• Polymer(Korea)
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• v.33 no.6
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• pp.555-560
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• 2009

Sulfonic acid of the sulfonated 6FDA-based polyimides were exchanged with the monovalent ($Li^+$, $Na^+$, $K^+$) and divalent ($Mg^{2+}$, $Ca^{2+}$, $Ba^{2+}$) ions. The effect of metal cations exchanged sulfonated polyimides was investigated in terms of gas permeability and selectivity for $CO_2$, $O_2$ and $N_2$ gases. Thermogravimetric analysis showed that thermal stability of sulfonated polyimide was improved by exchanged metal cations. The permeabilities of monovalent cation-exchanged, sulfonated polyimide were reduced as the ion radius reduced [$Li^+$(0.059 nm)>$Na^+$(0.102 nm)>$K^+$(0.138 nm)], and those of divalent cations exchanged were determined by the ionic radii and electrostatic crosslinking between the polymer and metal cations, whereas the selectivities of all the metal cation-exchanged, sulfonated polyimides for $CO_2/N_2$ and $O_2/N_2$, were higher than those of sulfonated polyimide membranes. The sulfonated polyimide exchanged with the potassium cation showed the $O_2$ permeability of 89.98 Barrer [$1\times10^{-10}\;cm^3$(STP) $cm/cm^2{\cdot}s{\cdot}cmHg$] and the sulfonated polyimide exchanged with the lithium cation showed the $O_2/N_2$ selectivity of 12.9.

• Clean Technology
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• v.7 no.1
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• pp.75-80
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• 2001

In this study, hexavalent chromium (Cr(VI)) plating wastewater in strong acidic condition was treated by reduction and alkalization. Ferrous sulfate ($FeSO_4$), known to reduce Cr(VI) to Cr(III) rapidly at acidic pH, was used as a reductant of Cr(VI). The optimum reduction condition of Cr(VI) was observed at iron to chromium dose ratio of 3:1 by mole concentration. The precipitation of Cr(III) as $Cr(OH)_3$, was achieved by the pH adjustment in the limestone aeration bed. The precipitates were removed less than the upper limit of chromium for effluent at pH over 5.0. The continuous removal of Cr(VI) was performed using the process consisting of reduction vessel, limestone aeration bed, and sedimentation tank coupled with metal screen membrane. As pH was maintained around 5.0 in the limestone aeration bed, insoluble chromic hydroxide flocs was formed continuously. Most chromic hydroxide flocs were filtered by the metal screen membrane with 1450 mesh size, and the treated water to meet the upper limits of chromium for effluent (Cr Conc. 0.25~0.90 mg/l) was obtained in 30 minutes. Periodic backwashing decreased the fouling on the membrane rapidly.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2008.05a
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• pp.859-863
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• 2008

축산폐수, 침출수 등의 고농도 폐수를 생물학적으로 처리할 경우 최종 방류수는 강한 색도를 띠며 고분자량의 유기물질을 다량 함유한다. 이는 생물학적으로 분해하기 어려운 유기성 복합체와 생화학적 반응에 의한 중간생성물로 색도를 띠는 천연유기물질(NOM)을 포함한다. 생물학적 처리수의 색도는 심미적인 불안감, 방류수역의 수질오염 및 공중보건상의 잠재적 위해성을 갖는다. 또한, 수자원 이용측면에서 정수처리공정에서의 약품투입량 증가와 특히, 소독부산물 생성이라는 잠재적 문제점이 뒤따른다. 따라서 이러한 문제점을 해소하기 위한 생물학적 2차 처리수의 후속처리가 요구되며, 실제로 난분해성 유기물과 색도를 제거하기 위한 흡착, 막 분리, 고급산화(AOP) 및 화학적 응집 등의 물리-화학적 공정에 대한 연구가 수행되어왔다. 특히, 화학적 응집은 무기응집제 또는 고분자중합체(Polymer)를 이용하여 콜로이드성 입자와 색도를 띠는 난분해성 유기물을 전기적 불안정화를 유도함으로서 흡착 및 응집과정을 통해 제거하는 공정으로 많은 연구자들에 의해 연구되어왔다. 그러나 난분해성 유기물과 색도제거는 대상원수의 성상과 화학적 특성 등에 따라 각각의 제거효율과 최적 운전조건이 상이하게 나타난다. 화학적 응집공정은 비교적 높은 제거효율을 보이지만, 운전 및 유지관리의 기술적 어려움, 경제적 비효율성 등으로 인하여 적용에 어려움을 겪고 있는 실정이다. 본 논문에서는 생물학적 혐기-호기성 공정에서 방류되는 축산폐수의 2차 처리수를 대상으로 화학적 응집에 의한 색도 및 난분해성 유기물의 제거거동을 고찰하였다. 대상 처리수의 $TCOD_{Cr}$ 농도는 평균 410 mg/L인 반면, $BOD_5$는 7-15 mg/L 범위로 난분해성 유기물을 다량 함유하고 있음을 알 수 있었다. 이에 황산알루미늄(Aluminium sulfate; $Al_2(SO_4){\cdot}14H_2O$)과 염화철(ferric chloride)의 무기응집제를 이용하여 자 테스트(jar test)를 수행한 결과, 동일한 응집제 주입량에서 염화철의 유기물 제거 효율이 높은 것으로 나타났다. 황산알루미늄과 염화철의 경우 각각의 응집제 주입율 5.85mM에서 89%, 7.03mM에서 97.5%의 최대 유기물 제거효율을 보여주었으며, 이 때 최종 pH는 4.0-5.6 범위이었다. 한편, 대상 원수 내의 콜로이드성 입자 또는 용존성 유기물의 작용기(functional group)는 일반적으로 음으로 하전 되어 있어 응집에 의해 잘 제거되지 않는 특성을 가지고 있다. 따라서 과량의 응집제를 주입하여 다가의 양이온성 금속염을 흡착시켜 전기적으로 중화시키고, 생성된 침전성 수화물 내에 포획 또는 여과시켜 제거하게 된다. 이 때, 금속염 수화종의 전하밀도가 응집효율에 영향을 주는 것으로 알려져 있는데, 다가의 양이온은 전기적 이중층(Double layer) 압축에 의한 불안정화를 향상시킬 수 있기 때문에다. 또한, 2가 금속염은 색도유발물질과 흡착하여 humate 또는 fulvate 등의 착화합물(complex)을 형성시켜 응집효율을 향상시킬 수 있다. 따라서 본 연구에서는 생물학적 2차 처리수의 화학적 응집처리에 있어서 알루미늄염 등의 다가이온 첨가가 응집에 미치는 영향을 관찰하고, 후속되는 플록형성 및 침전공정에 의한 제거효율을 비교, 평가함으로써 2차 처리수로부터 난분해성 유기물과 색도를 보다 효과적이고 경제적으로 제거할 수 있는 최적인자를 도출하고자 하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2018.06a
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• pp.107-107
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• 2018

무전해 니켈도금 용액의 성분은 Ni(II)염, 환원제, 적합한 금속 배위 리간드, 안정제 및 특정 특성 요구에 대한 첨가제를 포함한다. 일반적으로 도금 욕에는 미량의 안정제가 함유되어 있다. 만약 적절한 안정화 시스템이 없는 도금 욕에서 도금 공정 시 도금 시작 직후에 많은 양의 니켈 플레이크(Ni flake)가 생성되어 빠르게 도금 용액이 분해되어 더 이상 도금이 어렵게 된다. 그러나 무전해 도금 욕에서 안정제의 역할 및 도금 층에 미치는 영향에 대한 연구는 여전히 부족한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 $Pb^{2+}$ 안정제 농도가 도금 층에 미치는 영향과 캐비테이션 침식 실험을 통해 그 내구성을 평가하고자 하였다. 무전해 니켈코팅을 위한 모재는 회주철(FC250)을 $19.5mm{\times}19.5mm{\times}5mm$의 크기로 가공하였다. 회주철의 인장강도는 $330N/mm^2$이며, 그 성분 조성(wt.%)은 3.23 C, 1.64 Si, 0.84 Mn, 0.016 P, 0.013 S 그리고 나머지는 Fe이다. 시험편은 SiC 페이퍼 #1200까지 연마하여 시험편의 표면 거칠기는 $1.6-2.1{\mu}m$ 범위 내로 제작하였다. 무전해 도금 전 시험편은 탈지를 위해 상온의 아세톤 용액에서 3분간 초음파 세척하고, $90^{\circ}C$의 알카리 수용액으로 5분간 세척하였다. 그리고 표면 활성화를 위한 산세척은 5% 황산용액에서 30초 동안 실시하였다. 도금조로 500mL 비커를 사용하였으며, 모든 시험편은 2시간 동안 무전해 니켈도금을 실시하였다. 그리고 니켈도금 층의 내식성과 내구성을 평가하기 위해 전기화학적 분극 실험을 통한 타펠분석과 ASTM G32 규정에 의거한 캐비테이션 침식 실험을 실시하였다. 그 결과 안정제 농도가 도금 속도와 도금 층의 성분 변화에 크게 영향을 미쳤으며, 그에 따라 도금 층의 내식성과 내구성이 크게 변화되었다.

• New & Renewable Energy
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• v.3 no.4
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• pp.98-103
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• 2007

국제 원유가의 지속적인 상승에 따라 화석연료 고갈을 대비한 대체에너지 및 온실가스배출 감소를 위하여 바이오연료의 시용 및 상용보급은 전세계적인 추세이다. 우리나라의 경우 바이오디젤은 2002년부터 시범보급사업(Demonstration & disseminatio을 거쳐 2000년 7월부터 전국주유소를 통하여 경유 중에 바이오디젤 0.5%를 혼합한 BD0.5를 수송용 연료로 도입하여 아시아 최초로 상용보급화를 시행하고 있다. 또한 휘발유 중 바이오에탄올 혼합 연료유 도입을 위한 실증평가연구를 2006년 8월부터 2008년 7월까지 수행중이다. 자동차용 휘발유의 옥탄가 향상을 위해 함산소 기재로 사용되는 MTBE(Methyl Tertiary Butyl Ether)를 바이오에탄올로 대체한 바이오에탄올 혼합연료유는 수분 혼입에 의한 상 분리(Phase separation)와 금속에 대한 부식성 문제를 야기 시킬 수 있다. 바이오에탄올을 서브옥란가솔린(Sub-octane gasoline)에 혼합하여 상 분리 모사실험, 금속류 부식시험, 고무류 침지실험 등 다양한 품질특성평가를 수행하였으며, 이런 결과들을 바탕으로 국내실정에 알맞은 최적의 혼합량(E3, E5)을 도출하였다. 또한 전국에 4개 시범주유소를 운영하여 바이오에탄올 혼합 연료유의 유통 및 보급을 통해 최적의 유통인프라(Distribution infrastructure) 보완 및 구축 방안을 도출 하고자 한다.

• Journal of the Korean Magnetics Society
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• v.14 no.1
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• pp.38-44
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• 2004

The iron doped colossal magnetoresistance materials with La-Ba-Mn-O perovskites structure have been synthesized by chemical reaction of sol-gel methods. Their crystallographic and magnetic properties have been studied with x-ray diffraction, VSM, RBS, Mossbauer spectroscopy, and magnetoresistance measurements. The crystal structure of the La$\_$0.67/Ba$\_$0.33/Mn$\_$0.99/Fe$\_$0.01/ $O_3$ at room temperature was determined to be orthorhombic of Pnma. The lattice parameters a$\_$0/ and c$\_$0/ increased gradually, but b$\_$0/ deceased with increase of iron substitution. The magnetization and coercivity deceased, also the Curie temperature decreased from 360 K as x increased from 0.00 to 0.05. Magnetoresistence measurements were carried out, and the maximum MR ($\Delta$$\rho$/$\rho$(0)) was observed at 281 K, about 9.5 % in 10 kOe. The temperature of maximum resistance (R$\_$MAX/) decreased with increasing substitution of Fe ions and a semiconductor-metal transition temperature (T$\_$SC-M/) decreased too. This phenomena show that ferromagnetic transition temperature decreased by substituting Fe for Mn ions, it decreases double exchange interaction. This result accords with magnetic structure of neutron diffraction. Mossbauer spectra of La$\_$0.67/Ba$\_$0.33/Mn$\_$0.99/Fe$\_$0.01/ $O_3$were taken at various temperatures ranging from 15 to 350 K. With lowering temperature of the sample, two magnetic phases were increased and finally it showed the two sharp sextets of spectra at 15 K. The isomer shift at all temperature range is about 0.3 mm/s relative to Fe metal, which means that both Fe ions are Fe$\^$3+/ states.Fe$\^$3+/ states.

• Microbiology and Biotechnology Letters
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• v.40 no.4
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• pp.414-418
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• 2012

The quantity of research on microbial fuel cells has been rapidly increasing. Microbial fuel cells are unique in their ability to utilize microorganisms and to generate electricity from sewage, pig excrement, and other wastewaters which include organic matter. This system can directly produce electrical energy without an inefficient energy conversion step. However, with MFCs maximum power production is limited by several factors such as activation losses, ohmic losses, and mass transfer losses in cathodes. Therefore, electron acceptors such as nitrate and ferric ion in the cathodes were utilized to improve the cathode reaction rate because the cathode reaction is very important for electricity production. When 100 mM nitrate as an electron acceptor was fed into cathodes, the current in single-cathode and dual-cathode MFCs was noted as $3.24{\pm}0.06$ mA and $4.41{\pm}0.08$ mA, respectively. These values were similar to when air-saturated water was fed into the cathodes. One hundred mM nitrate as an electron acceptor in the cathode compartments did not affect an increase in current generation. However, when ferric ion was used as an electron acceptor the current increased by $6.90{\pm}0.36$ mA and $6.67{\pm}0.33$ mA, in the single-cathode and dual-cathode microbial fuel cells, respectively. These values, in single-cathode and dual-cathode microbial fuel cells, represent an increase of 67.1% and 17.6%, respectively. Furthermore, when supplied with ferric ion without air, the current was higher than that of only air-saturated water. In this study, we attempted to reveal an inexpensive and readily available electron acceptor which can replace platinum in cathodes to improve current generation by increasing the cathode reaction rate.

• Journal of the Korean Magnetics Society
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• v.2 no.1
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• pp.15-21
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• 1992

Acicular ${\gamma}-Fe_{2}O_{3}$ particles were heated at $90^{\circ}C$ in alkaline solution containing mixed solution of dyadic metal with $Co^{+2}/Fe^{+2}$ ratio of 0.5. When cobalt content was increased, the coercivity of resultant product increased linearly, and surface area decreased. The cobalt ferrite was grown epitaxially on the surface ${\gamma}-Fe_{2}O_{3}$ crystal, and the increase of coercivity was attributed to the crystalline magnetic anisotropy of the cobalt ferrite which is conform to coating layer. We can expect superior magnetic properties above normal ratio of 2. The progress of reaction has an effect on coercivity of cobalt ferrite epitaxial iron oxide. The stability of temperature and the change om standin& of $Co-{\gamma}-Fe_{2}O_{3}$ was largely influenced by the composition of coating layer.

• Analytical Science and Technology
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• v.5 no.4
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• pp.401-408
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• 1992

The ion-selectrodes based on calcium ferrite were prepared by mixing calcium oxide with ferric oxide on molar ratio of 0.6:1.4, 0.8:1.2, 1.0:1.0, respectively. The specimens were sintered at $1400^{\circ}C$ for 2hrs in $O_2$ and for 20min in $H_2$ atmosphere. The selectrode sintered in hydrogen atmosphere showed better responded potential and wider range of responded concentration than selectrode sintered in oxygen atmosphere. The ion-selectrodes base on calcium ferrite(0.6:1.4 molar ratio.) showed the highest potential to bivalent cations such as $Ca^{2+}$, $Ba^{2+}$, $Mg^{2+}$, $Zn^{2+}$ and halogen anions such as $I^-$, $Br^-$ in the range of $10^{-1}{\sim}10^{-7}M$. It showed good agreement with theoretical nernstian values.

• Journal of the Korean Magnetics Society
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• v.8 no.6
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• pp.335-340
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• 1998

Colossal magnetoresistance $La_{0.67}Ca_{0.33}Mn_{0.99}^{57}Fe_{0.01}O_3$ material has been produced by a metal-salt routed sol-gel process method. Magnetic properties of $La_{0.67}Ca_{0.33}Mn_{0.99}^{57}Fe_{0.01}O_3$ have been studied with x-ray diffraction, Rutherford back-scattering spectroscopy(RBS), vibrating sample magnetometer, and Mossbauer spectroscopy. Crystalline $La_{0.67}Ca_{0.33}Mn_{0.99}^{57}Fe_{0.01}O_3$ was perovskite cubic structure with a lattice parameter $a_0=3.868$\AA$$. And there was no appreciable change in the value of the lattice parameter when a small amount (x=0.01) of iron was added. However, Mossbauer and VSM data indicate the Curie temperature of the $La_{0.67}Ca_{0.33}Mn_{0.99}^{57}Fe_{0.01}O_3$ decreased from 282 to 270 k and also the saturation magnetization from 84 to 81 emu/g at 77 K. Mossbauer spectra of $La_{0.67}Ca_{0.33}Mn_{0.99}^{57}Fe_{0.01}O_3$ have been taken at various temperatures ranging form 4.2 K to room temperature. Analysis of $^{57}Fe$ Mossbauer data in terms of the local configurations of Mn atoms has permitted the influence of the magnetic hyperfine interactions to be monitored. The isomer shifts show that the charge state of all Fe ions are ferric. The magnetoresistance of $La_{0.67}Ca_{0.33}Mn_{0.99}^{57}Fe_{0.01}O_3$ was about 33 % at semiconductor-metal transition temperature $T_{SC-M}=250K$.