• Korean Chemical Engineering Research
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• 제60권1호
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• pp.159-168
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• 2022

MoO₃ 비율을 10-50 중량비로 변화하여 제조한 Mo-Al 복합 산화물 상에서 소성 후 승온 질화반응을 통하여 얻은 Mo-Al 질화물 상에서 암모니아 분해반응에서의 촉매 활성을 검토하였다. 제조된 촉매의 물리·화학적 특성을 알아보기 위하여 N₂ 흡착분석, X-선 회절분석(XRD), X-선 광전자분석법(XPS), 수소 승온환원(H₂-TPR), 투과전자현미경(TEM) 분석을 수행하였다. 600 ℃에서 소성 후 Mo-Al 복합산화물은 γ-Al₂O₃와 Al₂(MoO₄)₃ 결정상을 나타냈으며 질화반응 후의 질화물은 비정형 형태를 보여주었다. 질화반응 후의 비표면적은 MoO₃의 위상전환반응에 의해 Mo 질화물 형성으로 인해 증가하였으며, Mo 질화물이 γ-Al₂O₃에 담지된 형태를 보여주었다. 암모니아 분해반응에서의 촉매 활성은 40 wt% MoO₃가 가장 좋은 활성을 보여주었고, 질화반응 시간이 증가함에 따라 활성이 증가하였으며 이에 따라 활성화에너지 감소 효과를 나타냈다.

• 공업화학
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• 제33권6호
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• pp.581-587
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• 2022

피혁 산업은 매년 여러 유형의 유해한 피혁 폐기물을 발생시킨다. 그중에서, 셰이빙 스크랩은 크롬이 함유되어 있어 재활용하기 어렵다. 최근에 셰이빙 스크랩을 이용한 흡착제, 충전제 및 가금류 사료와 같은 다양한 부가가치 제품생산에 활용될 수 있는 많은 연구 결과들이 발표되었다. 본 연구에서는 셰이빙 스크랩으로부터 콜라겐 펩타이드를 추출하고, 이들의 물성을 개선하여 새로운 소재로 사용될 수 있는 방법을 연구하였다. 먼저, 수산화나트륨을 이용하여 셰이빙 스크랩에 포함된 크롬을 제거하였다. 그리고 가수분해물을 제조하여 농축 및 저온 결정화를 통해 정제하였다. 정제된 콜라겐 펩타이드 농축물을 스프레이 드라이어를 이용하여 분말로 제조하였다. 추출 및 정제된 콜라겐 펩타이드와 methacrylic anhyride (MAA)를 반응시켜 이중결합을 도입하였으며, ¹H 핵자기공명분광법으로 확인하였다. 다음으로, 개질화 콜라겐 펩타이드에 2-ethylhexyl acrylate (2-EHA)와 레독스 중합하여 공중합체를 만들었으며, 적외선 분광분석으로 그라프트 여부를 정성적으로 확인하였다. 결론적으로, 본 연구를 통하여 피혁 폐기물인 셰이빙 스크랩으로부터 콜라겐 펩타이드를 추출한 후 일정한 처리를 통하여 새로운 친환경 재료로 전환할 수 있음을 확인하였다.

• 자원환경지질
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• 제55권3호
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• pp.219-229
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• 2022

벤토나이트는 고준위방사성폐기물 심층처분 시스템 내 완충재 후보물질로서 고려되고 있다. 본 연구에서는 시멘트-벤토나이트의 상호작용 연구에 관한 문헌을 검토하여, 시멘트-벤토나이트 상호작용이 벤토나이트 변질 및 장기 안정성에 미치는 영향을 살펴보았다. 시멘트 물질과 지하수 상호작용에 의해 생성되는 강염기성 유체에 의한 벤토나이트의 주요 변질작용은 양이온 교환, 몬모릴로나이트 용해, 2차 광물 침전, 일라이트화 등이다. 처분장 인근 암반 단열을 통해 유입된 지하수와 처분장 건설에 사용된 시멘트 물질이 접촉하여 생성된 강염기성의 침출수가 벤토나이트와 반응하면 벤토나이트의 주구성광물인 몬모릴로나이트와 부구성광물의 용해가 발생하고, 제올라이트, 규산칼슘수화물, 방해석 등의 2차 광물의 침전이 일어난다. 몬모릴로나이트가 지속적으로 용해되면 벤토나이트의 물리화학적 특성이 변할 수 있고, 이는 궁극적으로 흡착능, 팽윤능, 투수성 등 완충재로서의 벤토나이트 성능 변화를 초래할 수 있다. 또한, 벤토나이트의 변질은 온도, 반응 기간, 압력, 공극수의 조성, 벤토나이트 구성광물, 몬모릴로나이트 화학조성, 층간 양이온 종류 등의 다양한 요인에 영향을 받는다. 본 연구는 고준위방사성폐기물 심층처분 시스템 내 완충재의 장기 안정성 검증 연구를 위한 기초 자료로서 활용될 수 있다.

• 보존과학회지
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• 제37권6호
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• pp.748-766
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• 2021

익산 쌍릉은 대왕릉과 소왕릉을 포함하는 명칭으로 백제 사비기(538~660 AD)의 횡혈식석실묘이다. 소왕릉의 발굴과정에서 노출된 봉분 동측 토층은 하부로부터 기반층, 정지층, 백제시대 판축층, 도굴층 및 일제강점기 복토층으로 나눌 수 있다. 이 연구를 위해 층준을 세분하여 시료를 확보하고 재료학적 특성을 분석하였다. 토층의 입도분석 결과, 대체로 사양토의 토성을 보이며, 백제시대 판축토층에서는 양질사토가 성토되어 있고 그 위로 사양토가 판축의주를 이룬다. 백제층의 중앙부와 최상부에는 점토 함량이 많고 일정한 입도를 가진 양토를 사용하였다. 모든 토층은 층위에 따라 약간의 차이가 있지만, 유사한 지구화학적 거동특성을 보여 토양의 모재와 성인은 거의 같은 것으로 나타났다. X-선 회절분석으로 모든 층위에서 카올리나이트를 동정하였으며, 주사전자현미경으로 카올리나이트와 할로이사이트를 확인하였다. 따라서 소왕릉 봉분의 백제시대 판축토층은 유적 일대에서 조달한 고령토가 함유된 사양토로 성토하였으며, 중상부에 점성이 강한 양토를 사용하여 불투수층을 조성하고 봉분 최상부를 밀실하게 마감한 것으로 해석된다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제60권3호
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• pp.459-467
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• 2022

Pt, PtSn 촉매를 제조한 후, 재분산 연구를 위해 수소분위기에서 소결시킨 후 여러 온도에서 산소처리를 적용하여 백금주석입자의 재분산 정도를 확인하고, 프로판 탈수소 반응실험으로 촉매의 활성을 측정하여 촉매의 물리적, 화학적 상태 변화와 활성의 관계를 이해하고자 하였다. 재분산 처리에 따른 촉매 활성 금속의 상태 및 촉매 입자 간 상호작용 등을 보기 위해 X-선 회절분석(XRD), CO-화학흡착(CO-pulse chemisorption), 수소 승온환원(H₂-TPR) 분석을 실시하였다. 산소 재분산 처리 조건에 따라 백금의 분산도 및 입자 크기, 촉매의 결정상 및 환원 거동이 달라지는 것을 확인하였다. 촉매를 재분산 처리하였을 시 500 ℃에서 산소 처리한 촉매가 가장 높은 전환율과 활성회복률을 보였다. 500 ℃로 산소 처리한 촉매가 백금의 분산도도 비교적 높게 나타나고, 평균 입자 크기가 작아지는 것을 XRD와 CO-화학흡착 결과로부터 확인하여 백금주석입자가 재분산되는 것을 알 수 있었다. 이러한 산소처리에 의한 재분산으로 인해 촉매활성이 회복된다는 것을 알 수 있었고, 백금보다 백금주석 촉매의 활성회복률이 더 높았다.

• 자원환경지질
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• 제55권4호
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• pp.389-398
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• 2022

비소 및 중금속으로 오염된 토양 내 함량과 농작물로 전이되는 함량 간의 관련성을 도출하기 위한 연구가 지속적으로 수행되고 있으나 두 함량 간의 낮은 상관성으로 인하여 명확한 결과가 도출되지 못하고 있다. 이 연구에서는 토양 내 비소 전함량과 단일용출 가용성 함량뿐만 아니라 토양의 물리·화학적 특성을 함께 고려하여 백미로 전이되는 비소 함량을 예측하는 통계학적 모델을 만들고자 하였다. 토양 특성 중 pH, 단일용출 가용성 함량, 유기물 함량에 따라 순차적으로 토양을 분류하며 회귀분석을 통한 예측 모델을 도출하였다. 80개의 백미 내 비소 함량과 토양 내 비소 전함량 및 Mehlich 가용성 함량 간의 상관계수는 각각 0.533과 0.493으로 낮았다. 그러나 토양을 pH, Mehlich 가용성 함량에 대한 전함량, 유기물 함량으로 순차적으로 분류하여 모델을 도출한 결과, ① pH가 6.5보다 높은 13개의 토양은 0.963, ② pH가 6.5 이하이고 As_Tot/As_Mehlich 비가 높은 15개의 토양은 0.849, ③ pH가 6.5 이하이고 As_Tot/As_Mehlich 비가 낮으며 8.5% 이하의 유기물을 함유한 30개의 토양은 0.935로 예측력이 크게 증가하였다. 이 연구에서 도출된 토양 분류에 따른 백미 전이 함량 예측 모델은 비소 오염 토양에 대해 신뢰성 있는 백미 재배 기준을 설정하는데 의미있는 방법론을 제안할 수 있을 것이다.

• 한국식품과학회지
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• 제54권4호
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• pp.445-454
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• 2022

본 연구는 우수한 생리활성을 나타내는 것으로 알려진 양파 껍질을 식품으로 활용하고 유산균 발효를 통해 기능성 증진을 도모하고자 과육과 함께 양파 껍질을 착즙하고, 착즙액 발효에 적합한 유산균을 선정하고자 발효에 따른 품질특성 및 항산화 활성을 검토하였다. 양파 착즙액의 유산균 발효에 따라 pH와 당도는 감소하였으며, 적정 산도는 증가하였고 유산균 수는 발효 48시간까지 증가한 후 감소하였다. 총 유리당 함량은 모든 발효물에서 감소하였으며, 유리당 조성 변화의 경우 Bb와 Lb 접종 양파 착즙액 발효물에서는 fructose, glucose 및 sucrose가 감소하였으며, 이외의 균주 접종 양파 착즙액 발효물에서는 fructose와 sucrose는 감소한 반면, glucose는 증가하였다. 총 유기산 함량은 발효에 의해 증가하였으며, 유기산 중 lactic acid가 가장 많이 증가하였다. 발효에 따른 quercetin 함량은 Ll, Ls 및 Pp 접종 양파 착즙액 발효물은 감소한 반면, Bb, Ef, Lb 및 St 접종 양파 착즙액 발효물은 증가하였다. 총 폴리페놀 함량은 Bb, Ll, Lb 및 Ls 접종 양파 착즙액 발효물은 증가하였으나, Ef, St 및 Pp 접종 양파 착즙액 발효물은 감소하였고, 총 플라보노이드 함량은 St 접종 양파 착즙액 발효물을 제외한 모든 발효물에서 증가하였다. DPPH 및 ABTS 라디칼 소거능은 유산균 발효에 의해 증가하였다. 본 연구 결과 양파 착즙액의 유산균 발효는 생리활성과 기능성을 증진 시키는 것으로 나타났으며, 특히 B. breve KCTC 3441 균주 발효를 통해 quercetin, polyphenol, flavonoids 함량이 각각 50%, 57%, 39% 그리고 DPPH와 ABTS 라디칼 소거능은 74%와 29% 증가되었다. 따라서 양파착즙액의 발효 균주는 B. breve KCTC 3441이 적합한 것으로 판단된다.

• 한국식품과학회지
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• 제54권4호
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• pp.422-430
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• 2022

본 연구는 통밀가루에 다량 함유되어 있는 미네랄의 체내 이용률을 높여 기능성 소재로의 응용가능성을 조사하고자 phytase와 cellulase를 처리한 통밀가루 미네랄의 체내이용률에 대하여 연구하였다. 이에 통밀가루의 최적 효소 처리 조건을 확립하기 위하여 효소농도별에 따른 이화학적 특성과 phytate 및 식이섬유소의 함량을 분석하였으며, 미네랄 강화 소재로의 이용 가능성을 확인하기 위해 머핀을 제조 후 품질특성 및 미네랄의 체내 이용률을 확인하였다. 통밀가루 건중량의 2, 10 및 20%로 2시간 동안 반응시킨 phytase와 cellulase 단일 효소처리한 시료와 20%의 cellulase/phytase를 5:5 비율로 복합 처리한 시료를 제조하였다. 효소 처리 통밀가루의 총 식이섬유소의 함량은 효소 농도에 따라 감소하였고 특히, 복합 처리군에서 가장 크게 감소하였다. 더불어 phytate 함량은 모든 효소에서 농도가 증가할수록 감소하였다. 효소처리 농도가 증가할수록 철분, 칼슘, 아연의 체내 이용률이 증가하였는데 특히, 철분의 체내 이용률은 cellulase를 처리하였을 때 약 3.3배로 가장 크게 증가하였고, 칼슘은 cellulase와 phytase를 복합으로 처리하였을 때 약 5.1배로 가장 증가하였고, 아연은 phytase를 처리하였을 때 약 2.8배로 가장 크게 증가하였다. 미네랄의 이용률이 가장 높았던 20% phytase, cellulase, cellulase/phytase 처리한 통밀가루를 이용하여 대체 비율(0, 25, 50, 75 및 100%)에 따른 머핀의 품질특성 및 미네랄 체내 이용률을 확인한 결과, 효소 처리 통밀가루로 제조한 머핀의 부피는 무처리군으로 제조한 머핀보다 대체율이 높을수록 증가하였으며, 조직감의 경우 hardness는 감소하였고, springiness와 cohesiveness는 증가하는 경향을 보였다. 그리고 효소처리 통밀가루로 제조한 머핀에서 대체 비율이 증가할수록 철분, 칼슘, 아연의 체내 이용률은 무처리군 머핀보다 증가하였는데, Cellulase 처리군의 철분 체내 이용률은 2.3배, cellulase/phytase 복합 처리군에서 칼슘은 3.7배, phytase 처리군에서 아연은 2.3배로 가장 크게 증가하였다. 이상의 결과로부터 통밀가루에 phytase와 cellulase를 처리한 후 미네랄의 이용률이 증가함을 확인하였고, 효소처리 통밀가루로 제조한 머핀의 품질의 특성이 향상되어 미네랄 이용률 증진 소재로 응용이 가능함을 확인하였다.

• 생명과학회지
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• 제32권9호
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• pp.698-705
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• 2022

우리나라의 쌀 소비량은 지속적으로 감소하고 있으며, 쌀 재고량을 감소시키는 방안이 끊임없이 제안되고있다. 쌀 소비량을 늘려 재고되는 양을 감소시키기 위해서는 단순히 밥으로 이용되는 것 이외에 새로운 쌀 가공 산업이 발전되어야 한다. 또한 최근 우리나라 국민들의 식생활이 다양해지고 있으며, 빵과 면의 소비가 증가하고 있다. 따라서 쌀의 용도를 다양화하기 위해 쌀가루 전용 품종을 육성하였다. 쌀 가루 가공에 적합한 계통을 육성하기 위해 일품을 조직배양 하여 돌연변이 집단을 구축하였다. 돌연변이 집단은 포장에서 주요 농업 형질에 대해서 조사 되었고, 수확 후에는 낟알 특성과 배유의 특성이 조사 되었다. 이들 계통 중 모품종인 일품과 농업형질이 비슷하고 품질이 우수한 29111 계통이 선발 되었다. 또한 식미를 결정하는 이화학적 특성이 일품과 유사하거나 향상 되었다. 하지만 29111는 일품과 달리 전분구조는 균일하지 않고 대형 전분립과 수형전분립이 골고루 분포되어 있어 분상질 배유의 특성을 가진다. 따라서 29111은 가공에 적합하면서 농업형질과 식미가 우수한 계통으로 육성되었다. 쌀 용도를 다양화하여 부가가치를 향상 시킬 수 있다. 또한 식미를 향상 시켰으며 생산자와 소비자 모두가 만족 할 수 있는 반찹쌀용과 분상질 미립 특성을 가진 품종 육성 방법을 제시하였다.

• 공업화학
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• 제33권2호
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• pp.202-209
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• 2022

암모니아에 대한 흡착 성능 향상을 목적으로 NiCl₂ 첨착에 적합한 지지체 및 NiCl₂의 첨착량이 암모니아 흡착능에 미치는 영향을 연구하였다. NiCl₂는 초음파 조사 하에서 여러 지지체의 표면 위로 첨착하였으며, NiCl₂가 첨착된 흡착제의 물리화학적 특성 및 암모니아 흡착 성능을 관찰하였다. 다양한 지지체들 중, 가장 넓은 비표면적을 갖는 활성탄위로 NiCl₂를 첨착했을 때, 암모니아의 흡착능이 가장 우수한 것으로 나타났다. 활성탄 위로 NiCl₂의 첨착량을 변화시킨 결과, 2 mmol·g^-1을 첨착한 NiCl₂(2.0)/AC 흡착제가 5.977 mmol·g^-1의 가장 우수한 암모니아 흡착 용량을 나타냈다. 또한 저온 열을 이용할 수 있는 조건하 5회의 반복 순환 시험에서 흡착 용량이 거의 일정한 수준으로 유지됨을 나타내어 흡착제의 재생 능력이 우수함을 알 수 있었다.