• 멤브레인
• /
• 제29권1호
• /
• pp.51-60
• /
• 2019

분리막 소재의 투과도와 선택도 사이의 trade-off 관계로 인해 여전히 많은 연구가 필요하다. 특히 고분자 분리막에 무기물 나노입자가 들어가 있을 때, 기체투과 거동의 학문적 이해는 여전히 부족하다. 따라서 본 연구에서는 분리막 소재로 가장 많이 사용되는 PDMS에 2~5 nm의 기공을 가지고 있으며 직경이 약 5 nm 크기의 aluminosilicate hollow nanoparticles인 allophane을 이용하여 복합매질 분리막을 제조하여 기체투과특성을 연구하였다. 대표적인 분리막 소재인 PDMS에 친수성 allophane, 그리고 나노입자에 undecylenic acid로 표면을 개질한 allophane을 막 내부에 고르게 분산시켜 함량 별로 복합매질 분리막을 제조하였다. 나노입자가 분산된 혼합매질 분리막 내에서 기체의 투과 특성을 파악하고, 이에 따른 기체투과 거동과 나노입자가 가지고 있는 기공의 역할을 평가하고자 하였다. 표면개질된 allophane을 첨가함에 따라 기체 투과도와 산소/질소 그리고 이산화탄소/메탄의 선택도가 동시에 점진적으로 향상되는 결과를 얻었다.

• 암석학회지
• /
• 제27권4호
• /
• pp.185-194
• /
• 2018

포항 달전리 주상절리(천연기념물 제415호)와 뇌성산 뇌록산지(천연기념물 제547호)는 중요한 지질 유산적 가치를 지니고 있기 때문에 두 지역의 현무암체에 대한 암석학적 연구를 수행하였다. 달전리 주상절리의 현무암은 감람석과 휘석이 반정으로 나타나며 침상의 사장석, 휘석, 불투명 광물 등이 기질을 이루는 반상조직을 보인다. 반면 뇌록산지의 현무암은 미정질의 기질에 사장석, 감람석, 휘석 반정을 함유하고 있으며, 사장석 반정이 특징적으로 나타난다. 또한, 전암대자율, XRD, XRF 분석 결과에서도 두 지역의 현무암은 서로 뚜렷이 구분되는 특성을 가진다. 화학분석 결과를 TAS와 Zr-Ti 다이어그램에 도시 결과, 전자는 대부분 알칼리 계열의 포노테프라이트(phonotephrite)의 조성을 가지며 판내부환경(within-plate basalt)에서 형성된 것으로 판단되며, 후자는 칼크-알칼리 계열의 현무암질 안산암 내지 안산암 조성을 가지며, 화산호(volcanic arc basalt)의 영역에 도시된다. 따라서 두 현무암은 기원 맨틀 물질에 차이가 있으며, 이러한 차이는 신생대 마이오세의 지체구조 환경 변화에 기인한 것으로 판단된다.

• 자원환경지질
• /
• 제54권1호
• /
• pp.69-76
• /
• 2021

이 연구에서는 포항분지 영일층군 덮개암 시료의 광물학적 특성을 파악하고, 이산화탄소 주입으로 인해 발생할 수 있는 물-암석-가스의 상호작용을 지화학 모델링을 이용하여 규명하였다. 이를 위하여 XRD, MICP, BET 분석을 실시하여 덮개암의 광물암석학적 및 공극 특성을 파악하였고, 광물학적 연구 결과와 공극수의 물리화학적 변수 자료들을 이용하여 이산화탄소 주입 후 단기간 변화와 장기간 영향을 파악하기 위하여 두 단계의 지화학 모델링(The Geochemist's Workbench 14.0.1)을 수행하였다. 연구 결과, 포항분지 영일층군의 덮개암은 석영, 알바이트, K-장석으로 주로 구성되어 있고, 소량의 백운모, 황철석, 방해석, 카올리나이트, 몬모릴로나이트로 이루어져 있다. 지화학 모델링 결과, 이산화탄소의 주입 후 덮개암은 방해석의 용해로 인해 공극률이 증가하고 알바이트와 K-장석의 용해 결과 도소나이트와 은미정질 실리카(칼세도니)가 침전되었다. 주입이 완료된 두 번째 단계에서는 방해석과 알바이트의 용해 결과 도소나이트와 은미정질 실리카(칼세도니)의 침전이 일어나며, 이 반응으로 인해 pH는 증가하였다. 또한 덮개암에서 이산화탄소를 포획할 수 있는 광물은 도소나이트 임을 알 수 있었다. 이러한 연구 결과는 장기간의 이산화탄소 지중 저장에 있어 광물 포획의 효율성을 정량적으로 평가하는 자료로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 공업화학
• /
• 제22권2호
• /
• pp.167-172
• /
• 2011

본 연구에서는 중형기공 탄소(MCs)를 표면처리하여, 표면 관능기를 분석하고, 표면처리 효과를 조사하였다. 직접 메탄올 연료전지의 탄소지지체로 중형기공 실리카(SBA-15)를 이용한 전통적인 주형합성법을 이용하여 중형기공 탄소(MCs)를 합성하였다. 중형기공 탄소는 인산의 농도를 각각 0, 1, 3, 4, 및 5 M로 달리하여, 343 K에서 6 h 동안 처리하였다. 그리고 표면처리된 중형기공 탄소(H-MCs)에 화학적 환원방법을 이용하여 백금과 루테늄을 담지하였다. 표면처리된 탄소지지체에 담지된 백금-루테늄 촉매의 특성을 확인하기 위해 비표면적 측정장치(BET), X-선 회절분석법(XRD), X-선 광전자 분광법(XPS), 투과전자현미경(TEM), 유도결합 플라즈마 질량분석기(ICP-MS)를 이용하였다. 또한, 백금-루테늄 촉매의 전기화학적인 특성을 순환전류전압 실험으로 분석하였다. 표면분석의 결과로부터, 산소를 포함한 화학관능기가 탄소지지체에 도입된 사실을 알 수 있었다. 결론적으로, 4 M의 인산으로 표면처리한 H4M-MCs가 백금-루테늄의 균일한 분산과 함께 전기적인 촉매의 성능을 향상시키는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국건설순환자원학회논문집
• /
• 제8권4호
• /
• pp.404-412
• /
• 2020

본 연구는 무기질 재료인 Calcium sulfoaluminate(CSA), Crystalline admixture(CA) 그리고 Magnesium oxide(MgO)가 포함된 시멘트 모르타르의 물성 및 자기치유성능을 조사하였다. 자기치유성능을 분석하기 위해 모르타르 강도시험, 물투과성 실험을 실시하였으며, 다양한 균열폭 변화는 디지털 광학현미경을 사용하여 측정하였다. 자기치유를 통해 생성된 수화물에 대해서는 X-ray powder diffraction, Thermogravimetry를 통한 성분분석을 실시하였다. 분석결과 CA치환량이 증가 할수록 압축 및 휨 강도는 증가하였다. 하지만 MgO치환 시에는 오히려 CA치환량이 증가 할수록 압축 및 휨 강도는 감소하였다. 회복된 균열부에 생성된 치유물질은 Ca(OH)2, MgCO3, CaCO3으로 확인되었다. CaCO3은 균열부에 생성된 주요 치유 성분으로 나타났으며, Ca(OH)2, MgCO3보다 높은비율을 차지하고 있는 것으로 확인 되었다. 또한, 물 투과성과 균열폭 결과를 통한 최적의 배합은 CSA 8% + CA 1% + MgO 2.5%으로 나타났다.

• 자원리싸이클링
• /
• 제30권4호
• /
• pp.11-19
• /
• 2021

황화 광석으로부터 유래된 고농도 비소 함유 침출 용액에 대하여 공기와 활성탄 병용을 통해 비소를 산화 및 침전 제거하는 연구를 수행하였다. 침출 용액은 국내 황화 광석 시료를 pH 1, 50℃ 조건의 황산 용액에서 95시간동안 침출하여 제조하였으며, 침출 용액 내 금속이온 농도 분석 결과 Fe가 약 7 g/L, As가 약 3 g/L 함유된 것으로 측정되었다. 해당 용액에 대하여 공기와 활성탄 병용 시 비소의 산화 및 침전 효과를 파악하기 위해 5가지 산화 조건(공기 주입, 공기와 1, 5, 10 w/v% 활성탄 투입, H₂O₂ 투입) 하에 초기 pH 1, 90℃에서 72시간 동안 산화 및 침전 실험을 수행하였다. 실험 결과 공기와 활성탄을 함께 투입한 경우 활성탄 표면에 생성된 작용기로 인해 산화 반응의 속도가 빠르고 비소 제거율이 향상되는 것으로 분석되었다. 또한, 활성탄의 투입량이 증가할수록 반응의 효율이 향상되었으며, 5 w/v% 이상의 활성탄 투입 시 약 93-94%의 비소가 제거된 것으로 분석되었다. 침전 생성물에 대한 XRD 분석 결과 산화 반응에 의해 스코로다이트(FeAsO₄·2H₂O)가 잘 생성된 것으로 나타났다.

• 한국재료학회지
• /
• 제32권11호
• /
• pp.481-488
• /
• 2022

The Cu₂ZnSn(S_xSe_1-x)₄ (CZTSSe) absorbers are promising thin film solar cells (TFSCs) materials, to replace existing Cu(In,Ga)Se₂ (CIGS) and CdTe photovoltaic technology. However, the best reported efficiency for a CZTSSe device, of 13.6 %, is still too low for commercial use. Recently, partially replacing the Zn²⁺ element with a Cd²⁺element has attracting attention as one of the promising strategies for improving the photovoltaic characteristics of the CZTSSe TFSCs. Cd²⁺ elements are known to improve the grain size of the CZTSSe absorber thin films and improve optoelectronic properties by suppressing potential defects, causing short-circuit current (J_sc) loss. In this study, the structural, compositional, and morphological characteristics of CZTSSe and CZCTSSe thin films were investigated using X-ray diffraction (XRD), X-ray fluorescence spectrometer (XRF), and Field-emission scanning electron microscopy (FE-SEM), respectively. The FE-SEM images revealed that the grain size improved with increasing Cd²⁺ alloying in the CZTSSe thin films. Moreover, there was a slight decrease in small grain distribution as well as voids near the CZTSSe/Mo interface after Cd²⁺ alloying. The solar cells prepared using the most promising CZTSSe absorber thin films with Cd²⁺ alloying (8 min. 30 sec.) exhibited a power conversion efficiency (PCE) of 9.33 %, J_sc of 34.0 mA/cm², and fill factor (FF) of 62.7 %, respectively.

• 한국결정성장학회지
• /
• 제33권5호
• /
• pp.174-180
• /
• 2023

본 연구는 백자와 청자 소지에 철/코발트 황하물의 안료를 시유하여 1250℃에서 소성한 도자기 표면의 상형성을 연구하였다. 시편의 특성은 X-선 회절분석기, 전계방사형 주사전자현미경, 에너지 분산형 엑스선분석기 및 UV-vis 분광계를 이용하였다. X-선 리트벨트 정밀화 분석으로 백자소지는 석영과 뮬라이트가, 청자소지는 뮬라이트와 plagioclase가 주 결정상이다. 백자와 청자소지에 철/코발트 황하물의 안료를 시유한 경우 백자는 스피넬상이 청자는 andradite 상의 이차상이 형성되었다. 시편 소지의 색상은 밝기인 L^* 값은 백자와 청자소지가 72.01, 60.92이고 백자가 청자소지 보다는 백색도가 높다. 철/코발트 황하물의 안료를 도포한 시편에서 백자와 청자 시편의 경우, L^* 값은 44.89, 52.27, a^* 값은 2.12, 1.40, b^* 값은 1.4 5, 13.79를 각각 보이고 있다. L^* 값은 백자소지에 안료를 도포한 시편에서 큰 변화가 있으며, b^* 값은 소지에 따라 크게 차이가 나는 것을 알 수가 있다. 이는 표면층에 생성되는 Fe₂O₃ 상과 andradite 결정상 생성과 밀접한 관련이 있다.

• Composites Research
• /
• 제37권3호
• /
• pp.162-169
• /
• 2024

본 논문에서는 습식 방사 공정을 통한 PAN(polyacrylonitrile)계 전구체 섬유의 형태학적 제어 및 2종의 흑연화 촉진제(Ca, Ni)가 도입된 PAN계 탄소섬유의 흑연화 거동을 조사하였다. 흑연화 촉진제는 습식방사된 PAN 계 전구체 섬유의 열수 연신시 형성된 기공으로 도입되었으며, 결정구조 및 라만 분석을 통해 흑연화 촉진효과를 검토하였다. 1500℃의 상대적으로 낮은 온도에서는 흑연화에 큰 영향을 주지 않은 반면에, 2400℃의 고온에 서는 흑연화 촉진제 미처리 섬유와 비교하여 I_D/I_G 비율이 최대 2배까지 감소하는(GF-AS 0.54: GF-Ni100 0.28) 경향을 나타냈다. 흑연화도(degree of graphitization)는 Ca 흑연화 촉진제와 비교하여 Ni 흑연화 촉진제가 더 큰 영향을 끼침을 I_D/I_G 비율을 비교하여(GF-Ca100 0.42: GF-Ni100 0.28) 확인할 수 있었다. 또한, 2D band의 존재로부터 흑연평면구조가 다층으로 구성되어 있음을 알 수 있었다. 흑연결정의 결정면간거리(d₀₀₂)에 대한 흑연화 촉진제 효과는 미비하였으나, 특히 Ca 흑연화 촉진제 처리된 흑연섬유(GF-Ca100)의 경우 최대 ~5 nm 결정 크기가 증가함이 확인되었다.

• Nuclear Engineering and Technology
• /
• 제56권5호
• /
• pp.1781-1795
• /
• 2024

This study investigated the levels of radioactivity in soil surrounding a phosphate fertilizer factory in Egypt, aiming to assess potential risks to the population exposed to radiation. Concentrations of ²³⁸U, ²²⁶Ra, ²³²Th, and ⁴⁰K were measured in soil samples collected from two subsites: one near the factory (subsite 1) and another further away (subsite 2). Two different systems were used for measuring radioactivity, a high-purity gamma ray spectroscopy system with an HPGe detector for gamma-emitting isotopes and a CR-39 solid nuclear track detector for alpha-emitting radon gas. Subsite 1, located close to the factory, displayed significantly elevated levels of ²²⁶Ra compared to global background levels (514 and 456 Bq/kg vs. 35 Bq/kg). Additionally, the concentrations of ²³⁸U (241.06 Bq/kg vs. global average 35 Bq/kg), ²³²Th (16.15 Bq/kg vs. global average 30 Bq/kg), and ⁴⁰K (146.36 Bq/kg vs. global average 400 Bq/kg) were all above global averages. Furthermore, a high concentration of radon gas (337.06 μSv/y) was measured at subsite 1. The strong positive correlation observed between ²²⁶Ra and ²³⁸U (0.96256) provides further evidence of potentially elevated radioactivity levels near the factory. In contrast, subsite 2, situated farther from the factory, exhibited natural radioactive background levels within international limits. Quantitative analysis revealed that gamma ray absorbed doses for ²²⁶Ra and ²³²Th exceeded global averages in some samples. Specifically, ²²⁶Ra doses ranged from 7.8 to 46.26 ppm (exceeding the 20 ppm global average in some cases), and ²³²Th doses ranged from 1.98 to 9.14 ppm (exceeding the 10 ppm global average in some cases). The concentration of ⁴⁰K, however, remained within the global range (0.07%-0.69 %). The observed imbalances in the ratios of Th/U (0.17-0.24 Bq/kg and 0.73-0.24 ppm) and U/Ra (0.81-0.73 Bq/kg and 0.73-0.17 ppm), both of which are significantly lower than their respective global averages of 4 and 2.4, point towards the presence of fertilizer-derived contamination. This conclusion is further supported by the high phosphate concentrations detected in the samples. Overall, this study suggests that radioactive contamination near the phosphate fertilizer factory significantly exceeds global background levels and international limits in some cases. This raises concerns about potential risks posed to surrounding agricultural land and crops.