회분식 고압반응기에서 메탄올 산화 카르보닐화 방법에 의한 디메틸 카보네이트 제조에 대하여 연구하였다. 다양한 금속의 영향과 구리촉매에 결합된 음이온 및 반응온도, 일산화탄소, 산소의 반응물 몰비, 구리촉매 함유량 등 여러 반응조건들을 검토하였다. 특히 $CuCl_2{\cdot}2H_2O$ 촉매가 1.0 g, $150^{\circ}C$, MeOH/CO/$O_2$=0.2/0.215/0.05(molar ratio) 반응조건에서 메탄올 전환율 65.2%, 선택도 96.6%로 좋은 활성을 보였다. $CuCl_2$는 반응기의 부식을 일으킨다. 이러한 문제점을 개선하기 위하여 DMC 제조에서 담체를 이용한 새로운 촉매시스템을 검토하였다. 여러 종류의 담체중 산성이 큰 제오라이트 Y를 담체로 사용한 경우 가장 활성이 우수하였다. ICP-AES(Inductively Coupled Plasma-Atomic Emission Spectrometer)를 이용해 반응기에 용출된 Fe 양을 비교하였을 때, 제오라이트를 담체로 사용하여 제조된 구리촉매는 $CuCl_2-2H_2O$ 촉매를 직접 사용한 경우에 비해 반응기로 용출되는 철의 양은 5% 이하이었다.
Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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제39권6호
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pp.633-641
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2015
선박, 발전소, 석유화학 등의 분야에서 운전되고 있는 많은 프로세스들은 강한 비선형성을 보일 뿐만 아니라 동시에 시변 특성도 가지고 있다. 이런 프로세스에 기존의 고정-파라미터 PID 제어기를 적용하면 성능이 나빠지고 경우에 따라서는 불안정해질 수도 있다. 따라서 본 연구에서는 복잡한 프로세스를 제어하기 위한 비선형 PID 제어기를 제안한다. 제안되는 제어기의 이득은 오차와 오차의 변화율의 비선형 함수로 기술되며, 사용자 파라미터들은 ITAE를 최소로 하는 관점에서 유전알고리즘으로 동조된다. 제안된 방법은 열분해반응 또는 촉매를 이용한 고분자합성에 널리 사용되는 연속 교반탱크반응기를 대상으로 시뮬레이션을 실시하며, 그 유효성을 보이기 위해 다른 두 비선형/적응 제어법과 비교한다.
Polychlorinated biphenyl은 잔류성 환경 오염물질로서, 다양한 생리 독성 때문에 인축에 대한 세부적 연구가 수행된 바 있다. 한편 포유동물을 대상으로 진행된 연구에서 hydroxy PCBs, PCB quinones, 및 methylsulfonyl PCBs 등의 대사물이 발견되었으며, 이들은 모화합물과는 상이한 독성을 나타낸다고 보고되었다. 그러나 이와 같은 동물에 대한 연구와 비교하여, 식물 및 토양 미생물에 대한 영향, 독성 등에 대한 연구는 매우 제한적이다. 일반적으로 식물의 경우, 농약 등과 같은 외래 물질 또는 자외선, 병원균 등의 외래 스트레스원의 작용을 받게되면, 특이 생물활성을 지닌 파이토알렉신 등의 이차 대사산물을 생합성하는 것이 알려져 있다. 본 연구에서는 수 종의 PCB 및 hydroxy PCB, phenol류 등을 화학적으로 합성하고, 이들의 처리에 따른 당근 중, 파이토알렉신인 6-메톡시멜레인 생합성에 미치는 영향을 검토하였다. 증류수를 처리한 대조구의 경우, 파이토알렉신의 농도는 처리 후 2일에 최대치까지 증가하였으며, 이후 지속적으로 감소하였다. 한편 2-hydroxy/4-hydroxybiphenyl의 경우, 처리 후 3일까지 증대한 반면, 비교적 지용성이 높은 PCB-126 및 3,5-dichloro-2-hydroxybiphenyl 처리구에서는 처리 1일 후, 최대치를 나타내어 화합물의 구조 또는 지용성 등에 따라 다른 유도효과를 나타내었다. 이상의 결과에 따라, 환경 오염물질의 성상에 따라, 토양 중, 재배 농작물의 생리 활성 2차 대사물질의 생합성이 다양하게 변화됨을 알 수 있었다.
본 연구에서는 각종 제올라이트 즉 국내산 천연 및 합성 제올라이트를 이용하여 방사성폐액 내에 있는 Cs, Sr 이온을 분리하는데 주안점을 두어 각종 제올라이트에 대한 이온교환선택성, 이온교환능 및 이에 영향을 미치는 변수 등을 고찰하여 최적의 제올라이트 선정과 분리조건을 결정하는데 중점을 두었다. 이온교환능에 있어 Cs의 경우는 AW500형, Sr의 경우 13X형이 가장 우수한 결과를 나타내었다. AW500-Cs계, AW300-Cs계, 천연산 제올라이트-Cs계 및 4A-Sr계, 13X-Sr계의 온도영향을 고찰한 결과 4A-Sr계 및 천연산 제올라이트-Cs계를 제외하고는 온도와 무관한 관계를 나타내었다. 이중 4A형 제올라이트는 온도 증가에 따라 Sr이온의 활동도 증가 및 multilayer 흡착에 의하여 이온교환량이 증가한 것 같다. 평형상태에서의 용액의 pH와 분배계수, $K_d$와의 상관관계를 고찰하여 본 결과 PH의 증가에 따라 $K_d$값의 증가를 보였다. 또한 주입용액의 pH는 2~3 이상에서 조업하는 것이 효과적인 것으로 나타났다. AW500-Cs계의 경우 $K_d$는 $10^3cm^3/g$, 4A-Sr계 및 13X-Sr계의 경우 $K_d$는 $10^3{\sim}10^4cm^3/g$ 정도를 나타내었다.
암모니아수를 이용한 가수분해법에 의해 운모의 이산화티타늄 피복을 시행하여 합성조건의 영향을 조사했다. 운모표면에 균일한 $TiO_2$ 피막을 얻기 위해서는 운모의 입자경이 작고 비표면적이 넓은 쪽이 유리하다. 또한 반응용액상에서 생선된 입자는 운모표면에 유리상태로 부착하여 피막을 불균일화시키므로, 용액상에서의 수화 $TiO_2$ 콜로이드 입자 생성속도를 느리게 제어할 필요가 있다. 본 실험에서 운모의 크기는 $14.7{\mu}m$, 운모 슬러리 용액의 pH는 2.5, $TiOSO_4$ 용액의 F.A.는 291, 반응온도는 $80{\sim}100^{\circ}C$ 정도가 적당하였다. 이상의 결과로부터 균일한 피복을 실현하기 위해서는, 반응온도를 변화시켜 입자의 석출율을 제어하는 일이 필요하다. 이 경우 석출율이 큰 쪽이 균일하고 치밀한 피막을 얻을 수 있었다. 이렇게 하여 얻어진 $TiO_2$ 피복 운모는 $900^{\circ}C$의 소성전후에서 형태에 큰 변화는 없었다.
Dianhydride로서 1,2,4,5-benzenetetracarboxylic dianhydried(PMDA)와 2,2'-bis(3,4-dicarboxyphenyl) hexafluoropropane dianhydride(6FDA)를, diamine으로서 1,4-phenylenediamine(PDA)을 사용하여 homopolyimides인 PMDA-PDA, 6FDA-PDA와 다른 당량비의 copolyimides를 각각의 ploy(amic acid)로부터 제조하였다. 이들 박막에 대하여, thin film stress analyzer(TFSA)를 이용하여 공중합체 폴리이미드 박막의 잔류 응력거동을 공정온도 ($25{\sim}400^{\circ}C$)하에서 전구체의 열적 이미드화에 따라 in-situ로 측정하였고, WAXD분석을 통해 모폴로지 변화를 알아보았다. 다른 단량비로 이루어진 공중합체 폴리이미드 박막의 잔류 응력 결과는 PMDA 분율이 증가함에 따라 잔류 응력이 큰 폭으로 감소하였고 순수 PMDA-PDA 폴리이미드에서는 압축모드로 5 MPa로 나타났다. 본 연구에서는 PMDA-PDA의 높은 $T_g$로 인한 공정상의 어려움과 6FDA-PDA의 상대적으로 높은 응력을 서로 보완해 기계적 물성이 좋은 저응력의 폴리이미드를 만들 수 있음을 보였다. 즉, random한 PMDA/6FDA-PDA 공중합체 폴리이미드 합성을 이용하여 사슬 내에 벌키한 di(trifluoromethyl)기와 같은 관절기로 인한 상대적으로 높은 응력을 보이는 6FDA-PDA 폴리이미드 사슬 내에 강직한 사슬 구조를 가진 PMDA-PDA 폴리이미드의 사슬 구조를 적당량 첨가함으로써 우수한 기계적 물성을 갖는 저응력 폴리이미드를 만들 수 있었다. 특히, PMDA/6FDA-PDA (0.9:0.1:1.0) 폴리이미드가 저유전 상수 층간 절연막으로서의 우수한 기계적 물성과 낮은 응력 수준을 보여주고 있다.
2013년 환경 정책 개정에 따라 총유기탄소(TOC)항목이 수질 및 수생태계 보전에 관한 법률에 도입되었으며, 이러한 정책 시행에 따라 공공하수처리시설에서의 TOC에 대한 수질관리의 필요성이 대두되었다. 본 연구는 실험실 규모 전기분해공정에서 전기화학적 반응을 이용하여 하수방류수 내 TOC 제거특성을 살펴보았다. 실험실 규모의 전기분해공정에서의 실험 결과를 반응표면법에 적용하여 방류수 내 TOC 제거 특성분석을 실시하였다. 중심합성에 사용된 독립변수로는 전해공정의 주요 운전인자인 전극간격($x_1$), 전류밀도($x_2$), 전해질의 농도($x_3$)를 선정하였으며, 종속변수로는 TOC 제거효율(y)이다. 전해공정에서 최적화 조건은 전극간격 50mm, 전류밀도 $10.3mA/cm^2$, 전해질의 농도 0.1M로 조사되었다. 통계학적 결과를 바탕으로 독립변수는 전극간격 > 전류밀도 > 전해질농도의 순으로 작아지는 것으로 분석되었다.
식이섬유소원인 셀룰로스, 차전자피 및 펙틴의 단독 또는 혼합 급여에 의한 Sprague-Dawley계 수컷 흰쥐의 지질 농도 및 임상생화학적 지표 효소에 미치는 영향을 검토하였다. 실험 식이군은 식이 섬유소원에 따라 셀룰로스 투여군, 차전자피 투여군, 펙틴 투여군 및 차전자피와 펙틴 혼합 투여군으로 나누었으며, 이들식이 섬유소원은반합성 식이에 10%(w/w) 수준으로 첨가하여 6주간 자유급여 시켰다. 체중 증가량, 식이 섭취량, 각 조직의 상대적 중량은 각 실험군간에 유의한 차이는 없었다. 차전자피 투여군 및 펙틴 투여군에서 혈청 중성지질 및 인지질 농도는 셀룰로스 투여군 및 차전자피와 펙틴 혼합 투여군보다 통계상 유의하게 낮게 나타났다. 혈청 총 콜레스테롤 농도는 차전자피와 펙틴 혼합 투여군이 다른 식이 투여군보다 감소경향을 나타내었다. 그러나 간장 중성지질 및 인지질 농도는 혈청 지질 농도와는 반대로 차전자피 투여군 및 펙틴 투여군보다 셀룰로스 투여군 및 차전자피와 펙틴 혼합 투여군에서 낮게 나타났다. 차전자피 투여군의 혈청 임상생 화학적 지표 효소 glutamic pyruvic transaminase, glutamic oxaloacetic transaminase, alkaline phosphatase, lactate do hydrogenase 활성과 총단백질, albumin, blood urea nitrogen은 다른 식이 투여군보다 낮게 나타났다 이상의 결과로부터 식이 섬유소인 차전자피 급여는 혈청 임상생화학적 지표에 크게 영향을 미치지 않으면서 중성지질 농도를 낮추는 작용이 있는 것으로 나타났다.
Polyester 감량폐수의 주성분 중 물리.화학적 처리가 어려운 EG를 생물학적으로 처리하기 위하여 jet-loop reactor를 사용하였다 Jet-loop reactor의 산소전달계수는 air-lift reactor와 비교하여 훨씬 컸다. 합성 polyester 감량폐수를 사용하여 부하율 2.64 $kgCOD_{Mn}/m^3$.day, 3.07$kgCOD_{Cr}/m^3$.day로 처리한 경우 유출수의 농도는 154 $mgCOD_{Mn}/L$, 156$mgCOD_{Mn}/L$이었으며, 이 때 각각 93, 93.9%의 제거율을 나타내었다. $COD_{Mn}$의 비부하 속도가 0.25에서 1.72$kgCOD_{Mn}/kgMLVSS$.day로 증가 함에 따라 비기질제거 속도는 0.25에서 1.60$kgCOD_{Mn}-removed/kgMLVSS$.day로 선형적으로 증가하였다. 그리고, 동력학적 계수 Y는 0.78,$K_d$는 0.1$day^{-1}$, $K_s$는 89mg/L는 k는 0.05$hr^{-1}$이었다. 실제 polyester 감량폐수를 사용하여 부하율 2.64$kgCOD_{Mn}/m^3$.day,5.24$kgCOD_{Cr}/m^3$.day로 처리한 경우 유출수의 농도는 150$kgCOD_{Mn}/L$, 3.6$kgCOD_{Cr}/L$이었으며, 이때 각각 93.2,93%의 제거울을 나타내었다.
피부는 외부의 물리적 화학적 자극으로부터 신체를 보호하는 중요한 역할을 하며 노화에 따른 조직의 형태학적인 변화를 쉽게 관찰할 수 있는 기관이다. 동결건조한 배추김치, 갓김치, 부추김치를 식이에 10%씩 첨가하여 hairless mouse에 16주간 섭취시켜 피부조직에 미치는 영향을 살펴보았다. 노화가 진행됨에 따라 표피의 두께는 감소하며 본 실험에서 대조군에 비해 김치섭취군에서 유의적으로 두꺼운 것으로 나타났다. 피부 각질화에 관여하는 cytokeratin은 대조군에 비해 갓, 배추, 부추김치군의 순으로 낮았는데 전자현미경적 소견으로도 대조군에서 각질층은 중간원섬유들이 치밀하게 분포된 매우 두꺼운 각질층이 보인 반면 갓김치, 배추김치, 부추김치군은 얇은 각질층으로 배열되어 있었다. 상피기저막의 type Ⅳ 콜라겐은 갓김치섭취군에서 현저하게 증가되어 갓김치 성분들이 피부의 기저막의 노화를 억제한 것으로 사료된다. 콜라겐 함량은 노화에 따라 감소하며 대조군에서 콜라겐의 합성에 관여하는 fibroblast의 RER 발달은 뚜렷하지 않았으나 갓김치군, 배추김치군에서는 RER의 발달이 현저하여 새로운 콜라겐 생성이 활발히 이루어지는 것으로 나타났다. 이러한 결과로 보아 많은 생리활성물질 및 항산화물질이 함유되어진 김치의 섭취는 피부노화를 방지할 수 있을것으로 기대되며 특히 갓김치의 효과가 우수한 것으로 나타났다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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