해수 중에서 자연상태의 황토입자의 침강특성에 관한 연구의 요약은 다음과 같다. 1. 2,000mg/$\ell$ 황토용액에 대한 PSD 곡선은 0 min. 침강시간에서 정규분포곡선을 나타내었고 평균입도는 31.6$\mu$m, 변동계수는 $75,6\%$로써 매우 광범위한 입도의 분포상태를 보여 주었다. 그러나 침강시간이 경과함에 따라 비정규분포곡선의 양상을 나타내었다. 한편 무게누적분포곡선에서 거의 $100\%$의 입자가 20$\mu$m 보다 큰 입자로 구성되어 있었다. 2. 해수 중에서 황토입자에 대한 $V_s/(D_{bm})^{1/2}$ 비의 값은 입자의 크기가 증가함에 따라 기하급수적으로 증가하였으며, 1 $\mu$m 입자를 중심으로 이 이상은 $V_s$ 가 $(D_{bm})^{1/2}$보다 크고 이 미만은$(D_{bm})^{1/2}$이 $V_s$ 보다 큰 값을 나타내었다. 20$\mu$m 크기의 입자에 대하여 $V_s/(D_{bm})^{1/2}$ 비의 값은 2,355이었다. 3. 해수 중에서 황토입자는 매우 엷은 EDL 두께 (0.4$\mu$m)를 나타냄으로써 EDL repulsive force가 거의 존재하지 않았으며, 상호 접근하는 황토입자는 모든 간격에서 LVDW attractive force가 EDL repulsive force보다 큰 값을 나타내어 항상 용이하게 floc을 형성할 수밖에 없는 조건에 있었다. 4. 해수 중의 황토입자의 $V_s/(D_{bm})^{1/2}$ 비의 값과 total interaction energy로부터 자연상태의 황토입자는 해수 중에서 외부의 강력한 전단력이 없이는 매우 확산되기 어려운 상태에 있으며, 조류의 수평운동이 적은 내만에서는 입자의 물리적 거동은 침강에 의하여 지배되는 것으로 나타났다. 5. 2,000mg/$\ell$ 황토용액에 대한 침강실험에서 대략 $22.5\%$의 황토는 격렬한 교반에도 불구하고 즉시 침강하였다. 황토농도가 400, 2,000, 10,000mg/$\ell$으로 증가함에 따라 침강특성은 개별입자침강(Type I settling or discrete settling)에서 응결침강(Type II settling or flocculation settling)의 상태로 바뀌었다. 이것은 실제 해양에서 황토입자들 끼리 floc을 형성할 정도로 많은 양의 황토를 적절한 분산장치 없이 살포하는 것은 지양해야 하며 동시에 동일한 농도의 황토용액도 살포방법에 따라 분산의 크기가 달라질 수 있음을 의미하는 것이다. 6. PVD 그래프로부터 자연상태의 황토는 급격하게 침강하는 입자와 장시간 부유하며 천천히 침강하는 입자로 구성되어 있었고 후자의 양이 전자의 양에 비하여 매우 적은 상태로 나타났다. 7. 황토를 이용하여 적조를 효과적으로 제거하기 위해서는 자연상태의 황토를 그대로 사용하기보다는 (1) 미세한 입자상태로 분쇄하고, (2) 적절한 살포장비와 분산장비를 사용하여 해수 중에서 황토입자가 넓게 부유 분산하여 적조생물과 충분한 충돌을 일으키도록 해야한다. 이것은 적어도 황토입자를 이용하여 적조를 응집 제거하려고 할 경우 피할 수 없는 기본적 원리가 되며 동시에 황토 사용량을 줄일 수 있는 하나의 방법이 된다. 8. 일반적으로 입자의 크기는 응집 및 흡착반응에 매우 중요한 인자가 된다. 황토입자는 크기가 작을수록 용이하게 분산시킬 수 있으며 더욱 효과적으로 Cochlodinium 적조를 제거할 수 있다. 실제로 어떤 황토입자의 크기가 적조 제거에 효과적인가는 현장실험을 통하여 침강속도, 수평분산범위, 적조제거효율 등을 조사하여 반드시 결정하여야 한다.
The fractal theory is an interesting tool for measuring the soil properties which are irregular and dynamical. A simple example is shown in this paper that (statistical) fractal dimension can be evaluated from the traditional Particle-size distribution(PSD) curve. The results of Wu et al.(1993) and Bittelli el al.(1999) were referred to demonstrate the fractal analysis.
본 연구에서는 적절한 반응 삼상 계면대를 형성하기 위해서 카본블랙과 활성 탄소섬유를 혼합하여 연료전지의 전극을 제조하고, 전극 삼상 계면대의 변화를 고찰하였다. 활성 탄소섬유의 직량비에 따른 백금의 담지량과 백금 입자크기는 각각 원자흡광분석기와 X-선 회절기를 사용하여 분석하였다. 또한 비표면적( $S_{BET}$), 미세기공도 및 기공크기분포(PSD)를 포함하는 전극의 기공구조는 BET를 이용하연 고찰하였으며, 주사전자현미경을 이용하여 전극 삼상 계면대의 형태를 관찰하였다. 실험 결과, 백금의 담지율은 활성 탄소섬유의 첨가에는 큰 영향을 받지 않았다. 반면에, 전극 삼상 계면대는 30% 활성 탄소섬유를 카본블랙에 첨가하였을 경우 더 향상되었는데 이는 촉매의 활성점을 제공하는 미세기공 영역이 증가하였기 때문으로 사료된다.다.
Kim, Tae Gyun;An, Gye Seok;Han, Jin Soon;Hur, Jae Uk;Park, Bong Geun;Choi, Sung-Churl
한국세라믹학회지
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제54권1호
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pp.49-54
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2017
In this study, based on hydrolysis and condensation via $St{\ddot{o}}ber$ process of sol-gel method, synthesis of mono-dispersed silica nanoparticles was carried out with hydrophilic solvent. This operation was expected to be a more simplified process than that with organic solvent. Based on the sol-gel method, which involves simply controlling the particle size, the particle size of the synthesized silica specimens were ranged from 30 to 300 nm by controlling the composition of tetraethylorthosilicate (TEOS), DI water and ammonia solution, and by varying the stirring speeds while maintaining a fixed amount of ethanol. Increasing the content of DI water and decreasing the content of ammonia caused the particle size to decrease, while controlling the stirring speed at a high level of RPMs enabled a decrease of the particle size. X-ray diffraction (XRD) and Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR) were utilized to investigate the success factors for synthesizing process; Field emission scanning electron microscopy (FE-SEM) was used to study the effects of the size and morphology of the synthesized particles. To analyze the dispersion properties, zeta potential and particle size distribution (PSD) analyses were utilized.
전통적인 흙의 입도분포 곡선상에서 흙의 구성 성분에 따른 프랙탈 차원의 변화에 대해서 Wu등(1993)과Bittelli 등(1999)의 연구결과를 중심으로 Buchan 등(1993)의 실험결과를 이용하여 고찰하였다. 자료분석시에는 실트와 모래의 경계값의 변화에 따른 프랙탈 차원의 변화를 알아보기 위하여 20$\mu{m}$, 63$\mu{m}$ 그리고 125$\mu{m}$에 대한 프랙탈 차원을 산정하여 전체 범위에서 구한 프랙탈 차원과 비교하였다. 분석결과에서는 전통적인 입도분포곡선상에서 프랙탈 차원의 산정은 가능한 것으로 나타났으며, 실트와 모래성분의 경계값은 Wu 등(1993)이 제시한 것 보다 Bittelli 등(1999)이 제시한 경계값이 더 적절함을 알 수 있었다. 또한 Bittelli 등(1999)이 제시한 실험식을 이용해서 실트영역의 프랙탈 차원을 비교적 정확하게 산정할 수 있었다.
To manage the non-point source pollution and restore the water circulation, many technologies including infiltration or reservoir systems were installed in the urban area. These facilities have many problems regarding maintenance as their operation period becomes lengthier. The purpose of this study was to estimate the optimal maintenance timing through a long-term load test on the infiltration trench as one of the low impact development techniques. An infiltration trench was installed in the demonstration test facility, and stormwater was manufactured by Manual on installation and operation of non-point pollution management facilities from the Ministry of Environment, Korea and entered into the infiltration trench. Particle size distribution (PSD), suspended solids (SS) removal efficiency, and infiltration rate change tests were performed on inflow and outflow water. In case of the PSD, the maximum particulate size in the outflow decreased from 64 ㎛ to 33 ㎛ as the operating duration elapsed. The SS removal efficiency improved from 97 % to 99 %. The infiltration rate changed from 0.113 L/sec to 0.015 L/sec during the operation duration. The maintenance timing was determined based on the stormwater runoff requirements with these changes in water quality and infiltration rate. The methodologies in this study could be used to estimate the timing of maintenance of other low impact development techniques.
본 연구는 수중에서 PCB로 오염된 연안퇴적물 입자의 입자크기분포의 변화를 시뮬레이션 할 수 있는 수치모델을 제시한다. 이 모델은 입자의 침강과 연직확산과 함께 응집 현상을 포함하며 공간적으로는 연직방향으로 일차원 모델이다 연직방향 메커니즘에 대한 고려는 퇴적물 입자의 수중 체류시간을 계산하기 위함이다. 본 연구에서는 모델을 개발 제시함과 아울러 실제 미국의 한 사례지역에서의 PCB로 오염된 연안퇴적물의 입자크기분포를 사용하여 모델의 시뮬레이션 결과를 제시하였다. 이 결과 모의시간인 48 시간 내에 퇴적물 입자크기 변화가 상당히 진행되며 수중에서 입자크기별로 입자가 다르게 제거됨과 이 과정에서 응집이 중요한 요인이 될 수 있음을 보이고 있다. 본 연구에서 개발 제시된 모델은 준설 등 환경정화사업과 관련 불가피하게 수반될 수 있는 오염퇴적물의 재부유로 인한 오염확산범위를 평가하는데 유용하게 이용될 수 있다.
본 연구에서는 오리멀젼(orimulsion)을 연소하는 발전소에서 배출되는 가시백연의 가시도 증가를 확인하고, 그 원인을 파악하고자 하였다. 오리멀젼을 연료로 사용하는 발전소에서는 미세 먼지입자와 황화합물이 포함된 연기를 발생한다. 발전소 공정데이터를 바탕으로 미세 먼지입자의 영향에 대해서는 모니터링을 통한 로그정규분포로 배출입자의 입도분포를 대입하였고, 황화합물 에어로졸 2차 입자의 주성분$(NH_4)_2SO_4$의 생성 화학방정식을 고려하였다. 연기에 의한 가시도를 정량적으로 평가하고자 미국의 EPA에서 개발된 대표적 시정모델인 PLUVUE-II 모델을 응용하였다. PLUVUE-II 모델이 단파장에만 모사되는 문제를 개선하여 가시광선 전 영역에서 계산이 가능하도록 하여 가시도에 따른 최대 연기거리를 광학적 방법으로 계산하였다. 모델링 결과로써 미세입자의 분포와 황화합물의 농도에 따른 최대 연기거리의 변화를 평가하였다. 연구 결과로 오리멀젼의 연소로 발생된 가시백연이 미세입자와 황화합물의 2차 입자에 의해 유발될 수 있음을 확인하였으며, 이러한 가시백연의 저감을 위해서는 미세입자의 크기와 황 화합물의 배출에 대한 제어가 필요하다고 판단된다.
고상반응법으로 $SrTiO_3$ : AI, Pr 적색 형광체를 합성하였다. PL 스펙트럼과 CL 스펙트럼의 발광 강도를 소결 온도와 소결 시간등의 형광체의 제조 변수에 대하여 최적화 하였다. 열처리한 분말은 XRD 분석 결과 페로브스카이트구조를 보였고, PSD 분석결과 평균입자크기는 약 3~5$\mu\textrm{m}$이었다. 또한 분말의 주사 전자 현미경 사진에 의한면 구형을 갖는잘 결정화된 입자들이 관찰되었다. 특히, 본 연구에서 합성된 분말의 특성은 상용화된 $Y_2O_3: Eu 형광체 보다 저전압에서의 CL 특성이 더 우수하였으며, 이 형광체는 저전압에서 구동하는 FED에 응용할 가능성이 높을 것으로 생각된다.
오염된 지역의 연안 퇴적물은 PCB 등 소수성 오염 물질을 흡착하고 있으며, 준설과 같은 환경 정화사업을 할 때, 재부유되어 오염되지 않은 인근 수역으로 이동될 수 있다. 이러한 환경 영향의 평가를 위해 저자는 앞서 침강, 연직확산, 응집에 의해 입자크기 분포가 변화하는 것을 모사할 수 있는 수학적 모델을 개발 제시한 바 있다. 본 연구에서는 이 모델을 이용하여, 연안환경을 실험적으로 재현한 높이 2 m의 settling column으로부터 측정된 입자크기분포 자료를 이용하여 시뮬레이션하며 분석한 결과를 제시하였다. 분석결과, 모델은 퇴적물 입자가 column 내에서 연직이동을 하며 입자 분포가 시간적으로 또 수심별로 변화하는 것을 상당히 잘 예측하는 것으로 나타났으며 재부유된 퇴적물 입자는 연직이동과 함께 응집이 되고 있는 것으로 분석되었다. 따라서 본 연구는 크기가 다양한 오염된 퇴적물이 응집에 의해 입자크기분포가 변화하며 연직 이동되는 매우 복잡한 현상에 대해 유효하게 컴퓨터 모사할 수 있음을 보였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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