• 분석과학
• /
• 제24권6호
• /
• pp.493-502
• /
• 2011

본 연구에서는 가시광촉매의 특성을 나타낼 수 있는 촉매를 제조하여 촉매를 특성화 하였으며, toluene, xylene, MEK (methyl ethyl ketone), ammonia를 반응물로 하여 기존의 UV-광촉매와 분해능을 비교 실험하였다. UV-광촉매는 파장범위가 280~360 nm 근처에서 광촉매가 활성화된다. 그러나 가시광촉매는 가시광영역인 400~750 nm의 파장영역에서도 광촉매가 활성화 된다. 이것을 UV-Vis 흡수도로 파악하였다. 그리고 가시광촉매의 성능을 향상시키기 위하여 여러 가지 재료로 도핑하는데, 여기서는 망간에 Pt를 부가하여 성능향상을 꾀하였다. Pt를 첨가한 가시광 촉매의 경우 성능이 향상되었음을 알 수 있었다. 그리고 바인더로 MTMS (methyl tri methoxy silane)를 사용하였으며 바인더양에 따른 접촉각을 측정하였다. MTMS 함량이 증가할수록 접촉각이 커졌다. 따라서 친수성이 줄어든 것으로 나타났다. 그리고 Mn-$TiO_2$ 촉매의 항균성이 매우 우수한 것으로 나타났다.

• 대한환경공학회지
• /
• 제27권6호
• /
• pp.651-656
• /
• 2005

톨루엔은 섬유산업 공정에서 발생하는 주요한 유해성 대기 오염원으로 간주된다. 본 연구에서는 ${\gamma}-Al_2O_3$를 지지체로 한 전이 금속 산화물 촉매(Cu, Mn, V, Cr, Co, Ni, Ce, Sn, Fe, Sr, Cs, Mo, La, W, Zn)를 제조하여 톨루엔 완전 산화 반응을 조사하였다. XRD, FE-SEM, BET와 TPR 기법을 사용하여 금속 촉매의 특성을 조사하였다. 촉매 가운데 Cu/${\gamma}-Al_2O_3$ 촉매가 가장 우수한 활성을 보여주었다. BET결과 촉매 활성의 증가는 비표면적과는 관련이 적은 것으로 나타났으며, X선 회절 분석에서 대부분의 촉매들이 무정형으로 존재함이 관찰되었다. FE-SEM을 관찰한 결과, 전이금속 산화물 촉매 중 구리산화물 촉매가 지지체 표면에 고르게 분산되어 있음을 확인할 수 있었다. 톨루엔 산화반응에 따른 촉매활성 효과는 ${\gamma}-Al_2O_3$ 지지체 위에 전이금속 산화물 촉매가 고르게 분산된 점과 촉매 표면의 우수한 환원 특성에 기인하는 것으로 설명할 수 있었다.

• 한국지반환경공학회 논문집
• /
• 제23권10호
• /
• pp.5-12
• /
• 2022

본 연구에서는 유기오염물질 유출수 처리를 위한 UV/H₂O₂ 산화 공정을 조사하였다. 유통량과 특성을 고려하여 벤젠, 톨루엔, 페놀, 메틸에틸케톤 4종의 대표 오염물질을 선정하였다. 선정된 물질은 전처리를 고려하여 자연휘발과 가압부상조를 모사한 폭기 실험으로 제거되었다. 이후 다양한 과산화수소 농도 조건에서 UV/H₂O₂ 산화 실험을 수행하였다. 벤젠, 톨루엔은 높은 휘발성으로 인해 산화 공정에 도달하기 전에 대부분 휘발되었다. 벤젠과 톨루엔의 휘발을 고려하여 5mg/L의 초기농도에서 산화 실험을 수행하였다. 벤젠과 톨루엔은 모든 과산화수소 농도 조건에서 20분 후 100%의 제거를 달성하였다. 페놀은 휘발 실험에서 거의 제거되지 않았으며, 50mg/L의 초기농도로 산화 실험을 수행한 결과 0.12v/v%의 과산화수소 투입 조건에서 30분 후 100%의 제거를 나타냈다. 메틸에틸케톤은 휘발성 실험 결과 2시간 후 58%가 제거되었다. 메틸에틸케톤 초기농도 50mg/L의 UV/H₂O₂ 산화 실험에서 0.08v/v%의 과산화수소 조건에서 99.7%의 메틸에틸케톤이 제거되었다. 선정된 4종의 물질에 대하여 UV/H₂O₂ 공정이 높은 분해 효율을 보이는 것을 확인하였으며, 물질 별 과산화수소 투입량을 파악하였다.

• 자원리싸이클링
• /
• 제15권5호
• /
• pp.11-16
• /
• 2006

폐 폴리스티렌과 모터 오일의 혼합물로부터 마이크로웨이브 열분해를 이용하여 유용한 고분자 원료물질의 회수를 위한 연구를 수행하였다. 마이크로웨이브 반응기로 quartz tube를 사용하였으며 마이크로웨이브 흡수체로 실리콘 카바이드를 사용하였다. 공정 변수로 마이크로웨이브 입력 파워를 180에서 250 W까지 변화시켰으며, 마이크로웨이브 조사시간을 30분에서 1시간까지 변화시키며 실험하였다. 열분해를 통하여 얻어진 생성물을 GC/MS를 사용하여 분석한 결과 스티렌, 메틸 스티렌, 톨루엔, 그리고 에틸벤젠이 4개의 주요 회수 성분이었으며, 이 중 폴리스티렌으로부터 스티렌의 회수율은 약 50% 이었다. 열분해에 마이크로웨이브를 사용함으로써 일반 열분해 보다 훨씬 낮은 온도에서 열분해가 이루어졌다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제17권8호
• /
• pp.1-7
• /
• 2016

수도권 대기관리권역 내에서 발생되는 휘발성 유기화합물(VOCs)를 규제하고 있다. VOCs는 산업 활동 및 일상생활에서 많이 쓰이고 있는 유기용제에서 발생되고 있다. 특히 주거지역과 인접하게 위치하고 있는 도장 공정에서는 다량의 유기용제를 사용하고 있으며, 그에 대한 영향이 크게 나타날 것으로 예상된다. 도장 공정에서 배출되는 VOCs을 제거하기 위하여 다양한 기술이 개발되고 있다. 최근 플라즈마를 이용하여 유해 VOCs를 고온에서 분해하는 공정이 제시되었는바, 본 연구에서는 반응기 설계에 앞서 전산유체역학기법을 사용하여 초고온 공정 수치해석을 실시하였다. 수치해석은 질량과 운동량에 대한 보존 방정식과 에너지 보존 방정식을 이용하였다. 원심력 반응기의 내부 유체유동은 내측 벽면을 타고 강한 선회류를 형성하면서 하부로 하강하는 것을 알 수 있었다. 플라즈마에 의한 고온 가스는 반응기 하부까지 영향을 주지만, 방사형 방향(radial direction)의 열전달은 거의 없는 것으로 나타났다. 시험용 VOCs인 톨루엔에 대한 분해효율을 계산한 결과, 반응기 전체에 대하여 67%가 얻어졌으며, 이는 실제 플라즈마를 이용한 실험실 규모의 실험 결과치인 약 70% 와 비교적 유사하게 나타났다.

• 한국대기환경학회지
• /
• 제22권5호
• /
• pp.724-730
• /
• 2006

A study on the electron beam(E-Beam) decompositions of volatile organic compounds(VOCs) under background gases(helium, nitrogen, oxygen, air) has been carried out. Hexane selected as aliphatic VOCs was irradiated with electron beam using a batch reactor in the dose range of $0{\sim}10kGy$ and at ambient temperature. The concentrations of Hexane were 140 ppmC, 300 ppmC and 600 ppmC, respectively. Irradiation treatment efficiency of Hexane was evaluated by the GC/FID, GC/MSD, and the by-products were analyzed by $CO/CO_2\;and\;O_3$ analyzers. In different concentration, the maximum degrees of Hexane decomposition at 10 kGy were 96.4%(140 ppmC), 88.3%(300 ppmC), and 49.9%(600 ppmC). It was found that the decomposition efficiency of Hexane was higher than that of toluene at the same conditions(140 ppmC). In addition, the formation of acetone, benzene, 2-hexanone, and 3-hexanone were observed after the treatment of Hexane.

• 한국의류학회지
• /
• 제35권11호
• /
• pp.1297-1308
• /
• 2011

This research investigates the application of ZnO (zinc oxide) nanoparticles and $TiO_2$ (titanium dioxide) nanoparticles to polypropylene nonwoven fabrics via an electrospinning technique for the development of textile materials that can decompose harmful gases. To fabricate uniform ZnO nanocomposite fibers, two types of ZnO nanoparticles were applied. Colloidal $TiO_2$ nanoparticles were chosen to fabricate $TiO_2$ nano- composite fibers. ZnO/poly(vinyl alcohol) (PVA) and $TiO_2$/PVA nanocomposite fibers were electrospun under a variety of conditions that include various feed rates, electric voltages, and capillary diameters. The morphology of electrospun nanocomposite fibers was examined with a field-emission scanning electron micro- scope and a transmission electron microscope. Decomposition efficiency of gaseous materials (formaldehyde, ammonia, toluene, benzene, nitrogen dioxide, sulfur dioxide) by nanocomposite fiber webs with 3wt% nano-particles (ZnO or $TiO_2$) and 7$g/m^2$ web area density was assessed. This study shows that ZnO nanoparticles in colloid were more suitable for fabricating nanocomposite fibers in which nanoparticles are evenly dispersed than in powder. A heat treatment was applied to water-soluble PVA nanofiber webs in order to stabilize the electrospun nanocomposite fibrous structure against dissolution in water. ZnO/PVA and $TiO_2$/PVA nanofiber webs exhibited a range of degradation efficiency for different types of gases. For nitrogen dioxide, the degradation efficiency was 92.2% for ZnO nanocomposite fiber web and 87% for $TiO_2$ nanocomposite fiber web after 20 hours of UV light irradiation. The results indicate that ZnO/PVA and $TiO_2$/PVA nano- composite fiber webs have possible uses in functional textiles that can decompose harmful gases.

• 한국추진공학회지
• /
• 제8권1호
• /
• pp.1-7
• /
• 2004

과염소산암모늄(AP)의 N-메틸피롤리돈(NMP) 용액으로부터 초미세 크기를 갖는 과염소산암모늄(UFAP) 결정의 결정화 연구를 수행하였고, 침전된 결정들의 특성들을 scanning electron micrograph(SEM)와 X-ray diffraction(XRD) 그리고 thermogravimetric analysis(TGA)를 사용하여 분석하였다. 침전용매로 클로로포름, 염화메틸렌 그리고 톨루엔이 사용되었을 경우, 2$\mu\textrm{m}$ 이하의 크기를 갖는 결정들이 제조되었다. 제조된 UFAP의 결정학적 특성과 열분해 거동은 상용으로 사용되는 AP와 거의 유사하였다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
• /
• 한국재료학회 2003년도 춘계학술발표강연 및 논문개요집
• /
• pp.77-77
• /
• 2003

산업화에 따라 각종 산업분야에서 유기 용제의 사용이 증가하게 되었고 대기오염, 수질오염 등의 상태가 심각해져가고 있는 실정이다 그러나 다양해진 오염물질을 처리하는 데 있어서 기존의 산화처리방법은 한계에 달하였고 새로운 처리공정으로 최근 고급산화법(AOP : Advanced Oxidation Process)에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 이에 본 연구에서는 대기환경 및 인체에 심각한 영향을 주는 VOCs(Voletail Organic compounds)중 BTEX(Benzene, Toluene, Ethylbenzene, Xylene)를 다양한 형태의 광촉매제를 이용하여 기상 광분해한 후 이에 대한 최적의 분해 조건과 분해율을 비교하고자 하였다. 순환식의 자체 제작한 기상광반응장치를 이용하여, CVD법으로 TiO$_2$ 입자를 알루미나 비드위에 코팅한 볼과 같은 방법으로 유리기판위에 코팅한 판상의 광촉매제 그리고 결정성이 각기 다른 루틸상과 아나타제 그리고 아나타제/루틸 혼합상의 TiO$_2$ 분말을 직접 이용하여 VOCs 농도와 종류, 광원의 종류 및 세기를 변화시켜 PID(Photo ionization Detector)방식의 순환식 VOCs 측정기를 이용하여 광분해율을 실시간으로 측정하였다.

• 한국환경과학회지
• /
• 제13권1호
• /
• pp.41-45
• /
• 2004

In this study, The decomposition of gas-phase Benzene and Toluene, Xylene in air streams by direct UV Photolysis, UV/TiO$_2$ and UV/TiO$_2$/A.C process was studied. The experiments were carried out under various UV light intensities and initial concentrations of B.T.X to investigate and compare the removal efficiency of the pollutant. B.T.X was determined by GC-FID of gas samples taken from the a glass sampling bulb which was located at reactor inlet and outlet by gas-tight syringe. From this study, the results indicate that UV/TiO$_2$/A.C system (photooxidation-photocatalytic oxidation-adsorption process) is ideal for treatment of B.T.X from the small workplace. Although the results needs more verifications, the methodology seems to be reasonable and can be applied for various workplace (laundry, gas station et al.).