• 전기화학회지
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• 제19권1호
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• pp.21-27
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• 2016

바나듐 레독스 흐름 전지는 황산 바탕용액 내 바나듐 이온을 함유하는 전해질을 활용하여 충전과 방전을 번갈아 운전하는 에너지 저장 장치 중 하나이다. 양극액엔 $V^{5+}$와 $V^{4+}$가 음극액엔 $V^{2+}$와 $V^{3+}$가 충전 또는 방전 모드에 따라 주로 존재하게 된다. 두 종류의 바나듐 용액이 혼액되는 것을 방지하기 위해 주로 수소이온교환막을 활용하여 전체 셀을 완성하게 된다. $V^{5+}$의 높은 산화력으로 현재 듀퐁사의 Nafion 117이 유력하나 바나듐 이온의 높은 크로스오버라는 단점을 극복해야 한다. 본 연구에서는 상기 단점을 극복할 뿐만 아니라 고가의 Nafion계 막의 가격을 저감하고 화학적 안정성을 지속적으로 유지하기 위해 다공성 폴리에틸렌 필름에 나피온 고분자를 함침하여 바나듐 레독스 흐름 전지용 복합막을 제조하였으며, 상용막인 Nafion 117과 성능을 비교 분석하였다. 복합막의 두께가 두꺼워질수록 함수율과 이온전도도가 증가 하였으나 Nafion 117에 비해 다소 낮은 성능을 확인하였으며, 바나듐 이온의 투과성은 현저히 줄어드는 것을 확인할 수 있었다. 충 방전 실험 결과, $190{\mu}m$ 두께의 나피온 복합막이 가장 좋은 성능을 보였으며, Nafion 117과 비교하여 전압효율은 낮아졌지만, 충 방전 효율이 높아져 전체적인 에너지 효율은 비슷하게 측정되었다. 또한 6.4% 중량비에 해당하는 지지체만큼의 과불소화 술폰산 고분자의 중량이 감소함에 따라 비용을 절감할 수 있었으며, 성능면에서는 바나듐 이온의 투과도를 낮추어 자가 방전 속도를 저하시키면서 충 방전 용량의 감소가 느려지는 것을 알 수 있었다.

• 방사성폐기물학회지
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• 제12권1호
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• pp.1-6
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• 2014

우라늄으로 오염된 토양을 복원하기 위해 실규모의 동전기제염장치로 제염하는 과정에서 많은 산폐액이 발생한다. 발생한 산폐액에 CaO를 가해 우라늄수산화물을 침전시켜 여과한 다음, 방사성 폐액을 줄이기 위하여 이 용액을 재사용하였다. 그러나 이 용액을 동전기에 재사용할 경우, 높은 농도의 칼슘 때문에 양극실에서 음극실로 용액이동 속도가 감소하여 여과포의 약화, 전선 부식, 음극면에 산화물 부착 등의 문제점이 발생하였다. 이 문제들을 해결하기 위하여 재생액에 황산을 넣어 $CaSO_4$로 침전시켜 칼슘을 제거하였다. 칼슘이 제거된 재생액을 사용하여 소형 동전기 장치에서 20 일간 토양제염 실험을 수행한 결과는 세척후 토양내 우라늄 잔류 농도가 0.35 Bq/g로 감소하였으며, 이는 증류수 제염한 결과와 유사하게 나타났다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제24권1호
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• pp.80-87
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• 2020

본 연구는 고성능 폴리머 시멘트계 프리캐스트 제품의 개발 및 미세균열 발생 시 자기치유기능을 확보할 목적으로 경화제 무첨가 EMM의 물리적 성질을 검토하고, 그 물성에 영향을 끼치는 시멘트 매트릭스 내의 에폭시수지 경화도와 현미경을 통한 조직구조의 관찰과 함께 자기치유효과를 검토하였다. 그 결과, 경화제 무첨가 EMM의 폴리머 혼입에 의한 강도 개선 효과는 인장강도, 휨강도, 압축강도의 순으로 나타났다. 접착성은 콘크리트 피착체의 모세관 공극에 폴리머 필름의 형성에 기인한 투묘효과에 기인하여 크게 향상되었다. 투수저항성은 폴리머 결합재비 20% 및 고로슬래그 미분말 치환율 30%를 병용한 EMM에서 보통시멘트 모르타르 대비 97%의 감소율을 나타내 매우 우수하였다. 고로슬래그미분말, 팽창재 및 황산나트륨을 병용한 EMM의 균열 폭은 고로슬래그 치환율이 증가함에 따라 미미하게 감소하였으나, 고로슬래그미분말 치환율 20%에서 수중침지기간의 증가와 함께 서서히 균열부 자기폐색 효과를 관찰할 수 있었다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제13권5호
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• pp.35-40
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• 2012

본 연구에서는 지하수내에 존재하는 휘발성 유기물 제거를 위한 탄소계 나노물질인 팽창흑연의 흡착제 가능성을 평가하기 위해 일련의 흡착실험을 수행하였다. 황산처리 후 $600^{\circ}C-1,000^{\circ}C$에서 1분동안 팽창시킨 팽창흑연의 최적 팽창조건은 $800^{\circ}C$였으며, 팽창부피는 195배에 이르렀다. 입상 활성탄과의 흡착능력을 비교한 실험결과, 팽창흑연의 비표면적은 $92.4m^2/g$으로 나타나 활성탄의 1/10에 불과하였으나, 대상 오염물질인 p-Xylene 흡착은 5분 이내에 평형농도에 도달한 반면 입상 활성탄의 경우 평형농도에 이르는 시간이 7일 이내로 나타났다. 이는 팽창흑연의 공극구조가 주로 중간공극 및 거대공극으로 이루어져 물의 혼합에 의한 대류현상으로 흡착이 일어난 반면, 활성탄에 존재하는 공극은 대부분이 미세공극으로 이루어져 확산을 통한 느린 흡착이 진행되었기 때문으로 사료된다. 팽창흑연의 등온흡착 실험결과는 langmuir식과 일치하였으며, 최대 흡착량은 24.0mg/g, 흡착상수는 7.94로 나타났다. 결론적으로 휘발성 유기오염물에 대한 활성탄과의 비교 실험결과, 팽창흑연은 작은 비표면적으로 인해 활성탄에 비해 비흡착량은 작았으나 흡착속도는 1차속도식 기준으로 500여배가 큰 것으로 나타나 빠른 흡착제거가 필요한 공정에서 유용할 것으로 판단된다.

• 청정기술
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• 제7권1호
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• pp.75-80
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• 2001

본 연구에서는 강산성 상태에 있는 고농도의 6가 크롬 도금 폐수를 환원 및 중화의 방법으로 처리하였다. 환원제로는 강산성 상태에서 급격히 빠른 속도로 6가 크롬을 3가 크롬으로 환원시키는 황산제일철($FeSO_4$)이 사용되었고, 원수의 크롬농도에 대해 몰비로 3배의 양이 필요한 것으로 확인되었다. 환원된 3가 크롬은 석회석이 충진되어 있는 회분식 석회석탑에서 폭기에 의해 중화되었고, pH 5.0 이상으로 중화되었을 때 효과적으로 불용성의 크롬수산화물 플럭으로 형성되어 제거되는 것을 확인할 수 있었다. 이와 같은 결과들을 기초로 환원조, 석회석탑, 침전/여과조로 이루어진 6가 크롬 제거 연속공정을 개발하였고, 이 공정을 통해 6가 크롬 폐수의 연속적인 처리를 실행하였다. 석회석탑 내에서의 pH 조건이 pH 5.0 부근에서 일정하게 유지되었고, 그것으로 인해 불용성의 크롬 수산화물 플럭이 효과적으로 형성되었다. 석회석탑에서 침전조로 유도된 플럭은 침전조 내부에 부착된 1450 매쉬 크기의 기공을 지닌 금속 분리막에 의해 최종 처리수와 분리되었고, 막 여과 가동 30분 후부터 배출 허용기준을 만족시키는 크롬 농도 0.25~0.90 mg/l의 최종 처리수를 얻을 수 있었다. 막의 역세척 주기는 초기에 급격히 감소하였고, 이후에는 안정적으로 유지되었다.

• 에너지공학
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• 제19권2호
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• pp.136-142
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• 2010

국내에 수입되어 사용되고 있는 발전용 석탄 2종에 대하여 기초적인 열중량분석기를 이용한 열특성 분석실험과 대용량 시험연소로를 이용한 연소시험을 수행하였다. 실험결과 고수분탄이 비록 착화 온도가 낮고 및 연소 구간이 짧아 초기 연소특성은 좋지만 비교탄에 비해 연소완료가 빨리 종결되지 못해 결과적으로는 연소 효율이 좋지 않았으며, 고수분탄의 활성화에너지는 고수분탄이 79 kJ/mol로서 비교탄의 53 kJ/mol에 비해 높은 특성을 보였다. 또한 시험연소로 시험과정에서 고수분탄의 화염 내 검은 색의 석탄분사체(Coal Jet) 형태가 비교탄에 비해 비교적 뚜렷이 관찰되어 연소속도가 다소 떨어지는 상호 연관성이 잘 설명되었고 연소후 미연분 발생량에서도 고수분탄이 다소 높게 나타났다. 그러나 고수분탄의 경우 낮은 유황분 함량으로 인해 연소 시 황산화물 배출량이 적어 고유황 함량의 석탄과의 혼합연소 시 유용하게 활용 될 수 있을 것으로 예상되었으며, 또한 회성분 분석결과 $Na_2O$와 $K_2O$ 등의 알카리비금속화합물 함량이 기존의 역청탄에 비해 매우 적고 회분자체의 함량도 매우 낮아 회분의 융착 정도가 높지 않게 나타났다.

• 대한환경공학회지
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• 제34권11호
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• pp.729-734
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• 2012

용존유기질소(DON)는 염소와 반응하여 인체에 유해한 질소계 소독부산물과 소독능을 저하시키는 유기성 클로라민을 생성할 수 있다. 이러한 물질의 생성을 줄이기 위해서는 소독공정 전에 DON의 제거가 필요하다. 본 연구는 DON을 함유하는 지표수와 재이용수를 이용하여 응집실험을 하고 알루미늄염(alum)과 고분자응집제(polyDADMAC)에 의한 DON의 제거특성을 조사하였다. 또한 DON, 용존유기탄소(DOC), 254 nm 자외선 흡광물질($UVA_{254}$)의 제거율 및 제거 기작을 비교하였다. 지표수와 재이용수 모두 alum 응집제의 주입농도를 증가시킴에 따라 DON, DOC, $UVA_{254}$ 제거율이 점진적으로 증가하였는데, 원수특성과 상관없이 소수성 유기물을 나타내는 척도인 $UVA_{254}$의 제거율이 가장 높았다. 지표수와 재이용수 모두 alum 응집제만 주입한 경우보다 고분자응집제를 같이 주입한 경우 DON의 제거율이 높게 나타났다. 고분자응집제의 전하중화가 작용하는 적정농도범위가 좁아 고분자응집제만 주입하기 보다는 무기응집제와 같이 주입하는 하는 것이 바람직하다. 상대적으로 생성된 후 오랜 시간이 지나지 않은 재이용수의 DON 제거율이 지표수의 DON 제거율보다 높았고, 지표수와 재이용수 모두 10,000 Da 이상 분자량의 DON 제거율이 높게 나타났다.

• 분석과학
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• 제17권3호
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• pp.263-270
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• 2004

알킬페놀에톡실레이트 (APEO)는 주로 비이온성 계면활성제로 쓰이고 있으며 세제, 액체연료 및 농약에도 이용이 되고 있다. APEO 자체는 독성물질로 분류되어 있지 않지만, 그 대사생성물질인 단사슬 APEO, 알킬페놀 및 카르복실 유도체등은 폐수 또는 음용수를 염소처리하는 동안 mutagenic ring halogenated derivative를 생성한다. 이들 생성물들은 estrogenic effect를 나타내기 때문에 APEO를 제한 또는 규제하고 있는 추세이다. 본 연구에서는 APEO의 대사체로서 단사슬 APEO 인 4-nonylphenol-di-ethoxylate (NP2EO), 4-octylphenol-di-ethoxylate (OP2EO)를 분석하기 위해서 p-n-nonylphenol-di-ethoxylate-ring-$^{13}C_6$을 내부표준물질로 사용하여 HPLC/ESI/MS를 이용하여 분석하였다. 분석조건은 이온화 용매인 trifluoroacetic acid가 $10{\mu}M$이 되도록 각각 물과 메탄올에 첨가시켜 사용하였다. 물시료 1 L에 진한 황산을 이용하여 pH를 2이하로 조정한 후, 아세톤, 메탄올 및 물 (pH 2)로 활성화시킨 Sep-Pak $C_{18}$에 loading 시킨 후 아세톤으로 용출하여 시료용액으로 하였다. 이 방법으로 농도범위가 20 ~ 500 ng/L 내에서 검량선의 직선성은 r=0.999 (OP2EO)와 0.990 (NP2EO)였으며, 검출한계는 OP2EO는 20 ng/L, NP2EO는 50 ng/L 이었다. 정확도 및 정밀도는 85.8~122.1% 및 8.2~18.8 %로 좋은 결과를 나타냈다. 이 방법은 환경시료로부터 미량의 APEO를 분석하는데 사용될 수 있고, APEO 오염실태 조사에 응용될 수 있을 것으로 사료된다.

• 폴리머
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• 제35권5호
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• pp.472-477
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• 2011

다중벽 탄소나노튜브(MWNT)의 표면이 산성기로 처리된 MWNT가 polyacrylonitrile(PAN) 섬유의 열적, 기계적 물성에 미치는 영향을 알아 보고자 질산, 황산으로 처리한 MWNT(O-MWNT)를 디아조늄염 반응을 이용하여 MWNT 표면에 이소프탈산(isophthalic acid)을 추가로 도입하였다. O-MWNT와 비교하여 볼 때 이소프탈산으로 처리된 MWNT(IPA-MWNT)가 극성용매 내에서 더 우수한 분산 안정성을 나타내었으며 이를 호모 PAN과 혼합하여 필름을 제조한 후 공기 중에서 열안정화 반응을 모사하였을 때 호모 PAN과 비교시 발열량이 감소하였다. PAN 공중합체와 IPA-MWNT를 혼합한 용액을 전도성 수조 콜렉터를 이용하여 전기방사를 한 결과 연속상의 배향된 섬유제조가 가능하였다. 1 wt%의 IPA-MWNT를 포함한 연속상의 전기방사된 PAN 섬유는 순수한 PAN 섬유와 비교하여 볼 때 인장강도가 100% 증가하였으며, 탄성률은 160% 증가되었다.

• 한국산림과학회지
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• 제76권1호
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• pp.33-40
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• 1987

잣나무(Pinus koraiensis) 파종상(播種床)에 인공산성우(人工酸性雨)로 처리(處理)하고 생장(生長), 엽내함유성분(葉內含有成分) 그리고 배지(培地) 토양(土壤)의 화학적(化學的) 성질(性質)에 미치는 영향(影響)을 산도수준(酸度水準)에 따라 평가(評價)하였다. 잣나무 종자(種子)를 1985년(年) 봄에 묘포토양(苗圃土壤)을 채운 pot에 파종(播種)하고, 해당지역(該當地域)의 30년간(年間)의 강우양식(降雨樣式)에 모의(模擬)(simulation)해서, 황산(黃酸)과 질산(窒酸)의 비율(比率)을 3:2로 혼합(混合)하여 지하수(地下水)로 희석(稀釋)한 pH 4.0 및 pH 2.0의 산성우(酸性雨)와 지하수(地下水)(pH 6.5)를 5월(月)부터 8월(月)까지 4개월간(個月間)에 걸쳐 살포(撒布)하고, 동년(同年) 10월(月) 30일(日) 시료(試料)를 채취(採取)하여 분석(分析)한 결과(結果)는 다음과 같았다; 1) 잣나무 파종묘(播種苗)의 엽내함유성분(葉內含有成分)의 함량(含量)은 산성우(酸性雨)의 pH 값이 저하(低下)됨에 따라 S와 $K_2O$는 증가(增加)를, MgO 와 $P_2O_5$는 감소(減少)되었다. 2) 산성우(酸性雨)의 pH 값이 낮아짐에 따라 토양산도(土壤酸度)는 저하(低下)되었고, 치환성(置換性) Al 함량(含量)은 크게 증가(增加)하는 상반(相反)된 반응(反應)을 보였다. 3) 토양(土壤)의 치환성(置換性) Ca, Mg 및 K의 함량(含量)과 염기총량(鹽基總量), 염기포화도(鹽基飽和度)는 산성우(酸性雨)의 pH 값이 낮아짐에 따라 현저(顯著)하게 감소(減少)되었다. 4) 토양내(土壤內) sulfate 함량(含量)은 산성우(酸性雨)의 pH 값이 저하(低下) 될수록 크게 증가(增加)하였다.