• Title/Summary/Keyword: 세공분포

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액체전이법을 이용한 정밀여과막 오염의 특성 평가 (Determination of Microfiltration Membrane Fouling Characteristics by Liquid Displacement Method)

  • 장규만
    • 멤브레인
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    • 제9권4호
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    • pp.221-229
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    • 1999
  • 공칭크기가 0.2${\mu}m인 polytetrfluroethylene(PTFE Satorius사) 정밀여과막에 0.1wt% kaolin benotonite yeast 및 starch 용액을 각각 투과시키고 막을 세척한 후 순수/이소부탄올을 이용한 액체전이법으로 막의 세공분포를 추정하였다 액체전이법으로 추정한 오염되지 않은 PTFE 분리막의 세공분포는 수은침투법 및 전자 현미경 사진의 분포와도 유사하였다 PTFE 막의 세공크기보다 작은 입자가 존재하는 bentonite 및 starch 용액을 투과시킬 경우 분리막 세공이 상당히 오염되어 세공분포가 약 0.3${\mu}m이하로 축소되었다. 그러나 kaolin 용액의 경우에는 0.35${\mu}m 이상의 세공일부만이 부분적으로 오염된 것으로 나타났다 이와같이 액체전이법을 이용한 분리막의 세공분포 측정으로 막오염 현상을 보다 정량적으로 구명할수있었다.

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γ-Alumina에 담지된 산화구리에 의한 SO2의 제거에 관한 수치모사 (Mathematical Model for the Removal of SO2 by the γ-Alumina Impregnated with CuO)

  • 전법주;홍인권;박경애;정일현
    • 공업화학
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    • 제5권3호
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    • pp.385-394
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    • 1994
  • 세공분포가 서로 다른 두 종류(KHT, X-5)의 ${\gamma}$-알루미나 pellet에 아황산가스를 흡착 제거시킬 경우 반응이 진행되면서 각각의 세공벽에 반응생성층이 형성되어 반응속도 상수($K_v$), 세공률(${\varepsilon}_p$), 유효내부 확산계수($D_e$)의 변화와 세공반경이 줄어들어 세공막힘 현상이 일어나게 된다. 이들 영향을 고려하여 세공분포를 이용한 Random pore model로 최적반응온도 $450^{\circ}C$에서 산화구리의 각 담지농도(4, 6, 8, l0 wt%)와 아황산가스의 농도(1000, 2000ppm)에 대한 전환율을 수학적 모델로부터 계산하였다. 산화구리의 담지농도가 증가할수록 세공내의 유효반응 표면적과 세공률의 감소, 내부확산저항의 증가, 미세세공의 세공막힘 현상으로 전환율은 감소하였다. 총괄 전환율은 ${\gamma}$-알루미나 pallet의 표면 국부 전환율에 크게 의존하였으며 산화구리의 담지농도가 낮고 아황산가스의 농도가 클수록 증가하였다. 반응기에 유입되는 아황산가스의 유속은 반응초기 CuO의 전환율에 영향을 주었고 세공분포가 발달하여 세공율이 큰 ${\gamma}$-알루미나 pellet일수록 전환율은 높게 나타났다.

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석탄 액화반응에서의 촉매 불활성에 관한 예측 모델링 (Forecast Modeling of Catalyst Deactivation in Coal Liquefaction)

  • 이영우;손재익
    • 에너지공학
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    • 제3권1호
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    • pp.18-27
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    • 1994
  • 석탄액화반응에서 촉매 세공구조가 촉매 불활성화에 미치는 영향을 조사하기 위하여 간단한 모델을 전개하였다. 촉매의 세공수 분포에 근거하여 두 개의 Dirac delta 함수분포를 갖는 다공질 촉매구조를 제안하였으며 촉매 세공구조와 반응속도상수와의 관계를 유도하기 위하여 단순화된 반응계를 가정하였다. 균일 코드피복 가정에서 본 모델을 촉매 불활성화 예측에 적용하였으며 계산과정에서 세공율, 세공 크기 등의 촉매 특성치에 대해서는 실제값을 이용하였다. 본 모델연구에 의하면 unimodal 촉매에 비해 bimodal 촉매가 촉매 불활성화에 덜 민감하였다.

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MWW와 MFI 제올라이트에서 메탄올의 올레핀으로 전환 반응: 세공 구조가 생성물 분포와 촉매의 활성 저하에 미치는 영향 (Methanol-to-Olefin Reaction over MWW and MFI Zeolites: Effect of Pore Structure on Product Distribution and Catalyst Deactivation)

  • 송기원;서곤;신채호
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제49권5호
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    • pp.521-529
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    • 2011
  • 원형 세공과 선형 세공이 독립적으로 발달한 MWW와 구부러진 세공과 선형 세공이 서로 교차하는 MFI 제올라이트에서 세공 구조가 메탄올의 저급 올레핀으로 전환(MTO) 반응에서 생성물 분포와 활성 저하에 미치는 영향을 조사하였다. 산성도가 비슷한 MWW와 MFI 제올라이트는 MTO 반응에서 전환율이 높고 활성 저하가 느린 점이 서로 비슷하지만, MWW에서는 $C_3-C_9$의 선형 탄화수소가 많이 생성되나 MFI에서는 $C_2{^=}$와 방향족 화합물의 수율이 높았다. MTO 반응 중 MWW에는 다고리 방향족 화합물(PAHs)이 많이 축적되나 MFI에서는 벤젠과 나프탈렌 유도체만 생성되었다. MFI와 달리 MWW에 인을 담지하면 MTO 반응에서 촉매 활성과 톨루엔의 흡착량이 크게 줄었다. MWW의 선형 세공에는 MTO 반응 중 PAHs가 축적되어 활성이 없어지나 PAHs가 생성되지 않은 원형 세공에서 선형 탄화수소가 생성된다. 그러나 원형 세공에 인이 담지되면 세공이 막혀 활성이 크게 줄어든다. MFI에는 세공 교차 부분에 인이 담지되어 강한 산점이 중화되어 생성물 분포는 달라지나 활성은 저하되지 않았다. 세공 구조의 차이로 MTO 반응에서 MWW와 MFI의 촉매로서 거동 차이를 설명하였다.

흡착제의 세공크기분포에 따른VOCs의 흡${\cdot}$탈착특성

  • 권준호;구경란;강정화;이송우;나영수;안창덕;윤영삼;송승구
    • 한국환경과학회:학술대회논문집
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    • 한국환경과학회 2005년도 추계 학술발표회 발표논문집
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    • pp.94-96
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    • 2005
  • Acetone vapor흡착에서는 활성탄의 BJH 비표면적과 탈착량을 비교했을때 10${\AA}$이하에서는 다층흡착이 일어나며 그 이상의 세공크기에서는 단층 흡착이 일어나는 것으로 판단된다. 동일한 특성을 가진 MEK vapor흡착에서도 활성탄의 BJH 비표면적과 탈착량을 비교했을때 15 ${\AA}$이하에서는 다층흡착이 일어나며 그이상의 세공크기에서는 단층 흡착이 일어나는 것으로 판단된다. 위 실험을 통해 흡착질의 크기와 흡착제의 세공크기 분포에 Knudsen diffusion의 영역을 고려하여 흡착제를 사용하는 것이 좋은 것으로 판단된다.

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황산전해액에서 양극산화에 의한 알루미나 막 제조에 관한 연구 (Study on the Synthesis of Alumina Membrane by Anodization in Sulfuric Acid)

  • 김현;장윤호;함영민
    • 공업화학
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    • 제8권5호
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    • pp.756-762
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    • 1997
  • 본 실험에서는 황산용액에서 전기화학적으로 금속 알루미늄판을 양극산화하여 원통형 세공구조를 갖고 있는 alumina막을 형성시켰다. 양극화에 사용된 알루미늄 시료는 전해연마, 화학연마 및 열산화와 같은 전처리 공정을 거쳐서 준비하였으며, 형성된 알루미나막의 세공분포와 두께 등을 SEM과 BET를 사용하여 조사하였다. 그 결과 산화피막이 Keller모델과 같은 기하 구조로 이루어져 있으며. 균일한 세공 분포를 지니고 있음을 볼 수 있었다. 그리고 산화막의 세공크기와 두께는 황산전해질의 농도, 반응온도 그리고 전류밀도와 같은 양극산화 공정변수에 의존함을 알수 있었다.

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수산전해액하에서 양극산화에 의한 무기 UF막의 제조 (Preparation of Inorganic Ultrafiltration Membrane by Anodic Oxidation in Oxalic Acid)

  • 이창우;홍영호;장윤호;함영민
    • 공업화학
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    • 제9권4호
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    • pp.536-541
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    • 1998
  • 본 연구에서는 시판용 99.8% 금속알루미늄을 수산전해액에서 정전류 방식에 의하여 양극산화하여 다공성 알루미나 막을 제조하는 실험을 행하였다. 전기화학 반응은 표면반응으로 양극산화에 앞서 알루미늄판을 열산화, 화학연마 및 전해연마 등의 전처리를 행하였으며, 반응온도, 전기량, 수산전해질 농도 및 전류밀도의 변화에 따라 양극산화를 시행하여 형성된 다공성 알루미나 막의 세공크기와 분포, 세공밀도 및 막와 두께를 조사하였다. 양극산화에 의해 제조된 다공성 알루미나 막의 기하구조는 직선적인 원통형 세공을 가지며, 세공직경이 45~100 nm 범위로 세공분포가 매우 균일하고, 세공밀도가 $10{\sim}30{\times}10^8$개/$cm^2$로 우수한 세라믹막의 특성을 갖는 한외여과막을 제조할 수 있었다.

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선택적 가스분리를 위한 활성탄소섬유의 분자체 특성 연구 (Studies on Molecular Sieve Characteristics of Activated Carbon Fibers for Selective Gas Separation)

  • 박병배;김도수;박영성
    • 한국세라믹학회지
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    • 제38권1호
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    • pp.1-8
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    • 2001
  • 선택적 가스분리를 위한 분자체탄소(Molecular Sieve Carbon: MSC)로서의 활용을 위해 제조된 활성탄소섬유의 흡착능과 분자체 특성이 다양한 분자크기를 갖는 가스 흡착실험을 통해 조사되었다. 각 활성화 조건별 세공크기분포와 세공발달 전개과정을 유추함으로서, 세공크기분포의 조절이 가능하게 되었으며 활성탄소섬유의 분자체 탄소로서 활용을 용이하게 할 수 있었다. 800, 85$0^{\circ}C$의 온도로 수증기에 의해 활성화한 활성탄소섬유의 경우 burn-off가 각각 50, 40% 정도를 가진 활성탄소섬유가 비교적 작은 분자크기(0.3~0.4nm)의 흡착질에 대한 분자체 특성을 나타냈다. 또한, 다양한 분자크기의 흡착질을 포함하는 혼합가스의 유속과 흡착온도의 조절로서 원하는 흡착질의 선택적 분리를 위해 활성탄소섬유가 갖는 분자체 특성 향상을 보였다.

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KOH 활성화제를 이용하여 제조한 감귤박-활성탄의 세공구조 및 흡착특성

  • 강경호;감상규;고병철;이민규
    • 한국환경과학회:학술대회논문집
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    • 한국환경과학회 2006년도 추계 학술발표회 발표논문집
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    • pp.525-528
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    • 2006
  • 감귤박을 원료로 하여 활성화제인 KOH를 사용한 약품활성화공정을 수행하여 감귤박-활성탄을 제조하고, 흡착능 및 세공분포 등을 분석한 결과 요오드 흡착능이 KS 규격 중 1급(활성탄 1,100 mg/g 이상)보다 높은 값으로 나타나 양질의 활성탄을 제조할 수 있음을 보였다. 또한 약품활성화법을 사용함으로써 탄화공정에서 제조된 탄화시료보다 월등히 높은 비표면적과 미세세공의 발달이 이루어져 KOH를 이용한 약품활성화법이 활성탄의 제조공정으로서 활용할 수 있음을 확인할 수 있었다.

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한외여과에서 자연대류 불안정성의 막오염 제어 효과 (Effects of Natural Convection Instability on Membrane Fouling Control in Ultrafiltration)

  • 김태곤;염경호
    • 한국막학회:학술대회논문집
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    • 한국막학회 1997년도 추계 총회 및 학술발표회
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    • pp.101-104
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    • 1997
  • 1. 서론 : 한외여과(ultrafiltration; UF)는 장치 및 조작이 간단하고, 열의 사용없이 물질을 분리 정제를 할 수 있기 때문에 생물제품 등을 비롯한 거대분자들의 분리에 널리 활용되고 있다. 그러나 한외여과 공정의 운전시 가장 큰 문제점은 막에 의해 분리된 물질들이 필연적으로 막표면에 가역적으로 누적되는 농도분극(concentration polarization)과 이 누적된 물질이 막과의 상호작용에 의해 막표면에 비가역적으로 침적되는 막오염(membrane fouling)현상을 유발시킨다는 것이다. 일반적으로 한외여과는 막세공과 분리 대상물의 크기차에 의한 sieve effect에 의해 분리가 이루어지는데 막오염이 발생되면 세공의 일부 또는 전체가 막히게 되어 결국에는 투과선속(permeate flux)이 감소하고, 막의 세공분포가 달라져 막 본래의 분리성능에 변화가 초래된다.(생략)

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