• Journal of Korean Society on Water Environment
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• v.20 no.6
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• pp.625-630
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• 2004

Granular media filtration is used almost universally as the last particle removal process in conventional water treatment plants. Therefore, superb particle removal efficiency is needed during this process to ensure a high quality of drinking water. However, every particle can not be removed during granular media filtration. Besides the pattern of particle attachment is different depending on physicochemical aspects of particles and suspension. Filtration experiments were performed in a laboratory-scale filter using spherical glass beads with a diameter of 0.55 mm as collectors. A single type of particle suspension (Min-U-Sil 5) and alum coagulation was used to destabilize particles. The operating conditions were similar to those of standard media filtration practice: a filtration velocity of 5 m/h. More favorable particles, i.e., particles with smaller surface charge, were well attached to the collectors especially during the early stage of filtration when zeta potential of particles and collectors are both negative. This selective attachment of the lower charged particles caused the zeta potential distribution (ZPD) of the effluent to move to a more negative range. On the other hand, the ZPDs of the effluent moved from more positive to less positive when the surface charge of particles was positive and this result was thought to be caused by ion transfer between particles and collectors.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• v.36 no.4
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• pp.484-489
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• 2012

The objective of this work presented here was focused on analysis of particulate matter and nitrogen oxide characteristics in ESC test mode from heavy-duty diesel engine installed on-road vehicles applicable to prime propulsion engine for marine vessels. The authors confirmed that a large quantity particulate matter were emitted in high power density condition, nitrogen oxide characteristics were dependent on exhaust gas temperature. Particulate matters were reduced by 1/100~1/1,000 times in post DPF with test modes but filtration efficiency was decreased in the engine power fluctuation. In the case of the high speed and power condition, the exhaust level of particulate matters was increased according to increment of temperature of gas flowing into DPF. The orders of magnitude for particle concentration levels from the analysis of size distribution of particulate matters of test engine was different. Both emitting nano-sized particles below 100nm regardless of DPF and non-DPF.

• Journal of the korean Society of Automotive Engineers
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• v.8 no.2
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• pp.1-12
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• 1986

입자상물질을 저감시키는 방법은 크게 두 가지로 나누어진다. 하나는 기관내에서 연소조건을 개 선하여 연소방응시 입자상물질이 가능한한 적게 생성되도록 하는 기관개량(Engine Modification) 방법 즉, 실린더 내에서의 저감기술(In Cylinder Control Techniques)이며, 다른 하나는 기관내에 서 생성된 입자상물질이 대기중에 배출되기 전에 배기관으로부터 직접 제거하는 기술이다. 보통 실린더 내에서의 저감기술이 가장 바람직한 방법으로 지금까지는 이 분야의 기술이 많이 개발 되어 왔으나 디이젤자동차에서 배출되는 입자상물질의 허용기준이 강화됨에 따라 기관 내에서의 저감기술만으로는 목표달성이 어렵기 때문에 그 후처리기술이 필요하게 되었다. 여기서는 최근 까지 연구된 저감장치에 관하여 간단히 소개하고 선진국에서 실제 자동차에 부착사용되고 있거나 가장 효율적이며 사용가능성이 높아 연구되고 있는 입자상물질 필터 및 트랩과 그 재생장치에 대하여 상세히 기술하고자 한다.

• Journal of Environmental Impact Assessment
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• v.19 no.4
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• pp.443-452
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• 2010

본 연구에서는 도시지역의 하나인 주거지역에서 배출되는 강우유출수 내에 중금속이 장치형 비점 오염저감시설 중에 하나인 와류형시설에서 제거되는 특성을 파악하고자, 대상 중금속을 Zn으로 삼고 2007년 4월부터 2008년 11월까지 모니터링을 수행하였다. 유출수 모니터링은 와류형 시설의 유입부와 유출부에서 유량과 수질을 각각 시간변화에 따라 측정하였으며, 시설유입부와 유출부, 그리고 시설하부에 쌓인 침전물을 채취하여 침전물 모니터링도 수행하였다. 그 결과, 높은 강우강도에서 발생된 강우유출수는 와류형 시설내에 HRT를 감소시켜 Zn의 제거효율이 낮게 관측되었으며, 특히 HRT가 20분이내의 조건이 될 경우에는 처리효과가 없는 것으로 확인되었다. Zn는 입자성물질과 밀접한 관계를 맺으며 제거되는 특성을 보였으며, 입자성물질이 스크린에 의한 여과 및 침전작용이 일어날 때 입자성물질에 부착되어 거동하는 특성을 보였다. 그 중에 0.075mm 이하의 미세한 입자에 부착된 고농도의 Zn는 제거되지 못하였고, 와류형 시설 후단에 후처리시설로서 저류시설을 두어 충분한 HRT를 제공한 결과, 와류형 시설만을 운전하였을 때와 비교하여 높은 제거특성을 보이게 되었다.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2010.05a
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• pp.33.2-33.2
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• 2010

산화물 반도체 나노선 가스센서는 기존의 벌크 및 박막재료에 비해 체적-표면적비가 매우 커서 극미량의 화학물질에 대한 감응특성이 유리하여 많은 각광을 받고 있다. 현재, 다양한 물질들의 나노선 합성 및 센서 소자 구현에 대한 연구가 국내외적으로 활발하게 진행되고 있다. 이와 같은 나노선 센서의 실용화를 위해 특정 물질에 대한 선택성과 감응특성의 증진이 여전히 요구되고 있으며, 이에 대한 여러 방향에서의 연구가 진행되고 있다. 특히, 촉매특성이 뛰어난 귀금속 나노입자를 나노선 표면에 부착시킨, 기능화된 나노선 센서소자에 관련된 연구가 활발하다. 본 연구에서는 기상법을 이용하여 합성한 산화물 나노선에 감마선을 조사하여 Au, Pt 및 Pd 금속나노입자를 형성시켰다. 이와 같이 금속나노입자가 고착된 산화물 나노선의 미세구조와 가스 감응특성을 조사하였으며, 기능화된 금속 나노입자가 가스 감응에 미치는 영향과 가스 감응 메커니즘을 제시하고자 한다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.02a
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• pp.303-303
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• 2013

표면에 부착된 나노/마이크로 입자는 다양한 분야에서 오염물질로 작용한다. 특히 형상이 미세하고 공정 단계가 복잡한 반도체 및 디스플레이 등의 전자 소자 공정에서 미치는 영향이 크다. 따라서 입자상 오염물질의 제거에 관하여 상용화된 습식 세정 방법이 다양하게 존재하지만 표면 손상, 화학 반응, 부산물, 세정 효율 등 여러 가지 문제점이 있어 새로운 세정 방법이 요구된다. 이에 건식 세정 방법, 그 중에서도 입자의 충돌을 통해 제거하는 방법인 에어로졸 세정, 필렛 세정 등이 개발되었으나 마이크로 크기로 생성되는 입자로 인하여 형상의 손상이 크다. 따라서 본 연구에서는 나노 단위로 기체/고체 혼합물만 생성하여 세정하는 가스 클러스터 세정 방법을 이용하여 이러한 문제점을 해결하고자 하였다. 클러스터 세정 장비를 이용한 표면 처리는 충돌에 의한 제거에 기반한다. 따라서 생성 및 가속되는 클러스터로부터 대상으로 전달되는 운동량의 정도가 세정 특성에 영향을 미치며 이는 생성되는 클러스터의 크기에 종속적이다. 생성 클러스터의 크기 분포는 분사 거리, 유량, 분사 각도, 노즐 냉각 온도 등의 변수에 관한 함수이다. 따라서 본 연구에서는 $CO_2$ 클러스터를 이용한 세정 특성을 정의 및 제어하기 위하여 생성되는 클러스터 특성에 관하여 이론적, 수치 해석적, 실험적 연구를 수행하였다. 먼저, $CO_2$의 물리적 특성 및 이를 이용한 특정 크기 오염 물질을 제거하는데 요구되는 임계 클러스터 크기 계산을 이론적으로 구하였다. 이는 오염물질의 부착력과 클러스터의 운동량 전달에 의한 제거력의 비교를 통해 이루어졌다. 두 번째로 클러스터 크기분포를 수치 해석적으로 예측하기 위하여 각 조건에 대하여 유동해석을 수행하고 이를 통해 구해진 노즐 내 기체의 냉각 속도를 GDE (General Dynamic Equation) 계산에 대입하여 구하였다. 마지막으로 PBMS(Particle Beam Mass Spectrometer)를 이용하여 실험적으로 클러스터 크기분포를 각 조건에 대하여 구할 수 있었다. 또한 크기 분포 경향에 대한 간접적 확인을 위하여 포토레지스트가 코팅된 웨이퍼에 클러스터의 충격으로 생성된 크레이터 크기의 경향을 분석하였다. 이와 같은 방법에 의하여 생성되는 클러스터는 노즐의 유량 증가, 온도 상승에 각각 비례하여 작아지는 것을 확인할 수 있었다.

• Clean Technology
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• v.28 no.2
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• pp.123-130
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• 2022

Nanoparticles are used in various fields such as chemistry, medicine, the environment, and information and communication. With the increasing use of engineered nanomaterials, exposure to nanoparticles is expected to increase in the workplace and the environmental media. However, while nanotechnology industries are expanding, research on the exposure assessment of nanomaterials to humans and the environment is only at a beginning stage. Especially, if nanoparticles with a size of 100 nm or less that are contained in nano-products are released unintentionally, they may pose potential risks to the human body through breathing or skin exposure. Therefore, in this work, the possibility of potential exposure of nanoparticles moving from the laboratory to the office was confirmed, and nanoparticle safety guidelines are proposed. A nano-collector was used to detect nanoparticles in the atmosphere, and through use of a scanning mobility particle sizer it was found that nanoparticle concentrations in the laboratory and the office tended to be similar. On the assumption that nanoparticles attached to a lab-coat move out of the laboratory, a lab-coat to which nanocarbon black was attached was shaken and the concentration of the remaining particles on the lab-coat determined. The results confirmed that sufficient amounts of nanoparticles attached to the lab-coat could move from the laboratory to the office along the path of a researcher; thus, safety guidelines for the handling of lab-coat nanoparticles are required.

• Journal of Korean Society of Water and Wastewater
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• v.18 no.5
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• pp.666-672
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• 2004

Granular media filtration is used almost universally as the last particle removal process in conventional water treatment plants. Therefore, superb particle removal efficiency is needed during this process to ensure a high quality of drinking water. However, every particle can not be removed during granular media filtration. Besides the pattern of particle attachment is different depending on physicochemical aspects of particles and suspension. Filtration experiments were performed in a laboratory-scale filter using spherical glass beads with a diameter of 0.55 mm as collectors. A single type of particle suspension (Min-U-Sil 5) and pH control was used to destabilize particles. The operating conditions were similar to those of standard media filtration practice: a filtration velocity of 5 m/h. More favorable particles, i.e., particles with smaller surface charge, were well attached to the collectors especially during the early stage of filtration. This selective attachment of the lower charged particles caused the zeta potential distribution (ZPD) of the effluent to move to a more negative range. On the other hand, the ZPD of the effluent did not keep moving from less negative to more negative during the later stages of filtration, and this result was thought to be caused by two reasons: ripening effects and the detachment of flocs.

• Korean Chemical Engineering Research
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• v.53 no.5
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• pp.540-544
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• 2015

A bath for electrodeposition of platinum nanoparitcles on low-cost graphite substrates was developed to attach nanoparticles directly onto a substrate, and electrochemical characteristics of the electrodeposition of platinum nanoparticles were investigated. The reaction mechanism was examined by the analysis of polarization behavior. Cyclic voltammetry measurements revealed that the elecrodeposition of platinum nanoparticles was limited by mass transfer. The chronoamperometric study showed an instantaneous nucleation mechanism during the electrodeposition of platinum nanoparticles on graphite. Because graphite is much cheaper than other carbon-based substrates, the electrodeposition of platinum nanoparticles on the graphite is expected to have useful applications.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2017.05a
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• pp.197-197
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• 2017

본 연구에서는 입자성 오염물질을 다량 함유하고 있는 초기강우 유출수를 처리하기 위한 수처리 시설로 고속복합응집장치를 개발하였다. 고속응집복합장치의 요소기술은 마이크로 버블, 급속교반장치(인라인믹서), 전기촉매를 이용한 부상촉진장치, 볼텍스 흐름 등으로 구성되며, 기술 원리는 응집제에 의해 오염물질을 응결, 응집, 부상시켜 스컴을 제거하는 일반 응집 원리와 유사하다. 본 기술의 특징은 교반, 혼화조, 응집제를 1개의 조에 컴팩트하게 구성하여 체류시간을 10분 이내로 단축하였고, 볼텍스(voltex) 흐름을 이용한 선회류와 루버홀 형태의 스크린을 적용하여 응집효과를 극대화하였으며, 플럭에 의한 막힘이 없이 스크리닝이 이루어질 수 있도록 하였다. 또한, 부상촉진장치(전기유도)를 이용해 응집 플럭의 부상효과를 상승시켰고, 감속기와 일체화된 내통스크린이 선회류와 반대 방향으로 회전하면서 볼텍스 흐름의 가속효과에 의한 스크린 폐색 방지 및 응집부상 효율을 향상시킬 수 있도록 설계하였다. 부상슬러지는 별도의 플럭 제거 설비 없이 스크린 내통 회전에 이용되는 감속기에 부착된 스컴 제거기에 의해 동시 제거가 가능하며, 응집부상 처리수는 장치 가장 바깥 외곽에 충진된 필터층에서 최종 여과되어 방류되도록 구성함으로서 모든 처리공정이 단일 장치 내에서 이루어지도록 구성하였다. 본 고속복합응집장치는 전체 규격 ￠ $1000{\times}2,000mmH$의 시제품이 제작되어 현재 시흥소재 매화저수지에서 성능평가를 실시하고 있다.