유류화합물(디젤)로 오염된 불포화층 토양에 대한 현장오존복원공정의 기초연구로, 토양조건에 따른 오존의 이동과 분해, 디젤과의 반응경향을 조사하였다. 건조상태에서 유기물을 제거한 모래와 glass beads 충진컬럼에서 기상 오존의 분해를 조사한 결과 일차반응으로 가정시 반응 속도상수값(k)이 각각 $9.9{\times}10^{-3}s{^{-1}}$와 $4.3{\times}10^{-4}s{^{-1}}$로 나타나 모래의 경우 철 (Fe), 망간(Mn) 성분 등의 촉매작용으로 25배 가량 반감기가 짧은 것을 확인할 수 있었다. 디젤로 오염시킨 현장 토양과 모래를 컬럼에 충진하여 동일조건하에서 오존주입시 토양입자의 크기와 유 무기물의 함량 차에 의한 오존이동상에 지체효과 및 소모량의 차이를 관찰하였고, 50mL/min의 유속에서 공기만을 주입시 DRO(diesel range organic) 기준 초기 디젤총량($800{\pm}50mg/kg$)의 30%가 제거된데 비해 오존을 6mg/min으로 16시간 주입한 결과 각각 80% 이상이 제거되었다. 오존주입시간에 따라 컬럼의 유출 입부에 잔류하는 TPH(total petroleum hydrocarbon)와 DRO 중 aliphatic계열 8개 물질들의 농도를 비교/분석한 결과, 낮은 탄소수 물질들로의 전환과정을 거쳐 유체의 흐름에 따라 컬럼 밖으로 이동됨을 확인하였고, 토양내 수분함량은 오염 토양복원에 오존을 적용시 중요한 인자임을 확인하였다.
본 연구에서는 직접 탄소 연료전지(DCFC)에서 세 종류의 탄화수소(메탄, 에탄, 프로판) 열분해를 이용하여 다공성 니켈 연료극에 탄소를 직접 생성시켜 연료극과 연료간의 물리적 접촉을 향상시켰다. 전자현미경으로 각각의 탄화수소로부터 생성된 탄소 입자들이 탄소 수가 증가함에 따라 각각 탄소구형체(CS), 탄소나노튜브(CNT), 탄소나노섬유(CNF)임을 확인하였다. 그리고 탄소 샘플들의 결정성을 알아보기 위해 라만 산란 분석을 수행하였고, 탄화수소의 탄소 수가 증가할수록 생성된 탄소의 결정성이 떨어지고 더 유연하였다. 동일한 질량의 탄소로 채워진 연료극의 DCFC 성능을 $700^{\circ}C$ 에서 측정하였고, CNT 와 CNF 가 CS 보다 반응성이 좋아 각각 148%, 210% 높은 전력밀도를 보였다. 이는 결정성이 떨어지는 CNT 와 CNF 의 낮은 전하전달저항에 의한 것으로 사료된다.
염화탄화수소 열분해와 생성물분포 특성을 고찰하기 위해 등온 관형 반응기를 이용해 두 가지 실험을 수행하였다. 첫 번째는 반응분위기에 따른 열분해 특성을 파악하기 위해 $H_2$ 또는 Ar 반응분위기에서 dichloromethane ($CH_2Cl_2$) 분해율과 생성물분포 특성을 고찰하였다. Ar 반응분위기($CH_2Cl_2$/Ar 반응계)에서 보다 $H_2$ 반응분위기($CH_2Cl_2/H_2$ 반응계)에서 $CH_2Cl_2$ 분해율이 더 높았다. 이는 반응성 기체인 $H_2$ 분위기에서 $CH_2Cl_2$ 분해를 촉진시키며 수소 첨가 탈염소반응을 통해 탈염소화된 탄화수소화합물을 생성시키며, 다환방향족탄화수소 (polycyclic aromatic hydrocarbon: PAH)와 soot 생성을 억제하기 때문이다. $CH_2Cl_2/H_2$ 반응계에서 주요생성물로 탈염소화합물인 $CH_3Cl,\;CH_4,\;C_2H_6,\;C_2H_4,\;HCl$ 등이 생성되었으며, 미량 생성물로 chloroethylene이 검출되었다. $CH_2Cl_2$/Ar 반응계에서는 탄소물질수지가 낮았으며 특히 반응온도 $750^{\circ}C$ 이상에서 탄소물질 수지가 더 낮게 나타났다. 주요 생성물로는 chloroethylene과 HCl이 검출되었으며, 미량 생성물로는 $CH_3Cl$과 $C_2H_2$이 검출되었다. 고온 Ar 반응분위기에서 $CH_4$ 주입에 따른 chloroform($CHCl_3$) 분해와 생성물분포 특성을 비교 고찰하였다. $CHCl_3$ 분해율을 비교해 보면 $CH_4$을 주입할 경우($CHCl_3/CH_4/Ar$ 반응계)가 $CH_4$을 주입하지 않았을 경우($CHCl_3$/Ar 반응계)보다 분해율이 낮았다. 이는 $CHCl_3$가 분해되면서 생성되는 활성도가 큰 이중라디칼(diradical)인 :$CCl_2$가 첨가물로 주입된 $CH_4$와 반응하여 소모됨으로써 $CHCl_3$ 분해율이 상대적으로 감소되기 때문이다. Ar 반응분위기에서 $CH_4$ 첨가 여부에 따라 $CHCl_3$이 분해되면서 생성되는 생성물 분포는 큰 차이를 나타내고 있었다. 앞에서 고찰된 각 반응계에서 분해율 비교와 생성물 분포특성을 고려하고 열화학이론 및 반응속도론을 기초로 주요 반응경로를 제시하였다.
In general, high temperature combustion technique has been adopted as an efficient one. However, hydrocarbon-based fuel can be decomposed under high temperature, and it can affect the stabilization mechanism of edge flame. In this research, basic experimental study was conducted to identify the effect of fuel pyrolysis on the lift-off flame stabilization by changing the temperature of the plug flow reactor. Schmidt number of the gas fuel can be changed with temperature variation due to the fuel pyrolysis. Eventually, this study will help to establish and clarify the stabilization mechanism of lift-off edge flame.
海洋에 기름이 流出되면 蒸發, 溶解, 酸化 및 미생물 分解等의 영향을 받는다. 그러므로 GC에 의한 탄화수소와 黃化合物을 分析하기 위하여 人工的으로 經時變化 시키면서 시료을 채취하였다. GC분석결과 시료유는 저마다의 독특한 형태의 Chromatogram을 나타내고 있다. 탄화수소 중의 低비점 성분의 Peak는 시간이 경과하면서 감소하고 있다. 그러나 FPD에 의해 黃化合物을 分析한 Chromatogram 은 비교적 經時變化의 영향을 적게 받고있다. GC에 의한 탄화수소 및 黃化合物 分析法은 流出油를 비교 分析하여 汚染源을 識別하는데 重要한 方法이다.
일반적으로 Asphaltene은 원유뿐만 아니라 화석연로원(Fessil Fuel Sources)에도 포함되어 있는 것으로 알려져 있으며 난분해성으로 탄화수소(Hydrocarbon)와 Heterocyclic 또는 N-, S-, 산소를 포함하는 화합물이다. 그리고 금속성 물질이 Asphaltene Fraction에 농축되어 있는 것으로 알려져 있다. 한편 이러한 metallo-complex는 Asphaltene의 구조화합물중 방향족계 sheet 사이에 Self-association 상태로 존재한다. Asphaltene의 분해는 일반 TPH나 BTEX계 유류의 분해 기작과는 매우 상이하며 현재까지 Asphaltene으로 오염된 토양의 복원 기술을 매우 미미한 것으로 알려져 있다. 따라서 본 연구는 Asphalteme으로 오염된 토양의 복원 기숙을 개발하기 위한 전단계로 Asphaletene의 구성물질과 저분자화 작용기작을 구명하여 효과적 복원기술 개발을 위하여 Arabian Light Oil에서 Oil 자체와 Oil에서 분리해낸 Asphaltene을 사용하여 용매조건과 처리제별로 저분자화 과정을 조사하였다.
Transactions on Electrical and Electronic Materials
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제2권2호
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pp.5-15
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2001
The experiment established optimal conditions for over-carbonization. With the use of the electron microscopy and X-ray phase analysis the regularities of carbon deposit formation in process of methane and propane pyrolysis on the zeolites, Kazakhstan natural clays, chrome and bauxite sludge containing metal oxides of iron subgroup, have been studied. In process of over-carbonization the trivalent iron was reduced to metal form. In addition, the carbon tubes of divers morphology had been impregnated with ultra-dispersed metal particles. The kinetic parameters of carbon formation in process of methane decomposition on the zeolite - CoO mixture surface were investigated by method of thermo-gravimetric analysis. The morphology and structure of formed carbon fibrils, with the metal particles fixed at their ends, have been investigated, the formation of branched carbon fibrils pattern, so called octopus, being found. Also, the walnut shells and grape kernel carbonization, their immobilization by the cells of selective absorption of heavy metal and sulfur dioxide ions have been studied. The example of metal-carbon composites used as adsorbents for wastewater purification, C$_3$- C$_4$ hydrocarbon cracking catalysts and refractory materials with improved properties have been considered.
The products from polymer pyrolysis at $450^{\circ}$ are cooled with ice, then liquid and gaseous portions are analysed by gas chromatography. Di-2-ethyl hexyl sebacate column, silicone oil column, silica gel column and tetraethyleneglycol dimethylether column, which was most effective for the separation of hydrocarbon gases, are used. Identification of isomers could be secured more effectively by gas chromatography than mass spectrometry. Elucidation of the mechanism for thermal decomposition of polymers could be done through the identification of pyrolysis products. Although more extensive work is needed, some patterns of polymer pyrolysis are discussed.
Hydroxybenzothiophenes, dihydroxy-benzothiophenes, and benzothiophenedione were identified as inter-mediates of benzothiophene (BT) exposed to ultrasonic irradiation. It is proposed that benzothiophene is oxidized by OH radical to sequentially for m hydroxybenzothiophenes, dihydroxybenzothiophenes, and benzothiophenedione. Benzothiophene is decomposed rapidly following pseudo-first-order kinetics in a first-order manner by ultrasonic irradiation in aqueous solution. The toxicity of sonochemically treated solutions was checked by E. coli and a less inhibition in bacterial respiration was observed from the 120-min treated benzothiophene sample than from the untreated benzothiophene sample. Also evolution of carbon dioxide and sulfite was observed during ultrasonic reaction. A pathway for ultrasonic decomposition of benzothiophene in aqueous solution is proposed.
Journal of Korean Society for Atmospheric Environment
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제15권E호
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pp.9-16
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1999
This study has been focused on NO conversion for metal-incorporated silicates(Fe-silicate, Mn-silicate, and Fe-Mn-bimetallosilicate) with a similar MFI type. Used metallosilicates were prepared by the rapid crystallization method. Their catalytic performance for the conversion of NO under excess O2(10%) condition with the addition of hydrocarbon of low concentration(1,100ppm n-C8H18) were investigated. As a result, the NO conversion on the Fe-Mn-bimetallosilicate was enhanced compared with on the Fe- or Mn-silicates. Furthermore, the performances for NO concentration on Fe-Mn-bimetallosilicate more increased with an increased in n-C8H18 concentration, a decrease in NO concentration, and an increase in O2 concentration.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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