• 한국전산구조공학회논문집
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• 제34권4호
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• pp.199-204
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• 2021

본 논문에서는 정전기 흡착패드를 구성하는 곡면형 전극의 기하학적 엄밀성을 고려하기 위해 정전기 문제에 대하여 CAD에서 사용하는 NURBS 기저함수를 직접 사용하는 아이소-지오메트릭 해석 기법을 도입하였다. 정전기 흡착력을 곡선 접촉면에서 구하는데 법선 벡터의 영향이 크므로 엄밀한 기하형상을 고려하는 아이소-지오메트릭 해석이 강점을 갖는다. 수치 예제를 통해 곡면과 평면에서 반복 구조의 유무에 따른 파라메터 연구를 수행하여 곡면형 전극의 흡착력이 좋은 성능을 가짐을 보였다. 정전기 흡착력의 성분을 분석하였을 때 정전기 흡착력의 차이는 법선 성분 전기장의 증가로 인한 것으로 파악되었다. 결론적으로 곡면형 전극에서도 전극 사이 거리가 가까워지는 아래로 볼록인 경우가 가장 성능이 좋고, 위로 볼록인 경우에는 성능이 가장 낮음을 보였다.

• 공업화학
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• 제8권4호
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• pp.631-636
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• 1997

흡착제로 널리 쓰이는 다공성탄소의 흡착성능을 증가시키는 연구를 수행하였다. 열처리에 의하여 다공성탄소의 흡착성능을 증가시킨 후, 유해중금속의 일종인 $Cr^{+6}$의 선택적 흡착을 시행하였다. 다공성탄소의 적정 열처리 온도는 $340{\sim}350^{\circ}C$가 가장 적절하였으며, 이때의 평균 비표면적은 Brunauer-Emmett-Teller(BET) 방법에 의해 $1380m^2/g$로 측정되었다. 열처리 과정에서 전체중량의 약 10%의 감소가 있었으나, 비표면적의 증가로 고품질의 흡착제가 되었다. 또한 열처리된 다공성탄소에 의하여 액상에서의 $Cr^{+6}$의 제거가 성공적으로 수행되었다.

• KSBB Journal
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• 제8권4호
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• pp.336-340
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• 1993

생물고분자 생산을 위하여 오니에서 slime을 생산하는 Zoogloea ramigera 115를 선택하였다. 추출한 생물고분자는 카드뮴, 아연 같은 금속에 대해서 높은 흡착성능을 나타냈다. 특히 발효조 broth는 높은 흡착성능을 나타냄으로써 부가적인 분리공정없이 생물흡착제로서 사용 가능할 것이다. 생물고분자는 calcium alginate bead 형태로 고정화되어 유가금속 회수를 위하여 충전층 반응기에 사용되었다. 생물흡착제는 구리, 카드뮴, 망간, 아연에 대하여 80% 또는 그이상의 높은 제거율을 나타냈으며 흡착-탈착-재흡착 실험에서 높은 안정성을 나타냈다. 고정화된 생물고분자 시스템은 이온교환수지와 같은 다른 중금속 제거 시스템과 경쟁력 및 잠재적인 산업상 응용 가능성을 보였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제45회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.299.1-299.1
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• 2013

넓은 표면적을 갖는 탄소나노튜브(CNT)는 기체 분자의 흡착 성능이 기존의 다른 흡착제에 비해 우수한 것으로 알려져 있으나, CNT의 물리/화학적 성질은 튜브의 직경과 기하 구조에 의해 큰 차이를 나타내며 정제가 매우 까다롭다는 단점을 가지고 있다. CNT와 외형적으로 매우 흡사한 질화붕소 나노튜브(BNNT)의 경우, 구조와 직경에 상관없이 열적, 화학적 안정성이 우수하여 $CO_2$를 비롯한 다른 공해 물질들의 제거제나 흡착제로서 응용 가능성이 매우 높다. 본 연구진은, BN-결함을 도입한 BNNT 벽면에서의 $CO_2$ 흡착 반응과 $CO_2$를 에너지 물질인 HCOOH와 $H_2CO_3$로 전환하는 반응에 대한 양자화학 이론 계산 연구를 수행하였다. 그 결과, $CO_2$에 대한 $B_N$-BNNT 흡착 성능이 튜브의 직경에 상관없이 매우 우수하였고, $B_N$-BNNT 벽면상에 흡착된 $CO_2$가 물 분자와 반응할 경우 HCOOH와 $H_2CO_3$로의 전환반응이 효과적으로 진행되었다. 이러한 이론 계산 연구 결과는 BN-BNNT가 $CO_2$ 흡착제 및 에너지 전환 촉매로의 응용 가능성을 훌륭히 제시하고 있다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제36권6호
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• pp.69-76
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• 2008

탄화온도별로 제조한 신갈나무(Quercus mongolica Fischer)목탄과 낙엽송(Larix leptoepis)수피탄에 의한 유해가스 흡착성능 평가를 하여 본 결과, 탄화온도가 증가하면 비표면적과 탄소함량이 증가하는 경향이 있으나, $600^{\circ}C$이상의 온도에서는 상승폭이 둔화하였다. 또한 신갈나무탄과 낙엽송수피탄에 의한 유해가스 제거율 차이는 뚜렷하지는 않았으나, 탄화온도는 가스흡착성능에 큰 영향을 주는 것으로 나타났다. 즉, $300^{\circ}C$에서 탄화한 저온 목질탄화물은 목탄 또는 수피탄의 종류에 관계없이 50% 이하의 매우 낮은 악취가스 및 VOC 물질 제거율을 나타낸 반면, $600^{\circ}C$이상의 고온 탄화물은 목질의 종류에 관계없이 악취물질인 트리메틸아민, 메틸메르캅탄, 황화수소의 제거율과 VOC물질인 벤젠, 톨루엔, 자일렌 제거율이 거의 100%를 나타낼 정도로 높았으며, 흡착 10분 이내에 흡착평형에 이를 정도로 빠른 흡착성을 나타내었다. 한편 아세틸렌이나 $SO_2$, $NO_2$ 가스 제거율은 고온탄화물이라도 흡착 4시간 후인 흡착평형이 이루어지더라도 40% 이하로 매우 낮아 가스 종류에 따라서 흡착거동에 차이가 있었다. 이와 같이 탄화온도와 가스 종류에 따라 흡착성능이 달라지는 것은 비표면적과 같은 물리적인 요인뿐만 아니라 목탄의 관능기 종류 및 양에 의한 화학적 변화가 영향을 미치는 것으로 판단되며, 화학적 요인에 대한 구명이 필요할 것으로 생각된다.

• 공업화학
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• 제18권4호
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• pp.337-343
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• 2007

천연가스의 누출을 감지하기 위해서 첨가되는 유기 황 화합물질인 부취제에 의해 연료전지 내의 스택 전극과 개질기 촉매들이 피독되어 시스템 성능저하의 큰 원인이 되고 있다. 본 연구에서는 실리카, 알루미나, 활성탄, HZSM-5, Ultra-stable Y 제올라이트(USY) 및 베타 제올라이트와 같은 흡착제들을 부취제 제거용 흡착제로 사용하여, tetra-hydrothiophene (THT)와 tert-butylmercaptan (TBM)에 대한 흡착 성능을 연속식 흡착시스템에서 얻은 흡착파과곡선을 비교하여 평가하였다. 제올 라이트의 Si/Al 비, 흡착온도 및 Balance Gas (메탄, 헬륨) 종류의 변화가 흡착성능에 미치는 영향을 조사하고, THT와 TBM의 경쟁적인 흡착특성을 비교하였다. 여러 흡착제 중에서 H형, beta-zeolite (BEA)가 부취제인 TBM과 THT에 대해서 가장 우수한 흡착능력을 나타내었으며, 동일한 흡착제 상에서는 THT가 TBM보다 많은 양으로 흡착제거되었다. Temperature Programmed Desorption (TPD) 및 Infrared 스팩트럼(IR) 분석결과 부취제 황화합물은 제올라이트 표면에서 물리흡착과 더불어 산점에 의한 화학흡착을 이루는 것을 확인하였다.

• 청정기술
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• 제23권4호
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• pp.364-377
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• 2017

본 연구에서는 활성탄 원료로서 국내산 무연탄의 낮은 비표면적을 향상시키기 위해 유 무연탄 혼합에 따른 화학적 활성화 및 휘발성유기화합물 흡착특성 연구를 수행하였으며, 이를 위해 원료 물성, 활성탄 제조공정별 특성, 제조 활성탄의 휘발성 유기화합물 흡착성능이 분석되었다. 실험결과, 삼성분 항목 중 높은 회분함량과 기준을 초과한 납, 비소 중금속이 국내산 원료의 단점으로 나타났다. 단점 개선을 위해 유 무연탄을 혼합하고, 전처리, 활성화, 세척, 조립 공정의 최적 조건을 도출하여 비표면적 $1,154{\sim}1,420m^2g^{-1}$의 중간세공이 발달한 소수성의 활성탄을 제조할 수 있었으며, 모든 품질규격기준을 만족하였고, 상용활성탄과 유사한 물리화학적 특성을 나타내었다. 벤젠, 자일렌, 톨루엔 흡착에 상용 성능을 위한 원료 혼합조건은 최소 $5,640kcal\;kg^{-1}$ 이상의 발열량이 필요하며, 자일렌 > 톨루엔 > 벤젠의 순서로 흡착성능이 우수한 것으로 보아 상대적으로 분자량이 크고 소수성이 강한 휘발성 유기화합물에 대하여 우수한 흡착성능을 가지는 것으로 나타났다.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 1996년도 경북지부 결성 및 추계학술발표회 논문집
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• pp.97-101
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• 1996

산림부산물인 수피에 의한 카드뮴 이온의 선택적 흡착 현상을 이용하여 인공폐수로부터 카드뮴이온의 제거를 시도하였다. 카드뮴 이온 선택성이 우수한 소나무와 상수리 나무의 수피를 이용한 효율적인 연속식 대량 수처리 시스템의 개발을 위한 기초 실험으로 카드뮴 이온흡착 등온선을 조사하였고, batch stirred reactor, airlift reactor, packed bed column 등 여러 접촉시스템에서의 카드뮴 이온의 제거 효율을 검토하였다. 카드뮴 흡착등온선은 두 수피 모두 Langmuir 형식으로 나타났으며 소나무 수피의 최대흡착용량은 약 7 mg/g, 상수리나무 수피의 경우에는 약 8 mg/g 정도로 나타났다. Batch stirred reactor를 이용한 시스템에서 초기농도 13 ppm의 카드뮴용액 100 $m\ell$ 을 수피 10 g 과 접촉시킨 결과 30분 이내에 95% 이상 제거되는 효율성을 보여주었다. Airlift reactor를 이용한 시스템에서는 수피 30 g 을 포기농도 10 ppm 카드뮴 용액 1 liter와 접촉시킨 결과 15분 이내에 93 % 이상 제거되었으며 4 cycle 반복 운전에서도 거의 같은 성능을 유지하였고 그 이상의 cycle에서는 점점 성능이 떨어짐을 보여주었다. Packed bed column을 이용한 시스템에서는 20 g의 수피를 충전시켰을 경우 초기농도 20 ppm에서 effluent 2.5 liter 까지는 95% 정도의 제거효율을 보여주었다.

• 국방과기술
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• 2호통권276호
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• pp.58-65
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• 2002

이 글은 최근에 개발되어 큰 관심을 모으고 있는 흡착성능이 대단히 우수하고 가벼운 활성탄소섬유(ACF 혹은 섬유상 활성탄소)에 유기인 화합물 신경작용제의 모델가스인 DMMP를 통과시켜 흡착 파과곡선을 측정하고 방독면과 보호와의 핵심소재인 첨착활성탄소(ASC-AC)와 제거능력을 비교하면서, ACF가 현재 사용되고 있는 독성가스 제거용 첨착활성탄소를 대체할 수 있는 가능성을 보고자 하였다.

• 한국환경과학회:학술대회논문집
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• 한국환경과학회 1997년도 가을 학술발표회 프로그램
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• pp.65-66
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• 1997

우리나라의 대부분 하천과 인공댐의 경우 조류발생에 기여하는 영양염은 질소, 인 그리고 규소 등인데 특히 인이 생산제한 인자로 작용하고 있다. 따라서 인을 적절히 제거할 경우에는 조류 발생에 의한 수질의 악화와 수이용의 저해요인을 배제할 수 있어 이에 대한 연구가 많이 진행되어 왔다. 지금까지와 연구는 인의 화학적 응집 침전법, 생물학적 처리법에 대하여 수행되어 왔으나 설비자금, 운영비, 운전기술, 슬러지 생성 그리고 제거효율 등에서 만족스런 결과가 도출되지 못하여 현장 적용을 하지 못하고 있는 실정이다. 이러한 현실을 감안하여 우리의 자연 환경에서 쉽게 자할 수 있는 황토를 모재로하여 Al3-과 Fe3-, Ca2-을 적절히 배합하여, 주로 인을 선택적으로 제거하 고자 개발된 황토의 흡착능력 그리고 흡착 메카니즘에 대한 기본적인 연구를 하고자 (1) 등온흡착실험을 통하여 흡착용량을 평가하고 (2) 흡착제거속도를 평 가하였고 (3)파과시간 및 흡착특성을 파악하기 위해 column 흡착실험을 하였다 또한 (4) 황토내의 Al3-, Fe3-과 Ca2- 등이 인의 화학적 흡착에 기여하는 정도를 파악하여 흡착메카니즘을 규명하고자 하였다. 먼저 흡착용량실험을 위하여 PO3-4-P 농도 3ppm의 용액 200mf에 황토 0.2g, 0.5g, 1.0g, 2.0g을 각각 투여한 후 충분한 흡착평형이 일어나게 24시간 동 안 130rpm으로 $25^{\circ}C$ 등온반웅조에서 저어주어 흡착평형에 도달하면 상등액을 GF/C Filter로 여과한 후, 여액에 대해 PO3-4-P의 농도를 Ascrobic he건법으로 측정한 결파, Freundlich 등온흡착식에 의하면 K값은 17.34와 16.28이었으며 1/n 값은 1.32와 1.42로 인흡착 성능이 뛰어난 것으로 평가되었다. 둘째, 흡착속도 실험은 PO3-4-P 농도 1.5ppm의 용액 2f에 259의 황토를 투여하고 충분한 혼합이 일어날 수 있도록 170rpm으로 교반하면서 시간별 용액 의 농도 변화를 측정한 결과, 0.45mg/g/m교의 속도로 15분만에 94.3%의 인 제거 효율을 보였다. 셋째, 직경 12mm의 glass column에 황토를 209 채우고 1.5ppm의 PO34P 용액을 2.Sne11in의 유량으로 통수 시킨 후, 시간에 따른 농도 변화를 측정한 결과, 원수 농도의 50%에 해당하는 파과점까지 약 70시간 만에 도달하였다. 넷째, Al3-, Fe3-과 Ca2- 등이 화학적 흡착에 기여하는 정도를 파악하기 위 하여 황토 2g에 대하여 Hieltijes and Lijklema 방법에 의해 Adsorbed-p, Nonapatite inorganic-P(NAI-P), Apatite-p, Organic-P로 구분하여 분석하고, 총인(Total Phosphorus)을 Standard Methods에 따라 Persulfate digestion후 0.45 m membrane 여지 여과하여 여액에 대해 PO3-4-P의 농도를 Ascorbic Acid 법으로 측정한 결과, NAI-P가 가장 큰 비율을 차지하였고, 부원료로 첨가된 금속 양이온 중 Fe3-이온이 흡착에 기여하는 정도가 가장 큰 것으로 평가되었다.