• 멤브레인
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• 제31권3호
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• pp.200-211
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• 2021

본 연구는 합성된 zeolitic imidazolate framework-7 (ZIF-7)을 poly(ether-b-amide) 2533 (PEBAX2533)에 혼합하여 혼합막을 제조하고, 단일기체(N₂, CO₂)를 투과하여 기체에 대한 성질을 조사하였다. FT-IR, XRD, FE-SEM을 통해 ZIF-7이 가지는 피크와 형상을 확인하였고, 합성이 잘 되었음을 판단하였다. TGA를 통해 ZIF-7이 우수한 열적 안정성을 가지는 것과 막 내에 혼입되었을 때 순수 PEBAX2533에 비해 열적 안정성이 향상되는 것을 확인하였다. BET를 통해 합성된 ZIF-7의 CO₂ 흡착 능력이 우수하고 CO₂/N₂ 흡착 선택도가 약 49.64로 높은 편이라는 것을 확인하였다. 기체 투과는 혼합막에서 ZIF-7 함량이 증가함에 따라 N₂ 투과도는 감소하고 CO₂ 투과도는 비교적 적게 감소하면서 CO₂/N₂ 선택도는 꾸준히 증가하는 모습을 보였다. 특히 ZIF-7 20 wt%이 첨가되었을 때 CO₂ 투과도가 크게 감소하지 않고 선택도가 상당히 증가하여 Robeson upper-bound에 근접하는 결과를 얻었다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제11권4호
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• pp.373-380
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• 2023

본 연구에서는 발전소에서 포집된 CO₂의 활용을 위해 CO₂ 환경에서 양생된 콘크리트 벽돌의 탄산화를 분석하였다. 전기로 환원슬래그(ERS)와 전기로 산화슬래그를 사용하여 콘크리트 벽돌 시험체를 제작하고 20% 농도의 CO₂ 챔버에서 콘크리트 벽돌 시험체를 3일간 양생하여 항온항습 상태에서 양생된 시험체와 탄산화 수준을 비교하였다. 콘크리트 벽돌의 무게변화, 탄산화 깊이, 휨강도, 압축강도를 측정한 결과, CO₂ 환경에서 양생된 시험체는 무게의 2.4 % 수준의 CO₂를 흡수하는 것으로 나타났다. ERS를 사용한 시험체가 탄산화 깊이가 가장 깊었으며, KS F 4004 콘크리트 벽돌의 규준을 만족하였다. 따라서 포집된 CO₂는 콘크리트 벽돌의 CO₂ 양생 과정에 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

• 멤브레인
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• 제33권3호
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• pp.94-109
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• 2023

1,3-다이옥솔란은 용매, 전해질 및 시약으로서 화학, 페인트 및 제약 산업에서 광범위한 관심을 받고 있는 화합물이다. 1,3-dioxolane은 주로 독성, 발암성, 폭발성, 자동 인화성이 없으며 다기능성을 가지고 있어, 대부분의 유기 및 수성 용매 조건에서 우수한 용해성을 가져 고분자 전구체로서 사용된다. 최근 몇 년 동안 이 물질은 배가스 및 천연 가스 혼합물에서 CO₂를 분리하기 위한 CO₂ 선택적 고분자 전구체로서 점점 더 많은 관심을 받고 있다. Poly(1,3-dioxolane) (PDXL)은 폴리에틸렌 옥사이드(PEO)보다 높은 에테르 산소 함량을 가지고 있으며, 이는 극성 에테르 산소 그룹이 CO₂에 대해 강한 친화력을 나타내기 때문에 우수한 막 CO₂/N₂ 분리 특성을 보인다. 따라서 PDXL 기반 분리막은 비극성(N₂, H₂ 및 CH₄) 가스에 대해 탁월한 CO₂ 용해도 선택성을 보인다. 그러나 PEO와 마찬가지로 PDXL의 극성기는 고분자 사슬의 밀집도를 증가시키고 고분자 결정화를 유발하여 기체 투과도를 감소시켜 이에 대한 개선이 필요하다. 이 논문에서는 기체 분리 응용 분야에서 PDXL기반 고분자막의 최근 발전과 한계에 대해 알아보고자 한다. 또한 CO₂ 분리 공정에서 1,3-dioxolane 기반 고분자의 한계를 극복하기 위한 몇 가지 분자 설계방안에 대해 다루어 보기로 한다.

• 한국재료학회지
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• 제12권4호
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• pp.269-273
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• 2002

The NASICON solid electrolyte films, $Na_{1+x}Zr_2Si_xP_{3-x}O_{12}$(1.5< x < 2.3), was prepared from ceramic slurry by modified doctor-blade process. The NASICON solid electrolyte and fabricated sensors, Pt-electrode/NASICON/Carbonate$(Na_2CO_3-K_2CO_3CaCO_3\; system)$ electrode, were investigated to measure phase, microstructure and e.m.f variation for sensing $CO_2$ concentration. The uniform grain size of $2-4{\mu}m$ and major phase of sodium zirconium silicon phosphate phase, $Na_{1+x}Zr_2Si_xP_{3-x}O_{12}$was identified with X-ray diffraction patterns and scanning electron microscopy, respectively. The Nernst's slope of 84 mV/decade for $CO_2$ concentration from 500 to 8000 ppm was obtained at operating temperature of $400^{\circ}C$.

• 센서학회지
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• 제30권2호
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• pp.94-98
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• 2021

In this study, pure and Co3O4/CoFe2O4-loaded Indium oxide (In2O3) nanofibers were synthesized by the electrospinning of an Indium/Polyvinylpyrrolidone precursor solution containing cobalt and iron bimetallic zeolitic imidazolate frameworks and subsequent heat treatment. The ethanol, toluene, p-xylene, benzene, carbon monodxide, and hydrogen gas sensing characteristics of the solution were measured at 250-400 ℃. 0.5 at%-Co3O4/CoFe2O4-loaded In2O3 nanofibers exhibited extreme response (resistance ratio - 1) to 5 ppm of ethanol (210.5) at 250 ℃ and excellent selectivity over the interfering gases. In contrast, pure In2O3 nanofibers exhibited relatively low responses to all the analyte gases and low selectivity above 250-400 ℃. The superior response and selectivity toward ethanol is explained by the catalytic roles of Co3O4 and CoFe2O4 in gas sensing reaction and the electronic sensitization induced by the formation of p (Co3O4/CoFe2O4)-n (In2O3) junctions.

• 문화기술의 융합
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• 제9권3호
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• pp.587-592
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• 2023

CoCl₂·6H₂O 수용액을 결정성셀룰로오스에 함침시켜 건조한 후, 하소, 소성을 통하여 산화코발트(Co₃O₄·CoO) 초미세입자를 합성하였다. 합성된 코발트 산화물 입자의 결정구조 및 표면구조를 주사전자현미경(SEM)과 X-선회절분석(XRD)으로 조사하였다. CoCl₂·6H₂O 수용액을 함침시키는 매개체로 사용한 결정성셀룰로오스(crystalline cellulose)는 470℃ 정도에서 열분해 되었고, Co₃O₄ 결정상은 350℃에서 생성되기 시작하였다. Co₃O₄ 결정상은 500℃까지 유지되었으며, 500℃ 이상의 온도에서는 CoO 결정상으로 변화하는 것을 알 수 있었다. 열처리 온도가 증가함에 따라 산화코발트 입자의 크기가 커지는 현상이 나타났으며, 900℃ 이상의 온도에서는 입자간 용융이 일어나는 것이 관찰되었다. 하소온도 700℃ 이하의 온도에서 입자크기 2-10㎛의 Co₃O₄와 CoO의 초미세입자가 생성되는 것을 확인하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제58권1호
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• pp.52-58
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• 2020

본 연구에서는 MgF₂를 이용하여 LiNi_0.8Co_0.15Al_0.05O₂ 양극활물질의 표면을 코팅하여 전기화학적 특성과 열적 안정성을 평가하였다. 코팅된 MgF₂의 비율은 0.5, 1, 3 wt%로 조절하였다. 전기화학적 특성은 CV, 충·방전 프로파일, 출력특성, 수명특성을 분석하였고, 열적 안정성은 DSC 분석을 통하여 이루어졌다. 전기화학적 특성 분석 결과 0.1C에서 초기 방전 용량은 MgF₂ 코팅이 되었을 때 감소하였지만, 2C까지 출력을 향상 시켰을 때는 약간 향상된 방전 용량을 얻을 수 있었고, 수명특성 또한 향상되었다. 또한 DSC 분석 결과 코팅이 되었을 때 발열 온도가 증가하였고, 발열 피크의 세기 또한 감소하였다.

• 한국재료학회지
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• 제31권7호
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• pp.392-396
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• 2021

Expensive PCBN or ceramic cutting tools are used for processing of difficult-to-cut materials such as Ti and Ni alloy materials. These tools have the problem of breaking easily due to their high hardness but low fracture toughness. To solve these problems, cutting tools that form various coating layers are used in low-cost WC-Co hard material tools, and research on various tool materials is being conducted. In this study, binderless-WC, WC-6 wt%Co, WC-6 wt%Co-1 wt% Mo₂C, and WC-6 wt%Co-2.5 wt% Mo₂C hard materials are densified using horizontal ball milled WC-Co, WC-Co-Mo₂C powders, and spark plasma sintering process (SPS process). Each SPSed Binderless-WC, WC-6 wt%Co-1 wt% Mo₂C, and WC-6 wt%Co-2.5 wt% Mo₂C hard materials are almost completely dense, with relative density of up to 99.5 % after the simultaneous application of pressure of 60 MPa and almost no significant change in grain size. The average grain sizes of WC for Binderless-WC, WC-6 wt%Co-1 wt% Mo₂C, and WC-6 wt%Co-2.5 wt% Mo₂C hard materials are about 0.37, 0.6, 0.54, and 0.43 ㎛, respectively. Mechanical properties, microstructure, and phase analysis of SPSed Binderless-WC, WC-6 wt%Co-1 wt% Mo₂C, and WC-6 wt%Co-2.5 wt% Mo₂C hard materials are investigated.

• 한국가스학회지
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• 제27권2호
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• pp.25-31
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• 2023

화학적 CO₂ 흡수 공정에 많이 사용되는 모노에탄올아민(MEA)을 사용하여 매립지가스(LFG)에서 이산화탄소(CO₂)를 포집하여 매립지가스를 이용한 발전용 엔진의 열효율을 증가시키고자 하는 것이 본 연구의 목적이다. LFG를 에너지원으로 사용하는 것은 온실가스 배출량을 줄이는 수단이 될 수 있기 때문에 MEA를 이용하여 LFG 중의 CO₂를 줄이고 CH₄의 농도를 높여 발전 효율을 향상시킬 수 있게 된다. 본 연구에서는 MEA 용액에서 CO₂와 CH₄의 용해도를 측정하고 다양한 조건에서 용해도를 높이고 용해 특성을 분석하기 위해 실험을 수행했다. 그 결과 반응 가스에 대한 MEA의 비율이 증가함에 따라 CO₂ 흡수율이 증가하는 것으로 나타났다. CO₂ 용해도를 최대화하기 위한 최적의 MEA 농도가 있으며, 이 농도 이상으로 농도를 높여도 용해도가 크게 향상되지 않았다. 본 연구는 온실가스 배출량을 줄이면서 LFG에서 CO₂를 포집하고 CH₄의 농도를 높여 보다 실용적인 연료를 개발할 수 있는 기반 연구를 수행했다.

• 산업기술연구
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• 제42권1호
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• pp.1-5
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• 2022

Although the mileage of electric vehicles can be increased based on the excellent energy density of the LiNi_0.9Co_0.05Mn_0.05O₂, it is known that the reason for limiting its use is the low lifespan and poor surface stability due to the structural deformation of the LiNi_0.9Co_0.05Mn_0.05O₂. To improve the structural stability of LiNi_0.9Co_0.05Mn_0.05O₂, electrochemical performance is improved by La coating on the surface. La-modified LiNi_0.9Co_0.05Mn_0.05O₂ shows an initial capacity of 210.6 mAh/g, a capacity retention rate of 89.9 % after 50 cycles, and a retention rate of 52.5% at 6.0 C. These are superior performances than the pristine sample, because the structural stability of the LiNi_0.9Co_0.05Mn_0.05O₂ cathode is improved by the La coating.