• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
• /
• 한국전기전자재료학회 2008년도 하계학술대회 논문집 Vol.9
• /
• pp.169-169
• /
• 2008

To keep pace with scaling trends of CMOS technologies, high-k metal oxides are to be introduced. Due to their high permittivity, high-k materials can achieve the required capacitance with stacks of higher physical thickness to reduce the leakage current through the scaled gate oxide, which make it become much more promising materials to instead of $SiO_2$. As further studying on high-k, an understanding of the relation between the etch characteristics of high-k dielectric materials and plasma properties is required for the low damaged removal process to match standard processing procedure. There are some reports on the dry etching of different high-k materials in ICP and ECR plasma with various plasma parameters, such as different gas combinations ($Cl_2$, $Cl_2/BCl_3$, $Cl_2$/Ar, $SF_6$/Ar, and $CH_4/H_2$/Ar etc). Understanding of the complex behavior of particles at surfaces requires detailed knowledge of both macroscopic and microscopic processes that take place; also certain processes depend critically on temperature and gas pressure. The choice of $BCl_3$ as the chemically active gas results from the fact that it is widely used for the etching o the materials covered by the native oxides due to the effective extraction of oxygen in the form of $BCl_xO_y$ compounds. In this study, the surface reactions and the etch rate of $Al_2O_3$ films in $BCl_3/Cl_2$/Ar plasma were investigated in an inductively coupled plasma(ICP) reactor in terms of the gas mixing ratio, RF power, DC bias and chamber pressure. The variations of relative volume densities for the particles were measured with optical emission spectroscopy (OES). The surface imagination was measured by AFM and SEM. The chemical states of film was investigated using X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), which confirmed the existence of nonvolatile etch byproducts.

• 한국입자에어로졸학회지
• /
• 제13권2호
• /
• pp.79-85
• /
• 2017

실험실 규모의 유동층 반응기(Length=0.25m, Diameter=0.05m)에서 고부가가치 물질인 희유금속 산화물 $NiO/MoO_3/MoS_2$의 공탑속도에 따른 최소유동화 속도 및 압력손실 경향을 확인하였다. 시료의 L/D 1, 2, 3 변화에 따른 Superficial gas velocity 0.07~0.45 m/s 범위에서 $NiO/MoO_3/MoS_2$의 L/D 1, 2, 3에서의 평균 압력손실은 Decreasing flux에서 290~1952 Pa, Increasing flux에서 253~1925 Pa로 나타났다. Wen이 제시한 이론값과 실험데이터를 비교해본 결과, 0.021~0.36배 차이나는 것을 확인하였다. 이번 결과를 통하여, 희유금속 산화물을 실제 현상에서 적용 가능한 운전조건을 결정할 수 있었다.

• 대한환경공학회지
• /
• 제32권8호
• /
• pp.780-786
• /
• 2010

실험기간 동안 생물학적 처리공정에서의 BOD와 COD의 제거율은 각각 83.1~98.6%, 67.2~85.2%였으며, 단위 공정별로 미생물 군집 변화에서는 가을과 겨울의 경우 호기조, 산소조 및 무산소조에서 전체적으로 비슷한 군집양상을 나타내었다. RRP 그룹의 경우는 무산소조에서 3배 정도 증가하여 DGGE 밴드결과에서 새로운 밴드들이 나타난 것과 일치하는 경향을 보였다. 또한 비슷한 분포를 나타내었지만, 가을엔 ${\alpha}$-Proteobacteria가 우점하였고, 겨울엔 CF 그룹이 우점을 보였다. 봄에 분석한 DGGE와 FISH의 결과에서는 유입수의 성상변화에 따른 미생물의 군집 패턴이 가을과 겨울의 경우에 비해 완전히 다른 패턴을 보였으며, FISH 결과에서 others 그룹의 증가와 DGGE 밴드결과에서 새로운 밴드들이 나타난 것과 일치하는 경향을 보였다. Eubacteria는 $1.7{\sim}7.6{\times}10^9\;cells/mL$. 정도를 보였으며, 전체적인 미생물 군집을 평가하는데 FISH와 DGGE는 매우 효과적이었고, 계절별 및 공정별 군집의 변화에 대해 유용한 평가가 가능하였다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
• /
• 제41권6호
• /
• pp.583-593
• /
• 2013

본 연구는 크라프트 리그닌의 염기 촉매 분해(Based Catalyst Depolymerization, BCD)반응에서 생성되는 반응물의 화학적 특성을 조사하였다. 초임계 메탄올을 용매로 하고 염기 촉매로 사용한 NaOH의 농도를 7.5, 3.25, 6.13%로 변화를 주었다. BCD 반응물에서 불용성 고형 부산물, 수용성 부산물과 각 부산물에서 diethyl ether로 추출하여 DEE-1, DEE-2를 얻었고 그 화학적 조성을 분석하였다. 실험 결과 염기의 농도가 높아질수록 불용성 고형 부산물이 많이 생성된 반면 수용성 분액분의 수율은 낮아졌으나 DEE 추출분의 수율은 차이가 없었다. 불용성 부산물에서 추출한 DEE-1은 GC/MS 분석 결과 BHT외에 페놀성 화합물은 검출되지 않았다. 대부분의 저분자 리그닌 분해 산물은 DEE-2에서 GC/MS를 사용하여 30개 이상의 피크가 관찰되었고 21개 성분이 확인되었다. 7.5와 3.25%의 NaOH를 사용한 반응의 DEE-2 주성분은 catechol (20.3, 17.7%), 4-methylcatechol (18.2, 15.6%), 3-methoxycatechol (9.6, 14.5%), syringol (8.9, 10.9%)등으로 주로 catechol 계열의 화합물이었다. 1.63%의 NaOH를 사용한 반응의 DEE-2 주성분은 syringol (22.3%), isovanillic acid (12.6%), 3-methoxycatechol(12.1%), 4-methylcatechol (11.7) 등으로 나타났다. 염기의 농도가 저분자 페놀성 화합물들의 전체적인 수율에는 영향이 없었지만 3.25와 1.63%의 농도를 경계로 성분 조성에 큰 영향을 주는 것을 관찰할 수 있었다.

• 방사선산업학회지
• /
• 제9권4호
• /
• pp.217-221
• /
• 2015

When reactor coolant leaks occur due to cracks of a steam generator's tube, radioactive materials contained in the primary cooling water in nuclear power plant are forced out toward the secondary systems. At this time the secondary water purification resin in the ion exchange resin tower of the steam generator blowdown system is contaminated by the radioactivity of the leaked radioactive materials, so we pack this in special containers and store temporarily because we could not dispose it by ourselves. If steam generator tube leakage occurs, it produces contaminated spent resins annually about 5,000~7,000 liters. This may increase the amount of nuclear waste productions, a disposal working cost and a unit price of generating electricity in the plant. For this reasons, it is required to develop a decontamination process technique for reducing the radioactive level of these resins enough to handle by the self-disposal method. In this research, First, Investigated the structure and properties of the ion exchange resin used in a steam generator blowdown system. Second, Checked for a occurrence status of contaminated spent resin and a disposal technology. Third, identified the chemical characteristics of the waste radionuclides of the spent resin, and examined ionic bonding and separation mechanism of radioactive nuclear species and a spent resin. Finally, we carried out the decontamination experiment using chemicals, ultrasound, microbubbles, supercritical carbon dioxide to process these spent resin. In the case of the spent resin decontamination method using chemicals, the higher the concentration of the drug decontamination efficiency was higher. In the ultrasound method, foreign matter of the spent resin was removed and was found that the level of radioactivity is below of the MDA. In the microbubbles method, we found that the concentration of the radioactivity decreased after the experiment, so it can be used to the decontamination process of the spent resin. In supercritical carbon dioxide method, we found that it also had a high decontamination efficiency. According to the results of these experiments, almost all decontamination method had a high efficiency, but considering the amounts of the secondary waste productions and work environment of the nuclear power plant, we judged the ultrasound and supercritical carbon dioxide method are suitable for application to the plant and we established the plant applicable decontamination process system on the basis of these two methods.

• 공업화학
• /
• 제22권4호
• /
• pp.429-432
• /
• 2011

도시 폐기물 연료(RDF) 가스화 공정에서 생성되는 촤를 보조 연료로 사용할 수 있는지 가능성을 알아보기 위하여 연소실험을 수행하였다. RDF 촤의 고위 발열량은 3000~4000 kcal/kg이었고 염소 함량은 염소기준치함량보다 낮았다. 이는 보조 연료로서의 가능성을 보여주는 것이다. 연소 배가스에서, 최대 $NO_x$와 $SO_2$의 농도는 각각 240 ppm과 223 ppm이었다. 만약 후처리 공정이 적용되면, 이들의 농도를 대기 오염배출기준을 충분히 만족시킬 수 있게 낮게 제어 가능할 것이다. HCl의 농도는 상대적으로 높았으며, 이는 RDF 연소시 HCl 배출에 주의를 기울어야 함을 의미한다. 반응기 내의 온도 분포, $O_2$와 $CO_2$의 농도변화, 고체 잔사물의 양과 연소 손실로 미루어 볼 때, 과잉공기비가 1.3이 사용되었을 때 연소 반응이 가장 안정적이었다.

• 공업화학
• /
• 제34권6호
• /
• pp.674-678
• /
• 2023

고정층 상압 유통식 반응기를 사용하여 Pt(1)-Fe(30)/MCM-41와 Fe(30)/MCM-41의 촉매상에서 메탄의 분해 반응을 수행하여 수소의 수율을 구하여 Pt의 효과를 조사하였다. XRD 분석으로 반응 전 Pt(1)-Fe(30)/MCM-41 촉매에서 Fe₂O₃와 Pt의 결정상이 나타났다. SEM, EDS 분석과 매핑 이미지로부터 촉매 표면상에 Fe, Pt, Si, O의 나노 입자들이 균일하게 분포함을 알 수 있었다. XPS 분석으로 Pt⁰, Pt²⁺, Pt⁴⁺, Ft⁰, Fe²⁺, Fe³⁺ 등의 이온과 O^2-, O^-의 산소종이 존재함을 알 수 있었고, Fe(30)/MCM-41 촉매에 Pt를 1 wt% 첨가하면 촉매 표면상에서 Fe2p의 원자 백분율이 13.39%에서 16.14%로 증가하고 Pt4f는 1.51%이었다. 수소의 수율은 Fe(30)/MCM-41보다 3.2배 높았다. Pt로부터 Fe로 H₂의 스필오버(spillover) 효과로 Fe 입자의 환원을 증가시키고, Fe, Pt와 MCM-41의 적당한 상호작용으로 미세한 나노입자를 촉매 표면상에 균일하게 분산을 증가시켜 수소수율을 향상시켰다.

• Nuclear Engineering and Technology
• /
• 제55권10호
• /
• pp.3543-3548
• /
• 2023

Shutdown chemistry evolution is performed in nuclear power plants at each refueling outage (RFO) to establish safe conditions to open system and minimize inventory of corrosion products in the reactor coolant system (RCS). After hydrogen peroxide is added to RCS during shutdown chemistry evolution, corrosion products are released and are removed by filters and ion exchange resins in the chemical volume control system (CVCS). Shutdown chemistry evolution including RCS clean-up time to remove released corrosion products impacts the critical path schedule during RFOs. The estimation of clean-up time prior to RFO can provide more reliable actions for RCS clean-up operations and transients to operators during shutdown chemistry. Electric Power Research Institute (EPRI) shutdown calculator (SDC) enables to provide clean-up time by Co-58 peak activity through operational data from nuclear power plants (NPPs). In this study, we have investigated the results of EPRI SDC by shutdown chemistry data of Co-58 activity using NPP data from previous cycles and modeled the estimated clean-up time by EPRI SDC using average Co-58 activity of the NPP. We selected two RFO data from the NPP to evaluate EPRI SDC results using the purification time to reach to 1.3 mCi/cc of Co-58 after hydrogen peroxide addition. Comparing two RFO data, the similar purification time between actual and computed data by EPRI SDC, 0.92 and 1.74 h respectively, was observed with the deviation of 3.7-7.2%. As the modeling the estimated clean-up time, we calculated average Co-58 peak concentration for normal cycles after cycle 10 and applied two-sigma (2σ, 95.4%) for predicted Co-58 peak concentration as upper and lower values compared to the average data. For the verification of modeling, shutdown chemistry data for RFO 17 was used. Predicted RCS clean-up time with lower and upper values was between 21.05 and 27.58 h, and clean-up time for RFO 17 was 24.75 h, within the predicted time band. Therefore, our calculated modeling band was validated. This approach can be identified that the advantage of the modeling for clean-up time with SDC is that the primary prediction of shutdown chemistry plans can be performed more reliably during shutdown chemistry. This research can contribute to improving the efficiency and safety of shutdown chemistry evolution in nuclear power plants.

• 멤브레인
• /
• 제22권2호
• /
• pp.95-103
• /
• 2012

본 연구에서는 생활오수, 산업폐수, 축산폐수 등에서 발생하는 질산성화합물 및 난분해성 화합물을 효과적으로 처리하기 위해 막분리법과 다공 전극형 전기분해법을 조합한 하 폐수의 고도처리 기술을 제안하였고 제안 시스템의 효율성을 검토하였다. 제안하는 시스템은 활성슬러지 공정, 막분리 공정, 다공 전극형 전기분해공정의 3단계로 구성하였다. 본 연구에서 구성되는 막분리 공정은 부유물질을 제거해줌으로써 전기분해공정의 부하를 최소화할 수 있는 역할을 담당할 수 있게 하여 시스템을 안정하게 운전할 수 있도록 하였다. 전기분해 하이브리드 공정에 있어서는 다공성 전극으로 구성함으로써 비표면적의 확대로 인한 전극의 효율성을 높였다. 아울러 외부전압을 인가함에 따라 처리제의 공급 없이 장치에 유입된 물을 분해시킴으로써 산화 환원 반응을 유도하였다. 즉 중간체로서 수소 자유전자 라디칼과 산소원자 라디칼이 발생되어 난분해성 유기물을 산화 분해하는 역할을 담당하도록 하였다. 이는 전극 내에서 발생하는 중간체를 폐용질의 분해에 사용하기 때문에 친환경적 처리공법이었다. 실험결과들은 제안공정이 활성슬러지공법에 비하여 우수한 공정임을 보여 주었다. SS제거율은 제안공정, 막분리공정, 활성슬러지 단독공정에서 각각 약 100%, 약 100%, 약 90%였고 COD 제거효율은 제안공정 약 92%, 막분리공정 약 84%, 활성슬러지 단독공정 약 75%였으며 T-N의 제거효율은 제안공정 약 88%, 막분리공정 약 67% 활성슬러지 단독공정 약 58%였다. 이결과는 SS의 제거에 있어서 막분리 하이브리드 공정만으로도 부유물질이 충분히 제거됨을 나타내고 있었다. COD의 제거에 있어서 막분리 하이브리드 공정은 SS분의 제거를 통한 COD와 SS이외의 유기물질이 소량제거 되었음을 보였고 전기분해 하이브리드 공정에 있어서는 유기물질의 산화반응을 통한 분해로 높은 제거효율을 보였다. T-N의 제거에 있어서는 막분리 하이브리드 공정은 SS분에 포함된 부분과 소량의 유기물에 포함된 부분이 제거되고 있는 반면 전기분해 공정에 있어서는 유기물질의 산화분해반응으로 인한 높은 제거효율을 나타내고 있었다.

• 공업화학
• /
• 제21권6호
• /
• pp.648-652
• /
• 2010

고정층 상압 흐름 반응기에서 메탄의 부분산화반응를 수행하여 메탄으로부터 수소제조 위한 촉매의 활성도를 평가하였고, BET, XPS, XRD를 사용하여 촉매의 특성을 분석하였다. Pd(5)/Ti-SPK과 Pd(5)/Zr-SPK 촉매의 BET 표면적, Horvath-Kawaze의 기공부피와 기공폭, t-플롯 미세기공 면적과 부피는 각각 $284m^2/g$, $0.233cm^3/g$, 3.9 nm, $30m^2/g$ $0.015cm^3/g$과 $396m^2/g$, $0.324cm^3/g$, 3.7 nm, $119m^2/g$, $0.055cm^3/g$이었다. 촉매는 히스테리시스가 잘 발달된 IV형 임을 $N_2$-흡착등온선으로부터 확인할 수 있었다. XPS분석으로부터 SPK에 Ti와 Zr이 부분 치환된 Ti-SPK과 Zr-SPK의 Si 2p과 O 1s 피크는 SPK의 Si 2p와 O 1s 피크 보다 낮은 결합에너지 쪽으로 화학 이동함을 알 수 있었고, 촉매표면의 Pd의 산화상태는 $Pd^0$와 $Pd^{+2}$이었다. XRD의 결정 피크는 반응 전에 무정형인 촉매가 반응 후에는 결정상으로 변함을 보여주었다. Pd(5)/Ti-SPK과 Pd(5)/Zr-SPK 촉매의 메탄의 전화율과 수소의 선택도는 973 K, $CH_4/O_2$ = 2, GHSV = $8.4{\times}10^4mL/g_{cat}{\cdot}h$. 반응조건에서 각각 77, 84%와 78, 72%이었고, 반응 시작 후 3일까지도 촉매의 활성이 거의 일정하게 유지되었다. Pd(5)/Ti-SPK과 Pd(5)/Zr-SPK 촉매는 메탄의 부분산화반응에서 활성도와 열 안정성 및 물리화학적 성질이 우수하였다.