• 제목/요약/키워드: Degradation of material

검색결과 1,594건 처리시간 0.027초

이산화납 전극 제조 시 전기화학적 증착인자가 수산화라디칼 발생에 미치는 영향 (Effects of Electrodeposition Parameters on Electrochemical Hydroxyl Radical Evolution of PbO2 Electrode)

  • 심수진;윤제용
    • 대한환경공학회지
    • /
    • 제38권12호
    • /
    • pp.647-655
    • /
    • 2016
  • Lead dioxide ($PbO_2$)는 전기화학적 고도산화공정(electrochemical advanced oxidation process, EAOP)에서 hydroxyl radical ($^{\bullet}OH$) 발생에 기반한 유기오염물 분해에 효과적인 전극물질이다. $PbO_2$ 전극의 대표적인 제조방법인 전기화학적 증착법(electrodeposition)의 주요 인자로는 전류/전압세기, 온도, 반응시간, Pb(II)의 농도, 전해질 종류 및 농도가 있다. 본 연구에서는 $Ti/PbO_2$ 산화전극을 전기화학적 증착법을 통해 전류인가 시간, 전류밀도, 온도, $HNO_3$ 전해질 농도를 각각 조절하여 제조하였고, $^{\bullet}OH$ 검출물질인 p-Nitrosodimethylaniline (RNO)의 전기화학적 탈색 측면에서 $^{\bullet}OH$ 발생에 대한 $PbO_2$ 증착인자의 영향을 조사하였다. 주요 결과로, $PbO_2$$^{\bullet}OH$ 발생 성능은 $PbO_2$ 증착과정에서 대체로 전류인가 시간이 길어질수록(1-90 min), 전류밀도가 감소할수록($0.5-50mA/cm^2$), 증착온도가 증가할수록($5-65^{\circ}C$), $HNO_3$ 전해질 농도(0.01-1.0 M)가 감소할수록 향상되었다. 특히, 0.01 M의 낮은 $HNO_3$ 농도 상에서 $20mA/cm^2$ 전류를 10분 이상 인가하여 증착시킨 $PbO_2$에서$^{\bullet}OH$ 발생이 가장 촉진되었다. RNO 탈색속도 측면에서 가장 성능이 좋은 $PbO_2$와 저조한 $PbO_2$ 사이에 최대 41% 정도 차이가 나타났다. $PbO_2$$^{\bullet}OH$ 발생 성능을 결정짓는 특성으로 $PbO_2$ 층 전도도, Ti 기판 산화, $PbO_2$ 결정크기를 고려한 결과, $PbO_2$ 층의 전도도 및 Ti 기판의 산화가 $^{\bullet}OH$ 발생에 주요하게 영향을 미치는 것으로 확인되었다. $PbO_2$ 층의 전도도 향상과 Ti 표면 산화 억제로 인한 $Ti/PbO_2$ 계면에서 전도도 향상이 $^{\bullet}OH$ 발생을 촉진시키는 효과를 가져왔다. 그리고 일부 전극에서는 표면에서 $PbO_2$ 결정 크기 증가가 $^{\bullet}OH$ 발생을 저감시키는 역할을 하였다.

발열반응 촉매제와 열처리를 이용한 석면함유 슬레이트의 무해화 연구 (Transformation of Asbestos-Containing Slate Using Exothermic Reaction Catalysts and Heat Treatment)

  • 윤성준;정현이;박병노;김용운;김혜수;박재봉;노열
    • 자원환경지질
    • /
    • 제52권6호
    • /
    • pp.627-635
    • /
    • 2019
  • 슬레이트는 석면을 이용한 대표적인 건축자재 중 하나로써 백석면(10~20%)과 시멘트 성분을 결합하여 만든 제품이다. 슬레이트에 포함되어 있는 석면은 인체에 유입되면 세포 손상이나 변형을 일으키고 체외로 잘 배출되지 않아 폐암, 석면폐, 악성중피종 및 흉막비후 등과 같은 질병을 일으키는 원인이 되는 것으로 입증되어 1977년 세계보건기구(WHO) 산하 국제암연구소(IARC)에서는 1군 발암물질로 지정하였다. 현재 이러한 슬레이트는 대부분 지정매립장에 매립하여 처리하고 있으나 매립용량이 한계에 다다르고 있고 매립한다고 하여도 추후 외부환경으로 노출될 수 있는 잠재적인 위험성이 있어 매립 처리방법 이외에 슬레이트에 포함된 석면을 무해화하여 안전하게 처리할 수 있는 방법이 필요하다. 따라서 이 연구에서는 발열반응 촉매제와 열처리를 이용하여 슬레이트에 함유된 석면 무해화 가능성을 확인하고자 하였다. 실험은 석면해체·제거 사업장에서 발생한 석면함유 슬레이트를 이용하였고 발열반응 촉매제는 염화칼슘(CaCl2), 염화마그네슘(MgCl2), 수산화나트륨(NaOH), 규산소듐(Na2SiO3), 카올린[Al2Si2O5(OH)4)], 활석[Mg3Si4O10(OH)2]을 이용하여 총 6가지의 촉매제를 제조하였다. 6가지의 촉매제를 슬레이트에 각각 도포한 후 열중량-시차열분석(TG-DTA)을 실시하여 분석결과를 토대로 슬레이트 무해화를 위한 열처리 온도를 750℃로 결정하였다. 슬레이트에 6가지 촉매제를 각각 도포한 후 750℃에서 2시간 열처리하여 X-선 회절 분석(XRD), 주사전자현미경 분석(SEM-EDS), 투과전자현미경 분석(TEM-EDS)을 한 결과 슬레이트 내 백석면[chrysotile, Mg3Si2O5(OH5)]이 주상의 고토감람석(forsterite, Mg2SiO4)으로 상전이 됨을 확인하였다. 또한, 슬레이트 원시료와 발열반응 촉매제 도포 후 열처리한 시료에 물리적인 힘을 가하여 광물의 형상 변화를 비교 관찰한 결과, 슬레이트 내 백석면은 섬유형을 유지하였으나 촉매제 도포 및 열처리를 한 시료는 무정형 형태로 깨지는 것을 확인할 수 있었다. 따라서 발열반응 촉매제와 열처리를 통하여 낮은 온도에서 경제적으로 석면함유 슬레이트를 안전하게 처리할 수 있는 하나의 방안을 제시할 수 있을 것으로 사료된다.

일메나이트광의 유동층 염화반응에 대한 수치적 예측 (Numerical Prediction for Fluidized Bed Chlorination Reaction of Ilmenite Ore)

  • 정동규;정은진;이미선;김진영;송덕용
    • 청정기술
    • /
    • 제25권2호
    • /
    • pp.107-113
    • /
    • 2019
  • 2단 유동층 염화로에서 일메나이트광의 선택염화반응과 이산화티탄의 탄소염화반응의 염화도를 예측하기 위해서 shrinking core 모델과 유출률 및 입자파손을 고려한 수치 모델을 개발하였다. 입자분포를 고려하여 입자별 물질 수지와 염화반응을 반영할 수 있는 유동층 염화 반응 해석이 가능하다. 유동층 염화로의 실험값과 비교하여 약 6% 오차율의 정확성을 보였다. 입자 크기에 따라서는 입자 크기가 작을수록 염화도의 변화가 더 크게 나타났으며 염화도 1의 값에 도달하는 반응시간 차이가 약 100 min 정도로 나타났다. 온도의 변화($800{\sim}1000^{\circ}C$)에 대한 염화도의 변화는 염화도 0.9에 도달하는 반응시간이 약 10 min 차이로 크게 나타나지 않았다. 1단계 선택염화공정에서 일메나이트광의 질량감소율은 180 min 경과 시에 이론값인 0.4735 값에 근접하고, Fe 성분의 염화도는 $FeCl_2$ 또는 $FeCl_3$로 변환되어 180 min 경과 시에는 거의 1의 값을 보인다. 2단계 탄소염화공정에서 $TiO_2$의 염화도는 180 min 경과 시 0.98에 근접하고, 질량분율은 0.02에 도달하여 $TiCl_4$로 변환되는 것으로 나타났다. 1단계 선택염화공정에서 $TiO_2$는 180 min 경과 시에 98%까지 생성되었다가 연속적인 2단계 탄소염화공정에서 추가로 90 min 경과 시(총 경과 시간 270 min)에 99% $TiCl_4$로 전환되는 것으로 나타나고, 질량감소율도 99% 이상 감소하였다.

돼지의 심낭, 판막을 이용한 이종이식 보철편의 개발(고정 방법에 따른 조직학적 분석) (Development of Porcine Pericardial Heterograft for Clinical Application (Microscopic Analysis of Various Fixation Methods))

  • 김관창;최창휴;이창하;이철;오삼세;박성식;김웅한;김경환;김용진
    • Journal of Chest Surgery
    • /
    • 제41권3호
    • /
    • pp.295-304
    • /
    • 2008
  • 배경: 지금까지 심장 및 혈관 등의 결손을 교정하기 위하여 자기 조직이 아닌 다른 보철편의 필요가 증가함에 따라, 그에 따른 다양한 대체제가 연구 개발되고 있으며, 임상에서 실제로 흔히 이용되고 있다. 본 연구는 새로운 조직의 처리방법을 개발하기 위하여 이미 상용화되고 있는 기존의 일부 이종이식 보철편들과, 여러 가지 조건들에서 제조되는 이종조직인 돼지 심낭과 대동맥, 페동맥판막 등의 보철편들의 임상적용 전에 각종 고정, 처리 방법에 따른 이종조직의 조직학적 변성이나 변화의 가능성을, 물리적, 구조적, 기능적 치적의 상태를 분석하기 위하여 광학 현미경 및 전자 현미경 소견을 통하여 알아보고자 하였다. 대상 및 방법: 1) 0.625% glutaraldehyde용액에 고정 전과 고정 후의 돼지 심낭과 대동맥, 폐동맥판막, 사람의 심낭, 그리고 상용화되고 있는 기존의 이종이식 보철편들과 광학 및 전자현미경으로 비교관찰 하였다. 2) 돼지 심낭과 대동맥, 페동맥판막을 0.625% glutaraldehyde 고정 전과 고정 후에 80% Ethanol 처리한 군과, sodium dodecylsulfate (SDS) 을 이용하여 무세포화 처리만 시행한 군, 무세포화과정 후에 0.625% glutaraldehyde 고정한 군, 80% ethanol 처리 후 다시 무세포화과정을 한 후 0.625% glutaraldehyde 고정한 군, 무세포화한 후 다시 ethanol 처리 후 다시 0.625% glutaraldehyde 고정한 군으로 나누어 각각을 광학 및 전자현미경으로 관찰하였다 결과: 1) 돼지 심낭은 장막 층(serosal layer), 섬유층(fibrosa), 심외막 결합조직(epicardial connective tissue)로 이루어져 있었으며, 여러 가지 처치 후에도 모두 콜라겐 섬유는 잘 유지되고 있었다. 하지만 무세포화만 시행하거나 먼저 무세포화 처리한 군의 콜라겐구조는 다른 군에 비해 느슨하게 연결된(loosely condensed) 양상이었다. 기존의 소나 돼지의 심낭으로 만들어진 Shelhign, Biocor, Supple Peri-guard 등의 제품들의 콜라겐 섬유는 비교적 잘 유지되고 있었다. 2) 돼지 대동맥, 폐동맥 판막은 섬유판(lamina fibrosa), 해면질판(lamina spongiosa), 심실판(lamina ventricularis) 세층으로 이루어져 있었으며 이 판막들은 여러 가지 처치 후에도 모두 세층과 콜라겐 섬유는 잘 유지되고 있었다. 하지만 무세포화만 시행하거나 민저 처리한 군은 신낭에서 처럼 콜라겐구조는 다른 군에 비해 약간 느슨하게 연결된(loosely condensed) 양상이었다. 돼지 대동맥판막으로 만들어진 Carpentier Edwards, Medtronics, Shelhigh, Biocor의 다른 제품들도 세 개의 층은 잘 유지되었고 콜라겐도 잘 유지되고 있었다. 결론: 이종이식 돼지심낭과 대동맥 판막, 폐동맥 판막 보철편은 여러 조건하의 고정 방법들에 따라 광학 및 전자 현미경적 구조의 확연한 차이를 보이지 않아, Glutaraldehyde를 이용한 각종 조직 처리과정 중 조직손상에 의한 구조적, 기계적손실은 없는 것으로 생각되며, sodium dodecylsulfate (SDS)을 이용하여 무세포화 처리를 시행한 경우 대부분의 보철편에서 콜라겐 조직의 미세한 변성이나 분해(degradation)가 광학 및 전자현미경에서 관찰되어, 무세포화의 처리방법이나 조건의 적절화가 필요한 것으로 생각되었다.