• Korean Chemical Engineering Research
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• 제43권4호
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• pp.542-547
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• 2005

생체흡착은 염색폐수로부터 염료 제거를 위한 현재의 처리방법을 교체 또는 보충할 수 있는 유력한 대안이 되고 있다. 본 연구에서는 수용액으로부터 반응성 염료(Reactive Red 4, Reactive Blue 4)를 제거할 수 있는 생체흡착제로서 아미노산 발효공정에서 발생되고 있는 폐기물인 Corynebacterium glutamicum 바이오매스의 활용 가능성에 대해 평가하였다. 염료들의 흡착량은 용액 pH가 감소함에 따라 증가하였는데 이는 산성 pH에서 바이오매스의 표면 작용기는 (+)극성을 띠게 되어 반응성 염료의 (-)극성을 갖는 술폰기(sulfonate group)와 결합하였기 때문인 것으로 사료된다. 접촉시간에 따른 생체흡착속도 실험을 통해 평형에 도달하는 시간은 약 10시간으로 평가되었다. 흡착평형의 수학적인 묘사를 위해 Langmuir 흡착 모델을 적용한 결과, Reactive Red 4, Reactive Blue 4의 최대흡착량은 pH 1에서 112.4 mg/g 및 263.16 mg/g이었으며, pH 3에서는 각각 71.94 mg/g 및 155.88 mg/g이었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제41회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.259-259
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• 2011

염료감응형 태양전지(Dye-Sensitized Solar Cells:DSSC)는 환경 친화적이며, 저가의 공정에 대한 가능성으로 기존의 고가의 결정질 실리콘 태양전지의 경제적인 대안으로 각광을 받고 있다. 최근 염료감응형 태양전지는 투명 전도성 산화막(Transparent Conducting Oxide : TCO)으로 사용되는 Fluorine Tin Oxide (FTO)가 증착된 유리기판 위에 주로 제작된다. FTO는 낮은 비저항과 가시광선 영역에서 높은 투과도를 가지는 우수한 전기-광학적 특성을 갖지만, 비교적 공정이 까다로운 Chemical Vapor Deposition (CVD)법으로 제조하며, 전체 공정비용의 60%를 차지하는 높은 생산단가로 인해 현재 FTO를 대체할 재료개발 연구가 활발히 진행되고 있다. 그 중 ZnO (Zinc Oxide)는 우수한 전기-광학적 특성과 비교적 저렴한 가격으로 새로운 TCO로써 주목받고 있다. ZnO는 넓은 energy band gap (3.4 [eV])의 육방정계 울자이트(hexagonal wurtzite) 결정 구조를 가지는II-VI족 n형 반도체 물질이며, III족 금속원소인 Al, Ga 및 In 등의 불순물을 첨가하면 TCO로서 우수한 전기-광학적 특성과 안정성을 나타낸다. 이들 물질중 $Zn^{2+}$ (0.060 nm)의 이온반경과 유사한 $Ga^{2+}$0.062 nm) 이온이 ZnO의 격자반경을 최소화 시킬 수 있다는 장점으로 최근 주목 받고 있다. 하지만 Ga-doped ZnO (GZO)의 경우 DSC에 사용되는 루테늄 계열의 산성 염료 하에 장시간 두면 표면이 파괴되는 문제가 발생하며, $TiO_2$ paste를 Printing 후 열처리하는 과정에서도 박막의 파괴가 발생할 수 있다. 이를 방지하기 위해 $TiO_2$ Blocking Layer를 GZO 투명전극 위에 증착하였다. 또한, $TiO_2$ Blocking Layer를 적용한 GZO 박막을 전면전극으로 이용하여 DSC를 제작하여 효율을 확인하였다. 2wt%의 $Ga_2O_3$가 도핑된 ZnO 박막은 20mTorr 400$^{\circ}C$에서 Pulsed Laser Deposition (PLD)에 의해 성장되었고, $TiO_2$박막은 Ti 금속을 타겟으로 이용하여 30mTorr 400$^{\circ}C$에서 증착되었다. Scanning electron microscopy (FE-SEM)을 이용한 박막 분석 결과 $TiO_2$가 증착된 GZO 박막의 경우 표면 파괴가 일어나지 않았다. Solar Simulator을 이용하여 I-V특성 측정결과 상용 FTO를 사용한 DSC 수준의 효율을 나타내었다. 이에 따라 Pulsed Laser Deposition을 이용해 제작된 GZO 기판은 $TiO_2$ Blocking Layer를 이용하여 표면 파괴를 방지할 수 있었으며, 이는 향후 염료감응형 태양전지의 투명전극에 적용 가능 할 것으로 판단된다.

• 한국염색가공학회지
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• 제20권2호
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• pp.38-46
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• 2008

PET fabrics were cationized via photografting under continuous UV irradiation with a cationic monomer. The grafted PET was dyed with three acid dyes. Effect of dye concentration, dyeing time, temperature and pH on acidic dyeing of the cationized PET fabrics was assessed to find optimal dyeing condition. The cationized fabrics was successfully dyed at $75^{\circ}C$ under pH 5.5. However the dyeing sites of the grafted fabrics were nearly occupied above 5%owf dye concentration and the rapid exhaustion of the anionic dyes was observed. The dyeability of the cationized PET fabrics was increased proportionally with increasing percent grafting because of the introduction of ionic attraction between quaternary ammonium groups and acid dyes. Lower dyeability both at alkaline and pH 3 condition attributed to negative zeta potentials of the grafted fabrics and the reduced charge of the acid dyes respectively.

• 품질경영학회지
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• 제13권1호
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• pp.26-30
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• 1985

In the light of the properties of colloids, in the surface of disperse phase and dispersion, there exist specific characters such as adsorption or electric double layer, which seems to play important roles in determining the physiochemical properties in the dyeing system. Nylon, wool and silk, the typical amphoteric fibers were dyed with Acid dye and various combinations were prepared by combining pH, temperature and dye concentration, in order to generate flowing electric potential which were measured by microviolt meter and specific conductivity meter. The results were transformed to Zeta potential by Helmholtz-Smoluchowski formular and to surface electric charge density by Suzawa formular, surface dye amount, and effective surface area of fibers, and these data were statistically analysed by principle component analysis.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제4권2호
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• pp.90-101
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• 1972

Polyester 직포 표면을 친수화하기 위하여 함침법에 의하여 acrylic acid를 방사선 graft 공중합시켰다. 이때 함침된 직포를 질소에서 Co-60감마선으로 조사하였다. 생성된 Homopolymer는 10$0^{\circ}C$의 물에 의하여 대체로 유출되었다. Graft된 직포는 산성, 염기성 또는 분산염료에 대하여 재래식 저온 침염법에 의해서 염색이 잘 되었다.

• 한국염색가공학회지
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• 제11권2호
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• pp.19-26
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• 1999

Strains degrading and decolorizing acid dyes, Nylosan red E-BL 150%. were isolated from natural system, was named as ARK3. The optimal culture conditions of temperature and pH were $35^\circ{C}$, 7.0, respectively. Growth rate of cells in conditions of aerobic shaking more than standing culture conspicuously increased, and optical density of those to strain ARK3 were found as 1.38 and 0.25 after 42 hrs. Decolorization efficiency in batch culture which used as immobilization media to natural zeolite was 15% after 6 hrs, while suspension culture was 5%, also its of immobilization and suspension culture were 90% and 85% after 48 hrs, respectively. Decolorization efficiency of air-lift bioreactor was more than 90% to a dilution rate of $0.038hr^{-1}$, but that was decreased as 70%, when the dilution rate was $0.05hr^{-1}$. Even though at maximum dilution rate of this study, there was not appeared "wash out" phenomienon of biomass. Decolorization efficiency was 97.7% at a dilution rate of $0.025hr^{-1}$, when influent dye concentration was $100mg/\ell$. But if influent dye concentration increased as $150mg/\ell$, even though MLVSS increased, that of treatment water decreased as 93%. Also, when influent dye concentration increased as $200mg/\ell$ and $300mg/\ell$, decolorization efficiencies of treatment water abruptly decreased as 85% and 63%, respectively. Decolorization efficiency was more than 92% to the limit volumetric loading rate of $3.75mg/\ell\cdot{hr}$hr, without regard to variation of influent dye concentration or hydraulic retention time. if volumetric loading rate was more than $3.80mg/\ell\cdot{hr}$, at same condition, decolorization efficiency was lower decrease of retention time than increase of influent dye concentration.entration.

• 청정기술
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• 제27권3호
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• pp.261-268
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• 2021

석탄계 입상 활성탄(CGAC)에 의한 acid black 1 (AB1) 염료의 평형, 동력학 및 열역학적 특성을 초기농도, 접촉 시간, 온도 및 pH 를 흡착변수로 하여 조사하였다. 활성탄에 의한 AB1의 흡착반응은 산성에서는 활성탄의 표면(H⁺)과 AB1이 가지고 있는 sulfite ion (SO₃^-), nitrite ion (NO₂^-) 사이의 정전기적 인력에 의해 일어났고, 최고 흡착률은 pH 3에서 97.7%였다. AB1의 등온 데이터는 Freundlich 등온식에 가장 잘 맞았으며, 계산된 분리계수(1/n) 값으로부터 활성탄에 의한 AB1의 흡착이 효과적인 처리과정이 될 수 있음을 알았다. Temkin 식의 흡착열 관련상수의 값은 물리 흡착 공정(< 20 J mol^-1)임을 나타냈다. 동역학 실험에서는 유사 2차 모델이 유사 1차 모델보다 더 일관성이 있었으며 추정된 평형 흡착량은 오차 백분율의 9.73% 이내에서 잘 일치하였다. 입자내 확산이 흡착 과정에서 속도 조절 단계였다. 활성화 에너지와 엔탈피 변화값으로부터 흡착반응이 물리흡착으로 진행되는 흡열반응임을 확인하였다. 엔트로피 변화는 활성탄 표면에서 AB1의 흡착이 일어나는 동안 고-액 계면에서 활발한 반응에 의해 엔트로피가 증가하는 것으로 나타났다. 자유에너지 변화는 온도증가와 함께 흡착반응의 자발성이 더 커지는 것을 나타냈다.

• 청정기술
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• 제27권2호
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• pp.182-189
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• 2021

입상 활성탄(GAC)에 의한 disperse yellow 3(DY 3) 염료의 흡착을 초기농도, 접촉 시간, 온도 및 pH를 흡착변수로 하는 실험을 통해 등온흡착과 동력학적, 열역학적 파라미터에 대해 조사하였다. pH 변화실험에서 활성탄에 대한 DY 3의 흡착은 산성영역인 pH 3에서 흡착률이 가장 높았다. 이는 양(+)으로 하전된 활성탄 표면과 DY 3의 음이온(OH^-) 사이의 정전기적 인력에 기인한 것으로 판단되었다. DY 3의 흡착평형자료로부터 Langmuir 등온흡착식에 가장 잘 맞았으며, 계산된 분리계수(R_L) 값으로부터 활성탄이 DY 3을 효과적으로 제거할 수 있다는 것을 알았다. 또한, Temkin 식의 흡착열 관련 상수의 값이 20 J mol^-1을 넘지 않아 물리 흡착 공정임을 알 수 있었다. 동력학 실험은 농도별 실험과 온도별 실험 모두 유사 이차 속도식이 오차율 10.72% 이내였다. Weber와 Morris의 입자내 확산 모델의 플로트는 두 단계의 직선으로 나타났다. Stage 2(입자내 확산)의 기울기가 stage 1(경계층 확산)의 기울기보다 작게 나타나 입자 내 확산이 속도지배단계인 것을 확인하였다. 활성탄에 의한 DY 3 흡착의 자유에너지 변화는 298 ~ 318 K에서 모두 음의 값을 나타냈으며, 온도가 증가할수록 자발성이 더 높아졌다. 활성탄에 대한 DY 3의 흡착반응의 엔탈피 변화는 0.65 kJ mol^-1 로 흡열반응이었으며, 엔트로피 변화는 2.14 J mol^-1 K^-1로 양의 값(positive value)을 나타냈다.

• 임산에너지
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• 제25권1호
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• pp.18-23
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• 2006

미이용 천연염료자원에 대한 탐색연구의 일환으로 거북꼬리(Boehmeria tricuspis Makino)를 선발하고 열수 및 알칼리 조건에서 추출한 추출물을 사용하여 pH 조건에 따른 염착량 및 색상, 명도, 채도의 변화에 대하여 조사하였다. 면, 한지, 실크에 대한 열수 및 알칼리추출물 처리 염색물의 최대흡수파장 (${\lambda}\;max$)은 400 nm였으며, pH 조건에 따른 염착량(K/S)은 실크의 알칼리추출물 처리 염색물을 제외하고 전체적으로 산성조건으로 갈수록 증가하는 경향을 보였으나 pH 7 전후에서 큰 변화를 나타내지는 않았다. Munsell의 색상은 주로 알칼리추출물 처리 염색물은 YR 계열의 색상을, 열수추출물 처리 염색물은 R 계열의 색상을 나타냈다. 명도는 알칼리 조건으로 갈수록 증가하고, 채도는 감소하는 경향을 보였으나 pH 7을 전후하여 현저한 변화를 나타내지는 않았다. 따라서 거북꼬리 추출물로 염색할 경우 염색액의 최적 pH 조건은 pH 7로 조정하여 사용하는 것이 바람직할 것으로 사료되었다.

• 한국의류학회지
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• 제33권12호
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• pp.1971-1978
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• 2009

본 연구는 염색 공정의 표준화와 재현성을 확립하기 위해 홍화 황색소의 모섬유에 대한 염색성을 조사하는데 목적이 있다. 홍화 황색소는 물로 추출한 후 농축, 동결건조하여 분말상태로 만들어 사용하였다. 염색 온도 및 시간, 염료 농도, 염액의 pH 등에 따른 염착성과 색상 변화에 대해 조사하였으며, 세탁 및 일광견뢰도를 평가하였다. 염착량은 $50^{\circ}C$까지 서서히 증가하다가 이후 급격히 증가하여 $90^{\circ}C$에서 최고 값을 나타냈다. 염착은 초기 10분 이내에 빠르게 일어났으며 이후 서서히 증가하다가 40~60분 사이에 평형에 도달하였다. 염료 농도가 증가함에 따라 염착량이 계속 증가하여 점점 진하고 어두운 노랑색이 되었다. 산성 조건에서 염착이 잘 되었으며 pH 3.0에서 최대염착량을 보였다. 얻은 결과를 근거로 최적 염색 조건은 $90^{\circ}C$, 40분, pH 3.5으로 설정하였으며, 최적 조건에서 염색한 시료들 간의 색차는 0.53~1.75로서 재현성이 우수하였다. 후매염은 염착성 증진에 효과가 없었으나, 다양한 톤과 농담의 노랑색을 얻을 수 있었다. 세탁(드라이크리닝)견뢰도는 4/5등급으로 좋은 편이었으나 20시간 조사 후 일광견뢰도는 Fe과 Cu매염한 경우 3/4등급으로 색차가 가장 적었다. 결과를 종합해 볼 때 매염제가 색상톤을 다양하게 하는 효과는 있었지만, 염착량과 견뢰도 향상에 기여하지 못하였다. 홍화 황색소는 모염색에서 매염제 없이 만족스러운 결과를 얻을 수 있고, 따라서 환경에 피해를 주지 않을 것으로 사료된다.