• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2011.05a
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• pp.16.2-16.2
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• 2011

이산화탄소는 인체에 무해하지만 인간의 신진대사와 깊은 관련이 있기 때문에 인간의 정신적 육체적 행동을 제어하는 분야에 많이 응용되고 있다. 따라서 지능형 빌딩이나 고급 공동주택 등의 실내공기를 제어하는 시스템에 적용되어 효율적으로 환기시스템을 운용하는데 사용되어져 왔다. 앞으로 이는 에너지절감과 연동되어 자동차나 가전제품 등 앞으로 점점 밀폐되어가는 구조에 사용이 늘어날 것으로 전망된다. 그러나 종래는 이산화탄소가 특정파장(4.2 um)의 적외선을 흡수하는 성질을 이용하여 Lambert law에 의해 이산화탄소의 양을 측정하였다. 따라서 가격이나 크기가 비교적 경제적이지 못한 측면이 많았다. 이와 반대로 전기화학적인 방식은 가격이나 크기의 측면에서 장점이 있었으나, 초기동작시간이나 안정성, 수명 등에서 상용화되기에는 아직 소비자가 이해하기 힘든면이 많았다. 이에 고체전해질을 이용하여 수명이나 초기시간 및 안정성을 획기적으로 개선하여 상용화가 가능하도록 만든 이산화탄소 센서를 소개하고자 한다. 이 센서는 전자회로와 결합되어 사용이 편리하도록 모듈화 하였고 이 모듈을 사용하여 "airwatch"라는 응용제품으로 판매되고 있다.

• The Magazine of the Society of Air-Conditioning and Refrigerating Engineers of Korea
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• v.31 no.7
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• pp.4-9
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• 2002

환경문제에 대한 관심이 높아짐에 따라, 냉동공조 산업에서 다양하게 이용되는 냉매에 대하여도 많운 시각이 집중되고 있다. 특히, 몬트리얼 의정서와 교토의정서에 의한 지구온난화 물질에 대한 규제로 CFCs와 HCFCs 냉매를 사용하지 못하게 펌에 따라 냉동공조업계에서는 열역학적 물성치가 우수하고 환경친화적인 대체냉매의 개발에 관한 연구를 활발히 진행하고 있다. 이러한 문제의 근본적인 해결책은 자연상태로 존재하는 자연냉매를 이용하는 것이디. 이산화탄소, 암모니아, 탄화수소계열, 물, 공기 등이 대표적으로 거론되고 있는 자연냉매이다. 이 중에서 도 이산화탄소는 인체에 무해하며, 독성이 없고, 화 학적으로 안정하며,기존의 냉동기 재료를 그대로 사용할 수 있는 장점이 있다. 또한 열역학적 성질 및 전달물성이 우수하고, 냉통기에 적용할 때 성능이 개선될 가능성이 많다는 점도 매우 고무적이다. 본 고에서는 최근 가장 주목을 받고 있는 이산화탄소를 이용한 냉동사이클의 특성과 성능향상 방안에 대하여 기존 연구결과를 정리하여 설명하고자 한다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2010.06a
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• pp.246.2-246.2
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• 2010

본 연구는 저탄소 녹색성장의 국가 정책에 맞추어 주류 제조과정에서 발생하는 생전분발효 부산물인 주박(酒粕, 술지게미)을 펠릿화(pellet) 하는 것이 목적이다. 주류 제조과정에서 발생하는 주박을 100g당 물 100ml 비율로 섞어 충분히 반죽 후 녹즙기로 압축 성형화 하는 과정을 대신 하여 주박을 뽑았다. 이 주박을 온열 건조기에서 20시간이상 건조 시키면 완성이 된다. 주박펠릿은 폐기물을 재활용한 것이기 때문에 열량-가격대비를 비교해 보았을 때 등유 8950kcal-1000원/L, 경유 9050kcal-1433원/L, 면세경유 9050kcal-821/L, 우드 1812kcal-400원/kg, 주박 1989kcal-200원/kg으로 훨씬 저렴하며 열량도 높다. 주류업체에서 주박을 폐기물 처리하므로 가격 책정은 어렵다. $CO_2$ 발생량도 적어 온실가스를 절감시킬 수 있는 친환경적인 청정연료이다. 또한 연료로서 운송, 저장 및 보관이 편리하다. 주류업체도 주박 처리로 인해 연간 12억 정도 사용된다. 폐기물을 에너지화 함으로써 타 신재생에너지에 비해 초기 투자 비용이나 연료비가 저렴하다. 그리고 태우고 남은 회분은 토양개량제로 다시 재활용 되기 때문에 무해백익하다. 현재 폐목재를 사용한 우드펠릿은 원료를 수입해야 한다는 점과 삼림자원의 부족시 문제가 발생할 수 있다. 그리고 폐목재를 분쇄한 후 가공 및 성형을 해야 하기 때문에 주박이 효율성이 좋다. 현재 세계에서 가장 많이 사용되고 있는 석유나 화석연료의 매장량이 고갈 되어가고 있다. 하지만 주박은 술이 사라지지 않는 한 계속적으로 발생하기 때문에 무궁무진하게 사용이 가능하다. 또한 주류 제조시 발생하는 주박은 바로 성형 및 가공이 용이하다. 현재 주박으로 만든 펠릿은 전 세계적으로 전무하다. 막걸리 및 전통술의 특화사업으로 주박량은 더욱 증가하고 있다. 더욱이 2012년부터 해양 투기 금지로 주박 폐기물 처리가 힘들어진다. 주박 폐기물을 펠릿화해서 에너지원으로 사용하면 해결이 된다. 주박의 에너화를 통해 재생산의 열원으로 사용되고 펠릿을 연료원과 더불어 기계적인 시스템을 개발한다면 저탄소 녹색성장인 국가 정책과 부합된 미래형 에너지가 될 것이다.

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.4 no.2
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• pp.324-334
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• 1993

Chitin, the natural polymer has been known as harmless and innoxious material to human and has been also known to be biodegradable. Chitosan which was prepared by the deacetylation of chitin, was propionylated to obtain porous bead shaped propionyl chitosan and its possibility as a water-absorbant polymer was investigated. Propionyl chitosan porous bead was synthesized by acylation reaction using emulsion method of acetic acid solution and propionyl chitosan was partially crosslinked using ethyleneglycol diglycidyl ether. Through the experiment varying the moles of propionic anhydride, reaction time and reaction temperature, best results for water-absorption ability was obtained at reaction condition of 5 moles of propionic anhydride, 10 hours of reaction time and $22^{\circ}C$ of reaction temperature. The absorption ability to the distilled water, various salt solutions, artificial urine and artificial blood, absorption time and retention of water of synthesized porous bead were investigated and also mechanical strength after crosslinking was determined.

• Prospectives of Industrial Chemistry
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• v.22 no.5
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• pp.25-40
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• 2019

전 세계적으로 환경문제를 해결하기 위한 방안으로 환경규제를 강화시키며 특히 다양한 대기오염 물질 중 최근 큰 이슈인 초미세먼지 저감을 위해 전구물질로 알려진 질소산화물을 제어하기 위한 다양한 기술개발이 가속화되고 있다. 특히, 다양한 처리기술 중에 기술적·경제적인 이점을 갖춘 선택적 촉매환원법(selective catalytic reduction, SCR) 기술을 통하여 질소산화물 제거를 위해 암모니아를 환원제로 반응에 참여시켜 인체에 무해한 H₂O, N₂로 전환하는 기술이 대표적이다. 최근 전 세계적으로 다양한 산업군에서 질소산화물이 배출되고 있으며, 점오염원뿐만이 아니라 비점오염원(mobile sources)에 대한 규제가 강화되고 있다. 디젤엔진이 장착된 선박 배가스 처리장치 내 SCR 기술이 주목을 받고 있으며, NH₃-SCR에 사용되는 촉매는 주로 VO_x/TiO₂, VO_x/W/TiO₂ 촉매가 대표적이다. 한편 선박 디젤엔진에 사용되는 연료에 따라 연소배가스 특성이 다르다. 이러한 연료가 연소됨에 따라 SO₂, SO₃가 발생되고 환원제인 NH₃와 결합하여 황산암모늄염((NH₄)₂SO₄), ABS (ammonium bisulfate, NH₄HSO₄)과 같은 염을 형성시켜 탈질촉매의 비활성화 문제가 발생된다. 이러한 비활성화 물질이 침적된 탈질촉매를 재활성화 시키기 위하여 열 산화를 통해 재생시키고 있다. 이처럼 선박용 SCR 촉매는 강화되는 배출규제 및 엔진기술의 발달로 저감되는 운전 온도에 대비하여 저온 활성 재생이 가능한 고활성, 고내구성 촉매기술 개발이 필요하다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2016.02a
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• pp.141.2-141.2
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• 2016

디스플레이, 센서 등 전자소자는 소형화 단계를 지나 인체 부착형 소자로의 발전을 요구하고 있다. 인체 부착을 위해서는 민감한 피부에 장시간 부착시 무해성과 탈부착의 자유로움이 요구되기에 기존의 화학물질을 활용한 접착 방식에서 개코도마뱀 또는 딱정벌레 발바닥에서 영감을 얻은 자연모사형 건식 접착 방식에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 폴리머를 이용하여 자연모사형 마이크로/나노구조 형성은 기계적으로 가공된 금형 몰딩과 후처리를 통한 매우 복잡한 공정이 요구된다. 본 연구에서는 이러한 복잡한 공정을 단순화하기 위해서 폴리머 소재에 플라즈마를 활용한 나노구조를 형성하는 방법을 소개하고자 하며, 건식 접착용 폴리머 소재(PMMA, PDMS)에 따른 표면구조 변화와 표면에너지 변화에 대한 연구를 수행하였다. 플라즈마 표면처리를 위해서 본 연구실에서 자체 개발한 선형이온소스를 활용하였으며 입사에너지, 노출시간, 사용가스에 따른 표면형상 변화를 주사전자현미경을 활용하여 관찰하였다. 또한 처리조건에 따른 표면에너지 변화를 확인하기 위해 물접촉각 변화를 측정하였다. PMMA는 입사에너지, 노출시간이 증가함에 따라 쉽게 나노기둥구조가 형성되었으나, 과도한 입사에너지 또는 노출시간에서는 표면구조가 에칭되면서 무너지는 것이 관찰되었다. 또한 PDMS는 동일한 조건에서 주름구조 형태를 보였으며 노출시간이 증가할수록 주름구조의 간격이 늘어남을 확인하였다. 본 연구 결과를 통해 나노 구조를 쉽게 제어할 수 있는 PMMA가 피부 부착형 접착 패치에 응용이 가능할 것으로 기대된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2019.05a
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• pp.197-197
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• 2019

총인처리시설에서는 응집제를 주입하여 인이나 오염물질을 침전시켜 처리하고 있으며 PAC(poly aluminum chloride)나 $FeCl_3$, $Al_2(SO_4)_3$, 등 다양한 종류의 응집제가 사용되어지고 있다. 하지만 기존에 사용되어 지고 있는 알루미늄계열의 응집제는 처리수에 잔류이온이 존재하게 되어 인체에 축적돼 알츠하이머 병 등 신체질환을 유발할 수 있는 단점이 있다. 따라서 이러한 단점을 사전에 예방하기 위해 $TiCl_4$와 같은 티타늄계열 응집제에 대한 연구가 진행되고 있다. $TiCl_4$ 응집제는 인 제거에 효과적으로 적용할 수 있으며 수중에 잔류이온을 유발하지 않으며 Ti이온은 치과임플란트나 의료장비로 사용될 만큼 인체에 무해하다고 알려져 있다. 응집제 사용에 따라 생성된 응집슬러지의 처리방안에 있어서 기존 응집제의 경우 생성된 슬러지의 대부분은 하수슬러지 위탁처리업체를 통해 소각 및 매립, 재활용 되고 있으나, $TiCl_4$를 응집제로 사용할 경우 생성된 슬러지를 인발하여 건조 및 소성을 통해 이산화티타늄으로 재활용할 수 있어 슬러지를 친환경적으로 처리가 가능해 기존 슬러지 처리방안의 경제적, 환경적 부담을 줄일 수 있는 장점이 있다. 따라서 본 연구에서는 $TiCl_4$를 하수처리장 방류수에 주입하여 수중의 총인(T-P)을 처리한 후 생성된 슬러지를 인발하여 건조와 소성과정을 거쳐 이산화티타늄을 제조하였다. 방류수를 취수해 2.5mg/L의 초기 총인 농도를 가진 원수를 제조하였으며 제조된 원수에 $TiCl_4$를 0.6mL 주입하였을 때 99.93%의 총인제거효율을 얻을 수 있었다. 응집 실험 후 생성된 슬러지를 인발하여 건조 후 $300{\sim}1000^{\circ}C$의 각각 다른 온도조건에서 소성하여 이산화티타늄을 제조하였으며, SEM과 XRD를 통해 제조된 이산화티타늄의 표면특성과 결정성 분석을 실시하였다. 제조된 이산화티타늄은 $500{\sim}800^{\circ}C$에서는 아나타제, $900{\sim}1000^{\circ}C$에서는 루타일 결정구조가 나타났다. 또한, $TiCl_4$ 주입량에 따른 이산화티타늄의 최종 생산량과 제조 시 사용되는 건조로 및 소성로의 경제적 비용 등을 고려하여 이산화티타늄 1Ton을 제조하기 위해 필요한 단가를 산출하였다. 본 연구에서 제조된 이산화티타늄 1kg의 생산단가는 약 5,400원으로 나타났으며, 가장 많이 사용되는 P-25 광촉매 보다 저렴한 가격으로 제조 및 판매를 기대할 수 있다. 따라서 하수처리장에 적용 시 기존 응집제 보다 비싼 $TiCl_4$ 비용을 보완하고 친환경적인 슬러지 처리로 제조된 이산화티타늄의 유통 및 현장적용을 통해 경제적, 환경적으로 우수하다고 판단된다.

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.21 no.6
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• pp.593-602
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• 2010

Chitosan as a natural polymer has superior physicochemical properties such as biocompatibility, biodegradability and nontoxicity, but application of chitosan for therapy of cancer and gene related-disease has been limited by poor solubility in aqueous solution. Therefore, low molecular weight water-soluble chitosan (LMWSC) with high reactivity and strong positive charge can be applied as a delivery system having function to carry in the specific tissue the bioactive material like poor solubility drug, or therapeutic gene and developed as a therapeutic system having good therapeutic efficiency. The most important factor for therapy of various diseases is to reveal the antigen or receptor expressed in specific lesion tissue and the antibody and ligand which can bind with antigen is to introduce at the biomaterials for enhancement the therapeutic efficiency. The studies for cationic synthetic polymer as drug or gene delivery have been actively performed, but it has many problems such as toxicity in the body, therapeutic efficiency. From this point of view, this article demonstrated the introduction of functional groups to target the specific tissue and therapeutic strategy using the modification of LMWSC with free-amine group. The development of these delivery system will provide a positive vision for cancer therapy.

• Journal of Korean Society of Environmental Engineers
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• v.30 no.10
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• pp.1039-1046
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• 2008

The combining process of UV irradiation and H$_2$O$_2$ was used to investigate characteristics of cefaclor decomposition in the aquatic environment. The separate mixing tank was used to minimize the decreasing effective of contact area caused by sampling. Four baffles were installed inside the UV reactor for the complete mixing of the sample and outside of the reactor was wrapped with aluminum foil to protect the emission of photon energy. Production of OH radical was measured using pCBA(p-Chlorobenzoic acid) indirectly and rate constants were withdrawn pseudo-frist order reaction. Optimum condition for the maximum production of OH radical was found to be pH 3, hydrogen peroxide of 5 mmol/L and recirculation rate of 400 mL/min. Pseudo-frist order reaction rate constant was 0.1051 min$^{-1}$. In the optimum condition, cefaclor was completely decomposed within 40 min and rate constant was 0.093 min$^{-1}$. Decomposition by OH radical producted intermediate anions such as chloride, nitrate, sulfite and acetic acid and phenylglycine. After 6 hr most cefaclor was decomposed by UV/H$_2$O$_2$ process and converted to CO$_2$ and H$_2$O, resulting of operation in the decrease of TOC and acetic acid and the disappearance of phenylglycine.

• Journal of Korean Society of Environmental Engineers
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• v.31 no.10
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• pp.873-882
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• 2009

Sonolysis of TCE (Trichloroethylene) was performed in 584 kHz rectangular reactor. At first, the effect of acoustic power and aqueous temperature which are both important factors to operate ultrasound system on sonolysis of TCE were examined under one side irradiation condition. First degradation rate constants of TCE and chloride yields were increased with increasing acoustic power from 100 to 300 W. And increasing the aqeuous temperature resulted in the increase of first degradation rate constants of TCE and the decrease of chloride yield. Sonolysis of TCE was performed under multi ultrasound irradiation conditions that total acoustic power of 300 W was distributed according to the number of irradiation sides. First degradation rate constants of TCE followed the order 4 sides > 3 sides > 1 side > 2 sides (parallel) > 2 sides (orthogonal). When comparing the experimental results under parallel and orthogonal irradiation conditions of 2 sides with 300 and 450 W, first degradation rate constants of TCE were similar, while production rate constants of hydrogen peroxide were more higher at parallel conditions compared to orthogonal conditions.