• Smart Structures and Systems
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• 제24권4호
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• pp.541-552
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• 2019

Construction development and greenhouse gas emissions have globally required a strategic management to take some steps to stain and maintain the environment. Nowadays, recycled aggregates, in particular ceramic waste, have been widely used in concrete structures due to the economic and environmentally friendly solution, requiring the knowledge of recycled concrete. Also, one of the materials used as a substitute for concrete cement is wollastonite mineral to decrease carbon dioxide (CO2) from the cement production process by reducing the concrete consumption in concrete. The purpose of this study is to investigate the effect of wollastonite on the mechanical properties and durability of conventional composite concrete, containing recycled aggregates such as compressive strength, tensile strength (Brazilian test), and durability to acidic environment. On the other hand, in order to determine the strength and durability of the concrete, 5 mixing designs including different wollastonite values and recovered aggregates including constant values have been compared to the water - cement ratio (w/c) constant in all designs. The experimental results have shown that design 5 (containing 40% wollastonite) shows only 6.1% decrease in compressive strength and 4.9% decrease in tensile strength compared to the control plane. Consequently, the use of wollastonite powder to the manufacturing of conventional structural concrete containing recycled ceramic aggregates, in addition to improving some of the properties of concrete are environmentally friendly solutions, providing natural recycling of materials.

• Tribology and Lubricants
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• 제35권2호
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• pp.132-138
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• 2019

In this study, we demonstrate the effects of the acidic properties of montmorillonite (MMT), which is commonly used as a catalyst, on the conversion and selectivity of the dimer acid methyl ester (DAME) synthesis. We synthesize DAME by the dimerization of conjugated linoleic acid methyl ester (CLAME) and oleic acid methyl ester using MMT KSF. Incidentally, trimer acid methyl ester was formed as a by-product during the DAME synthesis. There is a necessity to adequately adjust the strength and quantity of the acid site to control the selectivity of DAME. Therefore, we vary the pH of the MMT acid by using various metal hydroxides. The purpose of this study is to increase the yield of monocyclic dimer acid methyl ester, which is a substance with adequate physical properties for industrial applications (e.g., lubricant and adhesive, etc.), using a heterogeneous catalyst. We report the dimerization of fatty acid methyl ester by using base treated-KSF, and apply it to conjugated soybean oil methyl ester. Then, we transmute the acid site properties of KSF, such as pH of 5 wt.% slurry KSF and various alkali metals (Li, Na, K, Ca). Characterization of base treated-KSF using a pH meter, x-ray diffraction, inductively coupled plasma-atomic emission spectrometer, Brunauer-Emmett-Teller surface analysis, and temperature-programmed desorption. We conduct an analysis of CLAME and DAME using nuclear magnetic resonance spectroscopy, gas chromatography, and gel permeation chromatography. Through these experiments, we demonstrate the effects of the acidic properties of KSF on the conversion and selectivity of the DAME synthesis, and evaluate its industrial potential by application to waste vegetable oil.

• 공업화학
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• 제29권2호
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• pp.248-251
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• 2018

고정층 반응기와 파이롤라이저-가스크로마토그래피/질량분석기를 이용하여 커피 잔류물이 함유된 폐종이컵의 열분해 및 촉매 열분해를 진행하였다. 커피 잔류물이 함유된 종이컵의 무촉매 열분해에서는 많은 양의 오일이 가스 및 촤와 함께 형성되었다. HZSM-5와 HY 촉매의 사용에 따른 추가적인 분해 반응에 의해 오일의 양은 줄고 가스의 양은 증가하였다. HZSM-5와 HY의 산촉매 특성 때문에 커피 잔류물이 함유된 종이컵의 촉매 파이롤라이저-가스크로마토그래피/질량분석기 분석은 생성오일 중 방향족 화합물의 선택도를 증가시켰다. HY보다 강한 산세기와 중간 기공을 가진 HZSM-5의 특성으로 인해, HZSM-5상에서 커피 잔류물이 함유된 종이컵을 촉매 열분해한 경우 HY를 사용한 경우보다 휠씬 더 많은 양의 방향족 화합물이 생성되었다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2011년도 추계학술대회 초록집
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• pp.116-116
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• 2011

바이오 가스 플랜트의 혐기소화 공정에서 발생하는 바이오 가스는 중 유해가스인 황하수소($H_2S$)는 부식성 가스로 수천 PPM농도를 함유하여, 발전기나 가스보일러로 이용하는 경우에는 $H_2S$를 제거하는 탈황공정이 반드시 필요하다. 탈황방식에는 산화철 탈황(건식 탈황)과 생물 탈황이 현재 많이 사용되고 있어나 산화철 탈황은 산화철 pellet이 유화철에 변화하면 탈황능력이 저하되어 pellet을 교환해야 하며 많은 비용이 발생한다. 생물 탈황 방식은 유황산화세균의 서식활동조건(온도, 반응시간, 산소량)확보가 반드시 필요하여 높은 운전기술을 필요로 한다. 본 연구에서는 바이오가스 전처리 기술 중 활성탄 또는 약액을 이용한 기존의 탈황정제방식보다 흡착성능이 뛰어난 이온교환섬유를 이용하여, 황화수소($H_2S$)를 95% 이상 제거할 수 있는 고효율 섬유상 이온촉매 악취제거 시스템 개발을 수행하였다. 이온교환섬유는 방사선 조사를 이용하여 부직포에 라디칼을 인위적으로 형성시켜(그라프트 중합) 양이온 또는 양이온을 교환할 수 있도록 제조된 섬유상의 흡착제로, 이온교환 섬유의 화학적 이온교환과 물리적 흡착 및 탈착반응이 동시에 발생되고, 활성탄/실리카켈 보다 흡착능력이 2~4배 높다. 또한 이온섬유의 재생기능을 이용하여 장기적 다양한 악취($H_2S$, $NH_3$, 아민계, 메르갑탄류, 알데히드 등) 및 유해가스(VOCs, NOx, SOx) 등을 95% 이상 제거할 수 있다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제18권11호
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• pp.1809-1818
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• 2008

Biotechnological treatment of sulfate- and metal-ions-containing acidic wastewaters from mining and metallurgical activities utilizes sulfate-reducing bacteria to produce sulfide that can subsequently precipitate metal ions. Reducing sulfate at a low pH has several advantages above neutrophilic sulfate reduction. This study describes the effect of sulfide removal on the reactor performance and microbial community in a high-rate sulfidogenic gas-lift bioreactor fed with hydrogen at a controlled internal pH of 5. Under sulfide removal conditions, 99% of the sulfate was converted at a hydraulic retention time of 24 h, reaching a volumetric activity as high as 51 mmol sulfate/l/d. Under nonsulfide removal conditions, <25% of the sulfate was converted at a hydraulic retention time of 24 h reaching volumetric activities of <13 mmol sulfate/l/d. The absence of sulfide removal at a hydraulic retention time of 24 h resulted in an average $H_2S$ concentration of 18.2 mM (584 mg S/I). The incomplete sulfate removal was probably due to sulfide inhibition. Molecular phylogenetic analysis identified 11 separate 16S rRNA bands under sulfide stripping conditions, whereas under nonsulfide removal conditions only 4 separate 16S rRNA bands were found. This shows that a less diverse population was found in the presence of a high sulfide concentration.

• 한국가스학회지
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• 제26권3호
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• pp.21-26
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• 2022

아연은 인체에 유해한 카드뮴을 대체하여 금속재료에 수소가스가 침투하거나 금속재료 내부로부터 수소가 누출되는 것을 방지하기 위한 친환경 코팅 재료로 주목받고 있다. 일반적으로 수성 및 산성 분위기에서 수행되는 아연(Zn) 및 아연 합금의 전기도금은 낮은 쿨롱 효율, 부식 및 수소 누출과 같은 단점이 있어 산업적 이용이 어렵다. 본 연구에서는 염화콜린과 에틸렌글리콜을 이용하여 Deep-eutectic solvent를 합성하고 이를 용매로 사용하여 아연 도금용 전해질을 제조하여 STS 304 기판 위에 전기 도금하였다. 주사전자현미경(SEM)과 원자힘현미경(AFM)을 이용하여 표면 미세구조와 조도를 관찰하였다. X선회절분석(XRD)을 이용하여 도금 막의 결정구조를 분석하였다. 마지막으로 수소를 주입한 STS 304 기판에 최적화된 Zn 도금액을 코팅한 시료의 수소 방출 방지 효과를 분석하였다.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제34권2호
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• pp.217-224
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• 2017

본 연구는 강산 분위기에서 아연의 산화 환원 반응을 통한 폐수 중 질산성 질소 제거에 관한 연구이다. 폐수에 황산($H_2SO_4$)을 첨가하여 강산 분위기를 조성한 다음, 아연과 설파믹산을 넣어주게 되면 금속 아연이 산화되고, 이온화된 질산성 질소가 환원 처리되어 제거되는 연구이다. 산화 반응은 강산 분위기일수록 반응이 잘 일어나기 때문에 pH 2.0~4.0 범위 중 pH 2.0에서 제거효율이 높았다. 설파믹산을 첨가함으로써 질산 이온을 최종 질소가스로 환원시켜 제거하는 것이 설파믹산이 존재하지 않을 때보다 $H^+$ 이온 소모량이 적기 때문에 설파믹산을 투입하는 것이 유리하였다. 같은 아연 양에 따라 설파믹산을 넣지 않은 것은 질산성 질소가 46.0% 제거되는 반면, 설파믹산을 넣게 되면 질산성 질소가 93.0% 제거된다. 본 실험에서 아연은 입자가 분말 형태로 제조되어 반응성이 다른 일반 아연 금속보다 크기 때문에 반응 후 1분 만에 제거 효율이 약 80.0% 로 매우 높게 나타났다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제57권6호
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• pp.812-825
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• 2019

국내에서 채광되는 백운석(dolomite, $CaMg(CO_3)_2$)을 회분식 형태의 마이크로웨이브 소성로($950^{\circ}C/60min$)에 의해 소성하여 경소백운석($CaO{\cdot}MgO$)을 제조하였다. 국내에서 산출된 두 개의 백운석 시료를 대상으로 경소백운석($CaO{\cdot}MgO$) 제조 후 수화 특성을 규명한 결과 반응성이 다름을 규명하였다. 경소백운석($CaO{\cdot}MgO$)의 수화 특성의 반응성을 이용하여 강산성 양이온 교환수지와 반응 시켜서 MgO를 분리하는 조건을 실시하였다. 분리 실험 조건은 경소백운석($CaO{\cdot}MgO$)과 $R-SO_3H$ (1:12 mass %)로 칼슘이온 흡착($Ca-(R-SO_3)_2$)하여 MgO를 분리하였다. 분리 후 MgO의 함량은 94 mass % 이상으로 분리되었다. 분리된 MgO를 $950^{\circ}C$, 60 min 동안 열처리 후 MgO의 순도는 96 mass %로 나타났다. 그리고칼슘 이온이 흡착된강산성 양이온교환수지($Ca-(R-SO_3)_2$)와 NaOH, $CO_2$ gas 반응에 의해서 98 mass %의 $CaCO_3$를 합성하였다.

• 분석과학
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• 제21권6호
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• pp.510-517
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• 2008

본 연구는 건강한 성인남자로부터 비스테로이드성 항염증제인 diclofenac약물을 복용 후 26시간 동안 배설된 소변을 채취하여 이 약물의 대사과정과 배설에 대하여 연구를 수행하였다. 소변 중에 diclofenac의 포합대사체를 검출하기 위하여 산가수분해 과정을 수행하였고 이 과정에서 diclofenac과 대사체들은 탈수반응에 의해 락탐환이 형성되어 이들의 극성은 산성에서 염기성으로 전환된다. 그러나 변환된 락탐환은 염기조건에서 수산화이온에 의해 쉽게 분해가 일어나므로 오히려 염기성 조건에서의 추출율이 낮아지는 경향이 있어 적정 추출 조건에 대하여 연구하였다. 미량의 대사체 검출을 위하여 trimethylsilylation (TMS) 유도체 반응을 시킨 후 gas chromatograph-mass spectrometer (GC-MS)를 이용하여 분석하였다. 본 연구를 통해 4개의 대사체를 검출할 수 있었으며, 이들은 모두 산화과정에 의해 약물모핵에 hydroxylation된 화합물이었다. 각 대사체는 질량스펙트럼의 해석과 이전 연구결과의 비교를 통하여 구조가 규명되었으며, 이를 바탕으로 시간에 따른 모 약물과 대사체의 배설율을 조사하였다. 본 실험 결과로부터 diclofenac의 체내 대사 경로를 제안하였다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제33권3호통권131호
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• pp.45-52
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• 2005

북양젓나무(Abies sibirica Ledeb)의 목분, 목섬유, 수피를 탄화하여 획득한 목탄의 물성과 흡착특성을 탄화온도별로 조사하였다. 전체적으로 탄화온도가 상승할수록 탄화수율은 감소하였다. 목탄의 탄소함량은 탄화온도의 상승과 함께 증가하였으나, 수소나 산소의 함량은 감소하였다. 수피탄화물은 목분 또는 목섬유 탄화물과 비교하여 탄화수율이 높게 나타났으며, 수피탄화물 내 회분함량도 상당히 높았다. 목질탄화물의 요오드흡착능은 탄화온도가 높을수록 향상되었으며, 목분이나 섬유 탄화물이 수피탄화물보다 상대적으로 높았다. 기상의 톨루엔에 대한 흡착능은 목탄 종류에 관계없이 $600^{\circ}C$에서 탄화하였을 경우 가장 높게 나타났으며, 이러한 결과는 $600^{\circ}C$에서 생산한 목탄이 비표면적과 총세공용적이 가장 크다는 사실로 쉽게 설명되어진다. 초산가스제거율은 고온탄화물일수록 크고, 암모니아 가스 제거율은 $400^{\circ}C$와 같은 저온에서 탄화한 탄화물이 높은 경향을 나타내었다. 이는 고온탄화물일수록 알칼리성을 나타내는 반면 저온탄화물은 산성을 나타내는 것에 기인하는 것으로 보인다. 따라서 목탄의 pH가 산 또는 염기성 가스 흡착능력에 큰 영향을 주는 것으로 생각된다.