• 한국대기환경학회지
• /
• 제20권5호
• /
• pp.655-662
• /
• 2004

An adsorption process to recover the pure $CH_4\;and\;CO_2$ from its mixture was examined. In this study, activated carbon fibers were used as a selective adsorbent. The activated carbon fibers has 78~94% micropore volume and 10.5~20.3${\AA}$ narrow pore size, and showed high adsorption rate and the good selectivity for $CO_2$ under the ambient pressure. The ACF with high surface area showed short mass transfer zone and long breakthrough time and, its adsorption capacity depended on the microporosity. Compared with single component adsorption, the amount adsorbed $CO_2$ on ACF increased by the roll-up of $CH_4$ in mixed gases. The adsorption selectivity increased as now rate and $CO_2$ concentration of mixed gases increased, showing 5.2 selectivity for 75% $CO_2$ concentration.

• 공업화학
• /
• 제4권1호
• /
• pp.113-124
• /
• 1993

Polyacrylonitrile계 섬유를 전구체로 하여 비등온 과정에 의한 활성화를 승온속도를 달리한 TGA(thermogravimetric analysis) 방법으로 연구하였다. 탄소섬유 -$H_2O$(30%)-$N_2$계 비등온 활성화 과정에서 유도된 속도식 $f=1-\exp(-a{\Delta}T)^b$는 실험값과 잘 일치하였다. 전환율에 따른 세공 용적은 pore volume model에 의한 이론값과 비교적 잘 일치하였고, 이때의 세공 구조는 승온속도, 활성화 온도와 내부 및 외부 전환율과의 복합적인 작용에 의하여 결정되었다.

• 대한환경공학회지
• /
• 제32권1호
• /
• pp.87-96
• /
• 2010

미생물 연료전지의 전극소재는 전기발생량에 영향을 미치는 중요인자이다. 본 연구에서는 탄소전극의 두께 구조가 미생물 연료전지의 전력밀도 미생물 형성 미생물 군집의 다양성에 미치는 영향에 관해 연구를 수행하였다. 산화 환원 전극조합의 능률적인 구성을 위해 다양한 형태의 탄소전극으로 이루어진 7개 실험실 규모의 반응기가 연속식 공정으로 운전되었다. 반응기의 안정화 상태에서 구멍이 있는 흑연펠트(6 mm 두께) 조합이 전기발생량 238 mV, 그리고 쿨롱효율이 37%로 가장 높은 셀 성능을 나타내었다. 산화전극 표면에 미생물의 생성을 관찰하기 위해 SEM 촬영을 실시한 결과, 니트형태의 탄소섬유와 흑연펠트의 표면에 미생물양의 생성이 증가함을 관찰할 수 있었다. 식종 슬러지와 산화전극 부착성장 미생물의 우점종 변화를 관찰하기 위해 PCR-DGGE를 통한 미생물 군집해석 결과, 식종슬러지내의 미생물 군집과 운전 후 각 전극에 우점화 된 미생물의 군집에는 차이를 보였다. 특히 흑연펠트의 탄소섬유에 전기활성 박테리아로 알려진 eobacter 종이 우점화 된 것을 확인할 수 있었다.

• Korean Chemical Engineering Research
• /
• 제45권3호
• /
• pp.269-276
• /
• 2007

$TiO_2$ 함유 피치섬유의 최적 안정화 조건을 도출하기 위하여 $TiO_2$의 함유량을 달리하여 피치섬유를 제조한 후, 여러가지 안정화 조건에 대한 섬유의 특성 변화와 금속입자의 거동을 관찰하였다. 공기에 의한 피치섬유의 안정화시 안정화온도가 높고, $TiO_2$ 함유량이 적을수록 산화에 의한 무게증가가 컸다. 안정화된 섬유를 탄화하면 수율은 71~82 wt.% 수준인데, $TiO_2$가 활성촉매 역할을 하여 $TiO_2$의 함유량이 많을수록 탄화수율은 낮았다. 안정화 과정에서 열가소성의 피치섬유는 산소의 도입으로 카르보닐기(C=O)와 카르복실기(-COOH) 등이 형성되며 동시에 이들이 가교결합을 이루고 수소를 탈리시켜 열경화성 섬유로 전환되었다. 활성탄소섬유의 기공크기는 $TiO_2$ 함유량이 증가함에 따라 점점 커졌으며, 주사전자현미경과 투과전자현미경을 통하여 섬유의 표면과 내부에 분포된 $TiO_2$ 입자와 분포를 관찰한 결과 안정화, 탄화 및 활성화공정 중 일부 $TiO_2$가 서로 뭉침을 알 수 있었다. 최종적으로 0.5 wt.% $TiO_2$ 함유 석유계 피치섬유는 $280^{\circ}C$에서 3 hr를 최적 안정화 조건으로 제시할 수 있었다.

• 보존과학회지
• /
• 제27권4호
• /
• pp.345-356
• /
• 2011

금속산화물에 오염된 도자기 유물을 보존처리 하기 위해서는 경우에 따라 화학적 세척과정이 필요하다. 본 연구에서는 화학적 세척과정을 침적법과 습포법으로 구분하여, 침적법에서는 옥살산과 구연산의 농도에 따른 철산화물 제거특성을 확인하고자 하였다. 나아가 앞선 침적법의 결과를 토대로 spot 테스트를 거친 후, 태안 마도에서 출토된 도자기 유물에 습포법을 적용하여 철산화물을 제거하였다. 옥살산에 60시간 침적시 도자기 빙렬 내의 철산화물은 제거되었지만, 육안관찰에서 침적 3시간 이후부터 철산화물이 관찰되지 않기 때문에 보존처리현장에서는 유물의 안정성을 고려하여 0.25M 이하의 옥살산에 1~3시간동안 침적하는 것이 적당할 것으로 판단된다. 구연산에서는 60시간 침적시 철산화물은 제거되지 않았다. 이는 옥살산과의 분자량 차이 및 산도(acidity) 등에 의한 것으로, 빙렬 내에 침투한 철산화물을 제거할 때에는 구연산보다 옥살산이 좀 더 효과적이었다. 옥살산을 용제로 제작한 습포팩(벤토나이트, 세피올라이트, 활성탄소섬유, 셀라이트)을 오염된 백자태토에 10시간동안 도포 처리하여 철산화물은 제거되었지만, 유물적용성은 벤토나이트와 세피올라이트가 뛰어났다. 그래서 앞선 침적법의 결과를 토대로, 0.25M의 옥살산과 세피올라이트를 습포 팩으로 제조하여 태안 마도 출토 청자 및 백자에 적용하였다. 습포팩 1회 처리로 유물표면의 철산화물은 대부분 제거되었으나 오염물의 형태에 따라 적용횟수는 달라질 수 있을 것으로 판단되며, 세피올라이트에 의한 2차 오염을 방지하기 위한 세척도 함께 병행되어야 할 것이다.

• 공업화학
• /
• 제23권1호
• /
• pp.47-52
• /
• 2012

다공성 탄소나노섬유의 아민 작용기에 따른 $CO_2$ 가스 감응특성을 고찰하고자, 아민작용기가 도입된 다공성 탄소나노섬유 기반 $CO_2$ 가스센서를 제조하였다. Polyacrylonitrile를 전구체로 하여 전기방사법을 통해 나노섬유를 제조하였으며, 열처리 및 화학적 활성화 공정, 그리고 Diethylenetriamine 액상처리법을 통하여 아민작용기가 도입된 다공성 탄소나노섬유를 제조하였다. BET 비표면적 분석결과, 화학적 활성화법에 의해 최대 $2000m^2/g$까지 탄소나노섬유의 비표면적이 향상됨을 확인하였으며, FT-IR 분광법을 통해 아민 작용기의 도입을 확인하였다. 아민 작용기가 도입된 가스센서의 $CO_2$ 가스 감응특성은 다공성 탄소섬유 기반 가스센서에 비해 약 4배 향상됨을 확인하였다. 결과적으로 화학적 활성화법에 의해 발달된 기공특성과 아민작용기 도입에 따른 화학흡착 유도에 의하여 감응특성이 향상되었음을 확인하였다.

• 대한환경공학회지
• /
• 제35권10호
• /
• pp.717-723
• /
• 2013

대한민국 환경부는 전국 대도시 측정소의 절반 이상에서 초미세먼지(Particulate Matter, $PM_{2.5}$) 농도가 기준치를 초과함으로서 국민의 건강보호를 위한 초미세먼지 제거대책을 추진 중에 있다. 전주시 중심가에서 여러 가지 주행조건을 달리하고 주행 중에 승용차내 초미세먼지를 측정한 결과 공기순환모드(Actuator)를 내기모드로, 송풍기(Blower)를 2단으로 조절한 경우에 초미세먼지의 감소속도가 가장 신속하고 낮은 농도를 유지하였다. 주행중에 창문을 열면 외부의 오염원 진입과 더불어 내부 먼지의 비산이 발생하였으며 탑승인원의 증가도 초미세먼지의 비산을 유발하였다. 공기 청정용 필터는 현재 사용중인 절곡 폴리프로필렌 부직포가 가장 우수했으나, 초미세먼지와 함께 휘발성 유기물질의 제거를 위하여는 탄소흡착제인 활성탄소섬유(Activated Carbon Fiber Filter) 부직포 필터의 사용이 훨씬 효과적일 것으로 판단된다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제10권12호
• /
• pp.3731-3739
• /
• 2009

철, 황동, 아연, 구리 등 금속과 탄소섬유를 양전극으로 한 해양 퇴적물 전지를 구성하여 전기적 특성을 알아보았다. 금속 전극으로는 철, 황동, 아연, 구리판과 탄소전극으로는 graphite felt가 사용되고 환원부 전극은 graphite felt로 하였다. 해안 퇴적토에 서식하는 미생물군에 의해, 또는 빠른 금속 부식반응에 기초한 산화작용에 의해 전자가 방출되고 아연/철 전극에서 최대전류가 $7.7\;A/m^2$, 철 전극에서 최대 $6.9\;W/m^2$의 전력밀도가 형성되었다. 탄소 천을 감싼 복합금속전극 시험결과 금속전극만 사용한 경우보다 전기특성이 60%정도 향상되었고 이는 미생물 증식과 부식에 의한 산화피막 형성이 지연된 결과로 여겨진다. 산화전극부의 ORP는 실험시간 내내 일정하였으며 구리전극 사용시 유기산 형성으로 추정되는 약한 pH 강하가 일어났다. 전극부와 전해질 부분의 전기저항을 계산한 결과 전기 생산의 주 영향인자는 부식반응 조절과 미생물의 전자 이전활성에 있음을 알 수 있었다.

• 대한환경공학회지
• /
• 제28권10호
• /
• pp.1055-1064
• /
• 2006

본 연구소에서는 혐기성 입상슬러지를 충진한 UASB 반응기와 탄소섬유를 충진한 배양기를 조합하여 아주 느린 성장특성을 가진 혐기성 암모늄 산화균의 배양을 시도하였다. 연속배양 180일 이후, 유입질소부하가 0.6 kg $N/m^3-d$였을 때, 평균 질소전환율은 0.54 kg $N/m^3-d$로 나타났다. 검은 혐기성 입상슬러지는 연속배양시간이 지남에 따라 갈색과 붉은 색으로 변화되었으며, anammox 반응기는 붉은색 입상슬러지가 많을수록 높은 활성도를 나타내었다. 따라서, 붉은색 입상슬러지를 채취하여 분자생물학적 방법을 이용하여 미생물 군집구조를 분석하였다. 클로닝 및 계통분류학적 분지도 작성 결과, anammox UASB 반응조의 붉은색 입상슬러지에서 발견된 미생물 종류는 anammox 미생물과 더불어 문단위의 4가지 다른 미생물, Proteobacteria, Acidobacteria, Chlorobi와 Chloroflexi로 나타났다. Anammox UASB 반응조내의 붉은색 입상슬러지에서는 clone의 개수를 기준으로 anammox 미생물이 약 25%가 존재하였고 $\beta$-proteobacteria가 우점하고 있는 양상을 보여주었으며, 본 연구의 클로닝 정보와 AMX368 FISH 탐침자를 이용해 in silico 실험을 수행한 결과 AMX368과 정확히 들어맞는 anammox 미생물 clone 하나와 하나의 염기서열이 변이를 일으킨 11개의 anammox 미생물 clone을 확인할 수 있었다. 사상균 형태의 Chloroflexi는 혐기조건 입상 슬러지의 형성과 관련이 있는 것으로 판단되었다. FISH 수행결과, anammox 미생물은 붉은색 입상 슬러지에 우점하고 있는 것으로 나타났다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
• /
• 한국표면공학회 2000년도 추계학술발표회 초록집
• /
• pp.59-59
• /
• 2000

원자력발전소 1차계통과 격납용기 내부에서 사용되는 주요 부품들은 운전중에 발생한 방사 성 물질들의 침투와 홉착에 의해 오염되어 간다. 이 오염된 부품 및 장비, 공구, 방호복, 방호모자, 작업화 등의 세정과 정비를 위해서는 제염이 선행되어야 한다. 현재의 제염법은 2차 방사성 폐기물을 발생하는 문제점이 있다. 따라서I 2차 폐기물의 발생을 근원적으로 줄일 수 있는 새로운 제염방안이 절실히 요구되고 있는 실정이다. 본 논문에서는 이러한 문제점을 해결할 수 있는 제염법을 개발하기 위해 2가지 방법을 적용하였다. 첫째로, 원자력 발전소에 서 나오는 방사능 오염 세탁물 제염을 위한 액체 및 초임계 이산화탄소를 이용한 방사능 오염물 제염기를 개발하였다. 제염기는 반응기(16 liteer), 회수시스템 그리고 저장용기로 구성되어있다. 세정에 사용된 모든 이산화탄소는 회수되어 재사용 되어지므로 2차 폐기물의 발생을 근원적으로 없앨 수 있다. 제염성능실험결과 제염지수가 목표치보다는 낮았다. 이는 제염 기에 계면활성제와 기계적인 힘을 가한다면 높은 제염지수를 얻을 수 있을 것으로 예상된다. 둘째로, 발전소에서 나오는 오염된 공구나 장비의 세척을 위한 가변형 노즐 드라이 아이스 세척 장치를 개발하였다. 표면세정시 얼음층 형성방지를 위하여 열공급장치를 부착하였다. 유라표면에 지문을 묻혀 실험한 결과 쉽게 제거되었다. 실제 발전소에 있는 P Pump-housing의 표면을 실험한 결과 방사능의 약 40-80%가 제거되었다. 이 장치는 검출기, 제어장치, 용액상에서 세척될 수 없는 장치에 적용할 수 있는 효율적인 세척법이다. 이는 프리프레그의 표면처리 가 충과 충간의 접착강도를 증가시키고 또한 탄소섬유와 에폭시 간의 계면력을 증가시킨데 기인하는 것으로 사려된다.되었으며, duty-on 시간의 증가에 따라 $Cr_2N$ 상의 형성이 점점 많아져 80% duty-on 시간 경우에는 거의 CrN과 $Cr_2N$ 상이 공존하는 것으로 나타났다. 또한 duty-on 시간이 증가할수록 회절피크의 세기가 증가하여 결정화가 더 많이 진행되어짐을 알 수 있었다. 마찬가지로 바이어스 펄스이 주파수에 다른 결정성의 변화도 펄스의 주파수가 증가할수록 박막이 결정성이 좋아지고 $Cr_2N$ 상이 쉽게 형성되었다. 증착 진공도에 따른 결정성은 상대적으로 질소의 농도가 높은 낮은 진공도에서는 CrN 상이 주로 형성되었으며, 반대로 높은 진공도에서는 $Cr_2N$ 상이 많이 만들어졌다. 즉 $1.3{\times}10^{-2}Torr$의 증착 진공도에서는 CrN 상만이 보이는 반면 $9.0{\tiems}1-^{-2}Torr$ 진공도에서부터 $Cr_2N$ 상이 형성되기 시작하여 $5.0{\tiems}10^{-2}Torr$ 진공도에서는 두개의 상이 혼재되어 있음을 알 수 있었다. 박막의 내마모성을 조사한 결과 CrN 박막의 마찰 계수는 초기에 급격하게 증가한 후 0.5에서 0.6 사이의 값으로 큰 변화를 보이지 않았으며, $Cr_2N$ 박막도 비슷한 거동을 보였다.차 이, 목적의 차이, 그리고