• Journal of Electrochemical Science and Technology
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• 제14권2호
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• pp.105-119
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• 2023

The electrochemical chlorine evolution reaction (CER) is an important electrochemical reaction and has been widely used in chlor-alkali electrolysis, on-site generation of ClO^-, and Cl₂-mediated electrosynthesis. Although precious metal-based mixed metal oxides (MMOs) have been used as CER catalysts for more than half a century, they intrinsically suffer from a selectivity problem between the CER and parasitic oxygen evolution reaction (OER). Hence, the design of selective CER electrocatalysts is critically important. In this review, we provide an overview of the fundamental issues related to the electrocatalysis of the CER and design strategies for selective CER electrocatalysts. We present experimental and theoretical methods for assessing the active sites of MMO catalysts and the origin of the scaling relationship between the CER and the OER. We discuss kinetic analysis methods to understand the kinetics and mechanisms of CER. Next, we summarize the design strategies for new CER electrocatalysts that can enhance the reactivity of MMO-based catalysts and overcome their scaling relationship, which include the doping of MMO catalysts with foreign metals and the development of non-precious metal-based catalysts and atomically dispersed metal catalysts.

• 유기물자원화
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• 제28권3호
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• pp.15-26
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• 2020

하수슬러지 소각재에서 인(P)을 회수하기 위해 소각재를 황산 용액으로 추출한 후, 알칼리 물질로 pH를 높이면서 회수되는 인(P)과 불순물인 중금속 함량을 비교하여 최적의 인(P) 회수 조건을 실험하였으며, 이때 산추출액을 재사용하거나, 소각재를 입자크기 별로 구분하였을 때 인(P) 회수효율을 비교하였다. 하수슬러지 소각재로부터 인(P)을 회수하기 위한 조건은 1N 황산 용액으로 L/S비 10, 추출시간 30분으로 하는 것이 최적이었다. 인(P)을 회수하기 위한 적정 pH는 알칼리 물질 첨가량, 회수되는 침전물 내의 중금속 함량 등을 고려하였을 때 pH 5 이전에 생성되는 침전물에서 인(P)을 회수하는 것이 유리한 것으로 판단된다. 소각재 추출액의 재사용율(100, 50%)에 따라 인(P)의 회수율을 각각 14, 21% 증가시켰으나, Zn 함량이 각각 33, 21%, Cu의 함량이 각각 35, 20% 증가되었다. 하수슬러지 소각재를 입자크기별로 4개 구간으로 나누어 실험한 결과 특정 크기 구간의 소각재 만을 인(P) 추출하는데 따른 장점은 없었다. EDTA와 양이온 교환수지 등을 통한 추출액 중의 중금속 제거 효과는 크지 않았다.

• 공업화학
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• 제9권2호
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• pp.286-293
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• 1998

연소배가스로부터 $CO_2$를 선택적으로 분리하기 위한 활성탄 흡착공정 사용시 흡착능 향상을 위하여 $CO_2$와 친화력이 있는 화합물을 함침시키는 방법과 KOH를 함침시킨 후 고온에서 열처리하므로서 활성화시키는 방법이 사용되었다. 알칼리금속, 알칼리토금속, 또는 전이금속의 염화물을 함침시킨 활성탄에 대한 $CO_2$의 흡착량을 측정한 결과 함침 전의 활성탄의 흡착량보다 적었다. 이것은 함침되는 물질이 $CO_2$에 대한 친화력이 없이 단지 활성탄의 미세기공만 막는 결과임을 알 수 있었다. 알칼리금속수산화물 중 KOH를 함침시킨 활성탄에 대한 $CO_2$의 파과실험 결과 유입되는 기체에 수분이 있을 경우 흡착량이 증가했는데 이것은 KOH가 $CO_2$를 흡수하는 성질 때문이었다. 그러나 이 흡착제에 함친된 KOH가 $CO_2$와 반응하여 $K_2CO_3$로 변함에 따라 재현성이 없음을 알 수 있었다. KOH를 함침시킨 후 $800^{\circ}C$에서 열처리하여 활성화시킨 활성탄의 경우 함침된 KOH의 양이 증가할수록 $CO_2$의 흡착량이 증가했으며, KOH와 활성탄의 무게비(KOH/Activated-Carbon)가 4일 때 최대였다. 이 흡착제에 대해 온도별로 측정된 $CO_2$의 흡착량으로부터 Clausius-Clapeyron식을 이용하여 등량흡착열을 구했다. 그리고 고정층 파과실험을 통해 $CO_2$농도와 유속에 따른 파과특성을 살펴보았다.

• 대한화학회지
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• 제48권2호
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• pp.129-136
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• 2004

타이테늄과 [타이테늄 + 나트륨 (칼륨)]으로 치환된 11${\AA}$의 토버모라이트 고체가 180 $^{\circ}C$의 수열반응 조건하에서 합성되었고, 이 화합물은 Fe$^{2+},\;Zn^{2+},\;Cd^{2+},\;Pb^{2+}$과 같은 중금속 양이온에 대해서 양이온 교환 성질을 보였다. 이 고체에 흡착된 중금속 양이온은 Fe$^{2+}>Zn^{2+}>Cd^{2+}>Pb^{2+}$의 순서로 그 양이 감소하였고, 10% [타이테늄 + 칼륨]으로 치환된 토버모라이트가 최대값을 보였다. 총 양이온 교환능은 10% [타이테늄 + 칼륨]으로 치환된 토버모라이트와 타이테늄으로만 치환된 토버모라이트에 대해서 각각 71에서 89 meq/100 g와 50에서 56 meq/100 g로 측정되었다. 이 결과는 10% [타이테늄 + 칼륨]치환이 비치환 토버모라이이트 보다 2.4배 이상의 양이온 교환능이 있음을 보여준다. 이는 교환체의 활성자리 수의 증가에 의한 것이다. 합성된 토버모라이트의 격자구조로의 타이테늄과 [타이테늄 + 나트륨 (칼륨)]의 포함은 각각 Ti$^{4+}\;{\Leftrightarrow}\;2Ca^{2+}$와 Ti$^{4+}+2Na^+(K^+)\;{\Leftrightarrow}\;3Ca^{2+}$의 치환에 의한 것이다. 합성과정 중 고체의 결정 격자로의 타이테늄과 [타이테늄 + 나트륨 (칼륨)]의 포함에 관한 메커니즘과 이들 고체에 의한 중금속 양이온 흡수가 연구되었다.

• 환경위생공학
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• 제7권2호
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• pp.111-128
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• 1992

According to the increase of population and industrialization, the quality of our drinking water are becoming worse by the contamination of resources, production of THM and other halogenated hydrocarbons during the purifying process, the problem of corroded water supplying pipeline, and the water reservoir tanks, Many people choose groundwater to drink instead of city tap water, but sometimes we get report about groundwater contamination by wastes, swage, septic tank, etc. It is reported that in U. S. over 20% of population are drinking groundwater, but U. S EPA reported the groundwater contamination by pesticides, herbicides, fungicides, fertilizer, and various chemical substances. Craun, et at announced the groundwater contamination by bacteria which are related with poor installation of septic tank. Johnson and Kross mentioned aboutmethemoglobinemia by NO3-N originated from human and animal feces, organic chemicals, and fertilizer, and as the results the infant mortality could be risen. Some scientist also reported the high concentration of metals in groundwaters and some cation and anions, and volatile organic compou nds. Authors investigated 80 groundwaters in urban, agricultural, and industrial area during last 3 month(June - August) to check any drinking water quality parameters are exceeding the standards. The results were as follow. 1, The average value of ammonia nitrate were within the standard, but 11.76% of urban area were exceeded the 10 rpm standard, in agricultural area 42.3175 were exceeded, and in industrial area 20.2% were exceeded the drinking water standard of 10 ppm. the highest concentration was 29.37 ppd in industrial area. 2. The mean value of metals is not exceeded the standard, but there were some groundwater whose Mn value was 0.424 ppm(standard is 0,3 ppm) in urban area, 0.737 rpm in agricultural area, and 5.188 ppm in industrial area. The highest Zn value was 1.221 ppm (standard is 1.0 ppm)was found in industrial area. 3. The percentage of contamination by general bacteria was 8.82% in urban area, 15.38% in agricultural area, and 15.00% in industrial area. Escherichia coil group was also contaminated by 35.29% in urban area, 30.76% in agricultural area, and 30.00% in industrial area. 4, The pH value was within the standard which means there was no influence by acid or alkali chemicals, nor acid rain Through the above results, all the groundwater should be tested to check the safety for drinking water and should make some alternative methods suitable for drink.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제12권3호
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• pp.143-150
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• 2009

선박의 주기관이나 발전기관 등 디젤기관에서 사용하는 연료유는 원유를 정제해서 사용하고 있다. 석유화학공업에서 원유로부터 양질의 고급 휘발유를 많이 생산하기 위하여 촉매를 사용하는 유동접촉분해(FCC) 방법을 채택하여 원유를 분리하고 있다. 유동접촉분해 시 촉매의 주성분은 Si와 Al이며, 그 외에 Fe, Zn, Ti 등의 기본금속과 알칼리 금속 및 Ce, Nd, Ni, V 등의 희유금속이 함유되어 있다. 만일 선박에 사용되는 연료유에 이러한 성분의 촉매가 많이 혼입되어 Al, Si, Ni, V이나 Fe 등의 성분이 과다하게 되면 기관 부속품 마모가 아주 심하게 되고, 기관전체를 사용하지 못하게 되어 대형 해양 선박사고가 발생 할 수 있다. 다시 말해, 이런 성분이 많이 함유된 연료유를 기관에 사용하는 경우 연료펌프, 연료분사밸브, 실린더라이너, 피스톤링의 마모가 심하게 발생하게 된다. 따라서 이러한 사고를 예방하기 위하여 사고 발생현황에 대한 정확한 원인을 규명하고 밝히는 것이 중요하다. 아울러 그 사고의 원인이 자연적인 마모, 경년변화인가 또는 외적인 요인에 의한 사고인가에 따라 보험 보상 대상여부가 판명될 수 있어, 연료유로 인한 사고 원인규명은 아주 중요한 업무이다. 본 논문에서는 연료유 관련 사고가 발생한 선박을 대상으로 사고유형, 사고원인 및 예방법에 대한 검토를 하고 향후 선박의 디젤엔진에서 저질연료유 사용에 따른 문제점을 개선하도록 제시하고자 한다.

• 대한화학회지
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• 제45권1호
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• pp.31-39
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• 2001

새로이 합성한 15-Crown-5 유도체들을 칼륨이온의 전위차법 정량을 위한 중성운반체로 사용하였다. 다섯 가지 화합물 중에서N-(4'-benzo-15-crown-5-ether)-anthracene-9-imine이 가장 좋은 선택성과 안정성을 보였다. 칼륨이온을 전위차법으로 정량하기 위한 이온선 택성 막의 조성을 조사한 결과, 최적 조성은 중성운반체: PVC:가소제의 조성비가 1.0:33.0:66.0 wt% 이었다. 친유성 첨가제로 0.2wt% KTpClPB를 사용했을 때에 Nernstian 기울기가 많이 좋아졌고, 또 알칼리 및 알칼리 토류 금속에 대한 칼륨이온의 선택성이 크게 개선되었다. 특히 암모늄이온에 대한 칼륨 이온의 선택성은 $logK^{pot}_(K^+,NH_4^+}$=-2.59로 아주 좋은 값을 보였다. 이 전극의 감응시간은 $t_{100}$=5sec로서 짧은 시간에 많은 시료를 분석할 수 있고, 3주 이상 사용하여도 선택성과 분석 특성에 별다른 변화가 없었다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제18권7호
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• pp.63-72
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• 2013

This study estimated stabilization efficiency of As and heavy metal contaminated agricultural soil in abandoned mine through pot experiment. Also contaminants uptake of plant (lettuce) was compared as function of amendment (limestone, steelmaking slag and the mixture of these) addition. In soil solution analysis, concentration of contaminants in soil solutions which added limestone or steelmaking slag were lower than that of the mixture. Especially in As analysis, concentration with 5% (wt) addition of steelmaking slag showed the lowest value among those with other amendments. This seems that As stabilization happens through Fe adsorption during precipitation of Fe by pH increasing. Leachability of As in stabilized soil by TCLP was represented similar result with soil solution analysis. However leachability of heavy metals in stabilized soil was similar with that of non-stabilized soil due to dissolution of alkali precipitant by weak acid. Contaminants uptake rate by plant was also lower when limestone or steelmaking slag was used. However this study revealed that concentration of contaminants in soil solution didn't affect to the uptake rate of plant directly. Because lower $R^2$ (coefficient of determination) was represented in linear regression analysis between soil solution and plant.

• 공업화학
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• 제20권5호
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• pp.465-472
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• 2009

본 총설에서는 최근 주로 연구되고 있는 활성탄, 탄소나노튜브, 팽창 흑연 및 활성 탄소 섬유 등 다공성 탄소재료를 중심으로 수소 저장량을 증대시키기 위한 기술 및 기 발표된 수소저장량과 그 장 단점에 대하여 고찰하였다. 수소저장능을 향상시키기 위한 탄소 내 기공의 최적의 크기는 0.6~0.7 nm로 조사되었다. 촉매의 경우 전이금속 및 그 금속산화물이 많이 이용되었으며, 주로 다공성 탄소재료에 도핑을 통해 수소저장능을 향상시켰다. 수소저장 매체인 다공성 탄소재료 중에서 활성탄은 대량생산이 가능하여 가격이 비교적 저렴한 장점이 있고 탄소나노튜브는 튜브의 튜브간 공간 외에도 내부공간에 수소를 저장할 수 있는 공간이 수소저장에 활용될 수 있다는 장점이 있다. 팽창 흑연은 흑연의 층 사이에 알칼리 금속의 삽입 시 층간 거리가 팽창하여 수소저장에 용이하고, 활성탄소섬유는 높은 비표면적과 발달된 미세기공이 수소흡착에 크게 기여한다는 점이 있다. 이러한 기존의 연구로 고려해 볼 때 다공성 탄소재료는 아직 달성되지 못한 DOE의 수소저장 목표치에 도달하기 위한 주요 유망한 후보재료 중의 하나이다.

• 공업화학
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• 제28권1호
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• pp.29-34
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• 2017

본 연구에서는 순환유동층 보일러 과열기 튜브의 부식 원인물질을 규명하여, 부식방지를 위한 방안을 모색하고자 하였다. 연료, 과열기 튜브 부식부위, 과열기 튜브에 부착된 재 및 보일러 재를 채취하여 성분분석을 수행하였다. 과열기 튜브 부식부위에서 산화로 인한 O성분이 함유되어 있는 것을 확인하였다. 과열기 튜브 부착 재 및 보일러 재에서 6.1% 및 4.3%의 Cl이 분석되었으며, 이는 설계값의 약 14-20배 정도 높은 수치이다. 또한 알칼리 금속물질(K, Na, Ca)의 함량이 매우 높게 분석되었다. XRF 데이터를 이용하여 보일러에서 재의 슬래깅과 파울링에 대한 영향을 예측하였다. Basicity는 과열기 튜브 부착 재 및 보일러 재에서 각각 3.62 및 2.72로 산정되었으며, 설계값인 0.35에 비하여 높은 수치를 갖는 것으로 확인되었다.