• 청정기술
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• 제29권4호
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• pp.272-278
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• 2023

흡착을 이용한 오염물질 정화 방법에 많은 관심이 집중되고 있으며, 최근에는 바이오차를 이용하여 유기 및 무기오염물질 제거에도 이용할 수 있다는 연구가 진행되고 있다. 특히 폐자원 바이오매스로 폐목재는 바이오매스 재활용 방안이 필요한 상황으로 폐목재를 이용하여 생성된 바이오차를 흡착용량을 증가하기 위한 방법이 필요하다. 저온고압을 이용하여 에너지 소비가 낮고 수분 제거 전처리가 필요없는 열수가압탄화(Hydrothermal Carbonization, HTC)를 이용하여 탄화하여 바이오차를 생성하고, KOH, NaOH, ZnCl₂ 약품을 이용한 화학적 활성화법으로 생성된 바이오차를 약품별 활성화에 따른 요오드 흡착능, 비표면적, 세공크기, 세공부피, 세공분포 및 SEM을 분석하여 흡착특성을 파악하였다. HTC 300℃, 4 hr에서 생성된 바이오차를 KOH, NaOH, ZnCl₂ 약품별로 활성화로 생성된 바이오차 중 요오드흡착능이 높은 바이오차를 선정하여 비표면적, 세공부피, 세공크기 및 세공분포를 분석한 결과, 비표면적은 774~1.387 m²/g으로 활성탄과 같은 높은 비표면적을 나타냈으며, 평균세공크기 21~24 Å 범위의 미세공이 형성되었음을 확인하였다. 또한 SEM 관찰한 결과 활성화에 따라 표면이 일정한 형태의 균일한 세공이 발달되고 세공의 수가 증가하는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국태양에너지학회 논문집
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• 제33권6호
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• pp.39-46
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• 2013

This work introduces a simple one-reactor adsorption desalination system that harnesses low temperature heat sources (solar energy, waste heat), which has been experimentally studied to elicit the most suitable design parameters and operating conditions. The design process of the system was divided into three parts to reflect the operating principle of desalination technology with application of adsorption processes. First, the evaporator for the vaporization of saline water was designed, then the reactor for the adsorption and release of the steam, followed by the condenser for condensation of the fresh water. The specific water yield is measured experimentally with respect to the time while controlling parameters such as heat source temperatures, coolant temperatures, system switching and half-cycle operational times. The present system well demonstrates the applicability of silica gel in relation to adsorption technologies that utilize low temperature heat sources ranging from 60 to $80^{\circ}C$, such as solar energy and waste heat.

• 공업화학
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• 제18권2호
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• pp.99-110
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• 2007

21세기의 새로운 청정 에너지원으로 각광받고 있는 수소의 성공적인 활용을 위해 높은 저장 용량을 갖는 수소 저장체와 효과적인 수소 저장기술의 개발이 필요하다. 본 총설에서는 다양한 수소 저장 방법에 대해 간략히 요약하고 그 가운데 나노세공체를 이용한 저온 물리흡착에 의한 수소 저장기술의 현황에 대해 살펴보았다. 기존에 알려져 있는 고압의 압축 저장기술과 상온 고압의 수소저장 물질의 개발 이외에도 최근에는 높은 표면적과 큰 세공 부피를 갖는 나노세공체를 이용한 저온 물리흡착 방식이 개발 가능한 수소의 저장 기술의 하나로 활발히 연구되고 있다. 본 총설에서는 높은 수소 저장 용량을 위해 필요한 나노세공체의 특성을 요약하였으며 높은 표면적 및 미세 세공부피, 작은 세공 크기, 큰 정전기장 및 불포화 배위자리가 필요함을 알 수 있었다. 최근까지 보고된 나노세공체 흡착제에 의한 수소 저장 능력을 정리하였는데 현재까지 보고된 최고의 결과로는 액체 질소 온도($-196^{\circ}C$)의 약 80 기압에서 약 7.5wt%의 수소를 저장할 수 있다고 알려져 있다. 향후 지속적이고 새로운 나노세공체의 설계, 합성, 제조 및 수식에 대한 노력을 통해 수소에너지 저장에 활용될 수 있는 효과적인 수소 저장체 개발을 기대한다.

• 청정기술
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• 제16권2호
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• pp.132-139
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• 2010

서로 다른 몰비의 Cu-Mn 혼합산화물을 공침법으로 제조하여 $30^{\circ}C$에서 CO 산화반응을 수행하였다. 제조된 촉매는 CO 산화반응에서 반응 활성과 연관시키기 위하여 XRD, $N_2$ 흡착 및 탈착, XPS, $H_2-TPR$ 등의 특성분석을 수행하였다. 제조된 촉매의 질소흡착 등온곡선은 4형태로 7-20 nm크기의 세공이 존재하며, Mn의 함량이 증가함에 따라 BET 표면적은 17에서 $205m^2{\cdot}g^{-1}$ 으로 증가하였다. XPS 분석으로 Cu-Mn 혼합산화물 상의 Cu는 주성분이 2+의 산화상태임을 확인하였고, Mn은 +3과 +4의 산화 상태를 나타냈다. Cu-Mn 촉매의 함량 및 비율에 따른 최적 활성을 실험 조사한 결과, $30^{\circ}C$의 반응온도에서 Cu/(Cu+Mn)의 몰비가 0.5일 때 가장 좋은 활성을 나타냈으며, 이를 기준으로 화산형 형태의 반응 곡선을 나타냈다. 수분 존재하의 CO 산화반응은 활성점에 수분과 CO의 경쟁흡착으로 촉매의 활성을 감소시켰으며 최종적으로는 활성금속 성분과 하이드록실 그룹을 형성하였기 때문이다.

• 한국막학회:학술대회논문집
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• 한국막학회 1997년도 춘계 총회 및 학술발표회
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• pp.56-58
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• 1997

최근 polyolefin계열의 고분자 분리막이 많이 사용되고 있는데 특히 그 중 polypropylene막은 특성상 내약품성 및 내열성이 뛰어나 막 손상이나 성능 저하가 비교적 적은 고분자 막으로 평가되고 있다. 그러나 재질의 소수성 특성 때문에 심각한 fouling을 유발하게 되어 이를 방지하기 위해 막 표면을 hydrophilic agent로 개질 시켜 fouling을 제어하는 기술이 진행되고 있다. 일반적으로 막 재질을 개질 시키기 위하여 sulfonating agents, ozone, 그리고 hydrophilic monomer등을 grafting하는 방법들이 사용되고 있는데, 이는 공정상의 어려움이 있고 완벽한 친수성의 부여를 기대하기가 어렵다. 또한 막 기공 구조의 변화와 붕괴를 초래한다는 단점이 있다. 이밖에 hydrophilizing agent 등을 이용하여 wetting시킴으로써 일시적인 친수화 처리를 하는 방법이 있다. 그러나 이 방법은 membrane matrix로 부터 hydrophilizing agent가 새어 나가므로 영구적으로 사용할 수 없으며, 특히 의료용 분리막으로 이용될 경우 유출된 hydrophilizing agent가 cell membrane을 공격하여 cell 분해와 같은 인체에 해로운 결과를 초래하기 때문에 부적당하다. 최근 들어 저온 plasma를 이용한 표면 개질의 방법이 연구되고 있는데, 이는 plasma가 고분자 물질의 구조나 화학적 반응성과는 상관없이 모든 고분자 물질의 표면을 일정하게 개질 시킬 수 있으며 여타의 다른 방법들과는 달리 막 제조시 residual solvent의 문제점과 swelling의 문제점들이 발생하지 않는 장점 때문에 최근 각광받고 있는 기술 중의 하나이다. 또한 다른 방법에 비해 막과 plasma와의 강한 흡착력 때문에 영구적 친수성을 가지게 할 수 있다. 본 연구에서는 저온 plasma를 이용한 표면 개질이 막의 친수성 향상 및 fouling 방지에 미치는 영향에 대하여 조사하였다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제11권1호
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• pp.9-15
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• 2023

시멘트는 대표적인 이산화 탄소 배출 산업이다. 에너지 소비와 CO₂ 배출 저감을 위해 제조 공정 개선 및 대체 재료의 사용확대가 필요하다. 따라서 본 연구는 CO₂ 흡착형 재료인 CAF을 저온 소성하여 시멘트에 적용하여 시멘트 수화의 기본 특성을 확인하였다. 합성 CAF의 수화 생성물에 대한 결정상 분석과 공극 분포, 그리고 구조 이미지를 확인하고, 압축강도를 측정하였다. SCAF는 치환율은 10, 20, 100 %으로 하였으며, 치환율의 증가에 따라 압축강도는 저하되는 경향을 보인다. 또한, SCAF 치환율 100%인 경우, 초기 재령의 수화 생성물은 calcium aluminum oxide hydrate (Ca₃Al₂O₆·xH₂O)와 calcium iron hydroxide (Ca₃Fe(OH)₁₂)이며, 치환율 10, 20 %에서는 일반적인 시멘트 수화물 외에 CAF 화합물인 Brownmillerite가 관찰되었다. 또한, 공극율은 치환율의 증가에 따라 공극 크기가 크고 공극율이 높았다. 본 연구 결과 저온 소성으로 제조된 CAF는 CO₂ 흡착형 재료로 활용을 위해 단독 사용 및 일반 양생은 어려울 것으로 보인다.

• 한국펄프종이공학회:학술대회논문집
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• 한국펄프종이공학회 2001년도 춘계학술발표논문집
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• pp.88-88
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• 2001

최근 들어 초지기의 고속화, 원료의 저급화, 가공작업의 온라인화에 따라 초지기 상에서 안 정된 조업성이 더욱 중요하게 부각되고 있다. 이러한 초지 시스랩의 변화에 따라 사이징 효과의 발현 속도에 대한 관심이 고조되고 있다. 중성 사이징 시스템으로 ASA를 적용할 경우에는 초지기상에서 사이즈도의 대부분이 발현되기 때문에 온라인 후가공 작업의 안정성이 향상되며 사이즈프레스에서 조업성 역시 개선될 수 있을 것으로 기대된다. 본 연구에서는 가격이 저렴하고 국내 수급이 용이한 옥수수 양성전분을 ASA 유화안정제로 이용하기 위해서 OSA (Octenyl Succinic Anhydride)를 이용한 에스테르화 및 산가수분해를 통하 여 ASA 에멀션의 안정성 및 사이징 효과를 개선시킨 전분을 개발하고 그 효과를 규명하고자 하였 다. 이를 위해 전분을 FT-IR을 이용하여 분석하고 호액의 pH, 전기전도도, 전하밀도, 점도 변화 등 을 측정하였을 뿐 아니라 ASA 유화액의 pH, 전기전도도, 시간에 따른 가수분해 안정성 등을 평가 하였다. 또한 ASA 에멀션의 입도 변화 섬유에 대한 흡착특성과 수초지의 사이즈도를 평가하였다. 그 결과는 다음과 같았다. 첫째,OSA 전분의 사용에 따라 전분 호화액의 pH와 전기전도도의 변화는 나타나지 않았 다. 전하밀도는 첨가량이 증가할수록 감소하였으며 호화액의 점도는 상숭하였다. 또 OSA 전분의 적 용이 수초지의 사이즈도에는 영향을 주지 않았다. 그러나 OSA 전분을 사용하여 제조된 ASA 유화 액의 가수분해 안정성은 향상되었다. 이것은 콜로이드 상의 ASA 입자를 캡슐화 하는데 있어 소수성 을 띠고 있는 OSA 전분이 보다 강하고 안정하게 흡착하기 때문인 것으로 판단되었다. 둘째, 전분의 호화 시 H2S04을 사용하여 전분의 산 가수분해를 유도할 수 있었다. 이를 통 하여 전분 호화액의 pH는 낮아지고 전기전도도는 증가하였으나 전하밀도의 변화는 없었다. 또한 겔 화 온도가 낮아지고 저온에서의 점도가 상승하는 변화를 나타냈다. IN-H2S04를 2.3%까지 첨가하였 을 때 ASA 에멀션의 입도가 더욱 감소하였고 섬유에 대한 흡착량이 증가하였으며 수초지의 사이즈 도가 향상되었다. 특히 기존에 사용되어 오던 감자 양성전분에 비해 최대 90%까지 사이즈도의 향상 이 있었다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제53권3호
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• pp.401-406
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• 2015

게터는 반도체와 초소형 전자패키지 소자 내부의 수소와 수증기 같은 기체를 흡착하여 기기 작동 시 방해 기체를 제거하는 기능을 한다. 본 연구에서는 재료와 공정 측면에서 높은 가격 경쟁력을 갖는 게터로, 실리콘 기판에 올라간 다공성 알루미나 구조체를 제조하는 연구를 진행하였다. 기공의 크기가 조절된 양극산화 알루미나(AAO)는 높은 비표면적을 가지며 표면에 OH-기를 다수 포함하므로 높은 효율을 갖는 수분 흡착제로 사용되었다. 등온 수분 흡탈착 곡선으로 분석한 수분 흡착도는 상대습도 35%일 때 2.02%로 우수한 성능을 나타내었다. 즉, 저온에서 사용가능하며, 추가 열원이 필요하지 않아 박막구조의 소형화가 용이하여 내부 손상 및 오염을 방지할 수 있는 게터재를 합성하였다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2007년도 추계학술대회 논문집
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• pp.42-42
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• 2007

티타네이트 나노튜브는 10 nm 이내의 내경과 0.74nm 정도의 크기를 갖는 층상 구조를 이루고 있어 높은 비표면적을 이용한 수소의 물리적 흡착뿐만 아니라 Ti-H 결합에 의한 화학적 흡착이 동시에 가능하다. 따라서 본 연구에서는 전이금속 원소 중 Ni을 첨가한 티타네이트 나노튜브를 합성하고 수소저장특성을 평가하고자 하였다. 티타네이트 나노튜브는 저온균일침전법으로 제조된 침상형의 $TiO_2$ 분말을 출발원료로 염화니켈을 $TiO_2$의 질량 비로 1~5wt% 첨가하고 10 M의 NaOH 수용액에서 일정시간 혼합한 후 $150^{\circ}C$에서 24시간 수열합성하였다. 합성된 분말의 입자형상 및 결정상은 전자현미경과 X-선 회절 시험을 이용하여 분석하였고, 입자의 비표면적은 액체질소흡착법을 이용하여 측정하였다. 전자현미경 관찰결과 이온교환 전후의 입자형상은 큰 변화가 없었던 반면 이온교환 후 입자의 비표면적이 30% 이상 증가함을 확인하였다. 특히 Ni의 도핑량이 증가함에 토라 입자의 비표면적도 함께 증가하였으며, 전자현미경 관찰결과 더욱 미세한 나노튜브가 형성됨을 확인할 수 있었다. P-C-T를 이용하여 측정한 순수한 티타네이트 나노튜브의 수소저장량이 20기압에서 1.2 wt% 정도로 측정된 반면 Ni이 5 wt% 첨가된 티타네이트 나노튜브의 경우 같은 압력에서 1.6 wt%를 나타내었다.

• 해양환경안전학회지
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• 제25권1호
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• pp.74-80
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• 2019

본 연구에서는 저온 소성 굴 패각의 재활용을 위한 기초적 연구로서 메조코즘 실험을 통해 저온 소성 굴 패각의 피복에 따른 연안 오염 퇴적물의 성상 변화를 조사하였다. 이를 위해 $350^{\circ}C$에서 소성시킨 굴 패각을 연안 오염 퇴적물에 피복하여 직상수와 간극수의 성상변화를 분석하는 메조코즘 실험을 수행하였다. 실험 결과, 굴 패각의 피복에 의해 수층과 퇴적층이 분리되었기 때문에 직상수의 산화환원전위(ORP) 증가 및 DIN 중의 $NH_3-N$의 비율의 감소가 실험구에서 관측되었다. 실험구의 DIP의 농도는 대조구와 비교하여 유의한 차이를 확인하기 어려웠다. 굴 패각의 피복에 의한 퇴적물의 총유기탄소(TOC)는 감소하였으며, 산휘발성황화물(AVS)은 저온 소성 굴 패각의 황화물 흡착 능력으로 인해 최대 50 %까지 감소한 것으로 확인되었다. 본 연구의 결과로부터 저온 소성 굴 패각은 연안 오염 퇴적물의 정화를 위해 이용될 수 있는 재료인 것으로 결론 지을 수 있다.