제점을 갖고 있다. 최근 폐수처리에 광촉매를 이용한 광분해 반응이 기존의 처리방법들에서 나타날 수 있는 문제점과 폐수중의 유독성 유기물을 제거할 수 있는 환경친화적 공정이라는 보고가 있은 후 광촉매에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 광촉매 TiO₂의 표면특성을 XRD, SEM 및 BET를 사용하여 자세히 고찰하였다. XRD 결과 Degussa P25는 anatase 구조와 rutile 구조가 섞인 형태였으며, Aldrich Degissa TiO₂는 100% anatase 구조, KIER TiO₂는 100% rutile 구조를 가졌고 SEM 결과 Aldrich와 Degussa TiO₂의 입자형태는 작은 입자들이 뭉쳐있는 형태였으나 KIER TiO₂는 작은 입자들이 독립적으로 분리된 타원형으로 입자크기가 가장 컸다. 반면 BET 결과 Degussa TiO₂의 비표면적이 59㎡/g으로 Aldrich TiO₂(6㎡/g)나 KIER TiO₂(14 ㎡/g)에 비하여 매우 큼을 알 수 있었다.

• Clean Technology
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• v.13 no.3
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• pp.222-227
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• 2007

The photocatalytic degradation of livestock wastewater has been investigated over $TiO_2$ photocatalysts irradiated with a ultraviolet (UV) light. The effect of operational parameters, i.e., distance, reaction area, concentration of suspended solids(SS), and column diameter on the degradation of livestock wastewater has been performed in lab-scale. The optimal conditions for livestock wastewater were determined: distance was 3 cm (less than 7 cm), reaction area was $3.6\;m^2$, SS concentration was 40 mg/L (less than 300 mg/L) and column diameter was 5 mm (less than 10 mm). Under the optimal conditions, COD, color and coliform removal efficiencies were approximately 49%, 53% and 100%, respectively. Non-biodegradable COD removal efficiency increased with 57% using by photocatalysis process. Therefore, it is shown that photocatalysis has an effect on degradation of non-biodegradable organic matter.

• Clean Technology
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• v.22 no.2
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• pp.106-113
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• 2016

This study was performed to study the photocatalyst for controlling the pollutant such as CO, C₂H₅OH and H₂S by the UV light. This was shown in a catalyst having the same volume and the same surface area, that the structure in which the UV light to reach the interior structure exhibits more excellent activity. However, the activity of this activity of this photocatalyst removal of CO was very low. This problem can be solved by performing a reduction process by the addition of the precious metal series of Pt. Particularly, the amount of chemical species Pt⁰ incerased in the surface of Pt/TiO₂ photocatalyst through the reduction process, which make the reaction activity of photocatalyst excellent to the removal of the CO.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2016.05a
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• pp.520-520
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• 2016

석유 화학공장에서 발생하는 spent sulfidic caustic (SSC) 폐수는 액화석유가스(LPG)나 천연가스(NG)의 정제과정에서 발생되는 것으로 고농도의 sulfide와 cresylic, phenolic 그리고 mercaptan 등이 포함된 독성과 냄새를 유발하는 물질이다. 이러한 물질들은 LPG나 NG의 정제과정에서 높은 산도를 가진 휘발성 황화합 물질들을 제거하기 위해 사용된 NaOH가 $H_2S$와 반응하여 발생하는 것이다. 진한 갈색 또는 검은색을 띄는 SSC 폐수는 12 이상의 높은 pH를 가지고 있으며 5~12 wt%의 높은 염분도를 가지고 있다. 또한 강한 부식성과 독성을 가진 황화합물의 농도가 1~4 wt%이며, 방향족 탄화수소 물질 (i.e. methanethiol, benzene, tolune and phenol)들도 다량 함유되어 있다. 따라서 이러한 유해 물질들은 기존의 하수처리 공정으로 방류하기 전에 완벽하게 처리해야만 하수처리 공정의 오염 부하량을 줄일 수 있다. 습식산화공정은 SSC 폐수를 처리하기 위해 흔히 사용되고 있는 물리-화학적 처리 공정이지만 고비용, 고에너지가 필요하며, 고온 및 고압에서만 작동되어 안전상의 문제점을 갖고 있다. 또한 습식산화공정을 거친 폐수는 배출허용기준을 만족하기 위해 생물학적 2차 처리가 반드시 필요하다. 철-과산화수소를 이용하는 펜톤산화 공정, 그리고 sulfide를 sulfate로 전환시키는 생물학적 처리 공정은 황화합물의 완전한 무기물화가 힘들며, 현장 적용 시 기술적 경제적 부담이 크다. 이러한 단점을 극복하고, SSC 폐수를 효과적으로 처리하기 위해 본 연구는, 높은 흡착력과 광산화력을 가진 흡착광산화 반응 시스템(Adsorption Photocatalysis System, APS)을 개발하였다. APS는 SSC 폐수를 시스템 내부로 유입하여 수중의 오염물질을 흡착광산화제로 구성된 반응구조체가 흡착하고, 흡착된 오염물질을 UV에너지와 이산화티타늄 광촉매의 광화학반응에 의해 최종적으로 무해한 물질로 환원시키는 폐수처리시스템이다. APS의 반응구조체는 태양에너지 및 인공에너지원에 의해 활용 가능하며, 난분해성 유기화합물질을 물과 이산화탄소로 분해할 수 있는 친환경적이고 경제적인 소재로서 널리 쓰이고 있는 이산화티타늄 광촉매와 화력발전소의 높은 소성온도에 의해 연소된 후 발생되는 bottom ash를 이산화티타늄의 지지체로 사용하여 높은 흡착력과 광촉매 산화력을 가진 복합물이다. 개발된 APS에 의해 SSC 폐수를 처리한 결과, COD 86.1%, 탁도 98.4%, sulfide 99.9%의 높은 처리효율을 보여주고 있다. 따라서 본 연구를 통해 개발된 APS는 강한 부식성과 독성 그리고 높은 농도를 가지고 있는 SSC 폐수를 효과적으로 처리할 수 있다.

• Proceedings of the Membrane Society of Korea Conference
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• 2003.05a
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• pp.125-128
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• 2003