• Korean Chemical Engineering Research
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• 제46권6호
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• pp.1113-1118
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• 2008

$CuFe_2O_4$와 $Fe_3O_4$의 탄소 침적 및 환원 특성을 $900^{\circ}C$에서 TGA, XRD, SEM, TEM 등의 분석 및 반응 후 가스조성분석을 통하여 연구하였다. XRD 분석결과 환원된 $Fe_3O_4$는 Fe(iron)와 graphite(C) 그리고 $Fe_3C$으로 구성되어 있는 것으로 나타났다. 반면에, 환원된 $CuFe_2O_4$에서는 graphite나 $Fe_3C$가 나타나지 않았다. SEM을 이용하여 표면 구조를 관찰한 결과 환원된 $Fe_3O_4$의 표면이 탄소로 뒤덮여 있는 것을 확인할 수 있었다. 이와 달리 $CuFe_2O_4$에서는 $CH_4$ 전환율 및 환원속도가 높았고, 환원반응 후 탄소량 추정결과 $Fe_3O_4$에서보다 훨씬 낮게 나타났다. TEM 분석결과 $Fe_3O_4$ 입자로부터 탄소가 판상구조의 형태로 성장한 것을 확인할 수 있었다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제34권12호
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• pp.1101-1109
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• 2010

본 연구에서는 촤 연소 시에 분위기 가스 변화에 따른 연소 반응 변화를 수직 관형 연소로를 이용하여 실험적으로 측정해 보았다. 실험 조건으로 아역청탄인 Adaro탄과 역청탄인 Coal valley탄을 사용하였고, 두 탄을 $O_2/CO_2$조건과 $O_2/N_2$조건에서 온도를 900, 1100, $1300^{\circ}C$, 산소 분압을 12, 21, 30%로 변화를 주어 촤 반응성 실험을 수행하였다. 순산소 조건과 일반 대기 조건을 비교하였을 경우 순산소 조건일 때 입자온도와 총괄 반응량이 낮게 나타나는 경향을 보였지만, 입자 표면에서의 반응률을 계산한 결과, 분위기 가스의 영향과 상관없이 거의 동일한 경향을 가지는 것으로 나타났다. 또한 두 조건에서의 촤 연소 반응을 위한 반응 속도 상수 및 활성화 에너지 역시 분위기 가스의 영향과 상관없이 유사한 값을 가지는 것으로 확인하였다. 전반적으로 Adaro탄이 Coal valley탄보다 입자 온도와 총괄 반응량이 높게 나타났다.

• 자원리싸이클링
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• 제30권4호
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• pp.11-19
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• 2021

황화 광석으로부터 유래된 고농도 비소 함유 침출 용액에 대하여 공기와 활성탄 병용을 통해 비소를 산화 및 침전 제거하는 연구를 수행하였다. 침출 용액은 국내 황화 광석 시료를 pH 1, 50℃ 조건의 황산 용액에서 95시간동안 침출하여 제조하였으며, 침출 용액 내 금속이온 농도 분석 결과 Fe가 약 7 g/L, As가 약 3 g/L 함유된 것으로 측정되었다. 해당 용액에 대하여 공기와 활성탄 병용 시 비소의 산화 및 침전 효과를 파악하기 위해 5가지 산화 조건(공기 주입, 공기와 1, 5, 10 w/v% 활성탄 투입, H₂O₂ 투입) 하에 초기 pH 1, 90℃에서 72시간 동안 산화 및 침전 실험을 수행하였다. 실험 결과 공기와 활성탄을 함께 투입한 경우 활성탄 표면에 생성된 작용기로 인해 산화 반응의 속도가 빠르고 비소 제거율이 향상되는 것으로 분석되었다. 또한, 활성탄의 투입량이 증가할수록 반응의 효율이 향상되었으며, 5 w/v% 이상의 활성탄 투입 시 약 93-94%의 비소가 제거된 것으로 분석되었다. 침전 생성물에 대한 XRD 분석 결과 산화 반응에 의해 스코로다이트(FeAsO₄·2H₂O)가 잘 생성된 것으로 나타났다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제48권2호
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• pp.259-267
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• 2010

불균일 촉매 CuO를 이용한 반응성 아조계 염료 Reactive Black 5(RB5) 폐수의 촉매습식산화에서 반응온도($190{\sim}230^{\circ}C$) 및 촉매농도(0.00~0.20 g/l)가 폐수의 색도 및 총 유기탄소 TOC 제거에 미치는 영향을 조사하였다. 폐수의 색도는 분광광도계를 사용하여 측정하였고, 습식산화속도는 TOC를 이용하여 산출하였다. 열분해 조건($230^{\circ}C$, 120 min)에서 폐수의 색도는 약 90%까지 제거되었지만 TOC는 제거되지 않았다. RB5 폐수 촉매 습식산화에서의 폐수의 색도 및 TOC 제거속도는 반응온도 및 촉매농도를 증가시킴에 따라 증가하였다. 촉매의 영향은 0.01 g CuO/l에서 이미 상당히 크게 나타났으며 0.05 g CuO/l 이상에서의 촉매농도 증가에 따른 효과는 작았다. 폐수 색도의 초기변화는 색도에 대한 1차 반응속도론으로 나타낼 수 있었으며, TOC 변화는 폐수 TOC를 쉽게 산화되는 TOC와 난분해성 TOC 로 구분한 global 모델로 묘사할 수 있었다. 반응온도의 폐수 색도 및 TOC 제거속도에 미치는 영향은 Arrhenius 상관관계식으로 묘사할 수 있었다. RB5 폐수의 열분해, 습식산화 및 0.20 g CuO/l의 촉매농도를 사용한 촉매습식산화 조건에서의 색도 제거반응의 활성화에너지는 각각 108.4, 78.3 및 74.1 kJ/mol의 값을 나타내었다. RB5 폐수 촉매습식산화에서의 TOC 제거반응에서 산화 최종산물로의 전환에 대한 난분해성 중간산물로의 전환 비는 페놀 습식산화에 비하여 상대적으로 높았다.

• 공업화학
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• 제8권4호
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• pp.602-609
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• 1997

공기를 산화제로 하여 황산제일철 용액에 침전제로서 KOH, NaOH, $Na_2CO_3$및 $K_2CO_3$를 사용하여 산화침전반응을 행하여 생성되는 $\alpha$-ferric oxyhydroxide입자의 생성 및 성장과정을 자유 pH 변화시험을 통해서 관찰하였다. $\alpha$-ferric oxyhydroxide입자의 생성 및 성장과정은 모든 침전제에서 동일한 형태를 나타내었으며 KOH, NaOH에 의해 생성된 $\alpha$-ferric oxyhydroxide 결정입자의 길이는 $Na_2CO_3$및 $K_2CO_3$에 의해 생성된 것보다 약 1.5배 정도 짧았다. KOH를 침전제로 황산제일철을 공기 산화한 결과 초기침전제의 몰비 $(R_o=[Fe^{2+}]_o/[OH^-]_o)$ 값이 작아질수록 결정 입자의 길이가 종축 방향으로 길게 성장하였으며 생성물은 $1{\mu}m$ 이하의 균일한 침상형의 $\alpha$-ferric oxyhydroxide였다. 또한 황산제일철에 KOH를 침전제로 공기를 산화제로 하여 고정 pH 실험법에 의하여, 공기 유속, 초기 침전제의 몰비 $(R_o=[Fe^{2+}]_o/[OH^-]_o)$ 및 반응 온도의 변화에 따른 $\alpha$-ferric oxyhydroxide의 핵성장 반응속도에 관하여 알아보았다. 공기 유속, 반응 온도 및 $R_o$값이 증가할수록 $\alpha$-ferric oxyhydroxide 입자의 핵성장 반응속도는 점차적으로 증가하였으며, 핵성장의 활성화 에너지는 16.16 KJ/mol 이며, 공기 유속, $R_o$값 및 반응온도의 영향에 대한 핵성장 반응속도 관계식은 다음과 같다. $-\frac{d[Fe^{2+}]}{dt}=1.46{\times}10^4[P_{o2}]^{0.66}[OH^-]^{2.19}exp(-\frac{16.16}{dt})$.

• 대한환경공학회지
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• 제22권10호
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• pp.1869-1879
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• 2000

혐기성 소화공정 중 생성되는 주요 중간대사산물인 프로피온산의 분해대사에 대한 연구중 에탄올과의 산화 환원 반응인 coupling 반응으로써 혐기성 소화공정에서 프로피온산 축적을 저감시킬 수 있는 연구를 수행하였다. 따라서, 본 연구는 혐기성 공정에서 프로피온산의 전환에 따른 동력학적 반응과 에탄올과의 상호 반응에 따른 특정기질 선호영향을 모델에 적용하여 살펴보았다. 본 연구는 4단계의 실험으로 수행되었다. 1, 2, 3단계는 각기 다른 기질에 순화된 미생물들을 이용하여 프로피온산 1 g COD/L와 에탄올의 농도를 각각 0, 100, 200, 400과 1,000 mg/L로 주입하여 프로피온산과 에탄올의 혐기성 분해과정을 비교 연구하였으며, 4단계에서는 Glu-MCR과 HPr-MCR의 순화미생물의 혼합비를 조절하여 프로피온산 1 g COD/L를 주입하였을 때의 혐기성 분해를 연구하였다. 본 연구에서는 수정된 경쟁적 모델을 이용하여 특정기질 선호현상을 규명하였고, 에탄올 농도의 증가에 따라 아세트산 형성반응의 $K_{s2}$값의 증가와 메탄화 과정에서의 아세트산 생성 및 분해과정에 해당되는 $K_3$값이 일부 증가하는 결과를 얻을 수 있었다. 또한 순화미생물들에 따라 프로피온산과 에탄올의 분해에 미치는 영향이 다른 결과를 얻을 수 있었다.

• 폴리머
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• 제36권6호
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• pp.712-720
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• 2012

광학현미경분석, 주사전자현미경분석 및 적외선분광분석을 이용하여, 열화시간 경과에 따른 유리섬유가 보강된 폴리아미드 66 복합소재의 열 열화 특성을 조사하였다. 열화시간이 증가함에 따라, 인장강도는 열화 초기 약간의 증가 후 점진적으로 감소하는 경향을 보였다. 이러한 결과는 열 열화가 진행됨에 따라 결정화도의 증가, 가교밀도의 증가, 사슬 전단 및 사슬 운동성의 감소 등에 기인한 것으로 판단된다. 적외선분광분석을 통하여, 폴리아미드 66 복합소재 표면상에 열화에 기인한 케톤 피크와 규소 피크의 증가를 관찰하엿다. 또한 세 가지 승온속에서 측정된 열중량분석 결과를 이용하여 폴리아미드 66 복합소재으 열 분해 반응동역학을 분석하였다. 통계학적 기법, UL 746B, Ozawa 및 Kissinger 등 여러 방법을 통해 계산된, 폴리아미드 66 복합소재의 활성화 에너지와 수명 예측간의 상관관계를 조사하였다. 열중량분석으로부터 계산된 활성화 에너지는 가속시험으로 구한 값보다 상대적으로 큰 값을 나타내며, 이는 폴리아미드 66 소재으 수명을 과대 평가하는 결과를 초래하였다. 본 연구에서는 다양한 사용 온도에서의 활성화 에너지를 외삽하여 계산 가능한 지수 패턴의 표준곡선을 개발하였다.

• 한국연소학회지
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• 제18권4호
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• pp.37-43
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• 2013

The effects of preferential diffusion of hydrogen in interacting counterflow $H_2$-air and CO-air premixed flames were investigated numerically. The global strain rate was varied in the range $30-5917s^{-1}$, where the upper bound of this range corresponds to the flame-stretch limit. Preferential diffusion of hydrogen was studied by comparing flame structures for a mixed average diffusivity with those where the diffusivities of H, $H_2$ and $N_2$ were assumed to be equal. Flame stability diagrams are presented, which show the mapping of the limits of the concentrations of $H_2$ and CO as a function of the strain rate. The main oxidation route for CO is $CO+O_2{\rightarrow}CO_2+O$, which is characterized by relatively slow chemical kinetics; however, a much faster route, namely $CO+OH{\rightarrow}CO_2+H$, can be significant, provided that hydrogen from the $H_2$-air flame is penetrated and then participates in the CO-oxidation. This modifies the flame characteristics in the downstream interaction between the $H_2$-air and CO-air flames, and can cause the interaction characteristics at the rich and lean extinction boundaries not to depend on the Lewis number of the deficient reactant, but rather to depend on chemical interaction between the two flames. Such anomalous behaviors include a partial opening of the upper lean extinction boundary in the interaction between a lean $H_2$-air flame and a lean CO-air flame, as well as the formation of two islands of flame sustainability in a partially premixed configuration with a rich $H_2$-air flame and a lean CO-air flame. At large strain rates, there are two islands where the flame can survive, depending on the nature of the interaction between the two flames. Furthermore, the preferential diffusion of hydrogen extends both the lean and the rich extinction boundaries.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제14권11호
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• pp.6000-6007
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• 2013

유기합성 과정에서 응용범위가 넓고 안정한 알코올류의 산화제에 대해 많은 연구가 진행 되고 있으며, 그중에서도 Cr(VI)-계열의 시약들이 산화제로 널리 이용되어 왔다. 그러므로 유기 용매에 잘 용해되고, 일차 알코올을 알데히드까지만 산화시키는 산화제의 합성과 그에 따르는 메카니즘 규명이 필요하게 되었다. Cr(VI)-헤테로고리 착물인 Cr(VI)-isoquinoline를 합성하여, 적외선 분광광도법(IR), 유도결합 플라즈마(ICP) 등으로 구조를 확인하였다. 또한 여러가지 용매 하에서 Cr(VI)-isoquinoline를 이용하여 벤질 알코올의 산화반응을 측정한 결과 유전상수(${\varepsilon}$) 값이 큰 용매 순서인 시클로헥센<클로로포름<아세톤$CH_3$, m-Br, m-$NO_2$)을 효과적으로 산화시켰다. 여기서 전자받개 그룹들은 반응 속도가 감소한 반면에 전자주개 치환체들은 반응속도를 증가시켰고, Hammett 반응상수(${\rho}$) 값은 -0.69(308K) 이였다. 그러므로 본 실험에서 알코올의 산화반응 과정은 먼저 크로메이트 에스테르 형성과정을 거친 후, 속도결정단계에서 수소화 전이가 일어나는 메카니즘임을 알 수 있었다.

• 공업화학
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• 제28권5호
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• pp.597-600
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• 2017

4,4'-비피리딘과 크롬(VI) 산화물을 반응시켜 $(C_{10}H_8N_2H)_2Cr_2O_7$을 합성하였다. 적외선분광광도법(FT-IR)과 원소분석으로 구조를 확인하였다. 여러 가지 용매 하에서 $(C_{10}H_8N_2H)_2Cr_2O_7$을 이용하여 벤질알코올의 산화반응을 측정한 결과, 용매의 유전상수 값이 증가함에 따라 반응수율이 증가했다. 그 순서는 DMF (N,N'-디메틸포름아미드) > 아세톤 > 클로로포름 > 시클로헥센이었다. $H_2SO_4$ 촉매를 이용한 DMF 용매 하에서, $(C_{10}-H_8N_2H)_2Cr_2O_7$은 벤질알코올(H)과 그의 유도체들($p-OCH_3$, $m-CH_3$, $m-OCH_3$, m-Cl, $m-NO_2$)을 효과적으로 산화시켰다. 전자받개 그룹들은 반응속도가 감소한 반면에 전자주개 치환체들은 반응속도를 증가시켰고, Hammett 반응상수(${\rho}$) 값은 -0.70 (308 K)이었다. 본 실험에서 알코올의 산화반응 과정은 속도결정단계에서 수소화 전이가 일어났다.