• 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.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제52권1호
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• pp.133-140
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• 2014

본 연구의 목적은 국내 화력발전소에서 사용중인 인도네시아 석탄촤의 연소반응율을 연구하는 것이다. 석탄촤의 반응율은 External, Internal effectiveness factor를 고려하여 입자 내부 및 외부확산을 정량적으로 정리하였으며, Random pore model을 사용하여 탄소변환율에 따른 입자내부비표면적의 변화를 반영하였다. 가열 및 측정이 가능한 WHR(Wire Heating Reactor)를 활용하여 반응시간을 측정함으로써 석탄촤의 반응율을 도출하였고 BET(Brunauer-Emmett-Teller) 및 TGA(Thermo-Gravimetric Analysis) 장비를 활용하여 석탄촤의 물리적인 특성인 내부비표면적과 Random pore model의 구조변수(${\Psi}$)를 측정하였다. 석탄 종에 따른 활성화에너지 및 빈도인자를 도출하기 위해 아역청탄인 BARAMULTI, ENERGYMAN, AGM탄을 사용하였다. 본 연구 결과에서 External, Internal effectiveness factors를 통해 확산에 따른 kinetics를 비교한 결과 외부 확산 보다 내부 확산의 영향이 지배적임을 확인하였다. 최종적으로 내부 및 외부 확산에 대한 영향을 고려한 3종의 석탄촤 Intrinsic kinetics의 활성화에너지는 110~118 kJ/mol의 값을 보였다.

• 청정기술
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• 제28권2호
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• pp.110-116
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• 2022

본 연구에서는 NdFeB 영구자석 스크랩으로부터 회수한 철(Fe) 부산물을 이용하여 산화철(FeO_x) 나노입자를 합성하였고, 열처리 온도가 FeO_x 나노입자의 물성에 미치는 영향을 관찰하였다. 이를 위해 D.I. water에 약 10 wt%로 희석한 철 부산물 용액에 2.0 M 암모니아(NH₄OH) 용액을 투여하여 산화철 전구체를 석출하였고, 이를 300 ℃, 400 ℃, 500 ℃ 및 600 ℃로 각각 열처리하여 FeO_x 나노 입자를 합성, 열처리 온도에 따른 FeO_x 나노 입자의 물성을 관찰하였다. X-ray diffraction (XRD) 분석 결과 열처리 온도가 증가할수록 <104> 회절 피크가 성장하여 500 ℃ 이상에서 α-Fe₂O₃ 결정구조와 일치하는 회절 피크가 검출되었다. BET (Brunauer-Emmett-Teller) 비표면적 분석 결과 400 ℃ 이상에서 열처리 온도가 증가할수록 비표면적이 감소하는 경향을 나타내었다. HRTEM (high resolution transmission electron microscope) 관찰 결과 rod 형 나노입자가 관찰되었고, 열처리 온도 증가에 따라 나노입자의 크기가 증가하는 경향을 나타내었다.

• 대한환경공학회지
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• 제27권6호
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• pp.651-656
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• 2005

톨루엔은 섬유산업 공정에서 발생하는 주요한 유해성 대기 오염원으로 간주된다. 본 연구에서는 ${\gamma}-Al_2O_3$를 지지체로 한 전이 금속 산화물 촉매(Cu, Mn, V, Cr, Co, Ni, Ce, Sn, Fe, Sr, Cs, Mo, La, W, Zn)를 제조하여 톨루엔 완전 산화 반응을 조사하였다. XRD, FE-SEM, BET와 TPR 기법을 사용하여 금속 촉매의 특성을 조사하였다. 촉매 가운데 Cu/${\gamma}-Al_2O_3$ 촉매가 가장 우수한 활성을 보여주었다. BET결과 촉매 활성의 증가는 비표면적과는 관련이 적은 것으로 나타났으며, X선 회절 분석에서 대부분의 촉매들이 무정형으로 존재함이 관찰되었다. FE-SEM을 관찰한 결과, 전이금속 산화물 촉매 중 구리산화물 촉매가 지지체 표면에 고르게 분산되어 있음을 확인할 수 있었다. 톨루엔 산화반응에 따른 촉매활성 효과는 ${\gamma}-Al_2O_3$ 지지체 위에 전이금속 산화물 촉매가 고르게 분산된 점과 촉매 표면의 우수한 환원 특성에 기인하는 것으로 설명할 수 있었다.

• 공업화학
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• 제24권5호
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• pp.513-517
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• 2013

본 연구에서는 화재나 화생방전 시 비상대피에 사용되는 상용 방독면의 흡착소재인 첨착활성탄의 특성을 분석하고 일산화탄소(CO)의 흡착성능 및 산화반응을 조사하고자 하였다. 대표 제품 4개를 선정하여 BET/BJH 측정을 통해 각 활성탄소의 비표면적, 기공부피 및 기공크기를 비교분석하고 SEM/EDS와 XPS를 이용한 표면 성분분석을 수행하여 일산화탄소 제거 효율간의 관계를 연구하였다. 불순물 제거를 위한 전처리(heat-treatment) 후 망간(Mn)과 구리(Cu)가 주 금속으로 첨착되어 있는 화재용 시료에서는 업체에 관계없이 반응 초기에 일산화탄소의 흡착을 보였고 이후 활성 탄소 내에 첨착된 금속 촉매에 의해 최대 99%의 이산화탄소($CO_2$) 변환율로 높은 촉매활성을 보이며 산화반응이 진행되었다. 망간(Mn)을 함유하지 않은 화생방용 시료의 경우 이산화탄소로의 변환율은 최대 60%로서 화재용 시료에 비해 떨어짐을 관찰하였다. 화재용 시료의 전처리 유무에 따른 일산화탄소 반응성 조사에서는 전처리 후 기공 내 불순물 제거 효과로 상온에서 이산화탄소의 검출시간이 약 30 min간 지연되어 일산화탄소와 이산화탄소에 대해 모두 더 높은 제거율을 보임을 확인하였다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제31권1호
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• pp.57-64
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• 2020

The water-gas shift reaction for the compact reformer was carried out at a gas hourly space velocity of 72,152 h^-1 over the Cu-Nb-CeO₂ catalysts prepared by co-precipitation method. In order to investigate the effect of Nb₂O₅ promotion over a Cu-CeO₂ catalyst, the Nb₂O₅ loading amount was systematically changed from 0 to 5 wt.%. Among the prepared catalysts, the Cu-Nb-CeO₂ (1%) catalyst showed the highest catalytic activity (CO conversion=61% at 400℃) as well as 100% CO₂ selectivity. The high activity and stability of Cu-Nb-CeO₂ (1%) catalyst are correlated to high Brunauer-Emmett-Teller surface area, small metallic Cu crystallite size, and enhanced redox property.

• 청정기술
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• 제26권1호
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• pp.7-12
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• 2020

란탄족 이온이 도핑된 Ti-SBA-15 촉매를 수열합성법으로 제조하였다. 또한 이들의 특성을 X선 회절기(X-ray diffraction, XRD), Fourier-transform infrared spectroscopy (FT-IR), Diffuse reflectance spectroscopy (DRS), 가스흡착법(Brunauer-Emmett-Teller, BET) 및 Photoluminescence spectrometer (PL) 등을 이용하여 조사하였고, 이 촉매를 사용하여 자외선 조사하에서 메틸렌블루에 대한 광분해 반응성을 조사하였다. 란탄족 이온이 도핑과 무관하게 Ti-SBA-15 촉매는 메조동공체 구조를 유지하고 있으며, 란탄족 이온이 치환됨에 따라 기공의 크기와 기공의 부피가 줄어들었으며 표면적은 오히려 증가하였다. 란탄족 이온의 도핑과 무관하게 전체적으로 IV형의 흡착등온선과 H2형 히스테리시스를 보여주고 있으나, 란탄족 이온이 도핑되면 히스테리시스의 크기가 커지는 것을 볼 수 있다. 란탄족 이온의 도핑과 무관하게 가시광 영역에서의 흡수밴드는 나타나지 않으며 220 nm에서 다소 폭이 넓은 흡수피크가 나타나고 있다. 이것은 SBA-15 골격 내에 Ti가 존재한다는 것을 의미하고 있다. 메틸렌블루의 광분해 반응에서 Pr 이온을 첨가 시킨 것이 가장 높은 광촉매 활성을 보여주었으며, Er, Eu 및 Nd 등의 란탄족 이온이 치환되면 순수한 Ti-SBA-15 촉매보다 오히려 활성이 떨어진 것을 볼 수 있다. 모든 촉매들은 410 nm 부근에서 강하고 넓은 PL 흡수밴드가 나타났으며, 이 피크의 세기가 커질수록 광분해 활성이 증가하는 것으로 나타났다.

• 공업화학
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• 제27권6호
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• pp.653-658
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• 2016

본 연구에서는 1차원의 $MnO_2$ nanowire를 $KMnO_4$와 $MnSO_4$ 전구체 혼합물의 수열합성법(hydrothermal method)을 사용하여 제조할 수 있는 합성법을 개발하였다. 제조된 $MnO_2$ nanowire는 전기화학 반응 동안 전자와 이온전달을 용이하게 할 수 있는 넓은 비표면적과 기공구조를 나타내었다. MnO2 nanowire의 미세구조 및 화학구조를 주사형 전자현미경(SEM), 투과전자현미경(TEM), 광전자분석기(XPS), X-ray 회절분석법(XRD), 비표면적분석장비(BET)를 사용하여 분석하였다. 본 $MnO_2$ nanowire 전극의 전기화학적 특성은 순환전압전류법(cyclic voltammetry)과 정전류 충전-방전법(galvanostatic charge-discharge)을 사용하여 3상 전극 시스템(three-electrode system)에서 분석하였다. $MnO_2$ nanowire 전극은 높은 비정전용량(129 F/g), 고속 충방전(61% retention), 반 영구적인 수명특성(100%)을 나타내었다.

• 한국세라믹학회지
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• 제51권4호
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• pp.271-277
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• 2014

To overcome the limitations of the solid oxide fuel cells (SOFCs) due to the high temperature operation, there has been increasing interest in proton conducting fuel cells (PCFCs) for reduction of the operating temperature to the intermediate temperature range. In present work, the perovskite $BaCe_{0.85-x}Zr_xY_{0.15}O_{3-\delta}$ (BCZY, x = 0.1, 0.3, 0.5, and 0.7) were synthesized via solid state reaction (SSR) and adopted as an electrolyte materials for PCFCs. Powder characteristics were examined using X-ray diffraction (XRD), thermogravimetric analysis (TGA) and Brunauer, Emmett and Teller (BET) surface area analysis. Single phase BCZY were obtained in all compositions, and chemical stability was improved with increasing Zr content. Anode-supported cell with $Ni-BaCe_{0.55}Z_{0.3}Y_{0.15}O_{3-\delta}$ (BCZY3) anode, BCZY3 electrolyte and BCZY3-$Ba_{0.5}Sr_{0.5}Co_{0.8}Fe_{0.2}O_{3-\delta}$ (BSCF) composite cathode was fabricated and electrochemically characterized. Open-circuit voltage (OCV) was 1.05 V, and peak power density of 370 ($mW/cm^2$) was achieved at $650^{\circ}C$.

• Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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• 제32권1호
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• pp.63-71
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• 2019

Objective: The aim of the study was to investigate the effect of zinc-bearing palygorskite (Zn-Pal) on rumen fermentation by in vitro gas-production system. Methods: In trial, 90 incubators were evenly divided into five groups: control (0% Zn-Pal), treatment I (0.2% Zn-Pal), treatment II (0.4% Zn-Pal), treatment III (0.6% Zn-Pal), and treatment IV (0.8% Zn-Pal). The contents of zinc for treatments were 0, 49, 98, 147, 196 mg/kg, respectively. The main chemical composition and microstructure of Zn-Pal was investigated by X-ray diffraction. The physicochemical features were evaluated by Zeta potential analysis, cation-exchange capacity, ethylene blue absorption and specific surface area (the Brunauer-Emmett-Teller method). In vitro gas production (GP) was recorded at 3, 6, 9, 12, 18, 24, 36, 48, 60, and 72 h incubation. Incubation was stopped at 0, 6, 12, 24, 48, and 72 h and the inoculants were tested for pH, microbial protein yield (MCP), $NH_3-N$, volatile fatty acids (VFAs), lipopolysaccharide (LPS). Results: The results showed that the GP in the treatment groups was not significantly different from the control groups (p>0.05). Compared to the control group, pH was higher at 24 h, 48 h (p<0.05), and 72 h (p<0.01) (range 6 to 7). The concentration of $NH_3-N$ in the three treatment groups was higher than in the control group at 24 h (p<0.01), meanwhile, it was lower at 48 h and 72 h (p<0.01), except in the treatment IV. The concentration of MCP in treatment I group was higher than in the control at 48 h (p<0.01). Compared with control, the LPS concentration in treatment III became lower at 12 h (p<0.05). Total VFAs in treatments were higher than in the control at 24 h, 48 h (p<0.05). Conclusion: These results suggest that the addition of Zn-Pal can improve the rumen fermentation, especially when adding 0.2% Zn-Pal.