• Journal of Electrochemical Science and Technology
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• 제5권2호
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• pp.58-64
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• 2014

The surface of an ordered mesoporous silica (OMS) was functionalized using 1H,1H,2H,2H-perfluorooctyltrimethoxysilane at $20^{\circ}C$ and $60^{\circ}C$. It was shown that only elevated temperature allows lyophobic properties on the walls of OMS, eventually preventing pore flooding with nonaqueous electrolytes. The functionalized OMSs (OMS-F) were characterized with various techniques: wettability test, $N_2$ sorption measurement, high-resolution transmission electron microscopy (HR-TEM). Cathodes of $10mg/cm^2$ loading were prepared with a commercial Pt/C catalyst and polyvinylidene fluoride (PVDF, 2.5 wt.%) binder using a typical doctor blade method on a commercial gas diffusion layer (GDL) in the presence or in the absence of OMS-F additives. Subsequent discharge-charge curves were taken in a 1M LiTFSI-TEGDME electrolyte at 60oC in pure oxygen atmosphere. It was found that the discharge capacity was significantly affected by OMS-F: 5 wt.% of additive extended discharge capacity by a factor 1.5. On the other hand, a similar OMS material but synthesized at $20^{\circ}C$ did not show lyophobic properties and deteriorated cathode capacity.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제32권10호
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• pp.3603-3609
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• 2011

A novel sampling method of the headspace poly(dimethylsiloxane) (PDMS) mini-disk extraction (HS-PDE) was developed, optimized, validated and applied for the GC/MS analysis of spices flavors. A prototype PDMS mini-disk (8 mm outer diameter, 0.157 mm thickness, 9.4 mg weight) has been designed and fabricated as a sorption device. The technique uses a small PDMS mini-disk and very small volume of organic solvent and less sample size than the solvent extraction. This new HS-PDE method is very simple to use, inexpensive, rapid, requires less labor. Linearities of calibration curves for ${\alpha}$-pinene, ${\beta}$-pinene, limonene and ${\gamma}$-terpinene by HS-PDE combined with GC/MS were excellent having $r^2$ values greater than 0.99 at the dynamic range of 6.06~3500 ng/mL. The limit of detection (LOD) and the limit of quantitation (LOQ) showed very low values. This method exhibited good precision and accuracy. The overall extraction efficiency of this method was evaluated by using partition coefficients ($K_p$) and concentration factors (CF) for several characteristic components from nutmeg and mace. Partition coefficients were in the range from $2.04{\times}10^4$ to $4.42{\times}10^5$, while CF values were 0.88-15.03. HS-PDE was applied successfully for the analysis of flavors compositions from nutmeg, mace and cumin. The HS-PDE method is a very promising sampling technique for the characterization of volatile flavors.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제48권2호
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• pp.140-146
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• 2010

이산화탄소 포집기술 중 건식흡수제를 이용한 연소 후 이산화탄소 포집기술에 대하여 최신기술개발 현황에 대하여 자세히 기술하였다. $CO_2$ 포집에 있어서 건식흡수제 이용 기술의 장점으로는 조업온도의 폭이 크고, 에너지손실이 적으며, 폐수발생이 없고, 부식성이 적으며, 고체폐기물의 상대적인 천연성을 들 수 있다. 현재 한국과 미국에서는 건식흡수제의 성능 개선과 더불어 실제 연소배가스로부터 $CO_2$ 포집을 위한 공정 개발을 통해 포집비용을 줄이려는 연구가 지속적으로 이루어지고 있다. 건식흡수제는 가격이 싼 알칼리금속 계열의 화학흡수제, 아민을 실리카 지지체에 고정시킨 흡수제, 아민을 실리카 지지체에 공유결합시킨 흡수제, 기공성의 탄소에 아민의 기능성을 첨가시킨 흡수제, 아민고정 고분자지지체 흡수제, 금속유기구조체등의 연구가 이루어지고 있다. 포집비용을 대폭 줄이기 위하여 소재에 있어서도 혁신적인 성능 개선이 필요한 시점이다.

• 한국재료학회지
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• 제29권5호
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• pp.336-341
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• 2019

The gas adsorption isotherm requires accurate measurement for the analysis of porous materials and is used as an index of surface area, pore distribution, and adsorption amount of gas. Basically, adsorption isotherms of porous materials are measured conventionally at 77K and 87K using liquid nitrogen and liquid argon. The cold volume calibration in this conventional method is done simply by splitting a sample cell into two zones (cold and warm volumes) by controlling the level sensor in a Dewar filled with liquid nitrogen or argon. As a result, BET measurement for textural properties is mainly limited to liquefied gases (i.e. $N_2$ or Ar) at atmospheric pressure. In order to independently investigate other gases (e.g. hydrogen isotopes) at cryogenic temperature, a novel temperature control system in the sample cell is required, and consequently cold volume calibration at various temperatures becomes more important. In this study, a cryocooler system is installed in a commercially available BET device to control the sample cell temperature, and the automated cold volume calibration method of temperature variation is introduced. This developed calibration method presents a reliable and reproducible method of cryogenic measurement for hydrogen isotope separation in porous materials, and also provides large flexibility for evaluating various other gases at various temperature.

• 분석과학
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• 제36권5호
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• pp.236-249
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• 2023

Carbon dioxide (CO₂) capture and storage is a critical issue for mitigating climate change. Porous aromatic Schiff base complexes have emerged as a promising class of materials for CO₂ capture due to their high surface area, porosity, and stability. In this study, we investigate the potential of Schiff base complexes as an effective media for CO₂ storage. We review the synthesis and characterization of porous aromatic Schiff bases materials complexes and examine their CO₂ sorption properties. We find that Schiff base complexes exhibit high CO₂ adsorption capacity and selectivity, making them a promising candidate for use in carbon capture applications. Moreover, we investigate the effect of various parameters such as temperature, and pressure on the CO₂ adsorption properties of Schiff base complexes. The Schiff bases possessed tiny Brunauer-Emmett-Teller surface areas (4.7-19.4 m²/g), typical pore diameters of 12.8-29.43 nm, and pore volumes ranging from 0.02-0.073 cm³/g. Overall, our results suggest that synthesized complexes have great potential as an effective media for CO₂ storage, which could significantly reduce greenhouse gas emissions and contribute to mitigating climate change. The study provides valuable insights into the design of novel materials for CO₂ capture and storage, which is a critical area of research for achieving a sustainable future.

• 청정기술
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• 제17권2호
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• pp.166-174
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• 2011

지지체의 구성비가 일산화탄소 산화반응에 미치는 영향을 조사하기 위하여 다양한 몰 비의 Al/(Al+Ce) 산화물을 공침법으로 제조하고 백금을 담지한 촉매를 함침법으로 제조하였다. 제조한 촉매의 물리 화학적 특성을 알아보고 반응 활성과 연관시키기 위하여 X-선 회절분석(XRD), 질소 흡착 탈착분석($N_2$ sorption), 수소/일산화탄소-승온환원분석($H_2$/CO-TPR)의 특성분석을 수행하였다. Pt/xAl-yCe 촉매에서 지지체의 몰 비에 따른 최적 활성을 조사한 결과, 건식 및 습식 반응조건에서 Pt/1Al-9Ce 촉매가 가장 좋은 활성을 나타냈으며, 이를 기준으로 회산형 형태의 반응 곡선을 나타냈다. 반응물에 5%의 수분이 존재 할 때, 50%의 전환율 온도가 건조 반응조건에서의 활성보다 약 $30^{\circ}C$ 저온으로 이동하였다. CO-TPR 분석에서Pt/1Al-9Ce 촉매 상의 이산화탄소 탈착피크가 가장 크게 관찰되었고, CO-TPR 결과는 반응결과와 잘 일치하였다. 이는 다른 촉매에 비해 Pt/1Al-9Ce 촉매의 표면 흡착점이 가장 많고 지지체로부터 산소공급이 용이함을 의미한다. 또한 $^{27}Al$ NMR 분석에서 오면체로 배위된 $Al^{3+}$ 점의 양과 반응 활성이 비례관계에 있음을 확인하였다.

• 한국결정학회지
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• 제2권1호
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• pp.17-22
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• 1991

Cd2+ 이온으로 이온 교환된 제올라이트 A를 탈 수한 후 C2H2 기체를 흡착한 결정구조를 단결정 X-선 회절법으로 입방공간군 Pm3m을 사용하여 해석하였다. (a=12.202(3)남 이고 Z:1 임). 이 결정은 723 K에서 2.67×10-4 Pa의 진공하에 서 2일간 탈수시킨 뒤 1.60×104 Pa의 C2H2 기체를 298 K에서 흡착시켜 만들었다. 단위 세포당 6개의 Cd2+ 이온은 모두 골조의 결정학적으로 서로 다른 2개의 3회 회전축상 6 산 소고리 위치에 위치한다. 즉 이들 Cd2+ 이온중 2개 는 3개의 0(3) 산소로 이루어진 (111) 평면에서 0. 694A 만큼 sodalite 동공내로 들어간 위치에 위치하 였고 나머지 4개의 Cd2+ 이온은 0(3)의 (111) 평면에서 큰 동공으로 0.586A.들어가 있었다. 이 4개의 Cd2+ 이온은 거의 정사면체형으로서, 3개의 골조 산소로부터 2.220(9)남 그리고 윤Ha 분자(여기서 는 한자리 배위자로 간주)의 탄소로부터는 2.74(7) A 떨어진 위치에 있다. I>3c (I)인 292개의 회절점으로 Rl=0.093, R2 =0.105까지 정밀화시켰다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.111.1-111.1
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• 2010

석탄가스화복합발전(IGCC: Integrated Gasification Combined Cycle)의 고온 고압 합성가스로부터 $CO_2$를 저비용으로 포집하기 위한 연소전 포집 기술 중 유동층 촉진수성가스전환(SEWGS) 공정이 제안되어 연구개발 중에 있다. 연소전 $CO_2$ 포집을 위한 SEWGS 공정은 동일한 2탑 순환 유동층 반응기에서 고온 고압의 합성가스($H_2$, CO)를 유동층 WGS 촉매를 사용하여 CO를 $CO_2$로 전환하는 동시에 전환반응으로 생성된 $CO_2$를 흡수제를 이용하여 포집하는 기술이다. 본 연구는 $CO_2$ 회수와 WGS 반응이 동시에 이루어지는 공정에 적용 가능한 건식 재생 흡수제 및 유동층 WGS 촉매 개발을 목표로 $CO_2$ 흡수제(P Series) 및 WGS 촉매(PC Series) 조성을 제안하고 분무건조기를 이용하여 6~8kg/batch로 성형 제조하였다. 제조된 $CO_2$ 흡수제 및 촉매의 특성 평가 결과 내마모도(Attrition resistance)를 포함한 물리적 특성이 유동층 공정의 요구조건을 만족하는 결과를 얻을 수 있었다. 또한, 모사 석탄 합성가스를 이용하여 20bar, $200^{\circ}C$ 흡수/$400^{\circ}C$ 재생 조건에서 열중량 분석기(TGA) 및 가압 유동층(Fluidized-bed) 반응기를 통한 흡수제의 $CO_2$ 흡수능 평가를 수행하였다. 그 결과 내마모도(AI) 3% 이하로 기계적 강도가 우수하며, $CO_2$ 흡수능 17.6 wt%(TGA) 및 11wt%(가압 유동층)를 나타냈다. 유동층 WGS 특성 평가 결과 내마모도가 7~35%로 우수하였고, CO 전환율은 $200^{\circ}C$에서 80% 이상으로, 유동층 SEWGS 공정에 적용 가능한 특성을 확인하였다.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제35권5호
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• pp.1379-1384
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• 2014

${\alpha}-Fe_2O_3$ spherical particles having an average diameter of ca. 420 nm and ${\alpha}-Fe_2O_3$ fine particles (< 10 ${\mu}m$ particle size) were prepared to examine as catalysts for CO oxidation. Kinetic studies on the catalytic reactions were performed in a flow reactor using an on-line gas chromatography system operated at 1 atm. The apparent activation energies and the partial orders with respect to CO and $O_2$ were determined from the rates of CO disappearance in the reaction stage showing a constant catalytic activity. In the temperature range of $150-275^{\circ}C$, the apparent activation energies were calculated to be 13.7 kcal/mol on the ${\alpha}-Fe_2O_3$ spherical submicron clusters and 15.0 kcal/mol on the ${\alpha}-Fe_2O_3$ fine powder. The Pco and $Po_2$ dependencies of rate were investigated at various partial pressures of CO and $O_2$ at $250^{\circ}C$. Zero-order kinetics were observed for $O_2$ on both the catalysts, but the reaction order for CO was observed as first-order on the ${\alpha}-Fe_2O_3$ fine powder and 0.75-order on the ${\alpha}-Fe_2O_3$ spherical submicron clusters. The catalytic processes including the inhibition process by $CO_2$ on the ${\alpha}-Fe_2O_3$ spherical submicron powder are discussed according to the kinetic results. The catalysts were characterized using XRD (X-ray powder diffraction), FE-SEM (field emission-scanning electron microscopy), HR-TEM (high resolution-transmission electron microscopy), and $N_2$ sorption measurements.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제49권5호
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• pp.560-564
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• 2011

본 연구의 목적은 과산화수소 농축을 위한 투과증발공정의 수학적 모델을 제시하는 것이다. 대상공정은 NASA에서 개발한 것으로 쉘과 멤브레인 튜브들로 구성되어 있다. 쉘과 튜브에는 각각 과산화수소용액과 sweep gas가 향류로 흐른다. 이때 막을 통해 투과증발되는 기체에는 과산화수소보다 물분자가 더 많기 때문에 과산화수소를 농축할 수 있다. 이 공정의 수학적 모델은 투과물의 흡수-확산 메커니즘에 기초한 비선형 편미분 및 대수 방정식, 투과물 플럭스의 온도 의존성에 대한 아레니우스 관계, 그리고 막 모듈 내의 액상 농도와 흐름에 대한 질량 및 운동량 수지식의 형태로 개발하였다. 과산화수소 농축물 농도의 동적 거동은 제안된 모델의 단순화된 형태를 풀어 모사하였고 그 결과값을 NASA 특허에서 보고된 실험자료와 비교하였다.