• Korean Chemical Engineering Research
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• 제44권3호
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• pp.307-313
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• 2006

본 연구에서는 석탄 등의 중질 탄소원으로부터 $H_2$를 생산하는 시스템의 일부인 메탄스팀개질 공정에 사용되는 개질촉매와 $CO_2$ 흡착제를 하나로 결합시킨 촉매흡착제를 제조하여 $H_2$ 생산성 및 에너지 효율을 향상시키고자 하였다. 흡착제의 다공성과 표면적 증가를 위해서 1, 5, 10 wt％ 카본블랙을 흡착제 제조 시 사용하였으며, 압축강도와 마모강 도를 증진시키기 위하여 5~10 wt％ $Al_2O_3$를 흡착제에 첨가하였다. SEM, TGA, BET, XRD, 마모측정기와 자체 제작한 흡탈착장치를 사용하여 제조된 흡착제의 열적, 물리적 특성들을 측정하였다. 측정결과, 5 wt％ $Al_2O_3$와 10 wt％ 카본블랙을 첨가한 흡착제가 $7.61kg_f$의 강도와 47％의 흡착능을 나타내어 가장 좋은 물성을 나타내었다. 제조된 흡착제에 메탄스팀개질반응에서 통상적으로 사용되는 Ni, Co, Fe를 10 wt％로 담지하여 촉매흡착제를 제조하였고 각 촉매흡착제에 대하여 메탄스팀개질반응을 수행한 결과, Ni/CaO 촉매흡착제의 반응효율이 가장 우수하였다. 결과적으로 본 연구에서 개발한 촉매흡착제에 의한 메탄스팀개질 반응시스템이 $700{\sim}750^{\circ}C$의 온도에서 기존의 촉매와 흡착제가 분리된 시스템에 비해 5~10％ 높은 $H_2$ 생산성을 나타내었다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제54권6호
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• pp.854-862
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• 2016

최근 화석연료를 대체할 친환경 신재생에너지에 대한 요구가 증가하면서 수소에너지가 미래 대체에너지원으로서 주목받고 있다. 수소를 생산하는 방법 중 수전해 기술은 에너지효율과 안정성이 뛰어난 장점이 있지만, 산소발생반응시 발생하는 높은 과전압은 여전히 단점으로 지적되고 있다. 본 연구에서는 분무열분해 공정을 통하여 Co 전구체로부터 $Co_3O_4$를 제조하였다. 또한, urea, sucrose, citric acid의 유기물첨가제를 사용하여 다양한 입자 크기와 표면형상을 가지는 $Co_3O_4$를 제조하였고, 필요에 따라 추가로 열처리를 실시하였다. 합성한 $Co_3O_4$의 물리적 특성을 분석하기 위해 X-선 회절 분석(XRD)으로 결정성을 조사하였고, 주사전자현미경(SEM)과 투과전자현미경(TEM)으로 입자형상 및 표면을 분석하였다. 질소 흡 탈착 시험을 통해 촉매의 비표면적 및 기공부피를 측정하였고, 질소도핑을 확인하기 위해 X-선 광전자 분광법(XPS)을 사용하였다. 촉매의 산소발생반응 활성을 알아보기 위해 3전극 셀에서 선형주사전위법(LSV)으로 전기화학적 거동을 분석하였다. 첨가제를 사용하지 않은 $Co_3O_4$가 가장 우수한 활성을 보였고, 이는 분무열분해법을 통하여 상대적으로 작은 입자형성과 높은 비표면적의 영향인 것으로 판단된다.

• 대한화학회지
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• 제26권1호
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• pp.36-42
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• 1982

대기중의 암모니아가스와 암모늄염의 필터포집법에 관하여 연구하였다. 표준가스 발생장치로 발생시킨 암모니아가스를 3% 붕산-25% 글리세린 혼합액이 스며든 유리섬유 필터에 포집하였다. pH조절법으로 발생시킨 암모니아가스와 대기중의 암모니아를 5회씩 포집하여 측정한 결과 포집효율은 각각 96.4${\pm}$ 2.15%와 97.4${\pm}$1.06%였다. 시판되는 유리섬유 필터 및 Polycarbonate 필터에 대하여 암모니아가스의 흡착 및 탈리현상을 검토한 결과 유리섬유 및 석영 섬유 필터에서는 암모니아가스의 흡착과 약간의 암모늄염이 탈리되었으나, Polycarbonate 필터는 대기중의 암모늄염을 포집하는데 적합한 것으로 판단되었다. 지름 47mm의 필터에 20l/min의 유량으로 60분동안 대기를 포집하여 인도페놀법에 의한 분광광도법으로 측정 할 경우, 측정가능한 암모니아가스의 최저농도는 0.83ppb (약 0.63$\mug$/$m^3$)이다. 이 방법은 종래의 용액포집법에 의한 분광광도 측정법에 비하여 감도가 20배나 높으므로 대기중의 암모니아 농도의 변화를 단시간(약 60분)내에 측정할 수 있다.

• 대한환경공학회지
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• 제39권6호
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• pp.325-331
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• 2017

Monoethanolamine (MEA)으로 함침한 ZSM5와 Molecular Sieve 13X (MS13X)에 대한 이산화탄소 흡착실험을 실시하였다. 이산화탄소 흡착효율은 U자관 컬럼 반응기를 사용하였으며 GC/TCD로 분석을 하였다. 흡착제별 흡착온도는 $30{\sim}80^{\circ}C$에서 흡착능을 평가하였다. 개질화된 흡착제의 표면특성을 알기 위해 BET분석, $N_2$ 흡 탈착, XRD, FT-IR분석을 실시하였다. 표면분석결과 함침된 아민은 흡착제 내 결정의 형성에 영향을 주지 않으며 아민으로 함침된 MS13X의 BET표면적은 $718.335m^2/g$에 $19.945m^2/g$으로 감소하였다. 이 결과는 MS13X의 기공부피에 아민 분자가 채워짐으로써 질소흡착을 제한하는 것으로 보인다. MS13X-MEA는 ZSM5-MEA비해 이산화탄소 흡착능의 개선효과가 있었으며 이는 물리적 흡착과 화학적 흡착에 의한 것으로 사료된다. 또한 MS13X-MEA의 이산화탄소 흡착능은 MS13X에 비해 $60{\sim}80^{\circ}C$의 온도에서도 증가됨을 보여 주었다.

• 폴리머
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• 제36권4호
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• pp.486-493
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• 2012

칼콘기를 포함하는 광가교성 sulfonated polyimide(SPI) 전해질 고분자를 칼콘기를 가지는 실란 커플링제가 처리된 알루미나 전극에 도포하여 습도센서를 제조하였다. SPI 필름 중 bis(tetramethyl)ammonium 2,2'-benzidinedisulfonate($Me_4N$-BDS)/4,4'-diaminochalcone(DAC)/pyromellitic dianhydride(PA)= 90/10/100 이루어진 습도센서는 20과 95 %RH 영역에서 4.48부터 $2.1k{\Omega}$까지 변화하며 좋은 직선성(Y = -0.04528X+7.69446, $R^2=0.99675$)을 보여주었다. 33 %RH와 94 %RH 사이에서 흡습과 제습과정의 응답속도는 약 79초이며, 가교화된 SPI 필름은 습도를 빠르게 검지할 수 있는 매우 효율적인 감습재료이다. 온도 의존성 계수는 $-0.49%RH/^{\circ}C$이며 습도센서로서 응용시 온도 보상이 필요하다. 또한 센서의 기재를 칼콘을 포함하는 실란 커플링제로 처리한 센서는 가교와 동시에 기재에 접합되어 480시간 이상 내수성, 고온과 고습 안정성 및 장기 안정성이 뛰어남을 알 수 있었다. 이렇게 가교화된 SPI는 상용화된 센서보다 우수한 특성을 보이는 재료로서 응용 가능성을 보여주었다.

• 한국가스학회지
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• 제13권6호
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• pp.34-38
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• 2009

마취가스로 사용되는 아산화질소($N_2O$)는 만성건강 잠재위험을 일으킬 수 있기 때문에 근무자를 보호하기 위해 아산화질소 노출을 감시하고 제어하는 것이 필요하다. 이 연구에서는 아산화질소 노출평가를 위해서 흡착제로는 molecular sieve 5A를 사용하였고 $7m{\ell}$ vial에 보관한 후 heating block에서 $100^{\circ}C$로 12시간 이상 가열하여 GC-ECD를 이용하여 분석, 평가하였다. GC-ECD에 의한 검량선 설명력계수($R^2$)는 0.9992이며 검출한계는 $0.96{\mu}g$/injection, 정량한계는 $3.21{\mu}g$/injection, 탈착효율은 평균 $94.78\;{\pm}\;4.50%$이다. 파과는 각 농도대비 10% 범주 내에 있었다. GC-ECD에 의한 $N_2O$의 수술 전과 수술 중의 노출평가에서는 수술 전의 평균농도는 5.12ppm이고 수술 중의 평균 농도는 42.33ppm으로 수술 중의 아산화질소의 농도가 높게 나타났고 중대한 차이가 있다(P<0.05). GC-ECD에 의한 $N_2O$의 근무자의 근무위치에 따른 노출 평가에서는 중대한 차이가 없고(P>0.005), 시료채취 법에서는 능동식 시료채취 법에서의 $N_2O$ 농도가 높게 나타났다(P<0.05).

• 청정기술
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• 제27권4호
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• pp.277-290
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• 2021

슈퍼커패시터는 일반 커패시터(축전지, 콘덴서)에 비해 정전용량이 매우 큰 커패시터로 전기화학 커패시터 혹은 울트라 커패시터(ultracapacitor) 라고도 부르는데, 화학반응을 이용하는 배터리와 달리 전극과 전해질 계면의 단순한 이온 이동이나 표면화학반응에 의한 충전현상을 이용한다. 짧은 충전시간(~ 30초), 우수한 출력특성, 반영구적 수명(~ 100,000 cycle), 낮은 유지비용, 빠른 응답특성, 높은 안정성 등을 특징으로 하여, 백업용 전원, 무정전전원장치, 수송 기계 및 스마트 그리드의 고출력 보조 전원 등 급속 충방전이 필요한 전자기기 및 고출력이 요구되는 산업분야에서 활용되고 있다. 태양광과 풍력 같은 불규칙적인 전력원을 활용하는 발전에서 2차 배터리와 함께 에너지저장장치로 구성되어 상대적으로 느린 배터리의 충·방전 특성을 보상하고 배터리 수명연장에 기여하며 시스템의 전체 전력 품질을 향상시킬 수 있다. 본 고에서는 이처럼 에너지저장장치로 다양한 분야에서 활용되고 있는 슈퍼커패시터에 대해, 전극 재료에 따른 에너지 저장 원리 및 메커니즘, 분류를 간략하게 살펴보고, 국내외 제품 연구, 특허, 시장 및 제품 현황을 제시하여 활용성을 검토하고 향후 전망을 살펴보았다. 에너지 저장 소자로 슈퍼커패시터가 관련 산업 수요에 대응하기 위해서는, 고전압 모듈 기술, 고효율 충전, 안전성, 추가적인 성능개선 및 비용경쟁력 등 아직까지 해결해야 할 과제들이 많다.

• 공업화학
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• 제34권1호
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• pp.15-22
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• 2023

최근, 피셔-트롭시(Fischer-Tpropsch, F-T) 합성 생성물의 단환방향족(BTEX) 수율을 향상시켜 공정 경제성 및 효율을 높이기 위한 연구가 활발하다. 본 연구에서는, F-T 유래 탄화수소의 모델로서 에틸렌을 선정하고, HZSM-5 (HZ5)의 산특성, 메조기공율 및 결정화도 변화에 따른 에틸렌으로부터 방향족 합성 반응(ethylene-to-aromatics, ETA) 거동에 대하여 조사하였다. HZ5에 몰농도를 달리한 NH₄F 수용액을 함침 및 소성하여 불소 도입 HZ5를 제조하였으며, F/HZ5의 구조 및 화학적 특성은 BET, 고체 NMR, XPS, NH₃-TPD 및 피리딘-IR 분광법을 통하여 조사되었다. ETA 반응은 673 K, 0.1 MPa의 조건에서 실시되었으며, 0.17 M NH₄F 수용액 처리에 의한 불소화 HZ5는 산특성, 메조기공율 및 결정성 향상에 기인하여 에틸렌 전환율, BTEX 선택도 및 촉매 안정성이 향상되었다.

• 청정기술
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• 제16권2호
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• pp.132-139
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• 2010

서로 다른 몰비의 Cu-Mn 혼합산화물을 공침법으로 제조하여 $30^{\circ}C$에서 CO 산화반응을 수행하였다. 제조된 촉매는 CO 산화반응에서 반응 활성과 연관시키기 위하여 XRD, $N_2$ 흡착 및 탈착, XPS, $H_2-TPR$ 등의 특성분석을 수행하였다. 제조된 촉매의 질소흡착 등온곡선은 4형태로 7-20 nm크기의 세공이 존재하며, Mn의 함량이 증가함에 따라 BET 표면적은 17에서 $205m^2{\cdot}g^{-1}$ 으로 증가하였다. XPS 분석으로 Cu-Mn 혼합산화물 상의 Cu는 주성분이 2+의 산화상태임을 확인하였고, Mn은 +3과 +4의 산화 상태를 나타냈다. Cu-Mn 촉매의 함량 및 비율에 따른 최적 활성을 실험 조사한 결과, $30^{\circ}C$의 반응온도에서 Cu/(Cu+Mn)의 몰비가 0.5일 때 가장 좋은 활성을 나타냈으며, 이를 기준으로 화산형 형태의 반응 곡선을 나타냈다. 수분 존재하의 CO 산화반응은 활성점에 수분과 CO의 경쟁흡착으로 촉매의 활성을 감소시켰으며 최종적으로는 활성금속 성분과 하이드록실 그룹을 형성하였기 때문이다.

• 환경생물
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• 제39권4호
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• pp.445-451
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• 2021

Agrobacterium tumefaciens strain CP4 유래 5-enolpyruvylshikimate-3-phosphate synthase (EPSPS) 유전자를 포함하는 유전자변형생물체(Living modified organism, LMO)가 개발되었다. 이 같은 LMO는 국내 승인되어 사료용, 식품용, 가공용으로 이용 중이다. 간이면역 검사키트 개발을 위해서는 고효율의 단클론 항체 개발이 필수적이다. 본 연구에서는 대장균 BL21 (DE3)에서 재조합 CP4 EPSPS 단백질을 정제하였으며 SDS-PAGE와 MALDI-TOF MS 분석으로 단백질 특성을 분석하였다. 단클론 항체 제작은 (주)앱클론의 SOP 매뉴얼에 따라 진행하였다. 본 연구 결과 5개의 단클론 항체 클론(2F2, 4B9, 6C11, 10A9, 10G9)를 확보하였다. 5종의 단클론 항체의 효율과 특이도 검정을 위해서 LM 면화 추출액을 이용한 western blotting 분석을 실시하였다. 모든 단클론 항체는 CP4 EPSPS를 함유하는 MON1445와 MON88913을 특이적으로 검출하였으며 비변형 면화 및 타종의 LM 면화에서는 검출되지 않았다. 이러한 결과들을 바탕으로 CP4 EPSPS 단클론 항체는 LMO에 함유된 CP4 EPSPS 단백질을 타겟으로 항체 기반 검출법 개발에 활용될 것으로 사료된다.