• 제목/요약/키워드: carbon density

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ALC 패널 대체용 지오폴리머의 제조 (Manufacturing of geopolymers for replacing autoclaved lightweight concrete panels)

  • 김민정;김유택
    • 한국결정성장학회지
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    • 제30권1호
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    • pp.33-39
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    • 2020
  • 본 연구에서는ALC 패널을 대체하고자 석탄가스화 복합발전에서 배출되는 용융 슬래그를 주원료로 실리콘 웨이퍼 부산물로 발생하는 Si sludge를 발포제로 경량 지오폴리머를 제조하여 알칼리 활성화제의 몰 농도, W/S 비, Fiber, Polystyrene(스티로폼) 첨가에 따른 비중과 압축강도 등의 물리적 특성을 측정하고 ALC 판넬 대체 가능성을 분석/비교 하였다. W/S 비, 알칼리 활성화제의 몰 농도 조절을 통해 ALC 기준에 부합되는 시편을 만들 수는 없었으나 이를 섬유상 물질 및 스티로폼 등의 외부물질을 첨가하여 물성향상 한계의 벽을 뛰어넘고자 하였다. 유리섬유와 탄소섬유 첨가 지오폴리머는 ALC 패널의 기준에 도달하지 못했지만, 유리 섬유 0.3 wt.%를 첨가한 경우 압축강도가 3배 이상 증가했다는 면에서 경량 지오폴리머의 압축강도를 크게 향상시키는 방법으로 제시될 수 있었다. 스티로폼 첨가 시편의 경우 스티로폼 최대 첨가량은 5 0 vol.%였으며, 삽입물의 첨가 방법에 따라 물성이 크게 변화하였다. 단일 삽입물을 첨가한 경우 강도 17.8 MPa 밀도 0.996 g/㎤으로 ALC 패널 기준과 유사한 물성을 얻을 수 있었다. 향후연구를 통해 시편제조 재현성 및 제조방법의 어려움을 극복한다면, 스티로폼 삽입 지오폴리머는 ALC 패널을 대체할 가능성이 충분히 있다고 판단되었다.

합성경량골재(SLA)를 사용한 경량콘크리트의 파괴, 역학적 특성 및 내구성 (The Fractural-Mechanical Properties and Durability of Lightweight Concrete Using the Synthetic Lightweight Aggregate)

  • 조병완;박승국;박종빈;데니엘 C. 젠슨
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제17권1호
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    • pp.19-25
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    • 2005
  • 폐플라스틱과 fly ash를 건설분야에서 재활용하는 것은 환경오염의 방지와 함께 경제적인 건설 신소재를 개발할 수 있어 각종 환경규제 속에 대처할 수 있는 훌륭한 방안이다. 본 연구에서는 $12\%$ 탄소를 함유한 fly-ash와 폐플라스틱를 이용하여 합성경량골재를 제작하였다. 최대치수 9.5mm의 골재는 fly ash 함유량을 $0\%$, $35\%$, $80\%$ 으로 제조하였다. 팽창 점토 경량 골재와 보통 중량 골재를 비교군으로 사용하였다. 골재의 입도, 비중, 흡수율을 실험하였으며 골재종류별로 다섯 변수의 콘크리트 공시체를 제조하였다. 합성경량골재 콘크리트의 특성을 파악하기 위하여 밀도, 압축강도, 탄성계수, 할렬인장강도, 파괴인성, 파괴 에너지등을 구하였다. 또한 콘크리트 내구성을 알 수 있는 표면박리 저항성 실험을 하였다. 실험결과 압축강도와 인장강도는 보통중량 골재와 일반적인 점토 경량골재를 사용한 콘크리트 보다 합성경량골재의 경우가 더 낮았으나 상대적으로 우수한 파괴특성을 나타내었다. 합성경량골재 콘크리트는 상대적으로 낮은 압축 탄성계수를 가졌으나 높은 연성을 나타내었다. 합성경량골재의 av ash 함유량이 증가함에 따라, 콘크리트의 모든 특성이 향상되었다. fly ash 함유량 $80\%$의 합성경량 골재를 사용한 콘크리트가 표면박리 저항성이 가장 우수하였다.

MFC의 금속 및 탄소전극에 의한 전기생산 특성과 오염저감 효과 (Electricity Generation and De-contamination Effect for Characteristic Electrode Material in a Microbial Fuel Cell System Using Bay Sediment)

  • 권성현;송형진;이은미;조대철;이인형
    • 한국환경과학회지
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    • 제19권8호
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    • pp.951-960
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    • 2010
  • Sediment works as a resource for electric cells. This paper was designed in order to verify how sediment cells work with anodic material such as metal and carbon fiber. As known quite well, sediment under sea, rivers or streams provides a furbished environment for generating electrons via some electron transfer mechanism within specific microbial population or corrosive oxidation on the metal surfaces in the presence of oxygen or water molecules. We experimented with one type of sediment cell using different anodic material so as to attain prolonged, maximum electric power. Iron, Zinc, aluminum, copper, zinc/copper, and graphite felt were tested for anodes. Also, combined type of anodes-metal embedded in the graphite fiber matrix-was experimented for better performances. The results show that the combined type of anodes exhibited sustainable electricity production for ca. 600 h with max. $0.57\;W/m^2$ Al/Graphite. Meanwhile, graphite-only electrodes produced max. $0.11\;W/m^2$ along with quite stationary electric output, and for a zinc electrode, in which the electricity generated was not stable with time, therefore resulting in relatively sharp drop in that after 100 h or so, the maximum power density was $0.64\;W/m^2$. It was observed that the corrosive reaction rates in the metal electrodes might be varied, so that strength and stability in the electric performances(voltage and current density) could be affected by them. In addition to that, COD(chemical oxygen demand) of the sediment of the cell system was reduced by 17.5~36.7% in 600 h, which implied that the organic matter in the sediment would be partially converted into non-COD substances, that is, would suggest a way for decontamination of the aged, anaerobic sediment as well. The pH reduction for all electrodes could be a sign of organic acid production due to complicated chemical changes in the sediment.

녹비작물 환원 시 Glomalin 함량에 따른 토양물리성 및 벼 수량 변화 (Changes of Soil Physical Properties by Glomalin Concentration and Rice Yield using Different Green Manure Crops in Paddy)

  • 전원태;성기영;김민태;오계정;오인석;강위금
    • 한국토양비료학회지
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    • 제43권2호
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    • pp.119-123
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    • 2010
  • 녹비작물 헤어리베치, 보리, 호밀을 이용하여 벼 재배 시에 토양 물리성, glomalin 함량 및 벼 수량 변화를 구명하고자 본 시험을 수행하였다. 보리와 호밀은 10a 당 질소와 인산을 각각 6.3 kg과 3.2 kg을 시용하였고 헤어리베치는 화학비료 시용 없이 벼를 재배하였다. 시험장소는 경기도 수원시에 소재하고 있는 국립식량과학원 벼연구포장인 신흥통에서 중생종인 풍미벼를 재배하였다. 녹비작물 이용 벼 수확 후 토심 10-20cm에서의 토양물리성이 뚜렷한 차이가 없었으나 0-10cm에서 용적 밀도가 감소하고 공극룰이 증가하였다. 헤어리베치 투입구에서 용적밀도와 공극률이 뚜렷이 개선되었다. 내수성 입단화율은 모든 녹비투입구에서 증가되는 경향이었다. Glomalin의 함량은 1모작 관행시비구에 비하여 모두 증가하는 경향이었고 헤어리베치구에서 유의적으로 증가하였다. 심토에서는 헤어리베치와 같이 보리 시용구에서도 증가되었다. Glomalin 함량과 내수성입단화율이 정의 유의한 상관관계가 인정되었고 토양탄소함량과는 상관관계가 없었다. 벼 수량은 관행시비한 1모작에 비하여 보리+화학비료 시비구는 비슷하였으나 호밀+화학비료 투입구는 낮았다. 화학비료를 전혀 투입하지 않은 헤어리베치구의 벼 수량은 포장도복으로 감소하였다. 따라서 논토양에서 녹비작물 헤어리베치 이용 벼 재배 시 토양의 물리성이 변화하기 때문에 투입량, 본답 물관리 등에 유의해야 될 것으로 생각되었다.

해수담수화 전처리 및 역삼투막여과 공정의 유기물 제거특성 (Removal Characteristics of Organic Matters in Pretreatment and Reverse Osmosis Membrane Processes for Seawater Desalination)

  • 김동관;최준석;이창규;김진호;최정학;이원태
    • 대한환경공학회지
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    • 제36권7호
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    • pp.492-497
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    • 2014
  • 해수담수화 시설에서 전처리와 역삼투막(reverse osmosis, RO) 공정의 유기물 제거특성을 살펴보고, 유기물의 특성변화가 막오염 지수에 미치는 영향을 조사하였다. 연구에서 비교된 전처리 공정은 다중여재여과(dual media filter, DMF), 가압형 정밀여과(MF), 침지형정밀여과(SMF) 이다. 유기물의 특성변화를 알아보기 위해 원수와 공정별 처리수의 탁도, $UVA_{254}$, DOC, size exclusion chromatography (SEC), fluorescence excitation emission matrix (FEEM), transparent exopolymer particles (TEP) 등을 분석하였다. 이온성 물질과 무기물 항목은 전처리 공정의 종류에 관계없이 처리되지 않았고 RO공정을 거치면서 99% 이상 제거되었다. 유기물에 의한 막오염에 큰 영향을 미치는 소수성 유기물은 전처리를 통해 상대적으로 제거가 용이하였다. 전처리 공정의 유기물 제거율은 막여과 공정(MF, SMF)이 기존 DMF 공정에 비해 높았다. 처리수내 유기물의 농도가 감소할수록 막오염지수 중 하나인 silt density index (SDI) 값도 감소하였다. MF로 전처리한 경우 SDI값이 가장 낮게 나타났는데, 처리수 내의 $0.1-0.4{\mu}m$ TEP 농도가 MF와 SMF 막오염지수의 차이와 상관관계를 보였다.

New Boron Compound, Silicon Boride Ceramics for Capturing Thermal Neutrons (Possibility of the material application for nuclear power generation)

  • Matsushita, Jun-ichi
    • 한국재료학회:학술대회논문집
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    • 한국재료학회 2011년도 춘계학술발표대회
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    • pp.15-15
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    • 2011
  • As you know, boron compounds, borax ($Na_2B_4O_5(OH)_4{\cdot}8H_2O$) etc. were known thousands of years ago. As for natural boron, it has two naturally occurring and stable isotopes, boron 11 ($^{11}B$) and boron 10 ($^{10}B$). The neutron absorption $^{10}B$ is included about 19~20% with 80~81% $^{11}B$. Boron is similar to carbon in its capability to form stable covalently bonded molecular networks. The mass difference results in a wide range of ${\beta}$ values between the $^{11}B$ and $^{10}B$. The $^{10}B$ isotope, stable with 5 neutrons is excellent at capturing thermal neutrons. For example, it is possible to decrease a thermal neutron required for the nuclear reaction of uranium 235 ($^{235}U$). If $^{10}B$ absorbs a neutron ($^1n$), it will change to $^7Li+^1{\alpha}$ (${\alpha}$ ray, like $^4He$) with prompt ${\gamma}$ ray from $^{11}B$ $^{11}B$ (equation 1). $$^{10}B+^1n\;{\rightarrow}\;^{11}B\;{\rightarrow}\; prompt \;{\gamma}\;ray (478 keV), \;^7Li+4{\alpha}\;(4He)\;\;\;\;{\cdots}\; (1)$$ If about 1% boron is added to stainless steel, it is known that a neutron shielding effect will be 3 times the boron free steel. Enriched boron or $^{10}B$ is used in both radiation shielding and in boron neutron capture therapy. Then, $^{10}B$ is used for reactivity control and in emergency shutdown systems in nuclear reactors. Furthermore, boron carbide, $B_4C$, is used as the charge of a nuclear fission reaction control rod material and neutron cover material for nuclear reactors. The $B_4C$ powder of natural B composition is used as a charge of a control material of a boiling water reactor (BWR) which occupies commercial power reactors in nuclear power generation. The $B_4C$ sintered body which adjusted $^{10}B$ concentration is used as a charge of a control material of the fast breeder reactor (FBR) currently developed aiming at establishment of a nuclear fuel cycle. In this study for new boron compound, silicon boride ceramics for capturing thermal neutrons, preparation and characterization of both silicon tetraboride ($SiB_4$) and silicon hexaboride ($SiB_6$) and ceramics produced by sintering were investigated in order to determine the suitability of this material for nuclear power generation. The relative density increased with increasing sintering temperature. With a sintering temperature of 1,923 K, a sintered body having a relative density of more than 99% was obtained. The Vickers hardness increased with increasing sintering temperature. The best result was a Vickers hardness of 28 GPa for the $SiB_6$ sintered at 1,923K for 1 h. The high temperature Vickers hardness of the $SiB_6$ sintered body changed from 28 to 12 GPa in the temperature range of room temperature to 1,273 K. The thermal conductivity of the SiB6 sintered body changed from 9.1 to 2.4 W/mK in the range of room temperature to 1,273 K.

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피리딘류와 요오드사이의 전하이동착물생성에 관한 열역학적 연구 (The Thermodynamics of the Formation of Pyridines-Iodine Charge Transfer Complexes)

  • 권오천;경진범;김명균
    • 대한화학회지
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    • 제25권4호
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    • pp.228-235
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    • 1981
  • 피리딘, ${\beta}$-피코린 및 3,5-루티딘과 요오드사이에 형성되는 전하이동착물을 사염화탄소 용액에서 자외선분광광도법을 사용하여 연구한 결과 $C_5H_5N{\cdot}I_2$, ${\beta}-C_5H_4(CH_3)N{\cdot}I_2$ 및 3,5-$C_5H_3(CH_3)_2N{\cdot}I_2$ 형의 1:1 분자착물이 형성됨을 알았다. 이들 착물생성에 대한 흡수최대는 온도가 상승함에 따라 blue shift되므로 이를 고려하여 각 온도에서의 평형상수를 구했다. 이 값으로부터 이들 착물생성에 대한 ${\Delta}H$, ${\Delta}G$${\Delta}S$ 이 열역학적 파라미터를 산출하였다. 이 결과 착물의 상대적 안정도가 다음 순서로 증가함을 알수가 있었다. Pyridine < ${\beta}$-Picoline < 3,5-Lutidine. 이러한 결과는 dipole moment, steric hindrance effect 및 positive inductive effect에 의한 electron density의 증가 때문인 것으로 설명할 수 있었다. 그리고 polymethylbenzene-iodine CT-complex와도 비교 검토하였다.

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국내 호소에서 autotrophic picoplankton의 밀도 및 식물플랑크톤 생물량에 대한 기여도 (Abundance of Autotrophic Picoplankton and Their Contribution to Phytoplankton Biomass in Korean Lakes)

  • 김범철;전만식;허우명;김호섭;최연규
    • 생태와환경
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    • 제34권3호통권95호
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    • pp.141-152
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    • 2001
  • 1999년 여름동안 동해안의 7개 석호와, 내륙의 5개 인공호를 대상으로 autotrophic picoplankton (APP)의풍부도와 총 식물플랑크톤 생물량에 대한 기여도를 평가하였다. 석호에서는 부영양화가 심한 호수에서 주로 나타나는 phycocyanin-rich APP가 우점한 반면 인공호에서는 주로 phycoerythrin-rich APP가 우점하였다. 동해안 석호에서 APP의 세포밀도와 생물량은 각각 $3.6{\times}10^3{\sim} 5.0{\times}10^6\;cells/ml$$1.0{\sim}1,385.0\;{\mu}gC/L$의 범위를 나타냈고 인공호에서는 각각 $3.8{\times}10^4{\sim}3.6{\times}10^5\;cells/ml$$15.3{\sim}128.2\;{\mu}gC/L$의 범위로 동해안석호에서 더 높은 APP의 풍부도를 나타냈다. 특히 경포호에서는 3회조사 모두 $10^6\;cells/ml$이상의 높은 세포밀도를 보였는데 이는 세계적으로 보고된 가장 높은 밀도 수준이다. 소양호에서 APP의 수직분포를 조사한 결과 수온약층에서 최대 세포밀도를 나타냈는데 이는 APP가 낮은 광도에서도 성장이 가능하며 심층의 높은 영양염류를 이용할 수 있었기 때문으로 사료된다. APP세포밀도는TN/TP비와 음의 상관관계,TP와는 양의 상관관계를 나타내어 APP의 풍부도가 호수의 부영양화와 함께 증가하는 경향을 나타내었다. 총 식물플랑크톤 생물량에 대한 APP의 기여도는 $0.1{\sim}85.0%$로 호수간의 큰 차이를 보였다. 본 연구결과는 지금까지 식물플랑크톤 연구에서 소외되어져 왔던 APP가 호수 생태계의 일차생산자로써 중요한 부분을 차지하고 있음을 보여주고 있다.

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공용매가 첨가된 초임계유체 추출공정에서 기능성 지방산의 추출 (Isolation of Functional Fatty Acid in Cosolvent Induced SFE Process)

  • 이승범;박경애;홍인권
    • 공업화학
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    • 제10권3호
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    • pp.438-444
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    • 1999
  • 국내에서 생산되는 현미겨는 약 8.4~14.7 wt %의 지질을 포함하고 있으나 지방산의 양이나 조성은 현미겨의 형태, 토질 상태, 도정과 같은 전처리나 정미도에 영향을 받는다. 현미겨에 포함되어 있는 지질은 보통 palmitic acid, linolenic acid, linoleic acid, oleic acid, stearic acid, tocopherol, squalene 등과 같은 지방산으로 나눌 수 있다. 본 연구에서는 초임계유체를 이용하여 현미겨에서 squalene을 함유한 지방산을 추출하였으며, 각각의 공정에 ethanol을 첨가하여 초임계유체 추출을 시행하였다. 추출물은 GC-MSD로 분석을 하였고, 추출된 현미유의 양은 공정 온도, 압력에 따라 달랐으며, 조성은 초임계 이산화탄소의 환산밀도 (${\rho}_{\gamma}$ reduced density)에 영향을 받았다. 4시간의 공정시간에 약 70~80%의 현미유가 추출되었으며, ethanol을 첨가한 초임계유체 추출은 일반 초임계유체 추출에 비해 추출시간이 단축되며 동시에 추출량이 증가됨을 알 수 있었다. 또한 용매추출 공정에서 검출되지 않았던 squalene이 초임계유체 추출과 ethanol올 첨가한 초임계유체 추출에서 추출됨이 확인되었다.

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Trichosporon cutaneum의 균체생육(菌體生育) 및 Lipase 생산(生産)에 미치는 당류(糖類)의 영향 (Effect of Sugars on Cell Growth and Lipase Production by Trichosporon cutaneum)

  • 김성열
    • 농업과학연구
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    • 제4권1호
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    • pp.105-111
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    • 1977
  • 전보(前報)에 이어 Trichosporon cutaneum의 lipase 생산(生産)에 미치는 당류(糖類)의 영향을 더욱 검토(檢討)하기 위(爲)하여 몇가지 당류(糖類)를 첨가(添加)한 대두분추출액(大豆粉抽出液) 기본배지(基本培地)를 151bs에서 20분간(分間) 살균(殺菌)하였을때 일어나는 pH 및 착색도변화(着色度變化), 착색물질(着色物質)이 균체(菌體)의 생육(生育) 및 lipase 생산(生産)에 미치는 영향, 그리고 $30^{\circ}C$에서 진탕 배양(培養)하면서 배양중(培養中)의 pH 변화(變化)와 균체(菌體)의 생육(生育) 및 lipase 생산(生産)과의 관계(關係)를 검토(檢討)하여 아래와 같은 결과(結果)를 얻었다. 1. 대두분추출액(大豆粉抽出液) 기본배지(基本培地)에 각중당류(各種糖類)를 첨가(添加)하여 살균(殺菌)하였을 때 일어나는 갈변(褐變)은 xylose 첨가구(添加區)가 가장 심(甚)하고 다음이 galactose와 mannose, glucose 첨가구(添加區)의 순(順)이 었고 maltose와 sucrose 첨가구(添加區)는 당무첨가구(糖無添加區)와 별차이(別差異)가 없었다. 2. 살균후(殺菌後)에 갈변(褐變)이 심(甚)한 것일수록 pH가 낮았다. 3. 살균중(殺菌中)에 형성(形成)된 착색물질(着色物質)은 당(糖)의 종류(種類)에 비(比)하여 균체(菌體)의 생육(生育)및 lipase 생산(生産)에 미치는 영향이 작았다. 4. lipase 생산량(生産量)이 많을수록 균체(菌體)의 생산량(生産量)이이 작았다. 5. 살균중(殺菌中)의 갈변(褐變)이 가장 심(甚)한 xylose 첨가구(添加區)에서는 균체(菌體)의 증식(增殖) 및 lipase 생산저해작용(生産沮害作用)이 약천(若千) 약화(弱化)되었다. 6. 균체(菌體)의 증식(增殖)이 왕성(旺盛)할수록 배지(培地)의 pH가 낮아졌다.

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