• 공업화학
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• 제29권4호
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• pp.468-473
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• 2018

본 연구에서는 접촉식 가수열분해 반응을 이용하여 원유를 감압증류한 후 생산되는 고점도의 감압잔사유(VR)의 개질반응을 실시하였다. 감압잔사유는 30 bar, $300^{\circ}C$ 이상에서 24 h 동안 수증기(steam)와 반응하면, 구성성분 중에서 레진류와 아스팔텐류가 감소하고, 포화탄화수소류(saturates)나 방향족탄화수소류(aromatics)가 증가하는 경향을 보였다. 이때 스팀 양이 적은 경우에는 가수열분해 반응 후 아스팔텐 함량이 증가되는 역반응 효과도 관측되었다. 수소공여제인 데칼린을 사용하며 메탈옥사이드-제올라이트계 촉매를 사용하는 접촉식 가수열분해 반응 결과 레진과 아스팔텐류가 10% 정도 줄고 방향족 탄화수소류가 10% 증가하면서 점도 감소효과도 70% 정도로 우수하였다. GC-Mass spectroscopy를 이용하여 촉매 사용 시 가수열분해 반응 결과 분자량이 적은 물질로의 분해효과가 우수함을 확인할 수 있었다.

• 해양환경안전학회지
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• 제26권2호
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• pp.206-218
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• 2020

부산 남항은 도심 속의 다기능 항만으로 공동어시장, 선박수리소, 연근해 및 원양어선 접안시설 등이 설치되어 산업 활동이 활발하다. 산업 활동으로 인해 발생한 유해화학물질이 해저퇴적물에 지속적으로 유입되어 축적되면 수생생태계와 인간에게 영향을 끼칠 수 있다. 따라서 부산 남항에서 2013년 11월(1차), 2014년 11월(2차)에 8개 정점을 선정하여, 해저퇴적물 중 다환방향족탄화수소류(PAHs), 폴리염화비페닐(PCBs), 부틸계유기주석화합물(BTs)를 분석하여 부산 남항의 농도분포 특성 및 유입원을 밝혀내고자 하였다. 연구 지역에서 PAHs의 평균 농도는 1차, 2차 조사에서 각각 4174.0 ng/g-d.w., 1919.0 ng/g-d.w., PCBs의 평균 농도는 1차, 2차 조사에서 각각 166.3 ng/g-d.w., 21 ng/g-d.w.를 보였으며, BTs의 평균 농도는 1차, 2차 조사에서 각각 50.9 ng/g-d.w., 30.8 ng/g-d.w.를 나타내었다. 유기오염물질의 검출농도는 1차에 비해 2차에서 해저퇴적물 수거로 인해 낮아지는 경향을 보였으며, 본 조사에서 PAHs, PCBs, BTs 유입원은 각각 연소기원, 육상기원, 도시하수 또는 산업폐수에 의한 기원을 확인 할 수 있었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2016년도 학술발표회
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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.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2014년도 추계학술대회 논문집
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• pp.107-107
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• 2014

p형 자원 친화형 산화물 기반 능동형 층 성장에 대한 연구는 아직 개발 초기 단계이다. $Cu_2O$는 이러한 자원 친화형 저가 p형 산화물 중 하나로서 다양한 광학 응용분야에 있어 적용되고 있으며 특히 저가형 증착법인 전기증착법을 통해 형성시킨다면 가격 절감을 극대화 시킬 수 있다. 하지만 낮은 전도성으로 인해 전자소자에는 적용시키기 어렵다는 단점이 있기 때문에 본 연구팀은 5족 물질인 Antimony 를 $Cu_2O$의 p형 도펀트로 적용시켜 전기적 구조적 특성을 개선시키고자 하였다. 결과적으로 [111] 방향으로 높은 우선배향성을 갖고 전도성이 향상된 Sb-Cu2O 박막을 확인하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
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• pp.120-120
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• 2010

최근 투명전도성 산화물(Transparent Conductive Oxide, TCO) 박막은 액정 표시소자(LCD), 플라즈마 디스플레이 패널(PDP), 압전소자 및 태양전지의 투명소자로 사용되어지고 있다. 현재 가장 널리 사용되어지고 있는 투명전극물질인 인듐주석산화물(indium tin oxide, ITO)은 낮은 비저항과 높은 투과율을 가지고 있지만, 높은 원자재의 가격 및 수소플라즈마 처리시 In과 Sn이 환원되어 전기적, 광학적으로 불안정한 문제점들이 지적되고 있다. 이러한 문제점들을 해결하기 위해 최근 적외선 및 가시광선 영역에서 높은 투과도 및 전기 전도성과 수소플라즈마에 대한 화학적 안정성을 갖는 ZnO를 기반으로 3족 원소를 첨가한 새로운 투명 전도막에 대한 연구가 활발하다. 본 연구에서는 RF-Magnetron Sputtering법을 이용하여 $Ga_2O_3$ 혼합비에 따라 제작된 ZnO(GZO) 박막들의 전기적, 광학적, 구조적인 특성들을 분석하였다. 측정결과, $Ga_2O_3$의 첨가량이 7 wt.%인 GZO 박막이 가시광선영역에서 80%이상의 높은 투과율과 $50.5\;\Omega/\Box$의 가장 낮은 면저항을 나타내었다. 이는 Ga원소가 다른 3족 원소와 격자결합을 비교할 때, 이온의 크기가 Zn원소와 비슷하여 최적화된 혼합율을 가지는 경우 격자결합을 최소화시켜 캐리어 밀도의 증가로 인해 높은 전도성을 가지며, 고온에서도 전기적 특성 및 내구성이 향상되기 때문이다. 또한 기판온도에 따른 열처리 특성으로서 기판의 온도를 $100^{\circ}{\sim}400^{\circ}C$까지 변화를 주어 실험하였다. X-선 회절패턴 분석결과 기판온도가 증가함에 따라 ZnO (002) 방향이 감소하는 반면 ZnO(103) 방향이 증가하였으며, 기판온도가 $300^{\circ}C$ 일 때 $17.1\;\Omega/\Box$의로 가장 낮은 면저항이 나타났다. 이는 SEM 이미지를 분석한 결과, 실온에서 제작된 박막과 비교해 300 에서 증착된 GZO 박막이 결정립의 크기가 크고 밀도도 조밀해져 전하의 이동도가 향상되었기 때문이다.

• 대한화학회지
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• 제38권10호
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• pp.726-733
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• 1994

대기부유분진(air particulate material)중에 존재하는 다환방향족탄화수소(polycyclic aromatic hydrocarbons, PAH)를 신속하고 정확하게 분석하기 위하여 대기부유분진 시료를 10ml의 초임계유체($N_2O$ )로 30분간 추출 후 별도의 전처리와 농축과정 없이 GC/MS에서 분석하여 분석시간과 분석과정을 단축 및 단순화하였다. 시료로서 NBS 대기부유분진 인증표준기준물질(certified particulate reference material, CRM)1649와 서울의 도심에서 채취한 대기부유분진 시료를 이용하여 기존의 추출법 및 분석방법과 비교하였다. 그 결과 본 분석방법은 기존의 분석법에 비해 회수율은 상대적으로 작았으나 재현성이 좋았으며 분석과정이 간단하고 분석시간이 현저히 단축됨을 알 수 있었다.

• 한국산업보건학회지
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• 제29권4호
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• pp.477-487
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• 2019

목적: 소방관들은 각종 화재현장에서 다양한 유해화학물질에 노출된다고 알려져 왔다. 하지만, 이러한 소방활동이 이루어지는 동안 유해화학물질에 대한 노출이 어떤 형태로 되는 지, 노출되는 농도는 어느 정도인지 등에 대한 구체적인 연구나 조사는 거의 전무하다시피 한 상황이다. 따라서 이 연구의 목적은 첫째, 화재현장에서 소방관들이 개인적으로 노출되는 유해화학물질을 정성적, 정량적으로 모니터링하고 둘째, 각 화학물질의 농도가 소방업무와 어떠한 연관성이 있는 지 비교함과 동시에, 마지막으로 화학물질의 농도에 영향을 미치는 주요한 인자가 무엇인지에 대해서 평가하고자 하였다. 방법: 2013년 1월에서 4월까지의 기간 중 임의로 4주를 정하여 어느 화재현장을 대상으로 시료채취를 수행했고 이 때 소방관들의 직무나 화재현장의 특성, 즉 상황이나 규모 등을 함께 기록하였다. 취합된 시료는 세 가지 직무, 즉 화재진압, 오버홀 및 화재조사 등을 기준으로 분류되어 분석실로 보내어졌고 각 화학물질에 적합한 방법으로 분석되었다. 결과: 총 14건의 소방활동, 즉 화재진압 5건, 오버홀 6건, 화재조사 3건이 조사대상이었다. 채취된 모든 시료에서 벤젠을 제외하고 ACGIH-TLV를 초과한 화학물질은 없었지만, 발암물질인 PAHs의 경우는 모든 시료에서 한 종류 이상이 검출되었다. 이중 나프탈렌은 0.24~279.13 mg/㎥ (중위값 49.6 mg/㎥)의 범위로 검출되었고, 벤조피렌은 한 건의 오버홀 직무에서 10.85 ㎍/㎥가 검출되었다. 벤젠(0.01~12.2 ppm)은 모든 직무에서 검출되었으며 한 개의 시료에서 ACGIH-TLV를 초과하기도 했으나 직무간 농도를 비교했을 때에 유의한 차이는 없었다. 결론: 이상의 결과는 여러 가지 한계가 있기는 하지만, 소방활동을 수행할 때 낮은 농도에 불과할지라도 발암물질을 포함하여 인체에 유해한 영향을 줄 수 있는 연소생성물이 발생한다는 것을 보여주고 있다. 향후, 소방업무를 수행하는 사람들이 직무를 수행할 때 노출되는 유해화학물질에 대한 보다 폭넓은 연구가 수행되어 이들의 건강을 보호하기 위한 명확한 근거 자료로써 활용할 수 있어야겠다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제10권2호
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• pp.35-43
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• 2005

토양의 유류오염복원에 가장 널리 사용되어지는 Bioslurping system은 Pump and Treatment (P&T), Soil Vapor Extraction (SVE), 그리고 Bioventing (BV) 공정을 복합한 지중(in-situ) 복원기술이라 할 수 있다 그러나 Bioslurping system은 비휘발성 유기물질, 난분해성 유기물질을 처리에 어려움을 가지고 있어 이를 보완할 수 있는 Modified Fenton 반응을 이용한 Hybrid process system의 동시처리 가능성을 실험하였다. 디젤로 오염된 사질토양복 원에 있어서 SVE 공정에 의한 복원과정에서 디젤 제거율이 진공압에 비례하여 증가하였으나 토양에 강하게 흡착된 디젤 성분중의 비휘발성 물질처리에는 한계가 있음을 나타내었다. 또한 지표면과 지하에서 제거 효율의 차이를 나타냄으로서 지표면 또는 추출정과 거리가 멀어질수록 SVE 공정의 효율이 감소하는 것을 확인하였으며 이는 원통형반 응기에서 공기의 흐름이 반구형태로 유도되는 것에 기인한다고 판단된다. Modified Fenton 반응과의 생물학적 화학적 Co-oxidation을 이용한 디젤의 처리의 경우에는 Modified Fenton 반응의 효율이 낮게 나타나 0.1% (wt) 과산화수소가 존재함에 있어서도 92.8%의 높은 디젤분해능을 나타냄으로서 과산화수소가 유류분해 미생물에 산소원으로 사용될 수 있는 것은 확인하였으나 Co-oxidation의 가능성이 현저하게 떨어지는 것으로 보인다. Modified Fenton 반응에서 철 착체물로서 NTA를 사용했을 때가 EDTA를 사용했을 때보다 더 높은 효율을 갖는 것과 괴산화수소의 농도가 높아지면서 Modified Fenton 반응의 효율도 증가하는 것을 확인하였다. 대표적인 방향족, 지방족 화합물 (aromatic, aliphatic compound)인 toluene, hexadecane을 오염원으로 한 Modified Fenton 반응에서 상대적으로 지방 족 화합물의 상대적 안정성으로 인하여 그 효율이 방향족 화합물에 비해 크게 감소하는 것으로 나타났다. 또한 디젤을 오염물로 사용하였을 경우, 최소 10% 이상의 과산화수소에서 그 효율을 나타내어 Bioslurping system에 의한 처리 후 토양에 잔존하는 디젤의 Modified Fenton 반응 공정을 이용한 복원기술의 복합화 가능성을 확인하였다.

• 공업화학
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• 제19권5호
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• pp.519-525
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• 2008

생물살수여과법을 이용하여 대표적인 휘발성 유기물질인 toluene, styrene과 악취물질인 $H_2S$를 운전조건에 따른 제거 특성에 대해 실험적 고찰을 중심으로 진행하였다. $H_2S$ 제거 특성 고찰을 위한 autotroph과 mixotroph 조건하에서는 $H_2S$ 부하율이 낮은 조건($10g/m^3{\cdot}hr$)에서는 두 조건에서 모두 제거율이 99% 이상을 나타냈다. 부하율이 증가하면서 제거율이 감소하였으며, mixotroph 조건하에서 제거율이 다소 높았다. 방향족 휘발성 유기화합물질인 toluene과 styrene 농도변화에 따른 부하율과 제거용량 관계에서 toluene 부하율이 $40g/m^3{\cdot}hr$ 이하에서는 농도에 관계없이 제거율이 거의 99%를 나타내나 부하율이 증가함에 따라서 제거율은 감소하며 부하율이 증가해도 제거용량이 더 이상 증가하지 않는 최고제거용량을 나타내고 있으며 toluene 농도가 0.2, 0.5과 $1.0g/m^3$일 때 최고제거용량은 각각 40, 45, $60g/m^3{\cdot}hr$으로 나타내고 있다. toluene으로 순응된 살수여과탑에 styrene을 주입하여 순응시킨 후 styrene 제거 실험결과는 toluene 실험결과와 유사한 경향을 나타내었으나 전체적으로 제거효율이 낮게 나타났다. 순환살수액 유량 등의 적정 운전조건은 탑내 미생물의 활성도, 반응기 물리/화학적 특성에 따라 물질전달, 탑내 주입된 공기의 분배, 살수액 통과 경로, 미생물 분포도, 공극율 등에 따라 제거효율이 달라지므로 이를 고려한 적정 운전조건이 결정되어야 한다.

• 해양환경안전학회지
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• 제15권4호
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• pp.275-282
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• 2009

PAHs(다환방향족탄화수소) 화합물은 해양환경으로 다양한 경로를 통해 유입되며, 연안역과 하구역에 있어서는 도시화와 산업활동 중 연소에 의하여 발생되어 주로 대기와 하천을 통하여 유입된다. 유입된 PAHs 화합물은 잠재적으로 해양 수서환경 생물에 대해서 발암 및 돌연변이를 일으키고 있다. 따라서 PAHs 화합물의 오염이 예상되는 진해만에 유입되는 주요하천에서 PAHs 화합물의 분포특성과 유입부하량을 조사하여 PAHs 화합물의 오염특성을 파악하였다. 진해만으로 유입되는 주요 하천수 및 하수처리수에서 용존 Total PAHs 화합물의 농도범위와 평균값은 9.79~128.25 (평균 36.94)ng/L를 나타내었으며, 부유입자물질 중 Total PAHs 화합물의 농도범위와 평균값은 1,814.34~8,893.37(평균 4,657.73)${\mu}g$/kg dry wt.로 나타났다. 용존 PAHs 화합물과 부유입자물질 중 PAHs 화합물 모두 유사하게 도시화와 산업화가 이루어진 마산시로부터 유입되는 삼호천에서 기장 높은 값을 나타내었다. 하천수 및 하수처리수에서 PAHs 화합물의 조성 형태는 용존 PAHs 화합물은 저분자량 PAHs 화합물이 대부분을 차지하고 있어 PAHs 화합물의 물리 화학적 성질에 의한 것으로 판단된다. 조사된 하천을 통해 진해만으로 유입되는 용존 Total PAHs 화합물의 유입부하량 범위는 0.06~12.05g/day, 평균 유입부하량은 1.86g/day 그리고 총 유입부하량은 14.85g/day로 산정되었다. 부유입자물질 중 Total PAHs 화합물의 유입부하량 범위는 0.12~16.00g/day, 평균 유입부하량은 평균 2.41g/day 그리고 총 유입부하량은 19.27 g/day로 산정되었다. 용존 PAHs 화합물과 부유입자물질 중 PAHs 화합물 모두 진해만으로 유입되는 유입부하량은 덕동하수처리장이 약 80% 이상으로 대부분을 차지하는 것으로 나타났다. 그리고 타 연구들과 비교에서 진해만 주요 하천수와 하수처리수는 아직까지 낮은 농도를 나타내지만 진해만 연안에 PAHs 화합물의 오염발생원이 주변에 산재하고 있어 PAHs 화합물의 오염정도가 심화될 수도 있다.