• 제목/요약/키워드: 등온성

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대나무 활성탄을 흡착제로 활용한 오염지하수 내 우라늄 제거 (The Uranium Removal in Groundwater by Using the Bamboo Charcoal as the Adsorbent)

  • 이진균;김태형;이민희
    • 자원환경지질
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    • 제51권6호
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    • pp.531-542
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    • 2018
  • 대나무 활성탄을 흡착제로 사용하여 우라늄으로 오염된 지하수를 정화하는 흡착 배치실험을 수행하였다. 국내에서 판매되는 두 종류의 대나무 활성탄을 사용하여 다양한 우라늄 농도를 가지는 인공오염수를 대상으로 활성탄 투입량에 따른 제거효율 변화를 측정하였다. 인공오염수의 다양한 pH, 온도, 흡착 시간 조건에서 흡착실험을 반복하여, 최적의 제거효율을 나타내는 대나무 활성탄의 적용 조건을 결정하였다. 실험 결과, 인공오염수에 대한 대나무 활성탄의 우라늄 제거효율은 70 ~ 97 %를 나타내었으며, 우라늄 농도가 0.14 mg/L인 실제 우라늄 오염지하수에 대한 제거효율도 84 %로 매우 높았다. 오염수의 온도의 경우 $10{\sim}20^{\circ}C$ 범위, pH는 5 ~ 9 범위에서 우라늄 제거효율 변화가 크지 않아, 현장에서 별도의 추가 처리 없이 오염지하수에 적용할 수 있을 것으로 판단되었다. 흡착실험 결과로부터 대표적인 흡착등온선을 도시한 결과, 우라늄에 대하여 대나무 활성탄은 Langmuir 흡착특성을 나타내었으며, A type과 C type 대나무 활성탄의 최대흡착농도($q_m:mg/g$)값은 각각 200.0 mg/g와 16.9 mg/g으로 높게 나타났다. 오염수 100 mL에 대나무 활성탄 2 g(2 wt%)을 첨가한 경우, 초기 우라늄 농도가 0.04 ~ 10.8 mg/L 범위에서 분리상수 값(separation factor: $R_L$)과 표면흡착률 값(surface coverage: ${\theta}$)이 1 이하로 낮게 유지되어, 다양한 우라늄 농도 범위를 가지는 오염지하수에 대하여 적은 양의 대나무 활성탄으로 효과적으로 정화할 수 있을 것으로 판단되었다.

수중에서 미세플라스틱인 Polypropylene의 Cd 흡착특성 평가 (Evaluation of Cd Adsorption Characteristic by Microplastic Polypropylene in Aqueous Solution)

  • 엄주현;박종환;김성헌;김영진;류성기;서동철
    • 한국환경농학회지
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    • 제38권2호
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    • pp.83-88
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    • 2019
  • 본 연구는 미세플라스틱 주요물질 중의 하나인 PP와 담수상태에서 중금속 사이의 상관관계를 평가하기 위해 등온흡착모델과 다양한 흡착조건하에서 microplastic인 PP에 의한 Cd의 흡착특성을 평가하였다. Microplastic인 PP에 의한 Cd의 흡착경향은 Freundlich 흡착식에 적합하였으며, 주요한 흡착메카니즘은 물리적인 흡착으로 판단된다. 특히, PP에 의한 Cd의 흡착량은 반응시간과 반응온도에 지배적인 영향을 받았으며, 반응시간과 반응온도가 증가할수록 흡착량은 증가하였다. 초기 pH에 따른 흡착결과 PP에 의한 Cd의 흡착은 표면전하와 큰 상관관계가 없었고, FTIR분석을 통한 Cd 흡착 전과 후의 PP작용기에 별 다른 차이가 없어 PP에 의한 Cd의 흡착은 대부분 물리적 흡착으로 판단되었다. 결론적으로 담수상태에서 미세플라스틱인 PP는 Cd과 같은 중금속을 흡착한 후 생물체내로 이동시킬 수 있는 가능성을 확인할 수 있었고, 향후 미세플라스틱에 의한 중금속과 같은 독성물질이동과 전이매개체의 역할과 메커니즘을 규명하기 위한 체계적인 후속연구가 수행되어야 할 것으로 판단된다.

흡열연료 종류와 촉매 성형 방법에 따른 분해특성과 코크 생성에 관한 연구 (Study on the Fuel Decomposition Characteristics and Coke Formation by Type of Endothermic Fuel and Method of Catalyst Molding)

  • 이태호;강샛별;김성현
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제57권5호
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    • pp.611-619
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    • 2019
  • 본 연구에서는 흡열연료의 종류와 촉매의 성형 방법에 따른 연료의 분해특성 및 코크 생성에 대하여 분석하였다. 실험에 사용된 연료는 methylcyclohexane (MCH), n-dodecane 그리고 exo-tetrahydrodipentadiene (exo-THDCP)이며, 백금을 담지한 USY720에 압력만을 가하여 제조한 disk 형태, binder와 silica solution을 혼합하여 제조한 pellet 형태의 제올라이트를 촉매로 사용하였다. 성형 방법에 따른 촉매의 특성은 X-ray 회절분석법(XRD), 주사전자현미경(SEM), 질소흡탈착등온선 그리고 암모니아 승온탈착분석법을 통해 분석하였으며, 연료가 초임계 상태로 존재할 수 있는 고온고압의 조건($500^{\circ}C$, 50 bar)에서 반응을 진행시킨 후에 생성된 혼합물은 가스 크로마토그래프 질량분석계(GC-MS), 촉매에 생성된 코크는 열중량분석기를 사용하여 분석하였다. 이와 같은 분석을 수행한 결과, 반응 후 생성물의 조성은 연료를 구성하는 화합물의 구조에 따라 크게 차이를 보였다. 또한, 촉매의 성형 방법에 따른 결정성이나 표면 특성의 변화는 미미하였으나, 비교적 큰 변화를 보인 산점과 기공 특성이 생성물과 코크 생성량 및 조성의 변화에 영향을 주는 것으로 확인되었다.

활성탄에 의한 Acid Blue 40 흡착에 있어서 평형, 동력학 및 열역학적 특성 (Characteristics of Equilibrium, Kinetic and Thermodynamic for Adsorption of Acid Blue 40 by Activated Carbon)

  • 이종집
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제19권12호
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    • pp.592-599
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    • 2018
  • 활성탄에 의해 수용액으로부터 acid blue 40을 흡착하는 과정을 통해 흡착평형, 동력학 및 열역학적 특성을 활성탄 양, pH, 온도, 접촉시간, 초기농도를 함수로 해서 알아내고자 하였다. 활성탄에 대한 acid blue 40의 흡착에 대한 pH별 흡착특성은 Sulfonate ion($SO_3{^-}$)과 amine ion($NH_2{^+}$)의 존재 때문에 pH 3과 pH 11에서 흡착률이 높아지는 욕조현상을 나타내었다. 활성탄에 대한 Acid Blue 40의 흡착평형관계를 흡착등온식에 적용해본 결과 Langmuir 식이 Freundlich 식과 Temkin 식보다 더 잘 맞는 것으로 나타났다. Langmuir 식과 Freundlich 식의 분리계수로 부터 활성탄에 의한 Acid Blue 40의 흡착처리가 유효한 흡착공정이 될 수 있음을 알았다. Temkin 식에 의해 구한 흡착에너지 값으로부터 흡착공정이 물리흡착공정이라는 것을 알았다. 활성탄에 대한 acid blue 40의 흡착공정에 대한 동력학적 해석을 통해 반응속도식의 적용결과는 유사이차반응속도식이 유사일차반응속도식에 비해 일치도가 높은 것으로 나타났다. 평가된 활성화 에너지 값은 42.308 kJ/mol이었으며, 엔탈피변화는 80.088 J/mol로 흡열반응의 특성을 가지는 것으로 판단되었다. 또한 자유에너지변화가 -0.0553~-5.5855 kJ/mol로 온도가 올라갈수록 흡착공정의 자발성이 더 높아진다는 것을 알았다.

전구 대양의 극저 해수면온도 공간 분포와 지구과학교과서 데이터 시각화 분석 (Spatial Distribution of Extremely Low Sea-Surface Temperature in the Global Ocean and Analysis of Data Visualization in Earth Science Textbooks)

  • 박경애;손유미
    • 한국지구과학회지
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    • 제41권6호
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    • pp.599-616
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    • 2020
  • 해수면온도는 해양-대기 상호작용, 열속 변화, 대양의 해양 순환을 이해할 수 있는 가장 중요한 해양 변수들 중의 하나이다. 0℃ 이하 -2℃까지 극저 해수면온도는 기후변화 및 지구환경 변화를 유도하고 조절하기 때문에 다른 범위의 해수면온도보다 더 중요하게 다루어져야 한다. 전구 대양에서 이러한 극저 해수면온도의 시간적 공간적 변동성을 이해하기 위하여 1982년부터 2018년까지의 기간 동안 관측된 인공위성 일별 해수면온도 데이터베이스를 활용하여 평균 기후장을 산출하였다. 또한 장기간의 해양 실측 자료에 기반하여 생산된 표층 수온의 기후 평균장을 활용하여 극저 해수면온도가 전구 대양에서 존재하는 해역과 0℃ 등온선의 월별 공간 변동을 분석하였다. 그 결과 극저 해수면온도는 북극해와 남극해와 같은 극지 해역과 고위도의 연해에서 상당한 해양의 표면적을 차지하고 있었다. 이러한 극저 해수면 온도가 어떻게 시각화되어 있는지 검토하기 위하여 6종 지구과학교과서를 분석하였다. 대부분의 교과서에서 해수면온도 삽화는 0℃ 혹은 그 이상 수온에서 부터 도시하여 학생들이 극저 해수면온도에 대한 개념과 역할에 대한 이해를 획득하는 것을 저해하고 있었다. 데이터 시각화는 데이터 리터러시의 주요한 요소 중에 하나이므로 위성 해수면온도 자료가 교과서에 적절하게 시각화되도록 교과서 삽화의 개선이 필요하다. 본 연구는 인공위성 해수면온도 자료와 해양 실측 자료를 활용하여 해양 데이터의 시각화를 통하여 해양학적 소양과 데이터 리터러시가 동시에 함양되고 강화될 수 있음을 강조하였다.

국산 저품질 고령토의 소성온도에 따른 석회석 소성점토 시멘트(LC3)의 수화물 생성 및 기계적 특성 평가 (Experimental Evaluation of Hydrate Formation and Mechanical Properties of Limestone Calcined Clay Cement (LC3) According to Calcination Temperature of Low-Quality Kaolin Clay in Korea)

  • 문제근;허성원;조성민;배성철
    • 한국건설순환자원학회논문집
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    • 제10권3호
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    • pp.252-260
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    • 2022
  • 국내에서 카올린 순도가 낮은 저품질의 고령토는 고순도의 고령토보다 월등히 많은 매장량과 우수한 경제성에도 불구하고 제품으로 활용되지 못하고 대부분 사장되고 있다. 본 연구의 목적은 국산 저품질 고령토를 석회석 소성점토 시멘트(LC3)의 원료로 활용할 수 있는 가능성과 최적의 소성온도를 도출하는 것으로, 고령토의 소성온도(600 ℃, 700 ℃, 800 ℃, 900 ℃)에 따른 LC3 페이스트의 수화물 생성과 기계적 특성을 평가하기 위해 등온 열량 측정, X-선 회절 분석, 열 중량 분석 및 압축강도 시험을 실시하였다. 결과적으로 국산 저품질 고령토 점토는 클링커의 50 %를 대체하였음에도 불구하고 수화 3일차부터 메타카올린의 포졸란 반응에 의해 카르보알루미네이트 수화물과 C(A)SH를 생성하여 OPC와 거의 동등하거나 그 이상의 강도를 나타냈으며, 소성온도에 따라 강도발현에 큰 차이가 발생하는 것으로 나타났다.

소맥의 파종심도에 따른 관부위치의 품종간 차이 (Wheat Varietal Differences of Crown Depth under Different Seeding Depth.)

  • 조장환;맹돈재;박찬호;김병우
    • 한국작물학회지
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    • 제23권2호
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    • pp.76-82
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    • 1978
  • 소맥의 파종심도에 따른 관부위치의 품종간 차리를 구명하여 조숙내한다수성 품종육성과 조숙품종의 한해방지를 목적으로 한국, 일본, 미국, 유럽 등지에서 도입된 50품종을 공시하여 작물시험장의 온냉사절온실에서 1976연에 실험한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 파종심도별 평균 출현율은 일본, 유럽품종은 67∼69%이며 한국, 미국품종은 63∼64%이였고 파종심도가 깊을수록 출현율이 낮았으며 3cm 80%, 6cm 72%, 9cm 61%, 12cm 51%로 3cm씩 깊이 파종하므로서 10%의 출현율이 감소되었다. 2. 파종심도 9cm, 12cm구에서 70∼80%以上 발아하는 품종은 Benhur, Biserka, Expection, 밀양005, 밀양7호, NS 177, Sage 등이였으며 파종심도 6cm구에서 80%이상 발아하는 품종이 많았다. 3. 파종심도를 3cm로 하였을때 초엽장은 일본, 미국, 유럽, 한국품종 순으로 길었고 지중경형성률은 일본<유럽<한국<미국품종 순으로 적었으며 고엽율은 한국과 미국품종들이 적었다. 4. 파종심도에 따른 50품종의 평균 지중경장은 파종심도가 깊을수록 직선적으로 길어지며 관부읍치는 9cm파종구 까지는 다소 깊어지나 12cm파종구에서는 3cm구보다 관부위치가 오히려 얕아졌다. 5. 3∼9cm파종심도에서 도입국별 품종의 관부위치는 유럽<한국<일본<미국품종 순으로 길었다. 6. 3∼6cm파종심도에서 관부위치가 깊은 품종은 한국품종에서 조광, 원광, 남광, 수원20002, 밀양005, 밀양7호 등이며 영광, 장광, 진광은 매우 얕았다. 일본품종중에서 농림004, Kitagarnigoumgi, 중국8001, 미국품종중에서 Sage, Blueboy, Expection, Oasis, CI14034, Rossalka, Benhur, 유럽품종중에서 Biserka, Martonvasar-1, Martonvasar-2 등온 관부입치가 깊었다. 7. 파종심도 3cm, 6cm, 9cm ,12cm에서 관부위치 상호관의 상관은 정의 상관을 보이며 그중에서 6cm 파종구에서 상관이 가장 높았다. 8. 초엽장이 짧거나 지중경형성률이 낮은 것은 관부위치가 깊어지며 관부위치와 지중경장과는 고도의 부상관이 있었고 지중경장이 길어지면 관부위치가 얕아진다. 9. 출수기가 빠른 것은 관부위치가 깊어지는 정의 상관이 있고 고엽률과 관부위치와는 상관이 없으나 내한성이 강한 품종이 관부위치가 깊은 것이 있었다.

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2가 망간의 독성 저감을 위해 철산화물과 칼슘화합물을 이용한 망간 흡착 (Adsorption of Mn on iron minerals and calcium compounds to reduce Mn(II) toxicity)

  • 지효경;박진희
    • Journal of Applied Biological Chemistry
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    • 제65권4호
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    • pp.457-462
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    • 2022
  • 망간은 다양한 산화수로 존재하며 Mn(II)은 망간 중 가장 이동성이 높은 종으로 식물에 독성을 미치며 성장을 제한한다. 따라서, 본 연구의 목적은 다양한 흡착제를 이용하여 망간을 안정화함으로써 망간의 독성을 저감시키는 것이다. Ferrihydrite, schwertmannite, goethite를 합성하여 XRD로 확인하였고 망간 흡착에 사용하였다. Hematite는 구매하여 망간 흡착제로 사용하였다. CaNO3, CaSO4, CaCO3와 같은 칼슘 화합물은 pH를 높이고 망간을 산화시키기 위해 사용하였다. 망간의 흡착을 위해 다양한 농도의 Mn(II) 용액을 4가지 철산화물, CaNO3, CaSO4, CaCO3와 24시간 반응시킨 후 여과하여 용액에 남아있는 망간 농도를 ICP-OES로 분석하고 망간의 흡착율과 흡착등온식을 계산하였다. 그 결과, 철 산화물 중에서는 hematite에 의한 망간 흡착율이 가장 높았으며 ferrihydrite가 다음으로 흡착율이 높았다. 칼슘 화합물의 경우 CaCO3>CaNO3>CaSO4 순으로 흡착율이 높았다. CaCO3은 hematite보다 높은 흡착율을 보였고 CaCO3를 처리하면 pH를 증가시켜 망간의 독성을 감소하는 데 가장 효과적일 것으로 판단된다.

유동층 공정을 이용한 열화학적 전환 공정의 최신 개발 동향 (Recent Development of Thermo-chemical Conversion Processes with Fluidized Bed Technologies)

  • 박현준;오승석;;;정철승;박한샘;이시훈
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제61권1호
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    • pp.8-18
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    • 2023
  • 지속적인 인구의 증가와 경제의 발전으로 인한 전세계 에너지 수요의 증가는 화석연료의 이용을 끊임없이 증가시키고 있다. 그러나 화석연료에 대한 높은 의존도는 환경오염과 급격한 지구온난화라는 새로운 문제를 야기시켰다. 이의 해결을 위해 전통적인 연소에서 벗어나 열분해, 가스화와 같은 새로운 열화학적 전환 공정을 이용한 청정 에너지 생산이 빠르게 확산되고 있다. 특히 다양한 연료의 이용, 쉬운 연속조업, 높은 열 및 물질전달, 등온 조업, 낮은 조업 온도 등의 특성들을 가지는 유동층 공정은 열화학적 에너지 전환에 적합하기 때문에 널리 채택되어 이용되고 있다. 이에 본 총설에서는 열분해, 가스화, 연소에 적용된 최근의 유동층 공정 연구의 중요한 결과들을 정리하였다. 더불어 유동층 열화학적 공정에서 주로 연구되지 않은 층물질, 미세먼지 저감을 위한 물질(바이오매스, 천연 자원 폐기물 등)과 같은 연구의 필요성을 제시하였다. 이를 통해 유동층 기술에 대한 관심과 이해를 높이고, 유동층 공정 기술 개발의 미래 과제를 해결하기 위한 방향을 제시하고자 한다.

RCPs 기후변화 시나리오에 따른 큰망초(Conyza sumatrensis)의 적합 서식지 분포 예측 (Predicting the suitable habitat distribution of Conyza sumatrensis under RCP scenarios)

  • 김명현;최순군;조재필;김민경;어진우;엽소진;방정환
    • 환경생물
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    • 제40권1호
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    • pp.1-10
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    • 2022
  • 기후변화로 인한 지구온난화는 강수량과 기온에 영향을 주며, 다양한 종들의 서식지와 생물다양성에 상당한 영향을 줄 수 있다. 최근 국제 교류의 증가와 기후변화 등의 원인으로 국내로 새롭게 유입되어 정착하는 외래식물이 증가하고 있지만, 기후변화가 이들 외래식물의 국내 분포에 어떤 영향을 주는지에 대한 연구는 부족한 실정이다. 본 연구는 침입외래식물 큰망초(C. sumatrensis)의 현재 분포와 생물기후 변수를 활용하여 RCPs 기후변화 시나리오에 따른 적합 서식지 분포 변화를 예측하였다. 큰망초는 현재 우리나라 남부 지방에서 제한된 분포를 보이고 있으며, 이들의 분포에는 가장 건조한 분기의 평균기온(bio09), 가장 더운 달의 최고기온(bio05), 등온선(bio03)이 영향을 미치는 것으로 나타났다. 기후변화 시나리오에 따라 큰망초의 미래 적합 서식지 면적은 증가할 것으로 전망되었다. 큰망초와 같은 침입외래종의 분포 변화는 자생식물의 생존을 위협할 수 있으며 생태계 교란을 일으킬 수 있다. 따라서 기후변화에 따른 외래종 분포에 대한 연구는 자생식물뿐만 아니라 생물다양성 보전에 중요한 데이터로 활용될 수 있으며, 향후 서식지 복원과 생물자원을 관리하기 위한 정책자료로 활용될 수 있다.