질산암모늄(AN)과 potassium dinitramide(KDN)의 수용액으로부터 염석법에 의해 상안정화 질산암모늄(PSAN)을 제조하는 방법을 나타내었다. 침전제로 사용된 유기 용매는 아세토니트릴이었다. 침전된 결정들의 DSC 분석결과 이들 결정들이 PSAN임을 확인하였고, 침전된 결정중의 KDN 함량이 약 6 무게 % 이상일 때 $0^{\cire}C$에서 $80^{\cire}C$의 온도 범위내에서 AN이 안정화되었다. 제조된 결정들은 고체 로켓 추진제 및 폭약 둥의 제조에서 산화제로 사용될 수 있을 것이다.
본 연구에서는 $Ni/Al_2O_3$ 촉매를 사용한 에틸렌글리콜의 수증기 개질반응에서 제조 방법에 따른 영향을 알아보았다. 촉매들은 건식 함침법, 습식 함침법 그리고 공침법을 사용하여 제조하였다. 공침법을 사용하여 촉매 제조시 침전제를 KOH, $K_2CO_3$, $NH_4OH$를 각각 사용하여 침전제에 따른 영향 또한 알아보았다. 제조한 촉매들은 질소 물리흡착, 유도결합 플라즈마 질량분석법(ICP-AES), X선 회절법(XRD), 수소 승온 환원법(TPR), 수소 화학흡착, 승온 산화법(TPO), 주사전자현미경(SEM), 열분석법(TGA)을 사용하여 촉매의 물리화학적인 특성을 분석하였다. 773 K에서 환원한 촉매의 경우 KOH 혹은 $K_2CO_3$를 침전제로 사용하여 공침법으로 제조한 촉매가 가장 높은 활성을 보였다. 촉매 제조 방법은 Ni의 입자크기, Ni 산화물의 환원도, 반응에서의 활성과 안정성, 반응 중 탄소 침적의 형태 등에 영향을 끼치는 것을 확인할 수 있었다. KOH를 침전제로 사용하여 공침법으로 제조한 촉매의 경우 환원온도를 773~1173 K까지 증가시켰을 때, Ni 입자크기의 증가에도 불구하고 Ni 산화물의 환원도가 증가하므로 반응활성이 증가하는 것으로 나타났다.
시멘트 공정에서는 산업부산물 및 생활폐기물 적용에 따른 여러 문제점들이 발생한다. 이들 폐기물 사용에 따라 발생하는 염소 바이패스 더스트의 주성분은 칼륨과 염소이며, 소량의 중금속이 함유되어 있다. 따라서 폐기물 재활용 측면에서, 염소 바이패스 더스트 내 중금속 제거가 필요하다. 본 연구에서는 염소 바이패스 더스트를 용해하여 제조되는 염화칼륨 내 중금속 제거 실험을 진행하였다. 최적의 중금속 제거 조건을 도출하기 위해 증류수 함량, 침전제 투입량을 제어하였다. 이에 따라 제조된 염화칼륨 분말 내 존재하는 중금속 종류 함량 등을 분석하였다. 침전제 투입량 증가에 따라 중금속 Pb의 함량이 감소하였다. A더스트와 증류수의 배합비 1:2, 침전제(NaOCl) 3%, B 더스트와 증류수의 배합비 1:2, 1:3.5, 침전제 3% 조건에서 중금속 Pb, Cd 및 As가 모두 불검출 되었다.
w/o 에멀젼 내에서 균일용액침전반응을 진행시켜 산화아연 미세 입자를 제조하는 실험적 연구를 수행하였다. 질산아연 수용액에 hexamethylene tetramine (HMTA)을 침전제로 첨가한 침전액은 유화제 Span 80에 의해 kerosine과 안정한 w/o 에멀젼을 형성하였다. 얻어진 w/o 에멀젼을 HMTA 분해온도 이상($85^{\circ}C$)으로 가열하여 w/o 에멀젼 내에서 균일용액 침전반응을 진행시키면 산화아연 입자들이 제조되는 것을 확인하였다. 이렇게 제조된 산화아연 입자들은 이중분산 (bi-modal distribution)을 갖는 영역이 존재하기도 하였으나, 균일용액침전법에 비하여 높은 초기 아연농도와 높은 수율에서도 입자가 작고 입도분포가 비교적 좁은 산화아연 입자들을 얻을 수 있었다.
최근에 경제성장과 생활향상에 따른 물수요량이 급증함과 동시에 소비자의 질적요구가 강화되고 있는 실정이다. 기존 상수원인 하천의 수질오염으로 인하여 소비자의 요구사항을 충족시키기 위해서는 기존 정수처리법의 개선이 요구된다. 따라서 본 연구에서는 기존 급속여과법의 전염소 처리공정 및 응집.침전 공정의 개선을 통하여 음용수 수질을 개선하고자 하였다. 전염소 대신에 적용한 생물막여과 공정(BAF)의 처리효과 및 응집.침전 공정의 경우는 교반강도에 따른 침전효과에 따른 수질특성을 조사하였다. BAF공정은 탁월한 $NH_4$-N의 제거를 통하여 후속공정에 대한 오염부하량을 저감시킬수 있었고, 응집.침전의 경우 본 연구에서 제안한 응집제 주입량에 따른 교반강도의 실험식인에 의하여 구한 최적교반강도용 용집공정에 적용시 응집.침전의 효과를 향상시킨 수 있어 음용수 수질 향상을 기대 할 수 있었다.
본 연구는 $H_2O_2$가 함유된 ($Na_2CO_3-NaHCO_3$) 혼합 탄산염 계에서 사용후핵연료를 산화용해할 시 U과 함께 공용해 되는 Cs, Te, Tc, Mo 등의 핵분열생성물로부터 Cs과 Tc의 선택적 침전 제거 거동을 규명하였다. Cs과 Tc은 각각 장수명 핵종으로 지하에서의 빠른 핵종 이동성과 고방열성 등으로 최종 처분 시 처분 환경을 저해하는 핵종으로 처분 안전성 제고 측면에서 이들의 제거는 중요한 과제 중의 하나이다. Cs과 Re (Tc 대용원소)의 선택적 침전제로는 각각 NaTPB, TPPCl를 선정하였으며, NaTPB에의한 Cs 침전 및 TPPCl에 의한 Re 침전 모두 5분 이내로 매우 빠르게 이루어졌으며, 온도를 $50^{\circ}C$, 교반속도를 1000 rpm 까지 증가시켜도 이들의 침전 속도에는 별 영향이 없었다. NaTPB 침전 및 TPPCl 침전에 있어 가장 중요한 요인은 침전 용액의 pH 이며, 특히 TPPCl에 의한 Re의 선택적 침전의 경우 낮은 pH 에서 Mo가 Re과 공침되므로 pH 9 이상에서 수행하는 것이 효과적이다. 그리고 [NaTPB]/[Cs] 및 [TPPCl]/[Re]의 몰 농도 비 1 이상에서 Cs 및 Re을 각각 99% 이상 선택적으로 침전 제거할 수 있었다.
뮬라이트, 지르코니아, 뮬라이트/지르코니아 비수성 현탁액의 분산 및 레올로지에 미치는 공정보조제의 영향이 침전밀도, 점도, 입자크기를 측정함으로써 검토되었다. 현탁액의 분산안정성 (높은 침전밀도와 낮은 점도로 특징 된)은 분산제+가소제+결합제를 함유하는 경우에 비하여 분산제 또는 분산제+가소제를 함유하는 경우가 우수하였다. Ball mulling 후의 입자크기분포는 공정보조제의 종류에 거의 영향을 받지 않았다. 결합제를 부가적으로 함유하는 현탁액은 상대적으로 강한 shear thinning 거동을 나타내었다.
본 논문은 철강공장의 냉각수 처리 시스템에서 고로 집진수를 대상으로 한 응집교반실험을 실시한 결과, 주기적인 관 갱생작업(산세척)과 분산제의 주입이 필요하며, 음이온 고분자응집제에 양이온 고분자응집제를 첨가하여 사용할 경우에 탁도 제거측면에서 우수하였다. 급속교반 후 완속교반을 적용할 경우 급속교반 후 침전보다 탁도 제어 효과가 더 우수한 것으로 관찰되었으므로, 침전지의 처리효율을 증가시키기 위해서는 급속교반과 완속교반이 동시에 필요하였다.
본 연구는 알루미늄 식각액(PWF100)이 응집제로서의 성능을 가지고 있는가를 평가하고 시중에서 판매되고 있는 응집제(PAC17)와의 물성을 비교하였다. PWF100을 이용하여 제조된 BKN-100, BKR-110, 그리고 BKR-120의 농도에 따른 침전층의 높이를 측정하였는데 농도가 낮은 범위에서는 첨가제의 농도가 증가할수록 침전층의 높이가 감소하지만 일정농도 이상에서는 침전층의 높이가 일정해졌다. BKN-100의 농도에 따른 침전층의 밀도를 조사하였는데 BKN-100의 농도가 증가에 따라 침전층의 밀도가 감소하는 경향이 있었다. BKN-100, BKR-110, 그리고 BKR-120 응집제의 첨가량에 따른 침강속도의 변화를 조사하였는데, 첨가량이 증가함에 따라서 침강속도가 빨라지지만 일정한 농도 이상에서는 침강속도가 둔화되었다. BKN-100, BKR-110, 그리고 BKR-120의 농도에 따른 침전층 형성시간의 변화를 측정하였는데, 저농도 영역에서는 농도가 증가함에 따라 침전층 형성시간이 감소하지만 일정농도 이상에서는 침전층 형성시간이 증가하였다. 위의 실험결과로부터 PWF100은 응집제로서의 효과가 있는 것으로 판정되었다.
공침전법으로 제조된 CuO-$CeO_2$ 혼합산화물 촉매에서 벤젠의 촉매연소 반응에 대해 연구하였다. CuO-$CeO_2$ 혼합산화물 촉매들은 침전제 및 CuO 전구체를 달리하여 제조하였고, XRD, BET, XPS 및 $H_2-TPR$에 의해 특성분석을 하였다. 침전제의 종류에 상관없이 CuO 피크가 $2{\Theta}=35.5^{\circ}$와 $38.5^{\circ}$에서 뚜렷하게 나타났다. $NH_4OH$를 침전제로 사용하여 제조한 Cu/(Cu+Ce)의 몰비율이 0.35인 촉매가 가장 높은 활성을 보여주었다. 또한, 수소로 전처리하면 벤젠 연소반응의 활성이 증가하였고, $400^{\circ}C$에서 수소로 전처리한 촉매가 가장 높은 활성을 보여주었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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