• 공업화학
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• 제35권4호
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• pp.273-283
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• 2024

플라스틱 폐기물 처리에 대한 환경문제가 심각하게 대두되면서 생분해성 고분자를 이용한 지속 가능한 생태계 구축에 대한 관심이 높아지고 있다. 생분해성 고분자는 미생물의 효소작용을 통해 물질이 생화학적으로 분해되는 고분자를 의미하며, 현재 다양한 구조와 특성을 갖는 생분해성 고분자가 연구되고 있다. 특히, 생분해성 고분자의 생분해속도와 기계적 특성을 조절하기 위한 고분자 혼합에 대한 연구도 활발히 보고되고 있다. 아직 규모의 경제에 도달하지 못한 생분해성 고분자 산업은 일반 석유유래 고분자 대비 가격경쟁력을 갖추지 못하고 있으며, 이를 극복하기 위해 다양한 고부가 가치 산업(분리막, 전기 전자 소재, 의료 등)으로 응용분야를 확장하고 있다. 본 총설에서는 대표적인 생분해성 고분자의 종류 및 생분해성 고분자 혼합연구, 그리고 응용 분야에 대한 최근 연구 동향을 정리하였다.

• 한국습지학회지
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• 제24권2호
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• pp.83-92
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• 2022

전세계적으로 플라스틱에 대한 수요가 늘어감에 따라 플라스틱 폐기물의 양이 증가하고 있다. 수계 내에서의 미세플라스틱의 위해성에 대한 평가 기준에 대해서는 아직 많은 연구가 필요하지만 대체적으로 미세플라스틱을 성질 개선을 위해 첨가하는 화학물이 유독하다는 사실은 여러 문헌을 통해 증명되어있다. 하수처리장(MWTP)은 오수를 처리하는 시설로서 가정에서 발생하는 미세플라스틱이 모이는 미세플라스틱이 모이는 장소이다. 따라서 MWTP 에서의 미세플라스틱 분석이 필요한 상황이지만 이를 진행하기 위해 표준화된 방법이 아직은 없다. 따라서 본 연구에서는 MWTP에서 미세플라스틱 검출을 위한 하수 시료에 적용할 수 있는 최적의 방법론을 조사해보고자 한다. 본 연구에서는 J 하수 처리장에서 수집한 유입수 샘플로부터 미세플라스틱을 분석하는 다양한 전처리 방법 중에서 하수처리장 샘플에 가장 널리 사용되는 펜톤산화와 H₂O₂ 산화법을 선정하였다. 각 전처리 방법별로 측정에 오차를 발생시킬 요소들이 있었으며, 이를 극복하기 위해 펜톤산화 전처리의 경우 밀도분리법 대신 여과를 진행하여 분석을 진행하는 것이 추천되며, H₂O₂ 산화법의 경우 반응 이후 증류수로 세척하는 과정이 필요해 보인다. 분석 결과 미세플라스틱의 농도는 H₂O₂ 산화법을 이용한 샘플의 경우 2.75 ea/L, 펜톤산화법을 이용한 샘플의 경우 3.2 ea/L 로 측정되었으며 대부분 섬유형태로 존재하였다. 또한 정량분석을 현미경을 이용해 육안으로 진행하기 때문에 측정 결과에 대한 신뢰성을 보장하기가 어렵다고 판단해 검정곡선을 만들었다. 총 3개의 검정곡선이 그려졌으며 해당 검정곡선들을 분석한 결과 R² 값이 전부 0.9 이상이였으며 이는 정량분석에 대해 높은 신뢰성을 보장한다. 정성분석으로 MWTP에 유입되는 미세플라스틱의 계열에 대해선 판단할 수 있었지만 각 미세플라스틱의 화학적인 조성에 대해선 확인할 수 없었다. 향후 MWTP에 유입되는 미세플라스틱의 화학적 조성에 대해서 확인하기 위해서 이번 연구를 활용할 수 있을 것이다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제9권6호
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• pp.13-19
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• 2008

사용 종료된 매립지의 환경적 영향에 따른 매립 후 변화에 대한 안전성 평가를 위하여 매립 폐기물의 성상 및 가스분석을 통한 연구의 결과는 매립폐기물의 물리적 성상분석의 유기성분이 29.72~63.84%이었고, 비닐 플라스틱류는 평균 32.88%로 가연성 물질의 대부분을 차지하고 있었으며, 침출수의 성분 중 $BOD_5$/CODcr비가 0.18정도로 나타났다. TS의 62.71%중 VS는 30.37%, FS는 32.34%로 FS의 비중이 약간 높게 나타났으며, 매립폐기물의 C/N비는 21.8로 나타났다. 매립지 주변 지표수는 BOD 10.7mg/g, SS의 경우 37.8mg/g, 대장균 31,157(MPN/$100m{\ell}$)로 나타났고, 지하수는 $COD_{Mn}$은 1.13-1.38mg/g, $NO_3-N$은 1.025-4.075mg/g로 나타났다. 침출수는 T-P 0.002-0.028mg/g, $NH_3-N$ 4.0-21.0mg/g로 나타났으며, BOD/CODcr비가 평균 0.18로 나타났다. 토양은 토양오염우려기준에 하회하는 농도분포를 나타내었으며, 매립가스의 $CH_4$와 $CO_2$가스는 각각 13.25%, 6.17%로 나타났고, $H_2S$나 CO가스는 검출되지 않았다. 지표 가스는 $CO_2$, $CH_4$, $H_2S$, CO가스 농도는 검출되지 않았으며, $NH_3$가스 농도는 평균 7.56ppm으로 분석되었다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제11권1호
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• pp.42-45
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• 2008

FRP 선박에서 발생하는 폐FRP를 처리하는 방법으로 분쇄하지 않고 판상으로 박리(剝離)하는 것을 제시한 바 있다. 폐 FRP에서 분리한 층상의 로빙층으로부터 얻은 F섬유는 FRP제조시 사용하였던 수지를 포함하여 원 유리섬유에 비해 그 인장강도가 우수하다(90% 이상). F섬유의 SEM 이미지로 많은 수지의 존재를 확인하였다. F섬유의 활용성을 건축자재에서의 대체물로 가정하고 염기성 용액(NaOH+KOH)에서의 강도를 측정하였다. 이 때 일어날 수 있는 반응 메카니즘은 유리섬유의 Si-O-Si결합 조직을 수산기 이온($OH^-$)이 공격하는 것으로 보았다. 측정된 인장강도 변화에 대해 $r^2$=96%로 맞추어 얻은 시뮬레이션 그래프로 반응 메카니즘을 추정할 수 있었다. 반응 초기에는 속도적인 반응에 의해 급격한 강도저하를 보이나 30일 이후에는 수산기 이온의 확산에 의존하는 패턴으로 강도가 저하되었다. 이는 앞서 보고된 AR유리에 대한 강도저하와 유사한 결과이며, 그래프를 외연하여 F섬유의 수명을 예측할 수 있다.

• 한국세라믹학회지
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• 제53권2호
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• pp.194-199
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• 2016

Presently, for the cement industry, studies that seek to reduce $CO_2$, because of the development of the plastic industry and demand for reduction of energy use, have been actively conducted among them, studies attempting to use Gamma-$C_2S({\gamma}-C_2S)$ to fix $CO_2$ have been actively conducted. The ${\gamma}-C_2S$ compound has an important function in reacting to $CO_2$ and stiffening through carbonatization in the air. The ${\gamma}-C_2S$ compound, reacting to $CO_2$ in the air, generates $CaCO_2$ within the pore structure of cement materials and densifies the pore structure this leads to an improvement of the durability and to the characteristic of resistance against neutralization. Therefore, in this experiment, in order to synthesize ${\gamma}-C_2S$, limestone sludge and waste foundry sands are used these materials are plasticized for 30 or 60 minutes at $1450^{\circ}C$, and are prevented from being cooled in the temperature range of $30{\sim}1000^{\circ}C$ when they are about to be cooled. XRD analysis and XRF analysis are used to determine the effects of this process on ${\gamma}-C_2S$ synthesization, the temperature at which a thing is plasticized, and the conditions for cooling that obtain in the plasticized clinker also, in order to confirm the $CO_2$ capture function, analysis of the major hydration products is conducted through an analysis of carbonatization depth and compressive strength, and through MIP analysis and XRD Rietveld analysis. As a result of these analyses, it is found that when ${\gamma}-C_2S$ was synthesized, the clinker that was plasticized at $1450^{\circ}C$ for one hour demonstrated the highest yield rate the sample with which the ${\gamma}-C_2S$ was mixed generated $CaCO_3$ when it reacted with $CO_2$ therefore, carbonatization depth and porosity were reduced, and the compressive strength was increased.

• 콘크리트학회논문집
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• 제17권3호
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• pp.329-334
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• 2005

폴리머콘크리트는 시멘트 콘크리트에 비해 강도와 내구적 성능 등 여러면에 있어 우수하여 건설현장에서의 벽체용 패널, 통신용 맨흘, 기계설비의 기초, 지하연결박스 등 다양한 용도로 개발되고 사용되어지고 있다. 그러나 폴리머콘크리트는 그 결합재로 쓰이고 있는 수지의 비용이 높아 경제적인 면에서 불리하여 기존 수지를 대체할 수 있는 결합재에 관한 연구가 필요하다. 여기서, PET를 재활용한 폴리머콘크리트는 산업폐기물을 재활용한 것이므로 경제적인 건설 소재가 될 수 있으며, 친환경적인 효과를 가져올 수 있기 때문에 현재 연구가 활발하게 이루어지고, 사용 영역이 확대 될 것으로 전망된다. 하지만 아직까지 PET재활용 폴리머콘크리트의 응력-변형률 거동에 관해서는 기초적인 연구상태에 있다. 따라서, 본 연구에서는 폐 PET를 합성한 불포화 폴리에스터 수지를 폴리머콘크리트의 결합재로 이용하여 콘크리트를 제조하였으며, 수지량, 골재의 최대치수, 양생방법에 변화를 주었다. 그리고 변위제어가 가능한 M.T.S 장비를 사용하여 응력-변형률 곡선을 관찰하였다. 그 결과 PET 재활용 폴리머콘크리트의 압축강도는 수지의 함량, 굵은골재의 크기변화, 양생방법에 모두 영향을 받는 것으로 나타났다. 탄성계수의 변화는 수지의 함량이 크게 좌우하였으며, 굵은골재의 최대치수와 양생방법에서 크게 영향을 받지 않았다. 최대응력에서의 변형률은 수지의 함량과 굵은골재의 최대치수에 영향을 많이 받는 것으로 나타났다.

• International Journal of Advanced Culture Technology
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• 제3권1호
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• pp.21-30
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• 2015

Ceramic foams are prepared as positive images corresponding to a plastic foam structure which exhibits high porosities (85-90%). This structure makes the ceramic foams attractive as a catalyst in a dry reforming process, because it could reduce a high pressure drop problem. This problem causes low mass and heat transfers in the process. Furthermore, the reactants would shortly contact to catalyst surface, thus low conversion could occur. Therefore, this research addressed the preparation of dry reforming catalysts using a sol-gel catalyst preparation via a polymeric sponge method. The specific objectives of this work are to investigate the effects of polymer foam structure (such as porosity, pore sizes, and cell characteristics) on a catalyst performance and to observe the influences of catalyst preparation parameters to yield a replica of the original structure of polymeric foam. To accomplish these objectives industrial waste foams, polyurethane (PU) and polyvinyl alcohol (PVA) foams, were used as a polymeric template. Results indicated that the porosity of the polyurethane and polyvinyl alcohol foams were about 99% and 97%. Their average cell sizes were approximate 200 and 50 micrometres, respectively. The cell characteristics of polymer foams exhibited the character of a high permeability material that can be able to dip with ceramic slurry, which was synthesized with various viscosities, during a catalyst preparation step. Next, morphology of ceramic foams was explored using scanning electron microscopy (SEM), and catalyst properties, such as; temperature profile of catalyst reduction, metal dispersion, and surface area, were also characterized by $H_2-TPR$ and $H_2-TPD$ techniques, and BET, respectively. From the results, it was found that metal-particle dispersion was relatively high about 5.89%, whereas the surface area of ceramic foam catalysts was $64.52m^2/g$. Finally, the catalytic behaviour toward hydrogen production through the dry reforming of methane using a fixed-bed reactor was evaluated under certain operating conditions. The approaches from this research provide a direction for further improvement of marketable environmental friendly catalyst production.

• 접착 및 계면
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• 제13권2호
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• pp.58-63
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• 2012

탄소섬유강화플라스틱(CFRP)의 홀 가공 시 chip이 발생된다. 이때 발생되는 chip은 단순 폐기용 차원이 아닌 미세탄소섬유와 에폭시의 조성으로 이루어져 있다. Chip을 강화재로 활용하기 위해서는 탄소섬유만의 조성을 이루어야 고분자 기지와 계면접착력이 증가될 수 있다. Chip 내 탄소섬유의 길이를 일정하게 하기 위해 막자 사발을 이용한 절단 과정 후 $H_2O_2$를 이용한 표면처리를 하여 탄소섬유에 붙어있는 에폭시를 제거하였다. Chip을 이용하여 페놀수지를 기지로 한 페놀복합재료를 제조하였으며, 내열성 및 난연성 재료로 활용 가능성을 평가하였다. 기존의 페놀보다 표면처리를 한 chip복합재료가 기계적, 열적 물성이 향상됨을 확인하였으며, 젖음성 평가를 이용하여 표면물성에 따른 재료의 물성을 평가하였다. 불균질한 표면 조성에 의해 표면 거칠기가 달라지기 때문에 페놀복합재료의 접촉각이 증가되었다. 난연성 평가는 ASTM D635-06 방법으로 수행하였다. 평가결과, chip의 첨가 및 표면처리의 영향에 의해 난연성이 향상되었다.

• Journal of Biosystems Engineering
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• 제25권3호
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• pp.221-226
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• 2000

Hot air heater with light oil burner is the most common heater for greenhouse heating in the winter season in Korea. However, since the thermal efficiency of the heater is about 80∼85%, considerable unused heat amount in the form of exhaust gas heat discharges to atmosphere. In order to capture this exhaust heat a heat recovery system for plant bed heating in the greenhouse was built and tested in the hot air heating system of greenhouse. The heat recovery system is made for plant bed or soil heating in the greenhouse. The system consisted of a heat exchanger made of copper pipes, ${\Phi}12.7{\times}0.7t$ located in the rectangular column of $330{\times}330{\times}900mm$, a water circulation pump, circulation plastic pipe and a water tank. The total heat exchanger area is 1.5$m^2$, calculated considering the heat exchange amount between flue gas and water circulated in the copper pipes. The system was attached to the exhaust gas path. The heat recovery system was designed as to even recapture the latent heat of flue gas when exposing to low temperature water in the heat exchanger. According to the performance test it could recover 45,200 to 51,000kJ/hr depending on the water circulation rates of 330 to $690\ell$/hr from the waste heat discharged. The exhaust gas temperature left the heat exchanger dropped to $100^{\circ}C$ from $270^{\circ}C$ by the heat exchange between the water and the flue gas, while water gained the difference and temperature increased to $38^{\circ}C$ from $21^{\circ}C$ at the water flow rate of $690\ell$/hr. By the feasibility test conducted in the greenhouse, the system did not encounter any difficulty in operations. And, the system could recover 220,235kJ of exhaust gas heat in a day, which is equivalent of 34% of the fuel consumption by the water boiler for plant bed heating of 0.2ha in the greenhouse.

• 한국기후변화학회지
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• 제3권3호
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• pp.211-224
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• 2012

폐기물 에너지화가 온실가스 감축 수단으로 등장함에 따라 에너지를 많이 소비하는 국내 사업장 중 화석연료와 함께 RDF(Refuse Derived Fuel), RPF(Refuse Plastic Fuel), WCF(Wood Chip Fuel)와 같은 대체연료를 사용하는 곳이 증가하고 있다. 본 연구는 국내 사업장에서 실제 사용하고 있는 고형대체연료 WCF의 연료 분석을 실시하여 $CO_2$배출계수를 개발하였다. 연료 분석 결과, 수분은 23%, 인수식 순발열량은 2,845 kcal/kg, 인수식 탄소함량은 34%였다. 이를 통해 산정한 $CO_2$ 배출계수는 약 $105ton\;CO_2/TJ$로 나타났으며, 이는 2006 IPCC 가이드라인에서 제시하고 있는 기본 배출계수 $112ton\;CO_2/TJ$보다 약 5.9% 낮게 산정되었다. A 사업장의 온실가스 총배출량은 $178,767ton\;CO_2 eq./yr$이고, 순배출량은 $40,359ton\;CO_2 eq./yr$으로 나타났다. 따라서 바이오매스 기반 대체연료 WCF의 사용으로 인한 $CO_2$ 저감 효과는 연간 $138,408CO_2ton$으로 볼 수 있으며, 이는 연간 총배출량의 약 77%에 해당된다.