• 한국분말재료학회지
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• 제27권5호
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• pp.401-405
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• 2020

Magnesium hydroxide sulfate hydrate (MHSH) whiskers were synthesized via a hydrothermal reaction by using MgO as the reactant as well as the acid solution. The effects of the H₂SO₄ amount and reaction time at the same temperature were studied. In general, MHSH whiskers were prepared using MgSO₄ in aqueous ammonia. In this work, to reduce the formation of impurities and increase the purity of MHSH, we employed a synthesis technique that did not require the addition of a basic solution. Furthermore, the pH value, which was controlled by the H₂SO₄ amount, acted as an important factor for the formation of high-purity MHSH. MgO was used as the raw material because it easily reacts in water and forms Mg⁺ and MgOH⁺ ions that bind with SO₄^2- ions to produce MHSH. Their morphologies and structures were determined using X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy (SEM).

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제55권6호
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• pp.2256-2262
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• 2023

The electrochemical corrosion behaviors of SA106 Grade B (SA106B) carbon steel in H₂SO₄4-N₂H₄ and H₂SO₄-N₂H₄-CuSO₄ solutions at 95 ℃ have been investigated with the addition of commercial corrosion inhibitors (CI#30 and No. 570S), to determine the stability of SA106B in the hydrazine-based reductive metal ion decontamination (HyBRID) process. The potentiodynamic polarization experiment revealed that the corrosion inhibitors were capable of lowering the corrosion rate of SA106B in H₂SO₄-N₂H₄ solution. It was found that the corrosion inhibitors induced formation of fixed surface layer on the carbon steel upon the corrosion. This corrosion inhibition performance was reduced in the presence of CuSO₄ in the solution owing to the chemical reactions between organic compounds in the corrosion inhibitors and CuSO₄. CI#30 showed a better corrosion inhibition effect in the H₂SO₄-N₂H₄-CuSO₄ solution. Although the corrosion inhibitors can provide better stability to SA106B in the HyBRID solution, their application should be carefully considered because it may result in reduced decontamination performance and increased secondary waste generation.

• 한국재료학회지
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• 제32권3호
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• pp.125-131
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• 2022

Effect of sulfation processes on the physicochemical properties of ZrO₂ and TiO₂ nanoparticles were thoroughly investigated. SO₄/ZrO₂ and SO₄/TiO₂ catalysts were synthesized to identify the acidity character of each. The wet impregnation method of ZrO₂ and TiO₂ nanoparticles was employed using H2SO₄ with various concentrations of 0.5, 0.75, and 1 M, followed by calcination at 400, 500, and 600 ℃ to obtain optimum conditions of the catalyst synthesis process. The highest total acidity was found when using 1 M SO₄/ZrO₂-500 and 1 M SO₄/TiO₂-500 catalysts, with total acidity values of 2.642 and 6.920 mmol/g, respectively. Sulfation increases titania particles via agglomeration. In contrast, sulfation did not practically change the size of zirconia particles. The sulfation process causes color of both catalyst particles to brighten due to the presence of sulfate. There was a decrease in surface area and pore volume of catalysts after sulfation; the materials' mesoporous structural properties were confirmed. The 1 M SO₄/ZrO₂ and 1 M SO₄/TiO₂ catalysts calcined at 500 ℃ are the best candidate heterogeneous acid catalysts synthesized in thus work.

• 공업화학
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• 제30권6호
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• pp.731-736
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• 2019

본 연구에서는 Pt/TiO₂를 파우더 및 허니컴 형태로 제조하고, 촉매의 피독 물질인 SO₂에 대한 영향과 재생 방안을 연구하였다. 이에 따라 Pt/TiO₂의 SO₂ 노출 전·후 촉매 활성을 비교하였다. Pt/TiO₂의 초기 활성은 주입되는 H₂ 농도(1~5%)에 비례하며, 촉매의 온도와 H₂ 전환율이 각각 최대 183 ℃와 95%로 나타났다. 2,800 ppm SO₂를 파우더 및 허니컴 Pt/TiO₂에 노출시켰고, 이때 성능이 나타나지 않았고 촉매 표면에 0.69%의 황(S)이 잔류함을 확인하였다. 피독 촉매에 대한 세척 및 열처리 결과, 파우더 촉매는 세척에 의해 96% 이상의 H₂ 전환율을 나타냈고 허니컴 촉매는 H₂ 또는 air 분위기의 열처리를 통해 촉매 활성이 재생되어 95% 이상의 H₂ 전환율이 확인되었다.

• 청정기술
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• 제22권2호
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• pp.132-138
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• 2016

상용 발전소에서 LNG를 제외한 대부분의 연료 연소시 SO₂의 배출은 필연적이며, 이는 NOx 저감용 SCR촉매의 내구성에 영향을 미치므로 저온영역에서 SO₂에 대한 내구성과 NOx 저감 성능이 우수한 SCR촉매 개발을 목적으로 Sb₂O₃의 함침량을 달리하여 metal foam 지지체에 코팅하여 촉매를 제조하였다. 실험실 규모의 상압반응기를 이용하여 NOx 저감 성능 시험을 수행하였고, 제조된 촉매의 특성은 Porosimeter, BET, SEM (scanning electron microscope), EDX (energy dispersive X-ray spectrometer), XPS (X-ray photoelectron spectroscopy) 기기를 이용하여 분석하였다. 촉매의 특성분석결과 비표면적은 Sb₂O₃의 함침량에 따라 증가하였고, NOx 전환활성 효율은 Sb₂O₃를 2 wt% 함침한 촉매가 가장 우수한 것으로 측정되었다. 또한 Sb₂O₃를 첨가한 촉매는 SO₂에 장시간 노출 시켰을 경우에도 NOx 전환활성 효율이 유지되는 것으로 나타났고, 활성온도영역과 SO₂의 존재 유무에 따라 Sb₂O₃ 함량을 조절함으로써 효율적인 촉매의 제조가 가능함을 확인할 수 있었다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제58권2호
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• pp.235-247
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• 2020

Sulfur-Iodine cycle (SI cycle)은 요오드와 황을 첨가하여 최종적으로 물을 열화학적으로 분해하여 산소와 수소를 생산하는 공정으로 황산분해, 요오드화 수소 분해, 분젠반응 등 세가지 반응들로 이루어져 있다. 분젠 반응은 두가지 공정 중간에 존재하므로 두 반응에 필요한 화학물을 조달하는 역할로 이에 대한 상분리 및 반응기에 대한 분석이 중요하다. 본 연구에서는 50 L/hr 수소를 생산하는 pilot scale의 Sulfur-Iodine Cycle 중 분젠 공정에 대한 모사, 민감도 분석, 민감도 분석을 토대로한 각각 상분리기와 분젠 반응기에 대한 최적 조건을 제시하였다. 열역학 물성치의 계산을 위해 Electrolyte Non-Random Two Liquid (ELECNRTL) model 사용하였다. 모델에 대한 신뢰도 확보를 위해서 실제 pilot scale의 공정 데이터와 검증을 수행하였다. 반응기의 종류를 선정하기 위해 Continuous Stirred Tank Reactor (CSTR)과 Plug Flow Reactor (PFR) 동일한 온도 및 부피 변화에서 SO₂ 전환율을 비교하였다. 상분리기 선정을 위해 3상 분리 시스템(기체-액체-액체)과 액체-기체 분리 후 액체-액체 구조에서 H₂SO₄ 상과 HI_X 상에서의 불순물들을 비교하였다. PFR에서 온도, 지름, 길이를 결정 변수로 SO₂ 전환율을 최대화 하기 위한 최적화를 수행하였는데, 온도 121 ℃와 PFR의 지름이 0.20 m 및 길이 7.6 m 일 때 SO₂ 전환율이 98% 최적 결과임을 확인하였다. 기존 pilot scale과 동일한 운전 조건 하에 PFR의 지름 3/8 inch, 길이 3.0 m, 120 ℃ 일 때 인입 몰량인 I₂ 및 H₂O를 결정 변수로 SO₂ 전환율에 대한 최적화를 수행하였을 때, SO₂ 전환율이 10% 일때 H₂O 및 I₂ 의 인입 몰량은 각각 17%와 22%로 감소하였다. 앞선 조업 조건 최적화 조건 (121 ℃, 지름 0.20 m, 길이: 7.6 m) 경우에는 SO₂ 전환율이 98% 일 때 H₂O가 1% 그리고 I₂가 7% 감소하였다. 상분리기에서 HI_X 상내 H₂SO₄ 최소화하는 목적함수에서 그에 상응하는 온도, I₂와 H₂O를 결정 변수로 설정하였을 때, H₂O 몰량이 기존공정보다 17% 감소하고 I₂ 몰량이 24% 감소하였을 때 최소 불순물이 생성하였다.

• 한국세라믹학회지
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• 제40권9호
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• pp.859-866
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• 2003

칼슘설포알루미네이트계 팽창시멘트는 수화하여 ettringite, monosulfate 등의 수화물을 생성하여 경화체의 수축을 보삼함으로써, 균열 발생을 방지한다. 본 실험에서는 칼슘설포알루미네이트계 팽창시멘트의 수화특성을 규명하기 위하여 화학성법으로 3CaO.$3A1_2$$O_3$.$CaSO_4$($C_4$$A_3$S)을 제조하였으며, $C_4$$A_3$S-Ca(OH)$_2$-CaSO$_4$.2$H_2O$-C$_3$A계의 수화특성을 알아보았다. 화학성법에 의해 $1300^{\circ}C$에서 잘 발달한 $C_4$$A_3$S를 제조할 수 있었고, $C_4$A$_3$S-Ca(OH)$_2$-CaSO$_4$.2$H_{2}O$계의 주요수화 생성물은 ettringite이었으며, $C_4$A$_3$S-Ca(OH)$_2$-CaSO$_4$.$2H_2O$-C$_3$A는 수화초기에 ettringe를 생성하였다가 석고가 소비되면서 monosulfate로 전이하였다.

• 대한화학회지
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• 제48권4호
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• pp.358-366
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• 2004

두개의 sulphato로 다리걸친 착물 $[Cr_2(NH_2)_2(H_2O)_2(SO_4)_2]{\cdot}2H_2O$, 말단 3개의 isocyanato $[Cr(NCO)_3(H_2O)]{\cdot}3H_2O$ 화합물과 갈철광 $[FeO(OH)]{\cdot}0.2H_2O$ 화합물들은 각각의 $Cr_2(SO_4)_3{\cdot}xH_2O, Cr(CH_3COO)_3, Fe_2(SO_4)_3$과 $80^{\circ}C$, 수용액에서 요소와 반응으로 합성되었다. 생성물들의 IR 스펙트럼에서 요소(urea)의 띠가 나타나지 않지만, 결합된 아마이드(amide), 물, 연결된 sulphato와 isocyanato 그룹에 대해서 특징적인 띠를 보인다. 착물들에 대한 열무게분석(TG)과 시차열분석법(DTA) 측정을 기록하였다. 얻어진 데이터들은 예상했던 구조화 잘 일치한다. 형성에 대한 설명과 화합물의 열역학적 분해에 대한 일반적인 메커니즘을 제시하였다.

• 한국결정성장학회지
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• 제31권6호
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• pp.270-275
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• 2021

ZnO는 출발물질인 황산아연과 알칼리 침전제인 NaOH와 Na₂CO₃에 의해 생성된 아연 중간생성물의 변이 거동과 결정화 조건에 따라 제조하였다. ZnO 결정화를 위해 아연 중간생성물인 Zn₄(OH)₆SO₄·H₂O, Zn₅(OH)₆(CO₃)₂·H₂O를 각각 400℃, 800℃에서 1시간 하소하였고, 하소 온도는 열중량 분석을 기반으로 하였다. 아연 중간생성물인 Zn₄(OH)₆SO₄·H₂O은 400℃에서 Zn₄(OH)₆SO₄·H₂O, ZnO 결정상이 혼재됨을 확인하였고, 800℃에서 완전히 열분해되어 순수한 ZnO만 형성되었다. Na₂CO₃와 반응하여 생성된 아연 중간생성물인 Zn₅(OH)₆(CO₃)₂·H₂O는 400℃ 이상에서 완전한 ZnO의 결정상을 확인하였다. Na₂CO₃와 반응을 통해 상대적으로 낮은 하소 온도에서 나노 입자의 ZnO를 합성할 수 있었다.

• Corrosion Science and Technology
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• 제18권6호
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• pp.285-291
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• 2019

In this study, the corrosion characteristics of T22 and T92 steel were investigated in 6O₂ + 16CO₂ + 2SO₂ gas environment at 650 ℃. Corrosion characteristics were characterized by weight gain, oxide layer thickness, scanning electron microscope, optical microscope, energy dispersive X-ray spectroscopy, and X-ray diffraction. T22 and T92 steel tended to stagnate oxide layer growth over time. Oxidation kinetics were analyzed using the data of oxide layer thickness, and a regression model was presented. The regression model was significantly acceptable. The corrosion rate between the two steels through the regression model showed significant difference. The T92 steel was approximately twice as large as the time exponent and showed very good corrosion resistance compared to the T22 steel. In both steels, the oxide layer mainly formed a Fe-rich oxide layer composed of hematite (Fe₂O₃), magnetite (Fe₃O₄), and spinel (FeCr₂O₄). Sulfide segregation occurred in the oxide layer due to SO₂ gas. However, the locations of segregation for the T22 and T92 steel were different.