• 대한환경공학회지
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• 제22권1호
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• pp.33-42
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• 2000

중금속은 토양 내에서 비보존성 화학물질로 작용하므로 흡착에 의해 지연효과가 발생할 수 있고 흡착은 pH에 영향을 받는다고 보고된 바 있다. 그러므로 토양 및 지하수 오염을 예방하고 복구하기 위해서는 다양한 pH조건에서 중금속의 이동형태를 파악하는 것이 중요한 연구과제가 된다. 본 연구에서는 사질토양에서 pH에 따른 중금속의 이동특성을 연구하기 위하여 배치실험과 주상실험올 수행하였다. 배치실험의 경우 초기농도별로 11가지의 $ZnCl_2$ 40 mL 용액과 사질토양 10g을 교반기에서 72시간 반응시켜 평형상태에 도달하게 한 후 용액을 채취하여 Zn, Ca, Mg의 세 가지 양이온을 ICP-AES로 분석하였다. 주상실험은 3가지 pH조건 (7.7, 5.8, 4.1)에서 10 g/L의 KCl과 $ZnCl_2$를 추적자로 사용하여 순간주입 (pulse injection) 형태로 토양시료 상부에 투입한 후 Time Domain Reflectometry (TDR)를 사용하여 10 cm 깊이에서 잔존수농도를, EC-meter와 ICP분석을 통하여 20 cm 깊이의 하부 경계면에서 침출수농도를 분석하였다. 배치실험 결과, Zn은 Ca, Mg와 이온교환의 형태로 흡착이 발생하였고 등온 흡착방정식의 각 모델 (Linear, Freundlich, Langmuir)별로 최저 1.2에서 최고 614.1의 지연계수를 나타냈다. 주상실험에서도 모든 pH조건에서 Zn이온이 이온교환을 하여 흡착이 발생하였으나, 잔존수와 침출수 형태의 파과곡선 모두에서 Zn이용의 첨두농도 도달시간이 K이온과 일치하여 지연효과는 발생하지 않은 것으로 나타났다. 이는 정상류 상태로 부과한 낮은 배경농도의 용탈수내에 Zn보다 강한 이온교환능을 가지는 원소가 존재하지 않아 Zn의 탈착이 발생하지 않았기 때문이다. pH가 낮을수록 Zn는 용액내 수소이온 ($H^+$)의 증가로 치환능이 감소하여 첨두농도가 높게 나타났고, 상대적으로 치환되는 Ca, Mg의 양은 줄어들었다. 따라서 본 연구에 적용된 배치실험과 주상실험의 조건하에서는 Zn이온이 이온교환반응에 의한 흡착이 발생하였으나 지연효과는 발생하지 않았고 가장 낮은 pH에서 첨두농도가 최고 12.7배까지 증가하였다.

• 대한환경공학회지
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• 제39권3호
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• pp.112-117
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• 2017

PAN 기반 아크릴계 섬유와 DETA 및 $AlCl_3{\cdot}6H_2O$를 반응시켜 아민기($-NH_2$)를 가진 이온교환섬유 PADD를 합성하였다. 개발된 섬유상 소재는 FT-IR과 SEM을 이용하여 그 특성을 확인해 보았다. 회분식 실험으로 수행된 PADD를 이용한 크롬제거 실험 결과는 Langmuir 등온흡착모델에 잘 적용되었으며, 이때 계산된 이론적 최대흡착능 ($Q_{max}$)은 6.93 mmol/g으로 나타났다. 한편 동적흡착실험은 Lagergren 유사이차속도모델에 잘 부합되었다. PADD의 크롬 흡착능은 pH 2에서 가장 높은 값인 4.11 mmol/g을 나타내었고 pH 변화에 많은 영향을 받는 것으로 확인되었다. 또한, 인산과 비소(V)에 대한 공존이온 실험을 통해 PADD가 크롬에 대한 높은 선택성을 갖고 있음을 확인할 수 있었다. 산-염기 역적정으로 구한 PADD의 총이온교환능 (4.70 mmol/g)을 통해 소재의 선택적 제거 가능성을 검증하였다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제36권6호
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• pp.1-12
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• 2008

주요 국산재의 여러 가지 응용물성을 지난 3년에 걸쳐 조사하였다. 전보(강 외 4인 2008, 변 외 5인 2008)에 이어 본보에서는 우리나라의 활엽수 주요 수종인 백합나무, 거제수나무, 오동나무를 재료로 사용하였다. 매년 동일한 장치와 실험조건으로 실험하였기 때문에 모든 수종에 대한 결과를 상호 비교 할 수 있었다. 수분흡착성 실험은 80메시 목분을 이용하였으며, 넓은 범위의 상대습도조건에 따른 평형 함수율과 흡착등온선을 구하였다. 열전도율과 열확산률은 열선열전도장치를, 전기의 부피저항률과 저 항은 고전기저항계를 이용하여 측정하였다. 정목재와 판목재의 열적 전기적 특성차이가 관찰되었는데 이는 해부학적 차이에 의한 것으로 보인다. 음향적 성질은 음향측정시스템을 사용하여 동적탄성률, 내부마찰을 측정하였다. 본 논문의 결과들은 목재구조물 설계, 휴대용 목재수분계 보정, 음향적 성질 등에 필요한 기본 자료를 제공한다.

• 멤브레인
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• 제26권6호
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• pp.480-489
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• 2016

본 연구에서는, 전기방사법을 이용하여 산화철-산화그래핀($Fe_3O_4/GO$, metallic graphene oxide; MGO)이 도입된 PVdF/MGO 복합나노섬유(PMG)를 제조하였으며, 이를 활용하여 비소제거에 대한 특성 평가를 진행하였다. MGO의 경우 In-situ-wet chemical 방법으로 제조하였으며, FT-IR, XRD분석을 진행하여, 형태와 구조를 확인하였다. 나노섬유 분리막의 기계적 강도 개선을 위하여 열처리과정을 진행하였으며, 제조된 분리막의 우수한 기계적 강도 개선 효과를 확인할 수 있었다. 그러나, PMG 막의 경우, 도입된 MGO의 함량이 증가할수록 기계적 강도가 감소되는 경향성을 보여주었으며, 기공크기 분석결과로부터, $0.3{\sim}0.45{\mu}m$의 기공크기를 가진 다공성 분리막이 제조되었음을 확인할 수 있었다. 수처리용 분리막으로의 활용 가능성 조사를 위해, 수투과도 분석을 실시하였다. 특히, PMG2.0 샘플의 경우 0.3 bar 조건에서, PVdF 나노섬유막($91kg/m^2h$)에 비해 약 70% 향상된 결과값($153kg/m^2h$)을 나타내었다. 또한, 비소 흡착실험 결과로부터, PMG 막의 경우, 비소3가와 5가에 최대 81%, 68%의 높은 제거율을 보여주었으며, 흡착등온선 분석으로부터, 제조된 PMG 막의 경우 비소3가, 5가 모두 Freundlich 흡착거동을 따른다는 것을 확인하였다. 위 모든 결과로부터, PVdF/MGO 복합 나노섬유 분리막은 비소제거 및 수처리용 분리막으로 충분히 활용할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제15권5호
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• pp.241-257
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• 1999

유해 유기 오염물에 의한 지반 오염이 심각한 사회문제로 부각되고 있다. 지반 내로 유입된 소수성 유기 화합물은 대부분 난분해성이며, 일단 흙에 흡착되면 제거하기 어려워 오랜 기간에 걸쳐 지하수 오염원으로 작용하게 된다. 이러한 지반 오염의 심각성은 이미 인식되어 왔지만 이를 위한 적절한 정화 방법은 아직 제시되고 있지 않다. 본 논문에서는 유해 유기물 중 p-Cresol과 3,5-Dichlorobiphenyl에 대하여 계면활성제 용액을 이용한 정화 방법의 적용성을 실험을 통해 연구하였다. 중성 계면활성제, Triton X-100과 음이온성 계면활성제, SDS가 탈착용액으로 사용되었다. 먼저 흙과 유기화합물과의 흡착 특성을 파악하고, 계면활성제 용액을 이용한 회분식 탈착 실험과 연성벽체 투수기를 이용한 주상 실험을 실시하였다. 등온흡착실험에서 각 물질의 선형분배계수, $K_p와\; 옥탄올-물\; 분배계수,\; K_{ow}$는 대수 선형 관계식으로 나타났다. 3,5-Dichlorobiphenyl의 경우 회분식 실험에서 0.5 % 농도의 Triton X-100용액으로의 탈착량이 물에 의한 탈착량에 비하여 28배의 향상을 나타내었다. 지반 오염물질이 소수성이며, 난분해성이 클수록 계면활성제 용액을 이용한 지반정화 효율이 높은 것으로 나타났다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제36권4호
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• pp.1-10
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• 2008

주요 국산재의 여러 가지 응용물성을 매년 3수종씩, 3년에 걸쳐 조사하였다. 전보에 이어 우리나라의 침엽수 대표 수종인 잣나무 및 낙엽송을 사용하였다. 매년 동일한 장치와 실험조건으로 실험하였기 때문에 모든 수종에 대한 결과를 상호 비교할 수 있었다. 수분흡착성 실험은 목분을 이용하였으며, 넓은 범위의 상대습도조건에 따른 평형함수율과 흡착등온선을 구하였다. 열전도율과 열확산률은 열선열전도장치를, 전기의 부피저항률과 저항은 고전기저항계를 이용하여 측정하였다. 정목재와 판목재의 열적 전기적 특성차이가 관찰되었는데 이는 해부학적 차이에 의한 것으로 보인다. 음향적 성질은 음향측정시스템을 사용하여 동적탄성률, 내부마찰을 측정하였다. 본 논문의 결과들은 목재구조물 설계, 휴대용 목재수분계 보정, 음향적 성질 등에 필요한 기본 자료를 제공한다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제43권2호
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• pp.249-258
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• 2005

활성탄을 흡착제로 하여 2탑 6단계의 PSA(압력 순환식 흡착) 공정을 통하여 수소/메탄(부피비로 60%/40%)의 이성분 혼합기체에서 수소를 분리하는 연구를 수행하였다. PSA 공정에서 순도 및 회수율에 영향을 미치는 흡착압력, 공급 가스 유량, P/F 비를 변수로 하여 실험과 전산모사를 수행하였다. 본 공정에서 정상 상태는 15 cycle 이후에 도달하는 것을 알 수 있었다. P/F 비와 압력이 증가하고 공급 유량이 감소할 때 수소의 순도가 증가하였고, 반면에 회수율이 감소하는 것을 알 수 있었다. PSA 공정 전산 모사와 실험을 토대로 순도와 회수율이 최대일 때 최적의 PSA 운전 조건을 정하였다. 최적의 운전 조건은 공급가스의 유량이 22 LPM이고, 흡착 압력이 11 atm이며, P/F 비는 0.10으로 나타났고, 그 결과 수소의 회수율은 75% 이상 얻어졌으며, 순도는 99% 이상의 수소를 얻을 수 있었다. 본 연구에서는 비등온 비단열 상태를 고려하였으며, LDF(linear driving force) 모델과 LRC(loading ratio correlation) 등온식을 고려하여 실험과 예상치를 비교하였다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제36권3호
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• pp.70-84
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• 2008

국산재의 여러 가지 응용물성을 매년 3수종씩, 3년에 걸쳐 조사하였다. 첫 수종으로 우리나라의 대표 수종인 소나무를 사용하였다. 매년 동일한 장치와 실험조건으로 실험하였기 때문에 모든 수종에 대한 결과를 상호 비교할 수 있다. 수분흡착성 실험은 목분을 이용하였으며, 가열처리조건에 따른 평형함수율과 흡착등온곡선을 구하였다. 열전도율과 열확산률은 열선열전도장치를, 전기의 부피저항률과 저항은 고전기저항계를 이용하여 측정하였다. 정목재와 판목재의 열적 전기적 특성차이가 관찰되었는데 이는 해부학적 차이에 의한 것으로 보인다. 음향측정시스템을 사용하여 동적탄성률, 내부마찰을 측정하였다. 본 논문의 결과들은 목재구조물 설계, 휴대용 목재수분계 보정, 비파괴검사 등에 필요한 기본 자료를 제공한다.

• 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.

• 공업화학
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• 제30권6호
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• pp.749-756
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• 2019

본 연구에서는 화력발전소에서 채취한 석탄 비산재(coal fly ash)로부터 fusion method를 이용하여 중금속 흡착 성능이 뛰어난 Na-X과 Na-A 제올라이트를 합성하였다. 또한 이를 이용하여 Cu(II) 흡착 성능을 상업용 Na-X 및 Na-A 제올라이트와 비교하였다. 제올라이트의 최적 합성 조건을 선정하기 위해 fusion method의 주요 영향인자인 NaOH 주입비율, 숙성시간(aging time), 수열반응 시간(hydrothermal reaction time), NaAlO₂ (Na-A) 주입비율의 변화에 의한 제올라이트의 특성을 고찰하였다. 그리고 XRD, CEC, BET, SEM 분석을 실시하였으며, 최적의 제올라이트 합성 조건은 NaOH 주입 비율 = 1.5, 숙성시간 = 6 h, 수열반응 시간 = 6 h, NaAlO₂ (Na-A) 주입 비율 = 0.5인 것으로 확인되었다. Langmuir 등온 흡착곡선의 분석결과, Cu(II)에 대한 최대 흡착 농도는 합성된 Na-X와 Na-A 제올라이트의 경우 각각 90.1와 105.26 mg/g, 상업용 Na-X와 Na-A 제올라이트의 경우 각각, 102.05와 109.89 mg/g으로 나타나 Cu(II) 흡착 성능에 있어서 합성 제올라이트와 상업용 제올라이트가 유사한 결과를 보여주었다. 따라서 본 실험의 결과들은 화력발전소 석탄 비산재의 제올라이트 합성 재료로서의 활용 가능성을 나타내었다.