• Membrane and Water Treatment
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• 제11권4호
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• pp.283-294
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• 2020

This work aims at studying the feasibility of continuous removal of mixed heavy metal ions from simulated zinc plating wastewaters by coupling a microbial fuel cell and a microbial electrolysis cell in batch and continuous modes. The discharging voltage of MFC increased initially from 0.4621 ± 0.0005 V to 0.4864 ± 0.0006 V as the initial concentration of Cr⁶⁺ increased from 10 ppm to 60 ppm. Almost complete removal of Cr⁶⁺ and low removal of Cu²⁺ occurred in MFC of the MFC-MEC-coupled system after 8 hours under the batch mode; removal efficiencies (REs) of Cr⁶⁺ and Cu²⁺ were 99.76% and 30.49%. After the same reaction time, REs of nickel and zinc ions were 55.15% and 76.21% in its MEC. Cu²⁺, Ni²⁺, and Zn²⁺ removal efficiencies of 54.98%, 30.63%, 55.04%, and 75.35% were achieved in the effluent within optimum HRT of 2 hours under the continuous mode. The incomplete removal of Cu²⁺, Ni²⁺ and Zn²⁺ ions in the effluent was due to the fact that the Cr⁶⁺ was almost completely consumed at the end of MFC reaction. After HRT of 12 hours, at the different sampling locations, Cr⁶⁺ and Cu²⁺ removal efficiencies in the cathodic chamber of MFC were 89.95% and 34.69%, respectively. 94.58%, 33.95%, 56.57%, and 75.76% were achieved for Cr⁶⁺, Cu²⁺, Ni²⁺ and Zn²⁺ in the cathodic chamber of MEC. It can be concluded that those metal ions can be removed completely by repeatedly passing high concentration of Cr⁶⁺ through the cathode chamber of MFC of the MFC-MEC-coupled system.

• Environmental Engineering Research
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• 제23권3호
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• pp.301-308
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• 2018

We investigated simultaneous removal of heavy metals such as Cr, Ni, and Zn by adsorption onto powdered activated carbon (PAC) and PAC modified with sodium diethyldithiocarbamate (PAC-SDDC). Modification of PAC was confirmed by Fourier transform infrared spectroscopy and Scanning electron microscopy and energy dispersive X-ray spectroscopy. Both PAC and PAC-SDDC reached adsorption equilibrium within 48 h, and the adsorption kinetics followed a pseudo-second order reaction kinetics. The removal of metals was enhanced with increasing both adsorbent dosage and followed the descending order of Cr > Ni > Zn for PAC and Cr > Zn > Ni for PAC-SDDC, respectively. Adsorption kinetics followed pseudo-second order kinetics. Adsorption kinetic results were well fitted by the Freundlich isotherm except for Cr adsorption onto PAC. The optimum pH for heavy metal adsorption onto PAC was 5, whereas that for PAC-SDDC ranged from 7 to 9, indicating that modification of PAC with SDDC significantly enhanced heavy metal adsorption, especially under neutral and alkaline pH conditions. Our results imply that SDDC modified PAC can be applied to effectively remove heavy metals especially Cr in plating wastewaters without adjusting pH from alkaline to neutral.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
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• pp.205-205
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• 2010

투명 전극(transparent conducting oxide, TCO)은 높은 전기전도도 및 낮은 비저항 ($10^{-4}{\sim}10^{-3}\;{\Omega}cm$)과 가시광영역에서의 우수한 광투과도(> 80%) 특성을 가지며, 주로 디스플레이, 태양전지, 가스 센서 소자 등에 쓰인다. 투명전극으로 쓰이는 대표적인 물질로서는 ITO, ZnO, $SnO_2$ 등이 있으며, ITO는 전기적 특성이 우수하여 널리 사용되고 있으나 가격이 비싸고 화학적으로 불안정하고, ZnO는 ITO에 비해 가격이 저렴하지만 고온에서 불안정한 특성을 가지고 있다. 반면, $SnO_2$는 ITO와 ZnO에 비해 전기적 특성은 떨어지지만, 우수한 열적, 화학적 안정성 및 높은 내마모성을 가지고 제조단가가 저렴하여 TCO 재료로 많은 연구가 진행되고 있다. TCO 박막을 증착시키는 방법으로 CVD, ion plating, sputtering, spray pyrolysis 등이 있으며, 이 중 sputtering 방법은 균일한 입자로 균질의 박막을 입힐 수 있고 우수한 재현성과 낮은 온도에서도 증착이 가능하여 박막 제조 방법으로 널리 이용되고 있다. 본 연구에서는 $SnO_2$ 박막을 실리콘 (100) 및 글라스 (Eagle 2000) 기판 위에 RF magnetron sputtering 방법을 사용하여 제작하였다. 박막 증착을 위해 99.99%의 2 인치 un-doped $SnO_2$ 타겟을 사용하였고, 기판은 20 rpm 으로 회전시켜 균일한 박막이 형성될 수 있도록 하였으며, 초기 진공도는 $1{\times}10^{-6}\;Torr$가 되도록 하였다. 증착 변수로 기판-타겟간 거리, RF 파워, $O_2/(Ar+O_2)$ 비, 공정압력, 기판 온도 등을 각각 변화 시키며 $SnO_2$ 박막을 증착하였다. 증착된 박막의 구조적 및 광학적 특성을 분석하기위해 FE-SEM, AFM, XRD, UV/VIS spectrophotometer, Photoluminescence 등을 사용하였다.

• 환경위생공학
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• 제15권1호
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• pp.54-61
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• 2000

We studied the adsorption characteristics on the treatment process of heavy metal wastewater by using cuttle fish bones powder. When adding the 0.25% cuttle fish born powder in the heavy metal solution, $Fe^{3+}$ and $Pb^{2+}$ were high removed than other heavy metals as above 95%. In the solution which was adjusted to pH 5, 7 and 9, there was not observed the difference thing on the heavy metal removal rate. At test using plating wastewater treatment, adding 1%, 1.5% and 2% of the cuttle fish born powder, the heavy metal removal rate were as follows; Zn 12.5 - 37.5%, Mn 18.0 - 62.2%, Cd 36.8 -93.0%, Cu 51.4 - 97.4%, Cr 70.8 - 99.1%, Fe 87.2 - 99.3% and Pb 92.8 - 99.9%. When adding the 0.15% cuttle fish born powder and mixing for 20 minutes, the solution was happened the adsorption equability. Applied this results to the Freundlich＇s iso-thermal equation, we found the cuttle fish born＇s probability as a good adsorbent.

• 한국대기환경학회지
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• 제34권2호
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• pp.269-280
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• 2018

This paper reports the results of field evaluation to determine the levels of heavy metals in major industrial complexes in Korea over a seven year period (2007~2013). The measurement of heavy metal was conducted using quartz fiber filter sampling and ICP-AES analysis. In order to validate the analytical performance of these methods, studies were also carried out to investigate data quality control(QC) parameters, such as the method detection limit (MDL), repeatability, and recovery efficiencies. The average concentrations of total suspended particulates (TSP) for the nine industrial complexes in Korea were $104{\sim}169{\mu}g/m^3$, which was higher than other industrial complexes and urban areas. The Sihwa and Banwol industrial complexes were shown to be the biggest contributing sources to high TSP emission ($159{\mu}g/m^3$ and $169{\mu}g/m^3$, respectively). The concentrations of heavy metals in TSP were higher in the order of Fe>Cu>Zn, Pb, Mn>Cr, Ni, As and Cd. It was observed that Fe was the highest in the Gwangyang and Pohang steel industrial complexes. The concentrations of Zn and Pb were high in Onsan, Sihwa and Banwol industrial complexes, and this was attributed to the emission from the nonferrous industry. Additionally, Cr and Ni concentrations were high in the Sihwa and Banwol industrial complexes due to plating industry. On the other hand, Ulsan and Onsan industrial complexes showed high Cr and Ni concentrations as a response to the emission of metal industry related to automobile. The correlation analysis revealed the high correlation between Cr and Ni in plating industry from Sihwa and Banwol industrial complexes. Adding to this, components related to coal combustion and road dust showed high correlation in Pohang and Gwangyang industrial complexes. Then Onsan and Ulsan industrial complexes showed high correlation among components related to the nonferrous metals.

• 환경생물
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• 제34권2호
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• pp.124-131
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• 2016

Euglena agilis의 운동성 반응을 자동으로 측정하는 장치인 E. agilis 시스템 (E-Tox)을 이용하여 8종의 중금속 (Ag, Cd, Cr(VI), Cu, Hg, Ni, Pb, Zn)에 대한 독성시험을 실시하였다. E. agilis 운동성 시험 (biomonitoring test)으로부터 도출된 $EC_{50}$과 문헌상의 자료 조사로 얻은 기존 생태독성 시험 생물 종들(D. magna, V. fischeri, 그리고 E. gracilis)의 $EC_{50}$을 비교하여 시험물질에 대한 E. agilis의 독성 민감도를 평가하였다. 또한 축산폐수 방류수, 도금폐수 방류수, 도금폐수 1차 처리 시료에 대해 D. magna 급성 독성시험과 E. agilis 운동성 반응 시험을 수행 후 TU를 비교하여 E. agilis 운동성 시험의 현장 적용 가능성을 평가하였다. E. agilis는 시험 중금속에 대해 D. magna보다 독성민감도가 전반적으로 낮았으나 V. fischeri 또는 E. gracilis와 유사하거나 좀 더 민감하였다. E. agilis는 D. magna test로 유독성으로 판명된 도금폐수 1차 처리수에 대해 신속한 독성반응을 나타내었다. E-Tox 시스템은 기존의 생태독성시험장비에 비해 빠르고 작동이 간편한 자동화 기기라는 장점이 있다. 본 연구의 결과 E-Tox 시스템을 이용한 E. agilis 운동성 시험은 향후 독성폐수에 대한 조기경보를 위한 생태독성시험법으로 적용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 자원리싸이클링
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• 제22권3호
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• pp.91-99
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• 2013

우리나라 경제의 근간을 이루고 있는 철강산업, 자동차산업이나 전자산업에서 전기도금은 중요한 역할을 담당하고 있다. 전기도금 폐액은 전처리, 도금 및 후처리과정에서 발생하는 폐액이고 다양한 금속염을 포함한 유해한 폐수이다. 현재 일반적인 폐수는 환경법상 배수 규제치 이하로 중화처리한 후 각종 금속이 혼합된 슬러지는 매립하거나 위탁처리하고 있는데, 처리에 따른 막대한 비용이 들뿐만 아니라 매립지 부족과 유가금속 자원 낭비를 초래하고 있다. 따라서 이러한 폐수에서 유가금속을 회수하는 연구가 활발하게 진행되고 있다. 전기도금 폐액에서 금속을 선택적으로 회수하는 새로운 방법은 철산화세균을 이용하는 방법, 황화제를 이용한 황화물(MS) 회수법 및 유기용매를 이용한 용매추출법 등에 관한 연구가 진행되고 있다. 이들의 폐수처리방법을 이용하여 Fe, Cu, Zn, Ni 등의 금속이온이 혼합된 폐수에서 유가금속을 95%이상 회수하는 성과를 거두었다. 이는 전기도금공정에서 배출되는 폐수를 폐기할 것이 아니라 도시광산의 중요한 금속자원으로 활용될 것으로 기대된다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제25권10호
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• pp.1392-1399
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• 2001

The flow fields inside a molten Zn pot of continuous hot-chip galvanizing process were investigated experimentally. With varying several parameters including the strip speed Vs, flow rate Q of induction heater. scrapper location and baffle configuration, instantaneous velocity fields were measured using a PIV velocity field measurement technique. Inside the strip region, counter-clockwise rotating flow is dominant. The general flow pattern inside the strip region is nearly not influenced by the strip speed Vs, flow rate Q and the scrapper location. In the exit region, the flow separated from the moving strip due to the existence of a stabilizing roll ascends to the free surface, for the cases of no scrapper and scrapper detached form the roll. On the other hand, the ascending flow to the free surface is decreased, as the flow rate Q of induction heater increases. By installing a baffle around the uprising strip, the flow moving up to the stabilizing roll decreases. In addition, B-type baffle is better than A-type baffle in reducing speed of flow around the stabilizing rolls. However, the flow ascended to the free surface is largely influenced by changing the flow rate Q, and the scrapper location, irrespective of the baffle type.

• 센서학회지
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• 제27권5호
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• pp.340-344
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• 2018

Electrodes are an important part of electrocardiography (ECG); disposable electrodes have been extensively used. However, personal ECG monitoring devices for Internet of Things applications require reusable electrodes. As there have been no systematic studies on the characteristics of reusable electrodes to date, we conducted this study to assess the performance and feasibility of electrodes with different materials. We built reusable electrodes using twelve different metallic materials, including commonly used copper, silver, zinc, plating materials, chemically inert titanium, stainless steel, and aluminum. Each electrode was fabricated to a size of $5{\times}10mm$. Their characteristics such as offset, baseline drift, stabilization time, and chemical inertness were compared. A personal ECG monitoring system was used to test the manufactured electrodes. The performances of the Ag, Cu, and Zn electrodes were better than the performances of other electrodes. However, these materials may not be used owing to the chemical changes that occur when the electrodes are in contact with the skin, such as discoloration and corrosion, which deteriorate their electrical characteristics. Titanium, stainless steel, and aluminum are chemically stable. The titanium electrode showed the best performance among the three, and it is our recommendation as a material for manufacturing reusable electrodes.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2015년도 추계학술대회 논문집
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• pp.142-142
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• 2015

아연-마그네슘 합금은 마그네슘 첨가로 인한 뛰어난 내식성과 아연의 자원 고갈에 대한 갈등을 해소할 수 있다는 장점을 가지고 있으므로 차세대 강판 도금 소재로서 주목받고 있다. 그러나 아연-마그네슘의 도금 공정은 상대적으로 높은 융점을 지닌 마그네슘 첨가로 인해 기존의 아연 도금 공정에 비해 고온에서 이루어지므로 용융 금속에 의한 도금 설비의 빠른 손상이 발생하게 된다. 따라서 이와 같이 고온 환경에서도 사용 가능한 수준의 내구성을 지닌 소재의 개발이 반드시 필요한 상황이다. 선행 연구에 의하면 Mo은 아연-마그네슘 용탕에서 우수한 내침식 특성을 보이는 것으로 확인되었지만 pure Mo의 경우 고온 산화에 취약한 단점을 가지고 있어 내구성에 한계를 보인다. 따라서 본 연구에서는 이러한 문제를 해결하기 위해 pack cementation 공정을 통해 Mo 표면에 내산화 특성이 우수한 Mo 금속간화합물($MoSi_2$, $Mo_3Si$, $Mo_5SiB_2$)을 형성시켰고 이를 대상으로 아연-마그네슘 용탕에 대한 내산화 거동을 평가하였다.