• Bulletin of the Korean Chemical Society
• /
• 제32권7호
• /
• pp.2178-2182
• /
• 2011

Recently, the synthesis of ordered macroporous materials has received much attention due to its potential use as photonic band gap materials.$^1$ In this study, we have used the three-dimensional (3D) latex array template impregnated with benzenesulfonic acid (BSA), which is capable of catalyzing the reaction using tetraethyl orthosilicate (TEOS) as a precursor and distilled water. The polystyrene (PS) templates were reacted with TEOS in $scCO_2$ at 40 $^{\circ}C$ and at 80 bar. In the reactor, TEOS was filtrated into the PS particle lattice. After the reaction, porous silica materials were obtained by calcinations of the template. The stability test of the PS template in pure $CO_2$ was conducted before the main experiment. Scanning electron microscopy (SEM) images showed that the reaction in $scCO_2$ takes place only on the particle surface. This new method using $scCO_2$ has advantages over conventional sol-gel processes in its capability to control the fluid properties such as viscosity and interfacial tension. It has been found that the reaction in $scCO_2$ occurs only on the particle surface, making the proposed technique as more rapid and sustainable method of synthesizing inverse opal materials than conventional coating processes in the liquid phase and in the vapor phase.

• 한국분말재료학회지
• /
• 제14권5호
• /
• pp.281-286
• /
• 2007

Ordered $L1_0$ to FePt nanoparticles are strong candidates for high density magnetic data storage media because the $L1_0$ phase FePt has a very high magnetocrystalline anisotropy $(K_u{\sim}6.6-10{\times}10^7erg/cm^3)$, high coercivity and chemical stability. In this study, the ordered $L1_0$ FePt nanoparticles were successfully fabricated by chemical vapor condensation process without a post-annealing process which causes severe particle growth and agglomeration. The $Fe_{50}Pt_{50}$ nanopowder was obtained when the mixing ratio of Fe(acac) and Pt(arac) was 2.5 : 1. And the synthesized FePt nanoparticles were very fine and spherical shape with a narrow size distribution. The average particle size of the powder tended to increase from 5 nm to 10 nm with increasing reaction temperature from $800^{\circ}C$ to $1000^{\circ}C$. Characterisitcs of FePt nanopowder were investigated in terms of process parameters and microstructures.

• 한국연초학회지
• /
• 제27권2호
• /
• pp.178-188
• /
• 2005

To use the filter materials for selective removal of carbonyl compounds in cigarette mainstream smoke, hydrazine such as 2,4-dinitrophenylhydrazine and dansylhydraznie impregnated adsorbents were prepared with perchloric acid or phosphoric acid as a accelerator in hydrazone formation reaction. The change of morphology of adsorbents in various of impregnator were investigated by SEM. Impregnation amount caused by reaction time, acid type and impregnation reagent, and the adsorption properties of carbonyl compounds in cigarette mainstream smoke were investigated. Amounts of impregnation was increased as increasing reaction time. The removal amount for vapor phase carbonyl compounds by 2,4-DNPH impregnated adsorbent was higher than that of dansylhydrazine impregnated adsorbent. The selectivity of 2,4-DNPH impregnated polyacrylic type adsorbent was superior to those of other adsorbents. This results indicated that the 2,4-DNPH impregnated polyacrylic adsorbent was applicable to cigarette filter material because of its fast reactivity and porosity.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제13권2호
• /
• pp.926-933
• /
• 2012

일반적으로 비료용 인산은 황산과 인광석의 분해반응에 의해 생산되는데 이 반응은 발열반응으로써 온도가 상승하게 되면 생산수율 저하의 문제점이 따른다. 이를 해결하기 위해 인산제조공정에서는 불산(HF)과 사불화규소(SiF4)가 함유된 증기(vapor, $80^{\circ}C$)를 배출시키는 진공냉각기(vacuum cooler)를 운영하고 있으나, 이 과정에서 냉매 및 폴리실리콘 원료로 활용가능한 귀중한 자원(불소 & 규소)들이 버려지고 있다. 본 연구는 인산제조공정 부산물인 규불산(H2SiF6)으로 회수하기 위한 기초 실험연구로서, 불소회수 후 인산슬러리 내 불소 농도변화를 분석하여 규불산 회수가능량을 예측하였다. 회수 후 불소농도는 약 0.12wt% 감소하였고, 대상 비료공장의 생산규모를 고려할 경우 불소 회수가능량은 약 5,509 톤/년이었다. 한편 현장에서, 규불산의 농도는 0.35wt%에서 7.33wt%까지 농축되었고, 진공냉각기로부터 배출되는 증기유량은 $51,000m^3/hr$이었다. 또한 Pilot실험을 통한 불소 회수효율은 76.74%로 나타나, 실제 회수할 수 있는 규불산량은 5,340 톤/년으로 추정되었다.

• 에너지공학
• /
• 제11권2호
• /
• pp.114-121
• /
• 2002

가압유동층 화력발전소 운전시, 석탄 및 황산화물 흡착제 내에 존재하는 알칼리금속 성분들은 유동층 연소기 출구에서 입자나 증기 형태로 배출된다 이러한 알칼리 성분은 분진제거장치에 의해 제거될 수 있으나, 대부분의 분진 제거장치는 고온, 고압을 유지하지 못하므로 전체 발전효율이 떨어지게 된다. 또한 증기상으로 존재하는 알칼리금속 성분은 터빈날개 부식의 시발점이 되며, 그 배출정도는 석탄 및 흡착제에 포함된 광물의 특성과 조성 및 가압유동층 운전조건에 따라 달라지며 그 농도는 수십 ppm 정도인 것으로 알려져 있다. 반면 가스터빈에 유입되는 연소가스중의 알칼리금속 농도 허용치는 오일 및 석탄 연소의 경우에 50 ppb 이하로 설정되어 있다. 그러므로, 석탄의 유동층연소 및 가스화 과정에서 발생되는 알칼리금속 증기는 고체상의 흡착제를 사용하여 제거하여야만 가스터빈 부식 문제를 해결하고 전체 플랜트 효율을 향상시킬 수 있다. 본 연구에서는 보크사이트, 고령토 및 석회석 흡착제들을 가압 알칼리증기 제거반응기 조건에 알맞도록 실린더 형태의 펠렛으로 성형 및 제조하여 실첨에 사용하였다. 연구결과에 의하면, 보크사이트가 가장 우수한 흡착제로 판단되며 고령토, 석회석 순서로 알칼리 흡착능을 보여 주었으며, 흡착제와 알칼리증기 흡착률은 반응온도, 펠렛의 다공도, 및 반응가스 중 알칼리 농도와 밀접한 관계를 보여 주었다.

• 한국재료학회지
• /
• 제13권5호
• /
• pp.323-327
• /
• 2003

Properties of nanoparticles synthesized during gas phase reaction were studied in terms of particle behaviors using real-time particle characterization method. For this study, $TiO_2$ nanoparticles were synthesized in the chemical vapor condensation process(CVC) and their in-situ measurement of particle formation and particle size distribution was performed by scanning mobility particle sizer(SMPS). As a result, particle behaviors in the CVC reactor were affected by both of number concentration and thermal coagulation, simultaneously. Particularly, growth and agglomeration between nanoparticles followed two different ways of dominances from coagulations by increase of number concentration and sintering effect by increased temperature.

• 한국세라믹학회지
• /
• 제41권2호
• /
• pp.118-124
• /
• 2004

탄소환원질화법에 의해 합성된 질화알루미늄의 물성은 출발물질의 종류, 액상$.$기상 반응물질의 양, 분위기 그리고 합성온도에 따라서 많은 차이를 나타내었다 질화알루미늄 합성을 위하여 Al원으로는 $\alpha$-A1$_2$O$_3$를 사용하였고 환원제로는 카본 블랙을 사용하였으며, 기상반응을 유도하기 위하여 AlF$_3$를 사용하여 고순도 질소분위기에서 실험을 행하였다. 또한 액상반응 시 미세구조상의 변화를 확인하기 위하여 금속 알루미늄을 첨가하여 실험을 행하였다. 질화알루미늄이 생성과 침상형 휘스커상의 형상은 1$600^{\circ}C$의 온도에서 가장 잘 나타났으며 열처리 온도의 상승은 오히려 휘스커상의 형성을 방해하고 있음을 보여주었다. 침상형 휘스커의 합성에 가장 큰 영향을 주는 것은 기상반응을 일으키는 AlF$_3$ 첨가이며, AlF$_3$의 첨가량이 증가함에 따라 침상형 휘스커상을 확인하였다. 액상반응을 위한 금속 알루미늄 첨가는 전체의 15wt%까지는 침상형 휘스커가 증가하고 있음을 나타내었으나 l5wt% 이상으로 첨가하는 경우 오히려 휘스커가 감소하는 것으로 나타났다.

• 대한기계학회논문집B
• /
• 제23권8호
• /
• pp.1040-1047
• /
• 1999

The characteristics of flame propagation in inert particle-laden $H_2$/Air premixed gas are numerically investigated on this study. The 2nd order TVD scheme is applied to numerical analysis of governing equations and multi-step chemical reaction model and detailed transport properties are sued to solve chemical reaction terms. Radiation heat transfer is computed by applying the finite volume method to a radiative transfer equation. The burning velocities against the mole fractions of hydrogen agree well with results performed by different workers. The inert particles play significant roles in the flame propagation on account of momentum and heat transfer between gas and particles. Gas temperature, pressure and flame propagation speed are decreased as the loading ratio of particle is increased. Also the products behind flame zone contain lots of water vapor whose absorption coefficient is much larger than that of unburned gas. Thus, the radiation effect of gas and particles must be considered simultaneously for the flame propagation in a mixture of $H_2$/Air and inert particles. As a result, it is founded that because the water vapor emits much radiation and this emitted radiation is released at boundaries as radiant heat loss as well as reabsorbed by gas and particles, flame propagation speed and flame structure are altered with radiation effect.

• 한국세라믹학회지
• /
• 제41권1호
• /
• pp.51-56
• /
• 2004

$Al(OH)_3$, 비정질 $SiO_2$, $AIF_3$를 출발원료로 기상-고상 반응을 통해 $1100^{\circ}C$의 저온에서 뮬라이트 휘스커를 합성하였다. $800^{\circ}C$ 온도부근에서 협상의 플루오르토파즈의 생성이 관찰되었으며, $1000^{\circ}C$부터 토퓨ㅏ즈의 분해갸 시작되어 $1100^{\circ}C$ 이상의 온도에서는 전량 뮬라이트가 관찰되었다. $1200^{\circ}C$에서 합성된 뮬라이트 휘스커는 성장 방향이 [001] 방향이었으며, 성장방향에 평형한 면은 {110}면이었다. {110}면사이의 면간 거리는 $5.34^{\AA}C$이었으며, 뮬라이트를 이루는 $Al_2O_3$의 함유량은 73.56wt%이었다.

• 한국세라믹학회지
• /
• 제39권8호
• /
• pp.783-788
• /
• 2002

본 연구에서는 TMS[Tetramethylsilane:Si($CH_3)_4$], $NH_3$와 $H_2$를 이용하여 나노크기의 Si-C-N precursor 분말을 합성하기 위하여 CVC법을 이용하였으며 반응온도, TMS/$NH_3$ 비 그리고 TMS/$H_2$ 비를 변화시켰다. XRD와 FESEM 분석을 통해서 결정상과 입자의 크기 그리고 입자의 형태를 관찰하고자 하였으며, 그 결과 제조된 분말은 모든 실험 조건하에서 87∼130 nm 크기를 지닌 균일한 구형의 비정질 분말이 얻어졌다. 입자 크기는 반응온도의 감소에 따라 감소하였으며, 또한 TMS/$NH_3$, TMS/$H_2$ 비가 작아질수록 감소하였다. EA 분석 결과 제조된 분말은 Si, N, C, H로 이루어졌음을 알 수 있었으며 FT-IR를 통하여 Si-N, C-N, Si-C 결합을 가진 Si-C-N precursor 분말이 제조되었다