• 한국습지학회지
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• 제17권2호
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• pp.155-162
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• 2015

정수처리공정에서 미량유기물질과 맛 냄새물질인 2-methylisoborneol (2-MIB)와 geosmin의 제거특성을 파악하기 위하여 오존 및 advanced oxidation process (AOP)와 입상활성탄으로 구성된 biological activated carbon (BAC)공정과 활성탄 단독공정인 granular activated carbon (GAC)공정에 대한 pilot plant를 수행하였다. 운전 결과, 2-MIB 159 ng/L, geosmin 371 ng/L의 고농도에서 오존 1.0 mg/L 주입시 42%, 86%의 제거율을 나타냈으며 $H_2O_2$ 0.5 mg/L를 추가주입한 AOP 공정에서 각각 58%, 90%의 제거율 상승을 나타냈다. 또한 BAC공정에서 99.8%의 제거율을 나타냈으며 GAC 공정에서 2 ng/L이하의 처리성능을 보였다. 따라서 미량유기물질 및 맛 냄새 물질의 지속적인 제거를 위해서는 오존/AOP와 활성탄의 처리효과를 조합한 BAC 공정이 효과적으로 나타났으며, 활성탄지의 흡착능을 지속적으로 유지하기 위해서 유입농도에 따른 오존/AOP 공정의 최적화가 필요한 것으로 판단된다.

• 한국재료학회지
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• 제3권3호
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• pp.310-315
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• 1993

P-type(100)Si Wafer 위에 400$\AA$의 Ta를 증착하여 열산화법으로 ${Ta_2}{O_5}$박막을 형성시킴 후 RTA후처리를 통하여 절연파괴전장 특성 개선을 이루고자 하였다. 유전상수에 미치는 RTA후처리의 영향은 미약하지만 절연파괴전장을 나타내었으나 결정화 온도 이하의 RTA온도에서는 절연파괴전장이 5.4MV/cm로 RTA효과가 크게 나타났다. 이러한 RTA효과는 RTA온도 $575^{\circ}C$에서 flat band voltage shift가 RTA 시간에 따라 변화가 없는 것으로 미루어 보아 RTA효과는 계면 변화에 의한 것이 아님을 알 수 있었으며, RBS 분석을 통하여 ${Ta_2}{O_5}$1박막의 치밀화에 의한 것임을 확인할 수 있었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권9호
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• pp.641-646
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• 2016

화석 연료의 연소 과정에서 발생하는 그을음 입자의 형상은 작은 구형입자들이 군집체를 이루고 있는 프랙탈 형상을 하고 있기에 기존 Rayleigh나 Mie 탄성 광 산란 이론으로 분석하는 것에는 한계가 있다. 본 논문에서는 Rayleigh-Debye Gans(RDG) 산란 이론을 적용하여 프랙탈 차원을 가지는 미세 입자의 형상을 효과적으로 해석할 수 있는 과정을 자세히 묘사하였다. 이소옥탄 확산 화염에서 발생하는 그을음 입자를 열 영동 채취법을 이용하여 채집한 후, 투과전자현미경을 이용하여 그을음 입자의 형상을 관찰하였다. RDG 산란 이론을 적용하여, 그을음 입자의 프랙탈 형상을 조사 하였고, 그을음 개별 입자의 직경, 입자 수밀도 및 부피 분율을 산출하였다. 이러한 결과들은 그을음의 성장 과정에서는 뚜렷한 증감 경향을 보이진 않았으나, 그을음 산화 과정에선 전부 뚜렷하게 감소하는 경향을 보였다. 본 연구에서 RDG 산란 이론을 이용하여 도출한 그을음 군칩체의 프랙탈 차원은 약 1.82로 이는 기존의 유사연구 결과와 동일하며, 화석연료의 종류에 상관없이 생성된 모든 그을음 입자에 동일한 값을 갖는 것으로 사료된다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제57권3호
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• pp.425-431
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• 2019

As rechargeable metal-air batteries will be ideal energy storage devices in the future, an active cathode electrocatalyst is required with bi-functionality on both oxygen reduction reaction (ORR) and oxygen evolution reaction (OER) during discharge and charge, respectively. Here, a class of perovskite cathode catalyst with a micro-tubular structure has been developed by controlling bi-functionality from different Ru and Ni dopant ratios. A micro-tubular structure is achieved by the activated carbon fiber (ACF) templating method, which provides uniform size and shape. At the perovskite formula of $LaCrO_3$, the dual dopant system is successfully synthesized with a perfect incorporation into the single perovskite structure. The chemical oxidation states for each Ni and Ru also confirm the partial substitution to B-site of Cr without any changes in the major perovskite structure. From the electrochemical measurements, the micro-tubular feature reveals much more efficient catalytic activity on ORR and OER, comparing to the grain catalyst with same perovskite composition. By changing the Ru and Ni ratio, the $LaCr_{0.8}Ru_{0.1}Ni_{0.1}O_3$ micro-tubular catalyst exhibits great bi-functionality, especially on ORR, with low metal loading, which is comparable to the commercial catalyst of Pt and Ir. This advanced catalytic property on the micro-tubular structure and Ru/Ni synergy effect at the perovskite material may provide a new direction for the next-generation cathode catalyst in metal-air battery system.

• Journal of Electrochemical Science and Technology
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• 제14권4호
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• pp.388-396
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• 2023

Photoelectrochemical (PEC) water splitting is a vital source of clean and sustainable hydrogen energy. Moreover, the large-scale H₂ production is currently necessary, while long-term stability and high PEC activity still remain important issues. In this study, a GaN-based photoelectrode was modified by an additional NH₃ treatment (900℃ for 10 min) and its PEC behavior was monitored. The bare GaN exhibited a highly crystalline wurtzite structure with the (002) plane and the optical bandgap was approximately 3.2 eV. In comparison, the NH₃-treated GaN film exhibited slightly reduced crystallinity and a small improvement in light absorption, resulting from the lattice stress or cracks induced by the excessive N supply. The minor surface nanotexturing created more surface area, providing electroactive reacting sites. From the surface XPS analysis, the formation of an N-Ga-O phase on the surface region of the GaN film was confirmed, which suppressed the charge recombination process and the positive shift of E_FB. Therefore, these effects boosted the PEC activity of the NH₃-treated GaN film, with J values of approximately 0.35 and 0.78 mA·cm^-2 at 0.0 and 1.23 V_RHE, respectively, and an onset potential (V_on) of -0.24 V_RHE. In addition, there was an approximate 50% improvement in the J value within the highly applied potential region with a positive shift of V_on. This result could be explained by the increased nanotexturing on the surface structure, the newly formed defect/trap states correlated to the positive V_on shift, and the formation of a GaO_xN_1-x phase, which partially blocked the charge recombination reaction.

• 한국물환경학회지
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• 제40권1호
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• pp.36-46
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• 2024

Microplastics in water resources have been recognized as a serious problem. The discharge of microplastics from wastewater treatment plants is considered a major contributor to environmental pollution in water resources. However, a reliable analytical method for quantifying microplastics in wastewater treatment plants has not yet been established. This study proposes a reliable, quick, and easy analytical method for quantifying microplastics. For the removal of organic particles, preprocessing steps were applied including oxidation, sonication, washing, and sieving. Nile Red staining was used to visualize microplastics, and quantitative analysis was conducted using fluorescent imaging. The stained microplastics were ultimately quantified through image analysis software. Among the preprocessing steps, sonication and washing stages were particularly effective in efficiently removing interfering substances from wastewater, enhancing the accuracy of the microplastic analysis. Additionally, various solvents (methanol, acetone, and N-hexane) for the Nile Red staining solution were tested. When N-hexane was applied as the solvent, the quantity of stained microplastics was lower compared to methanol and acetone. This suggests that N-hexane has a greater potential of reducing false staining and counting of non-plastic particles. In summary, this research demonstrates a robust method for quantifying microplastics in wastewater treatment plants by employing effective preprocessing steps and optimizing the staining process with Nile Red and N-hexane.

• 공업화학
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• 제18권3호
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• pp.205-212
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• 2007

본 연구는 polyacrylonitrile (PAN)를 dimethyl formamide (DMF)에 용해시켜 전압조건을 8~20 kV, PAN 농도조건을 5~15 wt%, 그리고 tip-to-collector distance (TCD)를 15 cm로 다양한 조건에서 전기방사를 실시하였다. 나노섬유는 $250^{\circ}C$에서 1 h 동안 안정화시켰으며, $800{\sim}1000^{\circ}C$에서 1 h 동안 탄화시켰다. 안정화와 탄화 전후의 나노섬유의 구조 특성은 FT-IR 장비를 이용하여 연구하였으며 나노섬유의 직경분포와 모폴로지 특성을 알기 위해서 SEM 분석장비를 이용하였다. 나노섬유웹의 전기화학적 특성은 순환전류 전압곡선 특성 실험을 통해 고찰하였다. 실험 결과로부터 전기방사한 나노섬유의 직경의 크기는 일반적으로 방사용액의 농도와 인가전압에 영향을 받는다는 것을 확인할 수 있었으며 섬유의 평균 직경은 고분자의 농도 10 wt% 이상 증가함에 따라 감소하며 15 kV의 전압과 15 cm의 TCD 조건에서 섬유의 직경분포가 균일하고 평균직경이 작은 것으로 나타났다.

• 한국축산시설환경학회지
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• 제15권3호
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• pp.209-216
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• 2009

침전 및 고액분리 후 활성오니 공정 즉 분뇨 오수의 2차 처리공정까지를 거친 돈분뇨슬러리를 대상으로 하여 미세용존 오존 및 초음파와 자외선 그리고 과산화수소 등을 조합하여 적용한 고도처리 시험결과를 요약한 주요결과는 다음과 같다. 1. 돼지분뇨 오수 시료를 대상으로 하여 오존과 UV를 적용하였을 경우 전반적으로 색도와 오염성물질의 농도가 줄어드는 경향이 있었다. 2. 미세용존 오존을 이용하여 오존농도 $52\;g/Nm^3$ 조건에서 색도농도가 각기 다른 시료를 대상으로 하여 30분간 반응시켰을 경우 색도는 각각의 처리구 공히 처리시간의 경과에 따라 감소하는 결과를 보였다. COD를 포함한 오염성 물질의 농도도 처리시간의 경과에 따라 감소하였으며 자외선과 과산화수소 등 유기물질의 분해 및 산화력을 가진 물질의 첨가는 오존처리의 효율을 높이는 역할을 하였다. 3. 오존처리에 의해 처리수 중의 대장균과 살모넬라 수가 감소하였으며 과산화수소를 첨가할 경우 그 감소효과는 더 증가하였다는 경향이 있었다. 오존과 과산화수소수를 병합처리 하였을 경우에는 $7.5{\times}10^\;CFU/mL$ 이었던 살모넬라가 처리 후 10분 만에 10 CFU/L 이하로 낮아졌으며 20분 처리 후에는 오존과 과산화수소수를 병합한 처리구에서는 검출되지 않았다. 이 결과는 과산화수소의 짝염기인 ${HO_2}^-$가 OH 라디칼의 생성을 촉진함으로써 살모넬라 등의 세균감소 효과를 높인것에 기인한 것으로 판단된다.

• 한국축산시설환경학회지
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• 제17권3호
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• pp.181-188
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• 2011

돈분뇨 슬러리 2차 처리수를 대상으로 하여 오존과 과산화수소 등을 적용한 시험결과를 요약한 주요결과는 다음과 같다. 1. 동일한 시료에 동일한 처리시간 동안 처리하였을 경우, 주입한 오존 농도에 따라 처리수의 색도변화가 육안적으로 쉽게 확인할 정도의 차이를 나타냈다. 2. BOD와 COD 그리고 색도는 처리시간이 경과함에 따라 8.4 g/hr 오존 주입 수준에서의 제거효과가 다른 처리구에 비해 크게 나타났다. 반면에 SS는 오존 적용농도에 큰 영향을 받지 않는 것으로 나타났고, 질소와 인도 오존처리 효율이 높지 않은 것으로 나타났다. 3. 돈분뇨 슬러리 2차 처리수에 오존을 적용할 경우 색도 등 오염성 물질 제거효과와 더불어 생물학적 안정성 확보도 가능한 것으로 판단된다. 4. 돈분뇨 슬러리 3차 처리수에 과산화수소수를 첨가할 경우 2차 오염에 의한 잔존세균의 감소효과 및 암모니아 발산감소로 인해 돈분뇨 2차 및 3차 처리수의 중수도 개념으로서의 재활용 가능성에 대한 긍정적 요인으로 작용할 수 있는 것으로 판단된다.

• 전기화학회지
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• 제17권3호
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• pp.164-171
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• 2014

무효소 혈당센서는 높은 선택성과 민감성을 가지고 저비용으로 체내 혈당(glucose)을 검출할 수차세대 기술이다. 현재 시판되고 있는 혈당센서는 당을 산화시켜주는 당산화효소와 전극과 효소사이에 전자 전달을 원활하게 해주는 산화/환원 매개체를 이용하여 효소센서로 제작된다. 그러나 이러한 효소센서는 pH, 온도, 습도, 화학적 독성물질 등에 영향을 많이 받아 안정성이 떨어지고, 제작에 비용이 많이 드는 단점을 가지고 있다. 본 논문은 위와 같은 단점을 해결하고자 환원제인 당에 의하여 환원되는 니켈 나노입자를 전기화학적 흡착방법을 이용하여 산화 인듐 주석 전극 (ITO)에 고정시켰다. 고정된 니켈 나노입자는 전극의 표면적을 넓혀 신호를 증폭시키는 효과를 가지고 있으며, 당에 의하여 계속적으로 니켈이 환원됨에 따라 전극 반응에서는 촉매산화전류 반응으로 나타낸다. 당의 농도에 따라서 선형적으로 감응 할 수 있는 최적 조건의 니켈 나노입자를 이용하여 혈당센서를 제작하였다. 또한 체내에 존재하는 방해 인자인 아스코브산의 간섭을 억제하기 위해 음이온 고분자의 표면처리를 통하여 상대적으로 당에 선택적으로 감응하도록 하였다. 제작된 전극을 통하여 당 농도 별 산화 촉매 전류를 순환 전압 전류 법으로 측정한 결과 650 mV (vs. Ag/AgCl)에서 최대 전기적 신호가 발생되었으며, 포도당 0~6.15 mM 의 농도범위에서 전기적 신호가 선형 증가함을 확인할 수 있었다.