하수 소화 슬러지에 pH제어를 통해 메탄발생 박테리아의 활성을 저하시키는 방법으로 수소발생에 관한 실험을 실시하였다. 반응조는 2 L 운전용적으로 혐기상태로 운전하였으며 37$\pm$1$^{\circ}C$로 항온 유지하였다. pH제어는 IN NaOH를 간헐적으로 주입하였으며 연속적인 운전조작은 가스발생이 나타난 후부터 시작하였다. 슬러지의 유실을 방지하는 방법으로 PVA계 친수성 재질의 담체를 사용한 결과 PVA담체는 혐기성 미생물의 성장 시 최적의 환경을 제공하고 기질과 미생물간의 물질전달이 우수한 담체임을 확인할 수 있었다 한편 슬러지에 유무기 복합 고분자를 투입하는 방법으로 입상화 슬러지를 제조시켜 반응조에 투입하였을 때 밀도를 가진 슬러지는 고농도의 미생물유지가 가능하였다고 판단된다. 입상화 슬러지는 초기의 전형적인 혐기성색깔인 검정색에서 회색으로 변화하였으며 입경분포는 1.5~2.0 mm 정도이었다. 최대 바이오가스 생산량은 380 ml/L/hr였으며 수소가스조성은 50%에 달하였다. 입상화 슬러지는 슬러지의 유실을 방지함으로써 고농도의 미생물 유지가 가능하다고 판단된다.
리튬이온전지 양극활물질 제조공정의 용제로 사용되는 NMP(N-Methyl-2-Pyrrolidinone)는 전량수입에 의존하고 있으며 BASF와 ISP의 독과점에 따라 높은 가격을 유지하고 있다. 이로 인해 대부분의 리튬이온전지 제조업체들은 건조과정에서 배기되는 공기 중에서 NMP를 회수한 후 재사용하는 방식을 이용하고 있다. 국내에서는 주로 NMP의 친수성을 이용해 흡수탑에서 회수하는 흡수법을 사용한다. 이 방식으로 회수된 NMP의 순도는 80% 수준이며, 처리된 가스의 수분 함유량이 높아 100% 배기할 수밖에 없는 문제점이 있다. 본 연구에서는 냉각응축법과 농축법을 복합 구성하여 NMP 회수율이 99.6%, 회수된 NMP 순도가 96.1%인 하이브리드형 NMP 회수시스템을 개발하였다.
그래핀의 저차원 구조에서 기인하는 우수한 전기적/기계적 특성을 지닌 3차원 그래핀 나노 구조체는 높은 다공성과 비표면적을 가지고 있기 때문에 전기화학 에너지 저장 전극 물질로 각광을 받고 있다. 또한 도파민은 카테콜아민 구조를 갖고 있어 다양한 유무기 재료와의 결합력이 뛰어나고, 소수성 재료를 친수성으로 개질시킬 수 있는 다기능 소재이다. 이에 본 연구에서는 도파민을 3차원 그래핀 나노 구조체에 코팅하여, 전해질과의 젖음성을 증대시켜 전기화학 전극의 비축전용량을 개선하고, 3차원 나노 네트워크 간 결합력을 올려 기계적 압축 특성을 증가시키고자 하였다. 연구 결과, 도파민이 코팅된 3차원 그래핀 나노 구조체는 전기화학 비축전용량이 51.5%, 압축 응력은 59.6%로 증가하는 높은 개선 효과를 나타내었다.
본 연구는 이산화탄소와 phenyl glycidyl ether(PGE)의 부가반응에 대하여 상이동 촉매의 특성을 고찰한 것이다. 4급 암모늄염 상이동 촉매의 경우 알킬기의 크기가 크고 짝이온의 친수성이 강할수록 좋은 촉매활성을 나타내었다. 폴리에틸렌글리콜과 crown ether도 NaI와 함께 사용한 결과 효율적인 촉매임을 알 수 있었다. 이산화탄소의 압력이 증가하면 용매인 NMP에 대한 $CO_2$의 용해도가 증가하여 PGE의 전화율이 증가하였다. 또한 상이동 촉매의 역할이 포함된 반응메카니즘을 제시하였다.
Liquid desiccant cooling technology can supply cooling by using waste heat and solar heat which are hard to use effectively. For compact and efficient design of a dehumidifier, it is important to sustain sufficient heat and mass transfer surface area for water vapor diffusion from air to liquid desiccant on heat exchanger. In this study, the plate type heat exchanger is adopted which has extended surface, and hydrophilic coating and porous layer coating are adopted to enhance surface wettedness. PP(polypropylene) plate is coated by porous layer and PET(polyethylene terephthalate) non-woven fabric is coated by hydrophilic polymer. These coated surfaces have porous structure, so that falling liquid film spreads widely on the coated surface foaming thin liquid film by capillary force. The temperature of liquid desiccant increases during dehumidification process by latent heat absorption, which leads to loss of dehumidification capacity. Liquid desiccant is cooled by cooling water flowing in plate heat exchanger. On the plate side, the liquid desiccant can be cooled by internal cooling. However the liquid desiccant on extended surface should be moved and cooled at heat exchanger surface. Optimal mixing and distribution of liquid desiccant between extended surface and plate heat exchanger surface is essential design parameter. The experiment has been conducted to verify effective surface treatment and distribution characteristics by measuring wall side flow rate and visualization test. It is observed that hydrophilic and porous layer coating have excellent wettedness, and the distribution can be regulated by adopting holes on extended surface.
생체재료로 이용하기 위하여 키토산을 기질로 하여 Bembyx mori로부터 추출한 견 피브로인을 블렌드한 필름에 대한 구조와 특성을 X선 회절분석, 열분석, 적외선 분광분석, 전자현미경 관찰, 접촉각 측정, 흡수율 측정으로 조사하였다. $-\~30wt\%$ 피브로인을 포함하는 블렌드 필름은 리튬이온을 포함하는 초산수용액으로 제조되었다. 키토산/피브로인 블렌드 필름은 키토산의 아미노기와 피브로인의 아미드 카보닐기 사이의 수소결합과 같은 분자간 상호작용의 형성에 의해 결정성이 감소되었다. 피브로인의 비율이 증가할수록 키토산의 무수혈 견정상은 소실되었고, 수화형 결정상은 감소되었으며, 퍼브로인의 P형 결정이 형성되어 혼재된 결정구조를 이루었다. 표면 친수성과 수분 흡수성은 피브로인의 비율이 클수록 증가되었으며, 20 $wt\%$, 이상에서 수화젤 상의 필름을 형성하였다. 전자현미경에 의한 블렌드 필름의 표면과 단면은 균일한 상을 나타내었다.
폴리(4-비닐피리딘)의 질소 원자에 메틸기를 부착시켜 4차아민화시켜서 부분적으로 개질된 폴리(4-비닐피리딘)을 얻었고, 부분 개질된 폴리(4-비닐피리딘)의 구조를 수용액상에서 레이저 광산란 및 형광법 등을 이용하여 조사한 결과, 자기 응집현상에 의하여 핵-껍질 구조를 가지고 있는 것으로 나타났다. 즉 사슬의 소수성 부분은 상호작용에 의하여 중심부에 모여있고, 4차화된 아민의 양전하를 가진 친수성 부분은 바깥 껍질을 형성하고 있었다. 이 고분자 수용액에 음이온 계면활성제인, 도데실 황산 소듐을 첨가하면 이들 사이에 임계 응집 농도가 존재하며, 이 임계 응집 농도는 특히 NaCl 농도 0.1 M 이상에서는 급격히 감소하는 경향을 보여주었다. 또한 계면활성제의 첨가에 따라 생성된 고분자-계면활성제의 복합 응집체의 입자크기 변화 등을 동적 광산란으로 측정 분석하였다.
산업폐수중의 질소 인 제거에 유용한 미생물을 고정화할 수 있는 담체의 제조를 목적으로 하여, 양 말단이 methacryl기로 치환된 poly(ethyleneglycol)(PEG) 및 Poly(tetramethylene glycol)(PTMG)을 합성하였다. 합성된 프레폴리머와 UV조사하에서 가교한 하이드로겔의 구조는 $^1H$-NMR, FT-IR 분광기로 확인하였다. 프레폴리머 사슬의 길이(M.W. 1,000~8,000) 또는 PEG/PTMG의 혼합비를 달리하면서 광경화된 하이드로겔을 제조하였다. 광경화물의 친수성, 함수율, 기계적 강도 등과 같은 광경화 특성 및 pore size 등을 조사한 결과, 분자량 1000인 PEG 및 PEG(MW1000)와 PTMG (MW2900)를 7:3의 비율로 제조한 하이드로겔에서 최적의 결과를 나타내었다.
목재는 2-메타크릴로일옥시에틸 이소시아네이트(MOI)와 $50-60^{\circ}C$에서 촉매존재하에서 매우 쉽게 반응하였다. 적외선 분광분석을 통하여, 목재가 MOI와 우레탄결합($1715cm^{-1}$)를 형성하고 있을 뿐만 아니라, 올레핀구조의 탄소간 이중결합 ($1635cm^{-1}$)이 존재하고 있음이 밝혀졌다. 도입된 메타크릴산기는 다른 비닐모노머와의 그래프트공중합시 반응시점으로 작용할 것이다. 또한 MOI처리목재는, MOI와의 반응에 의해 친수성이던 목재의 표면이 소수화되어 접촉각이 증대되는 결과를 낳았다. X선광전자분광분석(XPS)의 결과, 목재의 표면부위의 대부분은 MOI에 의해 개질되었음을 밝혀졌다.
본 연구에서는 고분자 전해질 연료전지(PEFC)의 전해질막의 화학적 안정성의 향상을 위하여 3-mercaptopropyl silica gel (3MPTSG)과 poly(arylene ether sulfone)(SPAES)을 이용하여 복합막을 제조하였다. 일반적으로 방향족 탄화수소계 고분자막은 전극 부분에서 발생한 라디컬에 의한 고분자 산화가 일어나 내구성이 감소하게 되는데 이는 대부분 주쇄에 포함된 에테르 기 부분의 취약성으로 발생한다. 본 연구에서는 이러한 라디칼에 의한 고분자 주쇄의 산화를 방지하기 위해 친수성의 무기물 입자를 도입하여 이온전도도 감소율을 최소화하고 산화안정성을 높이고자 하였다. 복합막들의 물성 및 전기화학적 특성을 평가하기 위해 접촉각, FT-IR, 이온전도도, 이온교환용량(IEC), 함수율, 열안정성 등을 수행하였다. 실리카의 함량이 0에서 0.5%까지 증가함에 따라 이온전도도 및 함수율은 각각 10% 감소한 0.076 S cm-1 및 16% 감소한 24.6 wt%이었으나, 산화안정성은 10% 향상되었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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