• Korean Chemical Engineering Research
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• 제43권2호
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• pp.206-214
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• 2005

$TiO_2$에 담지된 불균일 촉매상에서 ppm 수준으로 존재하는 수중 유기오염물질들을 제거하기 위한 모델반응으로 액상 trichloroethylene(TCE) 분해반응을 선정하였으며, 여러 반응변수의 동시제어가 가능하도록 디자인된 연속 흐름식 고정층 반응기 내에서 incipient wetness 기법으로 제조된 여러 전이금속 산화물 촉매들의 TCE 분해활성을 조사하였다. 선택된 반응조건에서 모델반응의 내부확산저항은 없었으며, $36^{\circ}C$의 반응온도에서 촉매표면에 흡착에 의한 액상 TCE 제거된 정도는 무시할 만하였고 촉매반응에 의해서만 제거될 수 있었다. TCE 제거반응에 대한 촉매들의 활성 및 반응시간에 따른 분해효율의 의존성은 사용된 금속 산화물 및 담지체의 종류에 따라 달라지는 것으로 나타났다. 5 wt.% $CoO_x$/$TiO_2$ 촉매는 본 대상반응에 대하여 가장 우수한 활성을 갖는 것으로 나타났으며, 반응시간의 경과 정도에 따라 TCE 분해효율이 점진적으로 증가하여 안정되는 전이구간의 존재를 확인할 수 있었다. 이와 같은 촉매활성의 반응시간 의존성은 반응 초기와 일정시간 경과 후의 $TiO_2$ 표면에 존재하는 $CoO_x$의 표면구조가 상이할 뿐만 아니라 반응시간 경과와 함께 활성이 더욱 높은 Co species의 표면노출을 암시하고 있다. $NiO_x$, $CrO_x$와 같은 금속 산화물 촉매들의 반응활성은 매우 낮은 수준이었다. $TiO_2$와 MFI를 담지체로 하여 각각 incipient wetness법과 이온교환법으로 제조된 $CuO_x/TiO_2$, Cu-MFI, $FeO_x/TiO_2$ 및 Fe-MFI의 TCE 제거효율을 반응시간의 함수로 살펴본 결과, Cu 촉매들에서 관찰되는 반응시간-분해효율 거동과는 다른 현상이 $FeO_x/TiO_2$와 Fe-MFI 촉매상에서 관찰되었다. $36^{\circ}C$의 반응온도에서 전반응시간 동안에 5 wt.% $FeO_x/TiO_2$ 촉매상에서 TCE 제거반응은 일어나지 않았으나, 1.2 wt.% Fe-MFI의 경우 반응 초기에 높은 제거율을 일정시간 동안 유지하다가 서서히 감소하는 비활성화 현상이 발생하였다. 이는 동일한 활성성분이 사용된다 할지라도 그 제조방법에 따라 촉매활성이 달라질 수 있음을 보여주고 있으며, 액상반응 중에 일어나는 활성성분의 redox cycle이 중요한 역할을 할 수 있음을 암시하고 있다. 가장 우수한 $CoO_x/TiO_2$ 촉매의 TCE 분해활성에 미치는 $CoO_x$ 담지량, 반응온도 등의 영향을 조사한 결과, 최적의 $CoO_x$ 담지량이 존재하였고 반응온도가 높을수록 TCE 제거효율은 높게 나타났다. 반응 중에 $CoO_x$ leaching에 의한 $CoO_x$의 손실이 확인되었으나 TCE 전환율에 영향을 미칠 정도는 아닌 것으로 판단되었다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제14권11호
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• pp.25-31
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• 2013

민간 및 군용사격장은 납, 구리 등의 중금속으로 오염되어 있어 복원이 필요한 경우가 많다. 산세척 또는 용출제를 이용한 용출이 흔히 사용되는 복원공법이다. 사격장 오염토양을 채취하여 오염특성 및 고비중 입자의 기여율을 조사하기 위한 기초연구를 수행하였다. 사격장 오염토양은 중금속, 특히 납으로 오염되어 있었으며, Ethylenediamine Tetra Acetic Acid(EDTA)를 이용한 5회 반복추출에도 환경기준치 이상의 오염이 토양시료에 남아 있었다. 이는 토양시료에 계속적으로 오염을 유출하는 입자가 존재하거나 오염제거가 매우 어려운 상태로 오염이 존재한다는 것을 의미한다. 토양시료에 포함된 색을 띠는 특이입자를 분리하여 분석한 결과 이들 입자는 비중이 2.5-6.6이고, 납과 EDTA의 결합율이 4.9-32%로 탄두 및 탄피가 잘게 부서진 입자로 판단되었다. 이들 입자를 제거한 토양은 오염도가 제거하기 전 토양에 비하여 낮으며, 용출 등의 기술로 쉽게 오염이 제거될 수 있음을 보여주었다. 이러한 결과는 연속추출 및 TCLP 등의 연구에서 증명되었다.

• 한국광물학회지
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• 제15권1호
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• pp.33-43
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• 2002

전북 익산지역의 한우사육에 사용한 황토를 gravel, sand, silt, coarse clay, fine clay으로 입도분리하여 각 분리된 시료에 대해서 광물성분 및 화학적 특성 등을 검토하였다 광물성분의 분석 결과, gravel과 sand에는 석영과 장석이 주로 포함되고, clay와 silt떼는 카오린광물 및 일라이트 등의 점토광물이 우세하며, 산화철광물은 fine clay에서 주로 포함된다. 주성분원소에서는 입경이 작은 시료일수록 Al, Fe, $H_2O$의 함량이 증가하여 점토광물의 함량 증가와 잘 일치하였다. 미량성분원소에서는 Zn, Rb, Sr, Ba, Pb등이 입도에 따라 큰 함량 차이를 보였다. Ba, Sr은 장석이 많은 sand에 다량 함유되어 주로 장석에 존재하는 것으로 나타났다 본래 황토 시료에 상당량 함유된 Pb 및 Sm은 입도분리된 시료에는 적은 함량을 나타내어, 입도 분리 과정에서 제거되기 쉬운 형태로 존재하는 것으로 보인다. Nb, La, Th, Ce 등은 silt 시료에 가장 많은 함량을 보였다. 이들 이외의 거의 모든 원소에서 점토광물의 함량이 많이 함유된 작은 입도시료에서 미량원소의 함량이 증가하는 경향 나타나 이들 대부분이 점토광물내에 주로 존재하는 것으로 보인다. 교환성양이온 함량과 산 및 알카리에 의한 용탈 원소 함량 등은 입자가 작은 점토시료에서 높게 나타났다. 따라서 가축사료 등 황토의 활용에 있어서 천연상태의 황토를 그대로 사용하는 것보다는 입도 분리에 의한 정제를 행한 미립의 점토분을 주로 사용하는 것이 황토의 이온교환성, 원소 용탈성, 흡착성, 흡수성 등의 특성을 향상시킬 수 있을 것으로 나타났다.

• 한국결정성장학회지
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• 제29권6호
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• pp.329-337
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• 2019

스플린터(splinter) 및 판상(plate shape) 형상을 가지는 티탄산칼륨염(K₂O·nTiO₂, PT)을 합성하고 브레이크 마찰재의 보강재로 이용하여 마찰 특성을 평가하였다. 스플린터형 티탄산칼륨염을 합성하기 위하여 먼저 판상 형상을 가지는 사티탄산칼륨염(K₂O·4TiO₂, PT4)을 합성하고 칼륨 이온(K⁺)을 일부 산침출(acid leaching)하여 육티탄산칼륨염(K₂O·6TiO₂, PT6)으로 변환시킨 후, 800℃에서 열처리하여 스플린터 형상의 입자를 얻었다. 판상형 티탄산칼륨염을 합성하기 위해서 염화칼륨을 융제로 사용하고 마그네슘(Mg)을 일부 첨가하여 판상의 형상을 가지는 마그네슘티탄산칼륨염(K_0.8Mg_0.4Ti_1.6O₄, PMT)을 합성하였다. 얻어진 육티탄산칼륨염 및 마그네슘티탄산칼륨염 입자를 보강재로 이용하여 브레이크 패드 마찰재를 제작하고 1/ 5-스케일 다이나모미터(scale dynamometer)를 이용하여 마찰 마모 특성을 평가하였다. 평가 결과, 두 종류의 보강재가 유사한 마찰계수 및 Fade & recovery 특성을 보였으며 판상형 마그네슘티탄산칼륨염의 경우, 스플린터형 육티탄산칼륨염보다 우수한 내마모성을 보이는 것을 알 수 있었다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제50권3호
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• pp.417-420
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• 2012

본 연구는 Pd/$SiO_2$ 촉매를 이용하여 2,4-dinitrotoluene(2,4-DNT)을 2,4-toluene diisocyanate(2,4-TDI)로 환원시키는 반응에 관한 연구이다. 반응 조건은 $200^{\circ}C$에서, 일산화탄소를 주입하여 100 bar에서 실험을 진행하였으며, 피리딘이 TDI의 수율에 미치는 영향에 대해 연구 하였다. 반응 실험 결과 피리딘을 넣지 않은 경우 TDI는 생성되지 않았고, 피리딘을 첨가하면 TDI가 생성되었다. 직접 카보닐화를 이용한 균질계상에서의 TDI 합성 연구 결과에 의하면 팔라듐과 피리딘의 착이온이 형성되어 촉매작용을 하는 것으로 알려져 있다. 피리딘을 첨가하였을 경우 TDI가 합성되는 것이 팔라듐 용출에 의한 것인지 확인하기 위해 ICP-AES 분석을 시행하였다. 20 vol% 피리딘을 첨가한 반응에서 반응 후 촉매의 팔라듐 함량이 반응 전에 비해 52% 감소하였다. 이러한 결과는 피리딘을 첨가한 반응실험에서 용출된 팔라듐이 피리딘과 착이온을 형성하는 과정을 거쳐 TDI가 생성되는 것으로 설명될 수 있다.

• 자원리싸이클링
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• 제16권6호
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• pp.3-9
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• 2007

생활 폐기물은 대부분 유리류와 자기류뿐만 아니라 많은 양의 iron을 함유하고 있으며 약 $3{\sim}11%$에 달한다. 대부분의 iron은 Ni-Fe와 Ni-Cr-Fe 같은 합금으로 존재하거나, 부식방지와 광택을 위해 Ni와 Cr로 도금된 iron으로 존재하고 있기 때문에 소각로에서 소각될 경우 철 재품 표면에 심하게 파손된 $Fe_3O_4$층과 함께 $NiFe_2O_4$와 FeCr_2O_4$을 형성하게 되어 바닥재에 존재하게 되어 중금속산화물 층을 형성시킬 수 있다. iron은 자력이 매우 강해 자력선별에 의해 쉽게 선별되며 이러한 효과로 인해 중금속 산화물의 선별까지 얻을 수 있다. 또한 바닥재는 다양한 Ni와 Cr 산화물들을 함유하고 있으며, Ni와 Cr은 강자성을 띈 물질이기 때문에 자력선별에 의해 큰 영향을 받을 수 있다. 따라서 자력선별에 따른 Ni와 Cr의 거동에 대해 조사하였으며 그 밖의 다른 중금속(Cu, Pb, Cd, As)들의 거동 또한 확인해 보았다. 그 결과 Ni와 Cr은 약 $45{\sim}50%$의 선별율을 보였으며, Cu와 Pb는 $15{\sim}20%$을 나타냈다. 또한 자력선별 전과 후의 바닥재에 대해 Ni와 Cr의 용출량을 확인해본 결과 자력선별 후 바닥재의 용출량이 더 낮음을 확인할 수 있었다.

• 자원리싸이클링
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• 제14권2호
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• pp.10-18
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• 2005

화력발전소의 배연탈황공정에서 발생된 탈황석고의 용도확대 및 천연 무수석고의 대체 가능성을 조사하기 위하여 탈황석고로부터 건식 열처리법에 의한 무수석고의 제조특성 및 탈황 무수석고에 대하여 시멘트 및 콘크리트 2차 제품으로의 적용 특성을 조사하였다. 탈황석고로부터 Ⅱ형 무수석고의 상전이는 700$^{\circ}C$ 부근에서 완전히 종료되었고, 이러한 Ⅱ형 무수석고의 상전이 과정에서 입자크기의 변화 등을 확인할 수 있었다. 천연 무수석고와 탈황 이수석고로부터 제조된 무수석고는 화학성분 조성, 입자크기, 열적특성 등의 물성이 유사하였다. 무수석고를 시멘트나 콘크리트 2차 제품에 적용시킬 때 부식문제를 발생시킬 수 있는 황산기(SO$_4^{2-}$)의 용출실험 결과, 700$^{\circ}C$에서 1시간 열처리로 제조된 탈황 무수석고는 천연 무수석고에 비하여 황산기의 용출량이 약 50 wt.% 감소됨을 확인할 수 있었고, 소석회(Ca(OH)$_2$) 3 wt.%의 첨가에 의해 황산기의 용출량이 천연 무수석고에 비하여 약 70 wt.% 감소시킬 수 있었다. 탈황 무수석고를 시멘트 및 콘크리트 2차 제품에 적용시킨 결과, 압축강도 등의 물성이 천연무수석고에 비하여 동등 또는 우수함을 확인할 수 있었다.

• 원예과학기술지
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• 제16권2호
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• pp.247-250
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• 1998

국화의 생육단계별 적정 양액농도를 구명하기 위해 국화의 생육단계를 영양생장기 2단계와 생식생장기 1단계, 즉 3단계로 나누어 양액농도를 처리한 결과, 영양 생장기에서는 1배액에서 초장이 가장 길었고, 광합성과 증산량도 가장 높았다. 그러나 엽내 엽록소 농도는 양액의 농도가 높을수록 컸다. 화아형성이후, 생육 (초장, 엽면적, 경경)과 각 기관별 생체중, 건물중에서도 1배액처리구가 좋았으며, 특히 화아형성이후 수돗물 관수에 의해서도 1배액과 비슷하거나 오히려 더 좋게 나타났다. 그리고 수돗물 관주처리에서 개화소요일수가 짧았다. 이와 같은 결과는 양액의 관주 농도가 높을수록 배지내 염류집적으로 식물체가 스트레스를 받은 것으로 사료된다. 국화의 생육단계별로, 초기 활착기까지는 1/2배액으로 한 후 생육이 왕성한 영양생장기에는 1배액으로, 화아형성 이후에는 양액의 농도를 줄이는 것이 국화 양액재배시 비료염의 절약, 개화소요일수 단축, 배지내 비료염 축적의 감소, 지하수 오염의 감소 등 경제적이고 환경친화적인 방법이라고 사료된다.

• 전기화학회지
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• 제17권2호
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• pp.111-118
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• 2014

본 연구에서는 폐 리튬이차전지의 스크랩으로부터 순도 높은 황산코발트($CoSO_4$) 용액을 회수하고, 회수된 용액을 이용하여 리튬이차전지의 양극활물질인 $LiCoO_2$를 제조하여 전기화학적 특성을 평가하였다. 황산코발트의 제조는 황산과 과산화수소수를 이용하여 원료물질로부터 금속물질을 녹여내기 위한 침출단계, 가성소다를 이용한 pH 조절로 1차 불순물을 제거하기 위한 중화공정 및 D2EHPA와 $CYANEX^{(R)}272$를 이용하여 2차 불순물을 제거하기 위한 용매추출공정을 거쳐 고순도의 용액을 회수한다. 회수된 황산코발트는 증류수와 희석하여 6 wt.% 황산코발트 용액으로 만들고, 다시 옥살산과 혼합 및 교반 후 건조, 하소 및 리튬의 원료가 되는 $Li_2CO_3$ 분말과 혼합 후 합성 공정을 거쳐 이차전지의 양극활물질인 $LiCoO_2$를 제조하였다. 이를 이용하여 전극을 조립하고, 전기화학적 특성을 평가하였다. 전기화학적 특성은 본 실험에서 합성된 $LiCoO_2$와 상업용 $LiCoO_2$(Aldrich사)를 비교하였으며, 결과는 유사하거나 혹은 합성된 $LiCoO_2$가 더 우수한 것을 확인할 수 있었다. 따라서, 본 실험을 통해 양극활물질의 재활용 가능성을 확인하였다.

• 분석과학
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• 제28권3호
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• pp.182-186
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• 2015

본 연구는 상온에서 과망간산칼륨 (KMnO₄)과 망간아세테이트 (Mn(CH₃COO)₂·4H₂O) 수용액을 반응시켜 초산구리 (Cu(CH₃COO)₂·H₂O) 수용액을 공침한 다공성 CuO/MnO₂ 촉매에 대한 물리화학적 특성에 대해 분석하였다. 합성방법은 KMnO₄과 Mn(CH₃COO)₂·4H₂O의 반응 몰비율을 0.3:1, 0.6:1, 1:1로 반응시켜 초산구리 수용액을 망간아세테이트 투입량 대비 10~75 wt%로 공침시켜 구리이온을 담지시켰다. 제조된 촉매는 TGA/DTA, XRD, SEM 및 BET를 통해 촉매에 대한 물리화학적 특성을 분석하였고, 그 결과 반응 몰비율 변화에 따라 γ-MnO₂, α-MnO₂로 상변이가 이루어 졌으며, 반응 몰비율이 0.6:1 일 때 비표면적이 253 m²/g을 갖는 다공성 CuO/γ-MnO₂ 촉매가 제조되었다.