• Korean Chemical Engineering Research
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• 제61권4호
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• pp.604-610
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• 2023

주변 조건에서 N₂를 환원하여 NH₃를 생성하는 전기 촉매 질소 환원 반응(nitrogen reduction reaction, NRR)은 산업공정에서 에너지 소비를 감소시킬 수 있는 유망한 기술로 주목을 받고 있다. N₂를 흡착하고 활성화할 수 있는 촉매 금속 표면 중 많이 사용되는 Ni(100) 표면의 여러 사이트(site)의 흡착 성능을 밀도 함수 이론 계산(density-functional theory)를 기반으로 비교하였다. 또한 안정적인 NRR반응의 경로를 유도하는 N₂의 두 가지 흡착 구조를 조사하였고 end-on 구조는 top site에 흡착, distal pathway로 반응이 진행되고 side-on 구조는 bridge site에 흡착되며 enzymatic pathway로 반응이 진행되었다. 마지막으로 구조 별 가장 안정한 메커니즘의 깁스 자유에너지를 구하여 반응의 경향성을 알아봄으로써 NRR 반응의 금속 촉매 표면 흡착에 대한 연구에 도움이 될 수 있을 것이다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제47권4호
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• pp.465-469
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• 2009

산소-공융염(LiCl-KCl) 기포탑에서 4종의 희토류염화물($Ce/Nd/Pr/EuCl_3$)의 산화반응 특성에 대한 연구를 수행하였다. HSC Chemistry software를 이용한 모델링 결과 산소 및 희토류염화물이 존재하는 계에서 가장 안정된 화합물은 옥시염화물(EuOCl, NdOCl, PrOCl)과 산화물($CeO_2$, $PrO_2$)이었으며, 이러한 결과는 옥시염화물 및 산화물이 형성되는 반응의 Gibbs 자유에너지 경향성과도 일치하였다. 실험결과 공융염 내에서 산소와 희토류염화물과의 반응으로 산소분산 시간 및 공융염 온도와 상관없이 Eu, Nd, Pr은 옥시염화물로, Ce, Pr은 산화물형태의 침전물로 형성되었으며, 이러한 결과는 열역학적 데이터를 이용한 모델링 결과와 일치하였다. 4종의 복합희토류 침전물은 등방형태와 정방형태의 침전물로 구분되었는데 주사전자현미경(SEM-EDS) 분석결과 등방구조(cubic structure) 형태의 침전물은 산화물이었고, 정방형 구조(tetragonal structure)의 침전물은 옥시염화물이었다. 실험에 사용된 4종의 희토류염화물의 공융염에 불용성인 침전물로의 전환효율은 온도 및 분산시간이 증가하면 증가하였으며, Ce가 가장 빠른 반응특성을 나타내었다. $650^{\circ}C$의 공융염 온도 및 420분의 산소분산시간 조건에서 4종의 희토류염화물의 산화효율은 모두 99% 이상이었다.

• 한국농공학회논문집
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• 제57권1호
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• pp.79-87
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• 2015

A thermochemical equilibrium model was constructed for predicting composition of synthesis gas in biomass gasification. The model included estimation of equilibrium constants using Gibbs free energy. After constructing the model, the results were compared with the experimental values and predictions from a previous model. Gas compositions were reasonably well agreed with them and showed effects of operational and fuel condition. When the reaction temperature increased, the lower heating values decreased due to the decrease in CH4 concentrations. The methane concentrations were lower than those observed in experimental results. The model was used to predict the gas composition and heating values for the cases of mixed fuel of charcoal and un-dry woodchips. Although downdraft gasifiers require fuels less than 15% of moisture contents, the model results indicated that the mixed fuel with charcoal and woodchips which had over 25% of moisture contents could be used in the downdraft gasifiers. It might be explained by increase in energy density resulting from mixing charcoal. The results imply that the efforts and costs for drying biomass fuels could be reduced by mixing charcoal or fuels with higher calorific values.

• 대한화학회지
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• 제57권1호
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• pp.25-34
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• 2013

The efficiency of three complex surfactants based on sunflower oil and nitrogen containing compounds as corrosion inhibitors for mild steel in $CO_2$-saturated 1% NaCl solution, has been determined by weight loss and LPR corrosion rate measurements. These compounds inhibit corrosion even at very low concentrations. The inhibition process was attributed to the formation of an adsorbed film on the metal surface that protects the metal against corrosive media. The inhibition efficiency increases with increasing the concentration of the studied inhibitors. Maximum inhibition efficiency of the surfactants is observed at concentrations around its critical micellar concentration (CMC). Adsorption of complex surfactants on the mild steel surface is in agreement with the Langmuir adsorption isotherm model, and the calculated Gibbs free energy values confirm the chemical nature of the adsorption. Energy dispersive X-ray fluorescence microscopy (EDRF) observations of the electrode surface confirmed the existence of such an adsorbed film.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제53권11호
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• pp.3711-3716
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• 2021

The addition of ferric ferrocyanide (Prussian blue; PB) to adsorbents could enhance the adsorption performance of ¹³³Cs. Toward this goal, we present a heterogeneously integrated carbonaceous material platform consisting of PB in direct contact with CO₂-activated carbon filters (PB-CACF). The resulted sample retains 24.39% more PB than vice versa probed by the ultraviolet-visible spectrometer. We leverage this effect to capture ¹³³Cs in the aqueous environment via the increase in ionic strength and micropores. We note that the amount of PB was likely to be the key factor for ¹³³Cs adsorption compared with specific surface characteristics. The revealed adsorption capacity of PB-CACF was 21.69% higher than the bare support. The adsorption characteristics were feasible and spontaneous. Positive values of 𝜟H^o and 𝜟S^o show the endothermic nature and increased randomness. Based on the concept of capturing hazardous materials via hazardous materials, our work will be of interest within the relevant academia for collecting radionuclides in a sufficient manner.

• 공업화학
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• 제26권2호
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• pp.210-216
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• 2015

석탄계 입상 활성탄을 사용하여 수용액으로부터 brilliant blue FCF 염료의 흡착에 대해 조사하였다. 회분식 실험은 흡착제의 양, 초기농도와 접촉시간과 온도를 흡착변수로 사용하여 수행하였다. 흡착평형자료는 Langmuir, Freundlich 및 Temkin 식을 사용하여 해석한 결과 Freundlich 식이 가장 좋은 일치도를 나타냈다. 평가된 Freundlich 상수(1/n = 0.129~0.212)로부터 이 흡착공정이 적절한 처리방법이 될 수 있음을 알았다. 흡착속도실험자료를 유사일차 및 유사이차 반응속도식에 적용해 본 결과는 유사이차반응속도식에 잘 맞는 것으로 나타났다. 음수값의 Gibbs 자유에너지(-4.81~-10.33 kJ/mol)와 양수값의 엔탈피(+78.59 kJ/mol)는 흡착이 자발적이고 흡열공정으로 진행된다는 것을 나타냈다.

• 공업화학
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• 제26권5호
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• pp.581-586
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• 2015

입상 활성탄을 사용하여 수용액으로부터 Safranin의 흡착에 대해 조사하였다. 회분식 실험은 흡착제의 양, 초기농도와 접촉시간과 온도를 흡착변수로 사용하여 수행하였다. 흡착평형자료는 Langmuir, Freundlich 및 Dubinin-Radushkevich식을 사용하여 해석한 결과 Freundlich식이 가장 좋은 일치도를 나타냈다. 평가된 Langmuir 분리계수, $R_L=0.183{\sim}0.254$와 Freundlich 분리계수, 1/n = 0.518~0.547로부터 이 흡착공정이 적절한 처리방법이 될 수 있음을 알았다. 흡착속도실험자료를 유사1차 및 유사2차 반응속도식에 적용해 본 결과는 유사2차반응속도식에 잘 맞는 것으로 나타났다. 음수값의 Gibbs 자유에너지(${\Delta}G=-3.688{\sim}-7.220kJ/mol$)와 양수값의 엔탈피(${\Delta}H=33.126kJ/mol$)는 흡착이 자발적이고 흡열공정으로 진행된다는 것을 나타냈다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제52권4호
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• pp.486-491
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• 2014

본 연구는 입상활성탄을 사용하여 수용액으로부터 cibacron brilliant red 3B-A의 흡착 거동과 동력학적 특성에 대해 회분식 실험을 통해 알아보았다. 흡착변수로는 흡착제의 양, pH, 초기농도와 접촉시간과 온도를 사용하였다. 평가된 Langmuir 상수($R_L$)과 Freundlich 상수(1/n)로부터 활성탄에 의한 cibacron brilliant red 3B-A의 흡착조작이 적절한 처리방법이 될 수 있음을 알았고, Temkin 상수(B)와 Dubinin-Radushkevich 상수(E)로부터 물리흡착공정임을 알았다. 흡착공정에 대한 동력학적 해석을 통해 반응속도식의 적용결과는 유사이차반응속도식에 잘 맞는 것으로 나타났다. Gibbs 자유에너지와 엔탈피값으로부터 입상활성탄에 대한 cibacron brilliant red 3B-A의 흡착은 자발적인 물리흡착 및 흡열과정으로 진행되었다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제53권1호
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• pp.64-70
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• 2015

본 연구는 활성탄에 의한 congo red의 흡착 거동에 대해 회분식 실험을 통해 알아보았다. 흡착변수로 흡착제의 양, pH, 초기농도와 접촉시간과 온도를 사용하였다. 흡착평형자료는 Langmuir, Freundlich, Temkin 및 Dubin-Radushkevich 식에 적용하여 보았다. 평가된 Freundlich 분리계수(1/n)로부터 활성탄에 의한 congo red의 흡착공정이 적절한 처리방법이 될 수 있음을 알았고, Temkin 상수(B)와 Dubinin-Radushkevich 상수(E)로부터 물리흡착공정임을 알았다. 동력학적 실험을 통해 흡착공정이 유사이차반응속도식에 잘 일치함을 알았다. 입상활성탄에 대한 congo red의 흡착공정은 발열반응(${\Delta}H$=42.036 kJ/mol)이었고, Gibbs 자유에너지값(${\Delta}G$=-2.414~-4.596 kJ/mol)은 온도가 증가할수록 감소하였다.

• 공업화학
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• 제28권2호
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• pp.206-213
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• 2017

활성탄을 사용하여 수용액으로부터 crystal violet 염료의 흡착에 대해 조사하였으며, 흡착제의 양, 초기농도와 접촉시간 및 온도를 흡착변수로 사용하여 수행하였다. 흡착평형관계는 Langmuir 등온식에 잘 맞았다. 평가된 Langmuir 분리 계수($R_L=0.02{\sim}0.106$)를 바탕으로 이 흡착공정이 효과적인 처리(0 < $R_L$ < 1)가 가능하다는 것을 알았다. 흡착동력학 데이터는 유사 2차 반응속도식에 잘 맞는 것으로 나타났다. Gibbs 자유에너지(-1.61~-11.66 kJ/mol)와 엔탈피(147.209 kJ/mol)는 흡착공정이 자발적이고 흡열반응으로 진행된다는 것을 나타냈다. 등량흡착열은 표면덮임이 증가됨에 따라 흡착제-흡착질의 상호작용이 제한되어 표면부하량이 증가할수록 작아졌다.