• 대한환경공학회지
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• 제27권10호
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• pp.1090-1098
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• 2005

벤조일 퍼록사이드는 수서생물에 대해 매우 높은 독성을 나타냄에도 불구하고 환경 중 잔류 농도 및 노출영향에 대해 연구가 이루어지지 않아 OECD에서 추천하고 있는 대표적인 다매체 환경거동 모델인 EQC 모델을 이용하여 본 물질에 대한 환경중의 농도를 예측하고 위해성평가 및 화학물질의 관리를 수행하기 위한 기초자료로 활용코자 하였다. 평형, 정상상태에서 100,000 kg의 벤조일 퍼록사이드가 환경내로 유입된 상태를 나타내는 Level I과 평형, 정상상태 이류와 분해현상이 있고 일정한 속도 1,000 kg/h로 유입되었을 경우를 나타내는 Level II에서 벤조일 퍼록사이드는 주로 토양(68.3%)과 물(28.7%)로 배출되는 것으로 예측되었다. 비평형, 정상상태, 이류와 분해현상이 있고 다매체 이동을 하는 시스템에서 벤조일 퍼록사이드가 대기, 물, 토양, 침전물의 각각의 4개 매체에 연속적으로 1,000 kg/h로 유입될 경우인 Level III에서는 주로 토양(99.9%)으로 배출되었고 전체 잔류시간은 3.4년으로 예측되어 벤조일 퍼록사이드가 환경 중에 잔류성이 있는 물질로 평가되었다.

• 공업화학
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• 제18권5호
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• pp.495-500
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• 2007

석탄가스화기의 내벽은 내화물로 구성되어 있다. 내화물의 침식은 가스화기 내화물의 수명 및 교체시기에 영향을 미치는 중요한 인자이다. 본 논문에서는 슬래그와의 반응에 의한 내화재의 미세구조의 변화를 침식화합물의 형성에 가장 큰 영향을 미치는 산화철 농도의 함수로 조사하였다. 산화철 농도가 낮은 KIDECO 탄 슬래그에 산화철을 첨가하여 정적 침식실험을 수행한 후 $(Fe,Cr)_3O_4$의 형성과 침투 슬래그에서의 Fe의 고갈 깊이를 측정하였다. 그리고 FactSage를 이용한 평형계산을 통하여 chromite 형성조건을 조사하고 실험 결과와 비교하였다. 고정된 온도인 $1550^{\circ}C$에서 약 10%의 산화철을 포함한 KIDECO 슬래그에서는 $(Fe,Cr)_3O_4$의 형성이 관찰되지 않았으나 산화철의 함량이 증가될수록 $(Fe,Cr)_3O_4$ 형성이 관찰되었으며, 경계면의 $(Fe,Cr)_3O_4$ 층의 두께가 증가하였고, 산화철의 고갈 깊이도 증가하였다. 또한 산화철의 양이 많아질수록 화학적 침식이 증가하면서 슬래그와 내화물의 경계가 모호해지는 것을 확인하였다. 슬래그-내화재 계의 평형계산은 슬래그의 산화철 농도가 증가할수록 가스화기 조업온도에서 chromite 형성 가능성이 높아짐을 보여주었다, 또한 내화물이 슬래그에 용해된 경우와 같이 $Cr_2O_3$가 낮은 농도로 존재할 때 chromite 형성이 가장 유리하였고, 산화철의 농도가 20% 이하에서는 슬래그와 내화물이 같은 양으로 존재하는 경우가 chromite 형성에 가장 불리하였다.

• 대한화학회지
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• 제40권4호
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• pp.219-228
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• 1996

ab initio 방법을 이용하여 hexahydroxbenzene triscarbonate($C_9O_9$)와 이와 유사한 화합물($C_9O_9,C_9O_6S_3,C_9O_3S_9$)들의 평형구조(equilibrium geometry)와 에너지를 HF와 MP2 level에서 구하였다. 계산결과 이들 화합물은 모드 $C_{3v}$ bowl형 구조보다는 $D_{3h}$ 평면형구조가 더 안정함을 알 수 있었다. $HF/3-21G^*$ level에서 조화진동수(harmonic vibrational frequency)를 계산하였고 각각의 진동방식(vibrational mode)을 비교, 분석하였으며, $HF/63G^*$ level에서 구한 Mulliken population과 natural population을 이용하여 화합물들의 결합특성에 대하여 연구하였다. 또한 이들 화합물들의 열분해 의해서 생성되는 $C_6O_6$과 $C_6S_6$의 전자구조와 결합특성에 대한 연구를 HF와 MP2 level에서 하였다. 그리고 화합물들이 열분해하여 $C_6O_6,\;C_6S_6$, CO, 그리고 CS로 분리될 때의 필요한 에너지를 $HF/3-21G^*$ level에서 계산하여 열분해에 필요한 대략적인 에너지 장벽을 예상하여 보았다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제28권2호
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• pp.103-117
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• 1996

본 논문에서는 증기폭발의 전파과정을 해석하기 위한 수학적 모델을 제시하였다. 이 모델은 용융물, 용융파편, 그리고 냉각재 기상과 액상 등 4상 유체의 2차원적인 천이거동을 지배방정식 및 관련상관식의 수치적 해를 구함으로서 예측할 수 있다. 모델에 사용된 주요 상관식은 용융물 분쇄, 냉각재 상변화, 에너지 교환, 그리고 운동량 교환항으로 구성되어 있다. 그리고, 냉각재(물)의 상태방정식은 냉각재의 기상과 액상 사이의 열역학적 인 비평형을 허용할 수 있는 독특한 형태로 구성되었다. 주석 /물의 중기폭발에 대한 예제계산을 수행한 결과 본 모델이 폭발의 전파속도 및 압력 -비록 그 정량적인 값은 관련상관식의 인자들에 좌우되지마는- 등의 증기폭발 전파과정의 주요현상을 적절히 모사할 수 있음을 알 수 있었다. 또한 중요한 초기변수(중기 분율, 용융물 분율) 및 관련상관식에 대한 민감도 분석도 수행되었다.

• 대한화학회지
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• 제63권2호
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• pp.73-77
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• 2019

${\pi}$-공액계 분자에 대해, density functional theory (DFT) 방법에 기반한 일반적인 삼중항 구조 최적화 방법들, 즉, 시간 의존적 DFT (TD-DFT), Tamm-Dancoff 근사법에 기반한 TD-DFT (TDA-DFT), 그리고 스핀-비제한 DFT (UDFT)에 대한 점검을 수행하였다. 모델 분자로서 1,2,3,4,5-pentacyano-6-phenyl-benzene가 이용되었고, 6-31G(d) 기저 함수와 더불어 여기 상태 계산에 최근 자주 사용되는 에너지 차 조정 영역 분리 functional인 ${\omega}B97X$ functional이 사용되었다. 계산 결과 평형 구조 근처에서, UDFT 최적화된 구조는 TD-DFT 및 TDA-DFT 계산 구조와는 다른 차이점을 보인다. 즉, 보다 안정한 바닥 상태 에너지와 보다 높은 삼중항 여기 에너지가 UDFT 최적화 구조에서 보인다. 본 논문에서는 이러한 차이에 대해 보다 자세히 토의된다.

• Current Applied Physics
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• 제18권11호
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• pp.1338-1344
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• 2018

Band parameters and superconductivity of yttrium hypocarbide ($Y_2C$) have been investigated. The computations are performed using first-principles pseudopotential method within a generalized gradient approximation. The equilibrium lattice parameters have been determined and compared with experiment. Moreover, the material of interest is found to be stiffer for strains along the a-axis than those along the c-axis. A band-structure analysis of $Y_2C$ implied that the latter has a metallic character. The examination of Eliashberg Spectral Function indicates that Y-related phonon modes as well as C-related phonon modes are considerably involved in the progress of scattering of electrons. By integrating this function, the value of the average electron-phonon coupling parameter (${\lambda}$) is found to be 0.362 suggesting thus that $Y_2C$ is a weak coupling Bardeen-Copper-Schrieffer superconductor. The use of a reasonable value for the effective Coulomb repulsion parameter (${\mu}^*=0.10$) yielded a superconducting critical temperature $T_c$ of 0.59 K which is comparable with a previous theoretical value of 0.33 K. Upon compression (at pressure of 10 GPa) ${\lambda}$ and $T_c$ are increased to be 0.366 and 0.89 K, respectively, showing thus the pressure effect on the superconductivity in $Y_2C$. The spin-polarization calculations showed that the difference in the total energy between the magnetic and non-magnetic $Y_2C$ is weak.

• Advances in aircraft and spacecraft science
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• 제1권3호
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• pp.273-289
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• 2014

Accuracy of a reconstruction technique assuming a constant characteristic exhaust velocity ($c^*$) efficiency for reducing hybrid rocket firing test data was examined experimentally. To avoid the difficulty arising from a number of complex chemical equilibrium calculations, a simple approximate expression of theoretical $c^*$ as a function of the oxidizer to fuel ratio (${\xi}$) and the chamber pressure was developed. A series of static firing tests with the same test conditions except burning duration revealed that the error in the calculated fuel consumption decreases with increasing firing duration, showing that the error mainly comes from the ignition and shutdown transients. The present reconstruction technique obtains ${\xi}$ by solving an equation between theoretical and experimental $c^*$ values. A difficulty arises when multiple solutions of ${\xi}$ exists. In the PMMA-LOX combination, a ${\xi}$ range of 0.6 to 1.0 corresponds to this case. The definition of $c^*$ efficiency necessary to be used in this reconstruction technique is different from a $c^*$ efficiency obtained by a general method. Because the $c^*$ efficiency obtained by average chamber pressure and ${\xi}$ includes the $c^*$ loss due to the ${\xi}$ shift, it can be below unity even when the combustion gas keeps complete mixing and chemical equilibrium during the entire period of a firing. Therefore, the $c^*$ efficiency obtained in the present reconstruction technique is superior to the $c^*$ efficiency obtained by the general method to evaluate the degree of completion of the mixing and chemical reaction in the combustion chamber.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제24권3호
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• pp.24-35
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• 2019

It is known that ${\delta}^{13}C_{DIC}$ (carbon-13 isotope of dissolved inorganic carbonate (DIC) ions) of water increases when dissolved $CO_2$ degases. However, ${\delta}^{13}C_{DIC}$ could decrease when the pH of water is lower than 5.5 at the early stage of degassing. Laboratory experiments were performed to observe the changes of ${\delta}^{13}C_{DIC}$ as $CO_2$ degassed from three different artificial $CO_2$-rich waters (ACWs) in which the initial pH was 4.9, 5.4, and 6.4, respectively. The pH, alkalinity and ${\delta}^{13}C_{DIC}$ were measured until 240 hours after degassing began and those data were compared with kinetic isotope fractionation calculations. Furthermore, same experiment was conducted with the natural $CO_2$-rich water (pH 4.9) from Daepyeong, Sejong City. As a result of experiments, we could observe the decrease of DIC and increase of pH as the degassing progressed. ACW with an initial pH of 6.4, ${\delta}^{13}C_{DIC}$ kept increasing but, in cases where the initial pH was lower than 5.5, ${\delta}^{13}C_{DIC}$ decreased until 6 hours. After 6 hours ${\delta}^{13}C_{DIC}$ increased within all cases because the $CO_2$ degassing caused pH increase and subsequently the ratio of $HCO_3{^-}$ in solution. In the early stage of $CO_2$ degassing, the laboratory measurements were well matched with the calculations, but after about 48 hours, the experiment results were deviated from the calculations, probably due to the equilibrium interaction with the atmosphere and precipitation of carbonates. The result of this study may be not applicable to all natural environments because the pressure and $CO_2$ concentration in headspace of reaction vessels was not maintained constant as well as the temperature. Nevertheless, this study provides fundamental knowledge on the ${\delta}^{13}C_{DIC}$ evolution during $CO_2$ degassing, and therefore it can be utilized in the studies about carbonated water with low pH and the monitoring of geologic carbon sequestration.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제55권5호
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• pp.660-667
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• 2017

화학공정에서 증류 또는 추출 등 분리 장치의 설계 및 조업에 있어서 혼합물의 평형데이터는 필수적이다. 이들 평형데이터는 실험을 통해서 얻거나 알려진 이성분 매개변수를 이용하여 모델에 의한 계산으로 얻을 수 있다. 일반적으로 이들 매개변수를 구하기 위해서 기-액, 액-액 등의 상평형 실험 데이터를 주로 이용하지만, 본 연구에서는 보다 간편한 방법으로서 흐름형 미세열량계를 이용하여 혼합물의 과잉엔탈피 실험데이터를 얻고, 이 데이터를 이용하여 여러 이론들의 매개변수를 구하고자 하였다. 더불어, 알칸계의 경우 탄소의 사슬길이와 엔탈피 그리고 이성분 매개변수간의 관계를 알아보고자 하였으므로 n-hexane + alkane (n-pentane, n-heptane, n-octane, n-dodecane)계들에 대해서 298.15 K에서 과잉엔탈피를 측정하였으며, 이 실험데이터로부터 Wilson, NRTL, UNIQUAC의 매개변수를 구하였다. 또한, 다양한 분야에 적용 가능한 전해질 계의 상호작용 및 회합현상에 대한 기본정보를 과잉엔탈피 실험 데이터들과 기존 이론을 이용하여 얻고자 하였다. 우선은 기초적인 실험으로서 NaOH/Water/Ethanol 계에 대한 과잉 엔탈피를 측정하고, electrolyte-NRTL(eNRTL) 이론을 이용하여 응용성을 검토하고자 하였다.

• 자원리싸이클링
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• 제11권6호
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• pp.38-46
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• 2002

분별증류법을 이용하여 폐유기용제를 회수하는 과정의 평형 및 반응 속도론적인 면에 대한 기초연구를 수행하였다. 산업용 유기용제로 가장 많이 사용되고 있는 toluene과 xylene으로 인공폐용제을 제조하였다. 증류된 용제의 순도를 GC를 이용하여 검증해 본 결과 회수율은 94～98% 범위로 매우 양호하였다. 평형론적 해석을 통해 증류반응에 대한 Gibbs 자유 에너지의 변화와 표준 엔탈피 및 표준 엔트로피의 변화를 산정하였으며 toluene과 xylene의 표준 엔탈피 변화값이 각각 44.833과 47.044kJ $mol^{-1}$ 로 이들 물질의 몰증발열과 유사한 값을 나타내었다. 한편 반응 속도론적으로 해석해 본 결과 증류반응에 대한 활성화에너지는 toluene이 3.281kJ $mol^{-1}$ 로 xylene의 2.699kJ $mol^{-1}$ 보다 다소 높았으며 이는 표준 엔탈피 변화값과 비교해 볼 때 평형시에 비해 증류중 에너지 소비가 십분의 일 수준임을 파악할 수 있었다. 분별증류로 회수한 용제의 순도 역시 우수하여 회수한 폐용제가 원용제를 부분적으로 대체할 수 있는 가능성이 있음을 확인할 수 있었다.