Cahn-balance에 의한 TGA(thermal gravimetric analysis)와 heat pipe가 내삽된 유동상 탈착 시스템을 이용한 실험 및 이론적 고찰을 통해 유동상 열탈착조에서 디젤오염토양의 열탈착 모델링을 확립하였다. 유류에 오염된 토양의 탈착 특성을 살펴본 결과, 비다공성(nonporous)토양("soil A")의 경우 유류 탈착 빠르게 진행되는데 반해서 다공성(porous)토양("soil B")의 경우 탈착이 지연되는 현상을 관측하였는데 이는 내부 기공에서 탈착된 유류성분이 외부로 빠져 나오는데 걸리는 시간이 비다공성 토양에 비해 상대적으로 길기 때문으로 사료된다. 또한, 확산지배 탈착 영역에서는 탈착속도는 탈착가스의 유속과는 거의 상관없는 경향을 보였다. 연속식 유동상에서의 탈착효율에 영향을 미치는 변수는 탈착조 온도, 유속, 토양 공급량 이였다. 모든 온도 범위 내에서, 유동화속도가 클수록 잔류오일의 양이 감소하는, 즉 탈착효율이 증가하는 경향을 보였다. 특히 낮은 탈착온도 일수록 유동화 유속의 증가에 따라 뚜렷한 탈착효율의 증가효과를 관측할 수 있었다. 반면에 일정한 유속 하에서 토양공급 속도의 증가에 따라 탈착 효율은 감소하였다. 공급속도가 높을 때에는 온도와는 상관없이 잔류오염물의 농도가 대체적으로 높았는데, 이는 screw feeder를 통해 유입되는 오염토양이 충분한 체류시간을 거치지 않고 빠져나감으로써 충분한 열적 교환 및 물질이동이 이루어지지 않았음을 나타내주고 있다. 본 연구에서는 Fickian 확산계수를 결합시킨 Kunii-Levenspiel 모델을 통하여 유동화 속도에 따른 오염토양의 탈착 경향을 살퍼본 결과 탈착 효율 $A_X$는 전체 물질전달계수 (${K_d}_f$)와 유체유속과 기포상 승속도의 비($u_o$$u_b$)의 변화에 크게 영향을 받는 것으로 나타났다. 모델링의 예측 결과로부터 유동층내의 확산 지배에 의한 오염토양의 탈착효율은 여러 조업변수의 조합에 의해 최적화 할 수 있음을 알 수 있었고, 아주 낮은 최소 유동화속도에서도 높은 탈착효율을 얻을 수 있다는 사실을 확인하였다. 얻을 수 있다는 사실을 확인하였다.
T hydrogen absorption-desorption behavior induced by thermal or hydrogen pressure cycling in a closed system was observed in hydrogen storage alloys, $(La-R-Mm)Ni_{4.5}Fe_{0.5}$, $MmNi_4Fe_{0.85}Cu_{0.15}$ and $(Ce-F-Mm)Ni_{4.7}Al_{0.2}Fe_{0.1}$. Thereby (La-R-Mm), Mm and (Ce-F-Mm) refer to La-rich mischmetal, mischmetal and Ce-free mischmetal respectively. As the results, it is found that the alloy stabilities during thermal cycling varies with alloy composition change. The highest stability occurs in $MmNi_4Fe_{0.85}Cu_{0.15}$ and the lowest stability in $(La-R-Mm)Ni_{4.5}Fe_{0.5}$. Comparing hydrogen pressure cycling with thermal cycling, pressure cycling causes severer degradation of the alloy $(Ce-F-Mm)Ni_{4.7}Al_{0.2}Fe_{0.1}$ than thermal cycling. When the 1500 times-cycled alloy is annealed at $400^{\circ}C$ for 3hrs under 1 atm of hydrogen pressure the hydrogen storage capacity is recovered only partially but not completely to the initial capacity. The amount of capacity loss after annealing is larger in the hydrogen pressure cycled samples than in the thermal cycled, suggesting an incoming of impure gas during hydrogen pressure cycling.
In this work, the adsorptive and desorptive behavior of reduced sulfur compounds (RSC) was investigated using the combination of the Peltier cooling (PC)/thermal desorption (TD) unit with the gas chromatographic (GC) detection technique. To examine the adsorptive characteristics of RSC on clothing materials, a total of nine experiments were conducted in a stepwise manner. Once small towel pieces are exposed to significant quantities of RSC standards with high concentrations (10 ppm), the desoprtion stage was then induced by deloading RSC with ultrapure $N_2$ at three different flow rates (FR) of 20, 40, and 60 mL/min. At each FR, the total deloading volume of 400, 800, and 1,600 mL were maintained. These results were then compared in terms of odoring efficiency by dividing the total amount of desorption with the total amount used for exposition or RSC loading. The results indicated that desorption reaction of certain compounds ($CH_3SH$ and DMS) can be influenced significantly with the reducing FR, while they are not affected directly by the total deloading volume. In addition, when the extent of adsorption was compared for most S compounds by the odoring efficiency term, the extent of absorption generally occurred at approximately 1/1000 level of original exposition.
활성탄을 이용한 산업체 악취물질 제거 특성을 규명하기 위하여 일반적으로 사용되는 상업용 활성탄의 탈착반응 특성을 조사하였다. 활성탄의 물리 화학적 특성을 조사하기 위해 BET 비표면적을 분석하였으며, 활성탄의 흡착력을 평가하기 위해 요오드가를 측정하였다. 활성탄에 흡착된 악취물질의 탈착반응특성 평가를 위해 열중량분석기(Thermogravimetric Analyzer; TGA)를 사용하였다. 활성탄의 흡 탈착에 따른 반응특성을 알아보기 위해 Friedman 법과 Freeman-Carroll 법을 이용하여 활성화에너지와 반응차수를 계산하였다. 활성탄은 신탄일 때 보다 재생탄일 때 흡착능력이 현저히 떨어졌으며, Friedman 법을 이용하여 활성화 에너지를 계산한 결과 15.9~23.4 kJ/mol, Freeman-Carroll 법을 이용하여 계산한 결과 22.7~33.8 kJ/mol로 나타났다.
본 연구에서는 주요한 휘발성 유기화합물의 발생원인 도장공장 중에서 중소규모의 공장에 적용 가능한 저온 vacuum swing adsorption (VSA) 기술에 대하여 연구하였다. 저온 VSA 기술이란 기존의 thermal swing adsorption (TSA)의 단점을 보완하기 위하여 저온($60{\sim}90^{\circ}C$)에서 감압하여 흡착질을 탈착하는 방식이다. 국내에서 시판되고 있는 상용 활성탄을 이용하여 대표적인 VOCs인 톨루엔의 흡 탈착 특성을 랩(Lab)규모로 실험하였으며, 이를 바탕으로 $30m^3min^{-1}$ 규모의 VSA 시스템을 설계하여 실제 도장 공장에 적용하여 VSA 시스템의 현장적용 가능성에 대하여 평가하였다. 랩 규모 실험 결과, 2 mm 펠렛형 활성탄은 4 mm 펠렛형 활성탄보다 높은 톨루엔 흡착능을 나타내었으며, 이에 파일럿 규모의 VSA의 충진 활성탄으로 사용되었다. 탈착 실험에서는 $80{\sim}90^{\circ}C$의 온도와 100 torr의 압력이 최적 조건으로 결정되었다. 랩 규모 실험 결과를 바탕으로 파일럿 규모 VSA 시스템을 설계하였으며 실제 도장 공장에 현장 적용하여 95회 흡 탈착 실험을 반복 수행하였다. 수행 결과, 연속 흡 탈착 반복실험 후, 도정공장에서 배출된 VOCs를 98% 이상 효과적으로 제거 가능함을 확인하였으며 VSA 시스템의 안정적인 현장 적용이 가능함을 검증하였다.
Thermal and photochemistry of methyl iodide ($CH_3I)\;adsorbed\;on\;D_2O$ ice film on Cu(111) at 100 K were studied using temperature-programmed desorption (TPD) time-of-flight mass spectrometry (TOF-MS), X-ray and ultraviolet photoelectron spectroscopies. On the basis of TPD, multilayer and monolayer $CH_3I$ molecules desorb from $D_2O$ ice layer at 120 and 130 K, respectively. Photo-irradiation at 100 K exhibits dramatic changes in the TPD and I $3d_{5/2}\;XPS\;of\;CH_3I$ on ice film, due to a dramatic dissociation of $CH_3I$. The dissociation is likely activated by solvated electrons transferred from the metal substrate during photo-irradiation. No other photo-initiated reaction products were found within our instrumental detection limit. During photo-irradiation, the $CH_3I$, $CH_3$ and I could be trapped (or solvated) in ice film by rearrangement (and self-diffusion) of water molecules. A newly appeared parent molecular desorption peak at 145 K is attributed to trapped $CH_3I$. In addition, the $CH_3$ and I may diffuse through ice and chemisorb on Cu(111), indicated by TPD and I $d_{5/2}$ XPS taken with photo-irradiation time, respectively. No molecular ejection was found during photo-irradiation at 100 K. The work functions for $CH_3I/Cu(111),\;D_2O/Cu(111)\;and\;CH_3I/D_2$O/Cu(111) were all measured to be about 3.9 eV, 1.0 eV downward shift from that of clean Cu(111).
지역별로 자생하고 있는 백리향 지상부의 휘발성 향기 성분 및 방부성 물질인 phenols의 성분을 조사하기 위해 제주도 고산종, 제주도 중간산종, 경기도, 울릉도, 강원도 서식종을 TD-GC-MSD로 분석한 결과 제주도 중간산종에서 상대적으로 높은 62종의 물질이 조사되었으며 함량도 $7365.22{\mu}g/m^3$으로 높은 농도를 나타냈다. 또한 백리향의 휘발성 향기성분 중 제주도 중간산종이 다른 조사지역보다 상대적으로 thymol과 carvacrol의 phenol성 물질이 다른 휘발성분에 비해 35.92%로 높은 결과를 보였다.
In this study, the concentrations of major reduced sulfur compounds (H$_2$S, $CH_3$SH, DMS, and DMDS) were determined from ambient air in a monitoring station located in the mid-eastern area of Seoul. Measurements of sulfur species were conducted by the combination of on -line air sampling, thermal desorption, and capillary GC/PFPD analysis. A total number of 143 hourly samples were collected in the two time periods set between June and July 2003. The mean concentrations of four sulfur species measured in the whole study period were found on the order: DMS (535$\pm$183) > H$_2$S (47$\pm$10) > DMDS (35$\pm$22) > $CH_3$SH (6.19$\pm$29.4 pptv). The results of this study show that the concentrations of DMS at the study area are generally higher than those reported previously in the oceanic environments, while those of other sulfur species are not easy to compare with due to the lack of data. The H$_2$S concentrations were generally higher during the daytime than the nighttime, whereas those of others generally exhibited a reversed diurnal pattern. The overall results of our study suggest that the distribution of major reduced S compounds should be controlled by diverse processes in the urban area.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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