• 공업화학
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• 제33권1호
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• pp.11-16
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• 2022

금속유기골격체(metal-organic frameworks, MOFs)는 나노사이즈의 기공을 가진 다공성 물질로, 금속이온과 유기리간드의 종류에 따라 기체흡착도 및 기공크기의 조절이 가능하다. 이러한 장점을 이용하여, 기체 포집 및 분리, 그리고 기체센서분야에서 금속유기골격체에 대한 연구가 많이 이루어지고 있다. 신속하고, 정량적인 기체 흡탈착 분석을 위해서는, 센서 표면에 균일한 필름 형태의 다양한 MOF 구조체를 형성해야 한다. 본 총설논문에서는 양극산화알루미늄, 산화아연 나노막대, 구리 박막으로부터 직접합성법을 이용하여 각각 MIL-53 (Al), ZIF-8, Cu-BDC와 같은 MOF를 마이크로진동자 센서 표면에 균일하게 합성하는 방법에 대해 정리하였다. 또한, 대표적인 마이크로진동자인 수정진동자미세저울과 마이크로캔틸레버의 작동원리와 금속유기골격체에 기체흡착 시 변하는 신호해석에 대한 내용을 다룬다. 이를 통해, 마이크로진동자 기반 금속유기골격체의 기체 흡탈착 분석에 대한 이해를 높이고자 한다.

• 한국토양비료학회지
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• 제40권1호
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• pp.43-50
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• 2007

가축 질병의 예방 및 치료뿐만 아니라 사료 이용효율 증대와 생장 촉진을 위하여 축산용 항생제가 쓰여져 왔으며, 이 항생제는 가축분뇨를 통해 배출되어 농경지에 유입될 가능성이 있다. 나아가 용탈과 표면 유거를 거쳐 수계에 도달할 수 있으나, 모든 항생제의 환경 유출 가능성을 검토하는 데에는 많은 시간과 노동력, 예산이 필요하다. 본 연구는 축산용 항생제의 사용량과 잠재적 환경 유출 가능성을 기준으로 우선 순위를 결정하고자 수행되었다. 2004년에 우리 나라에서 판매된 항생제는 83종으로 약 1,400 톤에 달하였으며, 이 가운데 25 톤 이상 사용된 항생제는 10종이었다. 3 톤 이상 쓰인 36 종의 항생제를 대상으로, 가축의 배출율과 토양 흡착 정도를 가지고 잠재적 환경 유출 가능성을 판단하여 17 종을 선발하였다. 축산용 항생제의 사용량과 잠재적 환경 유출 가능성을 종합하여 검토한 결과, amoxicillin과 carbadox, chlortetracycline, neomycin, oxytetracycline, sulfamethazine, sulfathiazole, tylosin 등 8종이 상대적으로 환경으로의 유출 가능성이 높아 금후 정밀한 평가가 요구되었다. 비록 항생제의 가축분뇨로의 배출율과 토양내 동태에 대한 정보가 제한적일지라도, 본 연구에서는 한국에서 쓰이고 있는 축산용 항생제의 사용량과 알려진 항생제의 배출율과 토양 흡착 정도를 바탕으로 환경으로의 유출 가능성이 큰 항생제를 결정하였다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제13권5호
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• pp.47-56
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• 2008

금속이 염 용액 형태로 토양에 유입될 때, 그 금속의 용해도는 시간이 지남에 따라 감소하는 경향(aging)을 보이는데, 이러한 시간 의존성 외에 토양 내 금속 용해도의 변화에 영향을 미치는 또 다른 요인들에 대한 고찰은 아직 미비한 상태이다. 본 연구에서는 물리화학적 성질이 다른 5 종류의 토양 (히스토졸, 앤디졸, 옥시졸, 미세입자 알피졸, 조대입자 알피졸)에 여러 비율의 카드뮴(2.5-20 mg ${kg}^{-1}$)/ 구리(50-400 mg${kg}^{-1}$)/ 아연(50-400 mg ${kg}^{-1}$) 염 용액을 혼합하여, 상온에서 1년 동안 토양의 성질, 금속의 종류, 금속의 농도에 따른 용해도 변화관찰을 시도하였다. 그 결과, 히스토졸에서는 카드뮴이, 앤디졸에서는 구리가, 미세입자 알피졸에서는 아연이 가장 높은 분배 계수를 보였고, 옥시졸과 조대입자 알피졸에서는 모든 금속들이 가장 낮은 분배 계수를 나타내었다. 또한, 카드뮴과 아연의 경우 토양의 종류와는 무관하게 시간에 따른 분배 계수의 증가를 보였지만, 구리의 경우 토양 내 유입된 후 일주일 부터는 이러한 경향성를 찾아보기 어려웠다. 구리는 토양의 유기물이 많을 경우에는 빠른 흡착성을 보이지만, 토양수에 녹아있는 유기물이 많을 경우에는 그 흡착 특성이 제한됨을 관찰하였다. 더욱이, 흡수력이 높은 토양의 경우 금속의 분배 계수는 유입된 금속의 양과는 무관할 뿐만 아니라, 높은 농도로 처리된 토양의 금속 분배 계수가 낮은 농도로 처리된 토양의 분배계수와 유사해지기 까지는 더 오랜 시간이 요구되는 반면, 낮은 흡수력을 가진 토양의 경우에는 시간보다는 금속의 초기 유입양이 분배 계수 결정에 더욱 큰 영향을 미치는 것으로 밝혀졌다. 본 연구를 통해, 토양에 유입된 금속의 용해도 변화는 시간 뿐만 아니라, 토양의 성질, 금속의 종류와 농도에도 상당히 의존함을 입증하였다.

• Korean Journal of Chemical Engineering
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• 제35권11호
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• pp.2220-2231
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• 2018

Lipase from Candida rugosa was immobilized on $MgO{\cdot}SiO_2$ hybrid grafted with amine, thiol, cyano, phenyl, epoxy and carbonyl groups. The products were analyzed using Fourier transform infrared spectroscopy, nuclear magnetic resonance, low-temperature $N_2$ sorption and elemental analysis. Additionally, the degree of coverage of the oxide material surface with different functional groups and the number of surface functional groups were estimated. The Bradford method was used to determine the quantity of immobilized enzyme. The largest quantity of enzyme (25-28 mg/g) was immobilized on the hybrid functionalized with amine and carbonyl groups. On the basis of hydrolysis reaction of p-nitrophenyl palmitate to p-nitrophenol, it was determined how the catalytic activity of the obtained biocatalysts is affected by pH, temperature, storage time, and repeated reaction cycles. The best results for catalytic activity were obtained for the lipase immobilized on $MgO{\cdot}SiO_2$ hybrids with amine and carbonyl groups. The biocatalytic system demonstrated activity above 40% in the pH range 4-10 and in the temperature range $30-70^{\circ}C$. Lipase immobilized on the $MgO{\cdot}SiO_2$ systems with amine and epoxy groups retains, respectively, around 80% and 60% of its initial activity after 30 days of storage, and approximately 60-70% after 10 reaction cycles.

• 청정기술
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• 제15권2호
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• pp.122-129
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• 2009

철이 이온교환된 상업용 베타제올라이트를 $450{\sim}900^{\circ}C$ 범위에서의 소성 및 수열처리 온도에 따른 아산화질소 직접분해 반응성을 관찰하였다. Fe-베타제올라이트의 특성분석을 위하여 XRD, $N_2$ 흡착 및 탈착, $^{27}Al-NMR$, XPS 분석을 수행하였다. $900^{\circ}C$에서의 소성처리 온도 및 $750^{\circ}C$에서의 수열처리 후의 Fe-베타제올라이트의 비표면적 및 기공 부피는 30% 정도 감소하였지만, 감소 정도는 수열처리 후에 더욱 심각하게 관찰되었다. 하지만 격자 안의 Al은 이온 교환된 Fe에 의하여 $900^{\circ}C$에서의 소성처리 후에도 낮은 탈알루미늄화에 의해 안정된 사면체 형태의 Al 상태를 유지하였다. 소성 및 수열처리 온도 증가에 따라 아산화질소의 분해반응 온도는 증가하였고 수열처리 후의 비활성화가 소성처리 후보다 심각하게 관찰되었다.

• 한국식품과학회지
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• 제20권5호
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• pp.704-710
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• 1988

본 실험은 여러 가지 보습제 및 방부제(Sodium lactate, Glycerol, Propylene glycol, sorbitol, Mannitol, Sodium benzoate, Potassium sorbate 및 Calcium propionate)처리를 한 중간수분식품 모델의 보수력을 등온흡습 곡선으로 처리하였다. 중간수분식품의 모델은 오징어를 재료로 사용하였고, 제조된 모델식품의 저장성도 검토하였다. 저장요인으로서는 지질산패, 색깔변화 및 곰팡이 번식을 관찰하였다. 보습제의 보수력은 mannitol

• 공업화학
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• 제20권4호
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• pp.453-458
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• 2009

Fe의 함량을 0.5~3.3 wt%의 범위에서 이온 교환하여 제조한 Fe-TNU-9 제올라이트 촉매상에서 $N_2O$ 농도를 2000~8500 ppm, 반응온도를 $300{\sim}550^{\circ}C$ 범위 내에서 $N_2O$ 직접분해반응을 수행하였다.제조된 촉매는 X-선 회절분석, 질소흡착, 주사전자현미경 등으로 특성분석을 수행하였다. 최적 Fe 함량은 2.7 wt%로 그 이상의 함량에 있어 Fe 함량은 $N_2O$ 직접분해반응에 큰 영향을 미치지 않았다. 이온교환 후에 TNU-9의 XRD 상으로는 안정된 상태를 유지하였지만 0.01 M Fe 용액 하에서 이온 교환한 3.1 wt% Fe-TNU-9 제올라이트는 H-TNU-9에 비해 최대 60%까지의 결정화도가 감소하였다. 이러한 결정화도의 감소는 비표면적 및 기공부피와 연관질 수 있지만 감소정도는 약 10% 정도로 결정화도 감소와 비교하면 영향은 크지 않았다. 멱차수법을 이용한$N_2O$ 분해반응에 있어$N_2O$ 부분 반응차수는 $420^{\circ}C$에서 0.69, $464^{\circ}C$에서 0.97차까지 변화하였다. 활성화 에너지는$N_2O$의 농도가 증가하면 같은 경향으로 증가하였고, 34~43 kcal/mol 범위 내에서 넓게 분포하였다.

• 한국식품과학회지
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• 제31권1호
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• pp.128-137
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• 1999

현재 조미료 및 부침가루로 사용되고 있는 표고버섯분말을 사용하여 열풍건조, 진공건조, 동결건조를 이용하여 건조를 행하였다. 각 건조 방법별로 표고버섯분말은 조직구조 및 물리적 특성치인 pore size도 다르게 나타났다. 또한 건조 방법별로 품질 분석을 한 결과 일반성분에서는 초기 수분함량에서 다소 차이가 있었으나 전체적인 차이는 크게 나지 않았다. 또한 건조 표고버섯의 맛 성분인 핵산을 분석한 결과에서도 큰 차이를 나타내지 않았으며, 총페놀 함량에서도 유사한 결과를 나타냈다. 이러한 결과를 토대로 표고버섯 분말의 흡습특성을 조사한 결과 pore size가 가장 큰 동결건조에서 가장 높은 흡습량을 가져왔으며, pore size의 크기에 따라 진공건조, 열풍건조 순으로 흡습량이 많았다. 그리고 저장 온도별로는 가장 낮은 온도인 $5^{\circ}C$에서 가장 높은 흡습을 보여주었으며, $35^{\circ}C$에서는 흡습량이 상대적으로 낮았다. 그러나 $35^{\circ}C$ 상대 습도 84%의 저장온도에서는 진공건조 및 동결건조 시료에서 저장 11일만에 곰팡이가 생겨났으므로 평형수분함량을 측정하지 못하였다. 저장 적정 수분함량을 구하기 위해 단분자층 수분함량을 구한 결과는 동결건조한 시료가 다른 시료보다 높은 값을 나타내었고, 흡습 엔탈피는 동결건조한 것이 가장 높은 값을 보여주었다. 또한 표고버섯분말의 평형수분함량 예측을 위해 현재까지 가장 적합성이 높다는 여러 가지 식으로 적합성을 살펴본 결과 단백질 함량이 비슷한 Khun식과 Mizrahi 식이 적합성이 가장 높았다. 그러나 이러한 식들은 상대습도만으로 구한 값이므로 상대습도뿐만 아니라 온도 및 공극을 변수로 넣어 회귀식을 도출한 결과 $R^2$가 0.989의 적용도가 높은 식을 구하였다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제26권3호
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• pp.401-410
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• 1994

실험실 규모의 인공균열 추적자 이동실험을 통해 지하매질의 단일균열을 위한 핵종이동 모델중 수리 분산확산모델 및 국부통로확산모델의 타당성이 연구되었다. 사용된 추적자는 비수착성으로 알려진 우라닌과 소디움 리그노설포네이트 이었으며 적용유량은 0.4에서 1.5cc /min의 범위였다. 최적화법으로 모델들의 관련 매개변수들을 구하였으며 모델과 실험결과를 비교하였다. 실험에서 우라닌은 암석내로의 확산이 중요한 인자임을 보여주었고, 두 물질 모두 균열 표면에서의 수착은 중요하게 작용하지 않았다. 두 모델의 암석 확산을 나타내는 매개변수값들은 서로 잘 일치하였다. 모사결과에 따르면 유량변화시 두 모델은 정량적으로 같은 결과를 주었으나, 균열길이는 다른 크기로 두 모델에 영향을 주었다. 즉, 균열길이가 커짐에 따라 국부통로화산모델의 파과곡선 퍼짐성 (dispersivity)이 수리분산화산모델의 파과곡선 퍼짐성보다 증가하였다. 실험과 모델들의 일치는 위 두모델들이 단일 균열 시스템을 해석하는데 매우 유용함을 입증하였다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제11권1호
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• pp.14-22
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• 2006

Cd과 Cr(VI)으로 동시에 오염된 지하수 정화에 반응벽체 공법을 적용하기 위하여 환원능과 흡착능을 동시에 가지는 새로운 반응 물질인 Fe-loaded zeolite의 반응성을 실내 주상실험을 통해 평가하였다. Cd과 Cr(VI)을 동시에 포함한 오염용액을 반응물질이 충진된 칼럼에 주입하고, 이 칼럼을 통과한 유출수에서의 Cd과 Cr(VI) 농도를 측정하여 파과곡선을 얻는 방법으로 본 주상실험을 수행하였다. 유출수의 농도 분석 결과 Cd의 파과는 Cr(VI)의 파과곡선이 완료되는 시점까지 전혀 관찰되지 않아, 반응물질의 전반적인 효율은 Cr(VI)에 대한 반응성에 의해 결정됨을 알 수 있었다. Cr(VI)의 파과곡선은 파과 시작점이 다소 지체되고 파과의 진행 속도도 느려지며 파괴곡선의 상대농도 값이 1까지 증가하는 양상을 나타내었다. 이러한 Cr(VI) 파과곡선의 양상을 정량적으로 묘사하기 위하여 형상계수라고 하는 새로운 계수 ${\alpha}$와 ${\beta}$를 정의하고, 이를 오염물질의 이동방정식에 적용함으로써 파과곡선의 지체 정도와 기울기 정도를 나타내었다. 초기 주입 용액의 농도가 증가할수록 ${\alpha}$값은 감소하였고, 이로부터 파과곡선의 시작 시점이 빨라 지는 것을 알 수 있었다. 또한 초기 주입 용액의 속도가 증가할수록 ${\beta}$ 값이 감소하였으며, 이로부터 파과곡선의 기울기가 점차 가팔라지는 것을 알 수 있었다. 이를 통해 Fe-loaded zeolite를 반응벽체 내 반응물질로 적용할 경우, Fe-loaded zeolite는 지하수 상에 존재하는 서로 다른 이온 형태의 중금속인 Cd과 Cr(VI)을 효과적으로 동시에 제거할 수 있음을 획인하였으며 이때, Fe-loaded zeolite를 통한 Cr(VI)의 파과는 지하수 흐름이 빠를수록 파과의 진행이 더욱 급격히 나타날 것이며 오염농도가 높은 지하수일수록 파과의 시점이 빠르게 나타나 반응물질은 그 사용 한계 에 다다르게 될 것임을 예측할 수 있었다.