• 공업화학
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• 제33권5호
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• pp.477-481
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• 2022

조제 메틸나프탈렌유(CMNO)의 품질향상의 일환으로, 본 연구는 포름아미드 추출에 의한 CMNO에 함유된 함 질소화합물(NC)의 저감을 실험적으로 검토했다. 원료로서는 3종류의 NC [퀴놀린(QU), 이소퀴놀린(IQU), 인돌(IN)], 3종류의 2환 방향족화합물[BAC; 나프탈렌(NA), 1-메틸나프탈렌(1MNA), 2-메틸나프탈렌(2MNA)]과 비페닐(BP) 등이 함유된 CMNO를, 용매로서는 포름아미드 수용액을 각각 사용했다. 초기 용매에 함유된 물의 체적분율(y_w,0)의 증가는 3종류의 NC의 분배계수와 수율을 급격히 감소시켰으나, 역으로 2MNA을 기준한 NC의 선택도를 증가시켰다. 일정한 조건[y_w,0 = 0.1, 초기 원료(CMNO)에 대한 용매의 체적분율 = 1, 조작온도 = 303 K, 액-액 접촉시간 = 72 h]하의 회분 병류 5단 평형추출을 통해 회수된 추잔유 중의 QU, IQU와 IN의 조성은 CMNO에 비해 각각 약 51.5%, 55.2%와 71.8% 저감되었다. 본 연구를 통해 나타난 우수한 NC의 저감율로부터 본 연구의 포름아미드 추출법은 CMNO에 함유된 NC의 저감법으로 기대되었다.

• 공업화학
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• 제33권4호
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• pp.431-435
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• 2022

용매 추출에 의해 5성분계 모델 조제 메틸나프탈렌유(CMNO)에 함유된 함 질소화합물(NC)의 저감을 실험적으로 검토했다. 원료로서는 3종류의 NC [퀴놀린(QU), 이소퀴놀린(IQU), 인돌(IN)]과 2종류의 2환 방향족화합물[1-메틸나프탈렌(1MNA), 2-메틸나프탈렌(2MNA)]로 구성된 5성분계 모델 CMNO를, 용매로서는 포름아미드 수용액을 각각 사용했다. 초기 용매에 함유된 물의 체적분율(y_w,0)의 증가는 NC의 분배계수와 수율을 급격히 감소시켰으나, 역으로 2MNA을 기준한 NC의 선택도를 증가시켰으며 용매/원료의 체적분율(S/F)의 증가는 NC의 분배계수, 수율과 선택도를 동시에 증가시켰다. 일정한 조건(y_w,0 = 0.1, S/F = 1, 평형온도 303 K)하에서 얻어진 QU, IQU과 IN의 수율은 30%, 31%와 40%를, 선택도는 15, 15, 20을 각각 보였다. 우수한 NC의 수율과 선택도로부터 본 연구의 포름아미드 추출법은 모델 CMNO에 함유된 NC의 저감법으로 기대되었다.

• 청정기술
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• 제15권4호
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• pp.258-264
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• 2009

가스하이드레이트를 이용하여 이산화탄소+수소 혼합가스로부터 이산화탄소를 선택적으로 분리, 회수하기 위한 공정개발의 가능성을 살펴보고자 상평형 조건을 측정하였다. 100 nm의 공극 직경을 갖는 실리카겔 공극 내에서 형성되는 가스하이드레이트-물-기체의 삼상평형 하이드레이트 해리조건을 측정하였으며, 274.15 K에서 하이드레이트-기체의 이상조건 상태로 유지한 상태에서 이산화탄소의 농도변화에 따른 기상 및 하이드레이트상의 가스 조성을 분석하였다. 일정한 온도조건에서 기상의 이산화탄소 농도가 증가할수록 평형해리압력은 감소하는 경향을 보였으며, 순수 물에서의 상평형 압력과 비교하면 실리카겔 공극에서의 하이드레이트 상평형은 모세관효과에 의해 생성저해 현상이 발생하였다. 42 mol% 이산화탄소와 58 mol% 수소 혼합가스로부터 얻어지는 가스하이드레이트상의 조성은 이산화탄소 95 mol% 상으로 측정되었는데, 이는 기존의 순수 물을 이용하여 가스하이드레이트를 제조함으로써 이산화탄소를 농축, 분리하는 방법에 비해 매우 향상된 결과를 보여주고 있다. 하이드레이트 슬러리를 제조하여 2단 반응으로 분리하는 기존 방법에 비해 공정을 단순화할 수 있는 이 방법은 고정층 반응기로 쉽게 적용이 가능하므로 유용한 연소 전 이산화탄소 회수방법으로 이용할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국과학교육학회지
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• 제27권7호
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• pp.663-675
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• 2007

세포 내의 화학 반응은 매우 복잡하고 추상적이어서 학생들이 이해하는 데 어려움을 갖고 있다. 본 연구에서는 이러한 세포 내 화학 반응에서 중요한 역할을 하는 효소 작용에 대한 이해를 돕기 위해 실험 결과 해석 과정에서 체계적 비유를 사용한 수업을 계획하고 10학년 학생들을 대상으로 이 수업이 효소 개념 이해에 미친 효과와 그 과정에서 체계적 비유가 어떤 역할을 하였는지 분석하였다. 실험반 학생들의 효소 개념 이해 정도가 대조반에 비해 유의수준 0.05에서 통계적으로 유의미한 차이를 보여 체계적 비유가 효소 개념 이해에 효과적임을 나타내었다. 효소 작용 개념을 내용별로 세분하여 살펴보면 특히 '온도 pH에 따른 효소 구조 변화와 반응 속도', '효소의 계속적 무작위적 작용'과 같이 학생들이 이해하기 어려워하는 평형 범주의 속성을 지닌 개념에 대한 이해에서 체계적 비유의 효과가 크게 나타났다. 이 과정에서 체계적 비유는 학생들의 개념 지위를 향상시키는데 긍정적인 역할을 하였다. 비유물의 가시화와 친숙성은 학생들의 효소 작용 개념에 대한 이해가능성을 높였으며, 효소 반응 실험에서 나타난 현상을 과학 개념과 연결짓는데 발판 역할을 함으로써 실험 결과를 과학 개념으로 일관성 있게 설명할 수 있게하여 개념 지위를 그럴듯함으로 향상시켰다. 또한 학생들에게 친숙한 비유는 학생들의 흥미를 유발시키고 어려운 과학 개념에 쉽게 다가갈 수 있도록 함으로써 정의적 측면에서도 매우 긍정적인 역할을 하였다.

• 대한화학회지
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• 제31권4호
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• pp.334-343
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• 1987

$NiL_m{^{2+}}$착이온 {$Ni(rac-1[14]7-diene)^{2+},\;Ni(meso-1[14]7-diene)^{2+},\;Ni(1[14]4-diene)^{2+},\;{\alpha}-Ni(rac-[14]-decane)^{2+},\;{\beta}-Ni(rac-[14]-decane)^{2+},\;and\;Ni(meso-[14]-decane)^{2+}$}과 $CN^-$이온 사이의 화학반응은 분광광도법으로 연구하였다. $NiL_m{^{2+}}$착이온과 $CN^-$이온으로부터 1:1착이온, $[NiLm(CN)]^+$생성반응의 평형상수$(K_1)$는 3 ~ $25^{\circ}C$ 범위에서 결정되었다. $NiL_m{^{2+}}$착이온이 $Ni(rac-1[14]7-diene)^{2+},\;Ni(meso-1[14]7-diene)^{2+},\;Ni(1[14]4-diene)^{2+},\;{\alpha}-Ni(rac-[14]-decane)^{2+},\;{\beta}-Ni(rac-[14]-decane)^{2+}$, 그리고 $Ni(meso-[14]-decane)^{2+}$일때 평형상수($K_1$)은 $15^{\circ}C$에서 각각 4.7, 5.3, 6.2, 7.5, 9.4, 및 9.8이었다. $K_1$값은 온도가 증가함에 따라 감소하였다. $K_1$에 대한 온도영향으로 부터 열역학적 파라메터 $({\Delta}G^{\circ},\;{\Delta}H^{\circ},\;{\Delta}S^{\circ})$를 계산하였으며, 이 결과 $[NiLm(CN)]^+$ 생성반응은 모두 발열반응으로 나타났다. $NiL_m{^{2+}}$ 착이온과 $CN^-$이온은 반응하여 Ni(CN)_4{^{2-}}$이온과 거대고리 리간드 (Lm)가 생성된다. $[CN^-],\;[HCN],\;and\;[OH^-]$ 변화에 따라 $Ni(CN)_4{^{2-}}$이온의 생성속도는 0.5M $NaClO_4$, 온도 3∼$25^{\circ}C$ 범위에서 연구되었다. $[CN^-]$가 일정할 때 [HCN]가 증가하면 $k_{obs}/[CN^-]^2$값은 선형으로 증가하였다. $OH^-$ 이온이 과량으로 존재할 때 [$OH^-$]에 따라 역시 $k_{obs}/[CN^-]^2$ 값은 선형으로 증가하였다. $NiL_m{^{2+}}$ 착이온과 $CN^-$이온 반응의 속도상수($k_{obs}$)에 대한 온도영향으로 부터 활성화 파라메터$({\Delta}H^{\neq},\;{\Delta}S^{\neq})$를 결정하였다. $Ni(rac-1[14]7-diene)^{2+},\;Ni(meso-1[14]7-diene)^{2+},\;{\alpha}-Ni(rac-[14]-decane)^{2+},\;{\beta}-Ni(rac-[14]-decane)^{2+}$, 그리고 $Ni(meso-[14]-decane)^{2+}$ 순서로 d-d 전이에너지, $ν(cm^{-1})$가 감소할수록, ${\Delta}H^{\neq}$도 점차적으로 감소하였다. 그리고 5가지의 $NiL_m{^{2+}}$ 착이온과 $CN^-$이온 사이의 반응은 동일한 경로로 반응이 진행되었다.

• 한국가스학회지
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• 제24권5호
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• pp.56-64
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• 2020

해양 가스전의 다양한 생산환경에서 PVCap의 하이드레이트 억제 성능을 평가하고자 PVCap 농도, 과냉각 온도, 염수 농도, MEG 혼합 농도 변화에 따라 하이드레이트 지연시간을 측정하였다. 이를 위해 고압의 하이드레이트 반응 실험 장치를 제작하였으며, 하이드레이트 평형 조건 및 지연시간 측정결과를 선행 실험과 비교함으로써 실험장치의 신뢰성에 대한 타당성을 검증하였다. 과냉각 온도 6.1, 9.2, 12.1℃조건에서 PVCap 농도 0.1~1 wt%의 억제 성능을 분석한 결과, 과냉각 온도가 증가함에 따라 PVCap으로 인한 지연시간이 감소하였다. 염수 농도가 3 wt%에서 7 wt%까지 증가하였을 때, PVCap 폴리머 체인의 구조 저하가 발생하여 PVCap 0.5 wt% 조건에서 최대 78%까지 지연시간이 감소하였다. MEG 10 wt%와 PVCap을 혼합한 HHI(hybrid hydrate inhibitor)의 경우, 아억제(under-inhibition) 영향으로 PVCap 1 wt%에 비해 지연시간의 변화가 크지 않았으나, MEG 20 wt%인 HHI에서는 하이드레이트 억제 효율이 1.7배 증가하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권2호
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• pp.66-73
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• 2020

현재 개발되고 있는 수소 압축 사이클에서는 압축기를 통해 초고압으로 압축된 수소를 고압용기 내에 저장하여 사용한다. 이러한 충전과정 중 용기내의 수소의 압력 및 온도 상승으로 인하여 고압용기에서 열응력이 발생할 수 있다. 고압용기의 신뢰성을 확보하기 위해서는 용기내의 수소의 온도를 예측하고 제어하는 것이 중요하다. 본 논문에서는 이러한 고압용기의 신뢰성 해석을 위하여 50 MPa급 수소압축시스템에서 고압용기를 충전하는 과정에서의 압력상승에 따른 용기 내의 수소온도 변화 및 외부와의 열평형까지 걸리는 시간, 감압밸브를 지날 때의 수소온도 변화, 고압용기 냉각을 위한 열교환기의 요구능력 등에 대하여 이론적인 방법과 수치적인 방법으로 해석을 수행하였다. 이론해석 결과, 고압용기의 내부 온도는 충전하기 전에 40 ℃에서 충전 후 1^st cycle, 2^nd cycle에서 평균적으로 126.675 ℃, 62.1 ℃가 증가하였다. 또한, 고압용기의 충전량은 1^st cycle, 2^nd cycle에서 각각 7.9 kg, 8.9 kg으로 계산되었다. 본 연구의 결과는 수소충전소와 같이 수소압축시스템이 필요한 현장의 인프라 설계 및 구축 등에 유용하게 활용 될 것이다.

• 대한환경공학회지
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• 제22권7호
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• pp.1193-1203
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• 2000

본 연구는 흡착에 의한 Cd(II)의 제거를 위하여 일본 Diaion사에서 제조되고 있는 강산성양이온 교환수지(SK1B)를 흡착제로 사용하여 흡착평형실험, 탈착실험 및 흡착속도실험을 수행하였다. 흡착평형실험에서는 흡착능에 미치는 pH와 온도의 영향을 알아보았고 흡착등온식을 산출하였으며, 탈착실험에서는 재생회수에 대한 수지의 재생율의 변화에 대해서 알아보았다. 흡착속도실험에서는 수지를 미분층 반응기에 채워 유량별로 초기제거속도를 구하여 경막저항이 최소가 되는 최적유량을 구하였으며, 이 최적유량에서 흡착속도실험을 수행하여 총괄흡착속도식을 구하였다. 용액의 pH를 변화(2~7)시켜 제조하여 수지를 투여한 결과 pH가 증가할수록 흡착능이 증가하였으며 pH 6 이상에서는 흡착능이 일정한 경향을 나타내었다. 흡착능에 미치는 온도의 영향은 $10{\sim}50^{\circ}C$ 범위에서 온도가 증가할수록 흡착능도 증가함을 알 수 있었다. 회분식실험을 통해 얻은 자료를 각 흡착등온식에 적용해 본 결과 본 실험의 농도 영역(5~15ppm)에서는 Freundlich 흡착등온식과 Sips 흡착등온식이 Langmuir 흡착등온식보다 더 %편차가 적었다. 탈착제로서 0.01~2N 농도의 HCl 수용액을 사용할 경우에는 탈착제의 농도가 진할수록 흡착제의 재생율이 높았으며 재생 반복회수가 늘어날수록 재생율이 약간씩 감소하였다. 미분층 반응기를 이용한 연속공정실험($25{\pm}5^{\circ}C$)에서 경막확산저항이 최소가 되는 최적유량 $564m{\ell}/min$에서 수행한 수지에 대한 Cd(II) 수용액의 총괄흡착속도식은 다음과 같이 표현될 수 있다. $r=1.3785C_{fc}^{1.2421}-2.0907{\times}10^{0.0746C_i}\;q_e^{0.0121C_i-0.0301}$

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제43권5호
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• pp.621-626
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• 2005

Amberlyst-15 고체 산 촉매를 사용하여 올레산을 메탄올과 반응시켜 바이오 디젤의 성분이 되는 지방산 메틸 에스테르로 전환시켰다. 본 연구에서는 시료의 산가를 측정하고 전환율을 구함으로써 반응 온도, 메탄올 대 올레산의 몰 비 및 촉매의 양이 반응에 미치는 영향을 살펴보았다. 실험 범위 내에서 반응 온도가 $20^{\circ}C$ 상승할 때에 반응 속도는 약 2배씩 증가하였다. 그리고 메탄올 대 올레산의 몰 비가 증가 될 때는 최종 전환율은 증가하였지만, 반응에는 뚜렷한 차이가 없었다. 촉매 역시 반응에 중요한 변수로써, Amberlyst-15의 양을 2배로 증가시켰을 때, 반응속도는 1.2-1.3배 빨라졌다. 실험 데이터를 정량적으로 해석하기 위해 동역학식 연구를 하였으며 모사 균일 혼합물 모델(pseudo-homogeneous model)을 이용한 2차 반응 속도식을 전개하였다.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제32권1호
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• pp.78-84
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• 2015

본 연구는 통상 muntz metal로 불리는 구리와 아연의 합금 금속의 산화 환원 반응을 이용한 폐수 중 탈인 처리에 관한 연구이다. 연구를 위하여 $200{\mu}m$ 두께의 극세사 형태로 제조된 구리 아연 금속합금이 수용액 중에서 산화 환원 반응 작용으로 인하여 발생하는 OH radical을 이용하여 금속과 phosphate의 공침 반응에 의해 탈인 처리되는 원리를 이용한 인 처리법에 관한 연구이다. 인 제거 효율은 장시간의 순환 처리보다는 1회 처리에서 가장 제거 효율이 높았으며, 1시간 이후의 순환처리에서는 더 이상의 제거효율을 보이지 않았다. 이는 금속합금 물질은 표면적이 넓어서 1회 처리만으로도 수용액의 pH를 평형에 도달하게 하여 반응 효율이 높은 것으로 나타났다. 제조한 합성폐수의 pH 조건은 pH 5 에서 pH 9 사이이며, pH 8일 때 제거 효율이 가장 높았으며 pH 8 이상에서는 효율 증가를 보이지 않았다. 이때 인산염은 $H_2PO_4{^-}$, $HPO_4{^{2-}}$의 형태로 가장 많이 존재하는 것으로 조사되었으며, 온도에 따른 인 제거는 온도만의 영향이 아닌 타 영향인자와의 관계를 고려해야 하며 본 연구에서는 온도가 낮을수록 높은 인 제거 효율을 보였다.