• Applied Biological Chemistry
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• 제39권1호
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• pp.1-8
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• 1996

Saccharomyces cerevisiae의 고정화 및 현탁 세포로 구성된 연속식 생물반응기에서 에탄올 생성시 지질 첨가 영향을 연구하였다. 여러가지 배양조건하에서 에탄을 생산량 및 현탁 세포의 알코올 탈수소효소(alcohol dehydrogenase, ADH)의 비활성도를 측정하였다. 무통기 조건하에서 ergosterol과 oleic acid를 세포 배양액에 첨가하였을때, 에탄을 생산량과 균체 생육이 현저히 증가하였으나, 알코올 탈수소효소의 비활성도는 영향을 받지 않았다. 특히 무통기 조건 및 통기 조건하에서 얻어진 현탁 세포간의 알코올 탈수소효소의 비활성도는 차이가 없었다. 계면활성제 첨가시에도 에탄올 생성, 균체 생육, 알코올 탈수소효소의 비활성도가 크게 증가하였다. 고농도($40\;g/{\ell}$ 이상) 에탄올에 노출된 세포배양액에 ergosterol과 oletic acid 첨가시에도 에탄올 생성량, 균체 생육, 알코올 탈수소효소의 비활성도가 증가하였으나, 계면활성제 첨가시에는 효과가 없었다. 따라서, 지질 첨가효과는 저농도 에탄을 조건에 비해 고농도 에탄을 존재시 크게 작용하였다. 여러가지 매양조건에서 얻어진 현탁 세포의 알코올 탈수소효소의 isozyme patteren을 전기영동법에 의해 조사한 결과 ADH I으로 추정되는 한개의 isozyme만이 확인되었으며, isozyme의 이동거리는 세포의 배양조건에 따라 약간의 차이가 있었다. 에탄올 생성량과 알코올 탈수소효소의 비활성도사이의 상관관계는 성립되지 않았으며, 알코올 탈수소효소의 비활성도보다는 균체량이 에탄올 생성에 더 중요한 인자로 작용하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제12권2호
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• pp.1005-1012
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• 2011

본 연구에서는 혁신적인 연소시스템의 최적 연소조건을 도출하기 위해 반응기 내부 유동 특성, 온도분포, 속도분포 및 체류시간 등에 대해 전산유체역학(CFD)을 이용한 3차원 모사를 수행하였다. 연료 투입량 1.5 ton/hr, 체류시간 1.25초, 공기비 2.1의 조건에서 연소시킬 때 로의 출구의 면적가중(area-weighted) 평균온도는 $1,077^{\circ}C$로 나타나 에너지 회수 및 유해가스 처리에 적합한 온도임을 알 수 있었다. 배가스는 연소실 중앙부위에서 강한 선회류를 따라 최고속도 약 40~50 m/s로 덕트를 통해 배출되므로 연소실의 중심부에 강한 난류가 형성되어 연소 속도 및 연소 효율이 향상되는 것으로 나타났다. 본 시스템의 경우, 불완전 연소를 방지하고 또한 thermal NOx의 생성도 억제하기 위한 적정 조업조건은 공기비 1.9~2.1, 연료 투입량 1.25~1.5 ton/hr 정도인 것으로 나타났다.

• 한국대기환경학회지
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• 제29권1호
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• pp.97-104
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• 2013

Methyl alcohol is one of the basic intermediates in the chemical industry and is also being used as a fuel additive and as a clean burning fuel. In this study, conversion of carbon dioxide to methyl alcohol was investigated using catalytic chemical methods. Ceramic monoliths (M) with $400cell/in^2$ were used as catalyst supports. Monolith-supported CuO-ZnO catalysts were prepared by wash-coat method. The prepared catalysts were characterized by using ICP analysis, TEM images and XRD patterns. The catalytic activity for carbon dioxide hydrogenation to methyl alcohol was investigated using a flow-type reactor under various reaction temperature, pressure and contact time. In the preparation of monolith-supported CuO-ZnO catalysts by wash-coat method, proper concentration of precursors solution was 25.7% (w/v). The mixed crystal of CuO and ZnO was well supported on monolith. And it was known that more CuO component may be supported than ZnO component. Conversion of carbon dioxide was increased with increasing reaction temperature, but methyl alcohol selectivity was decreased. Optimum reaction temperature was about $250^{\circ}C$ under 20 atm because of the reverse water gas shift reaction. Maximum yield of methyl alcohol over CuO-ZnO/M catalyst was 5.1 mol% at $250^{\circ}C$ and 20 atm.

• 대한환경공학회지
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• 제22권10호
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• pp.1809-1816
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• 2000

본 연구는 상압유통식 반응장치를 이용하여 석유화학공단에서 주로 발생되는 휘발성 유기화합물(volatile organic compound: VOC) 인 methanol의 연소에 대한 다양한 금속-프탈로시아닌의 촉매활성에 관하여 연구하였다. Co-PC의 촉매활성은 air+methanol의 혼합물을 이용하여 전처리한 경우가 air만으로 전처리한 경우보다 더 높았으며, 금속-PC의 촉매활성은 metal free-PC < Zn-PC < Fe-PC < Cu($\alpha$)-PC < Co-PC의 순서 였다. TG/DTA 분석 결과, 금속-PC 의 열분해 용이 성은 metal free-PC < Zn-PC < Cu($\alpha$)-PC < Co-PC < Fe-PC의 순서로 나타었으며, 금속과 프탈로시아닌의 결합특성에 따른 차이로 판단된다. XRD 및 EA 분석결과, 전처리한 후의 Zn-PCS와 metal free-PC는 원래의 결정구조가 거의 유지되었지만, Co-PC, Cu($\alpha$)PC 및 Fe-PC는 원래의 결정구조가 파괴되는 것으로 나타났다. 전처리한 후의 Co-PC는 금속산화물인 $Co_3O_4$의 형태로 존재하였으며, Co-PC의 촉매활성이 가장 우수하였다. Co-PC 상에서 methanol의 촉매연소는 반응물의 농도가 높거나 접촉시간(W/F)이 짧을 경우, 중간생성물로서 HCHO 및 $HCOOCH_3$가 관찰되었다.

• 대한환경공학회지
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• 제22권12호
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• pp.2255-2261
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• 2000

본 연구에서는 질소산화물 저감기술의 하나인 선태적 촉매 환원법(SCR)을 이용하여 실제 디젤엔진에서의 $NO_x$저감에 관한 실험을 수행하였다. 특히 선택적 촉매 환원법 중에서 금속산화물(metal oxide)과, 페롭스카이트(perovskite)형의 환원촉매를 사용하였으며 ${\gamma}-Al_2O_3$ 담체에 여러 가지 주촉매, 조촉매를 사용하여 배기가스 온도 범위 내에서 높은 $NO_x$제거효율을 가지고 있는 $LaCuMnO_x$을 선택하였다. $NO_x$ 제거를 위한 실험은 실제 디젤엔진에서 배출되는 배기가스를 이용하였으며 공간속도 $3,300h^{-1}$인 상태에서 촉매 반응기 통과전후의 $NO_x$의 변화량을 측정하였다. 그 결과 페롭스카이트 형태의 촉매가 활성화 온도범위가 우수함을 알 수 있었고 $LaCuMnO_x$의 경우에는 촉매 온도범위 $150{\sim}450^{\circ}C$하에서 $NO_x$의 제거효율이 전반적으로 우수하였다.

• 대한환경공학회지
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• 제22권12호
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• pp.2247-2254
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• 2000

본 연구는 저온 플라즈마 탈질 기술의 전력소모량 절감과 처리율 향상을 모색하고자 저온 플라즈마 조건에서 NOx와 반응제의 반응 특성을 고찰하였다. 실험은 $20Nm^3/hr$의 실제 배가스와 wire-plate type 플라즈마 반응기를 이용하여 진행되었으며, 반응제로는 파라핀계와 올레핀계 탄화수소 및 $NH_3$를 사용하였다. 저온 플라즈마 조건에서 올레핀계 탄화수소는 파라핀계 탄화수소에 비하여 NO의 산화에 탁월한 효과를 보여 다량의 $NO_2$를 생성할 뿐만 아니라 미량의 CO도 생성하였다. 또한 NOx의 초기농도가 높아지면 NO의 산화율은 감소할 뿐만 아니라 올레핀계 탄화수소의 소모량도 두드러진 증가를 보였다. 한편 $NH_3$은 저온 플라즈마 조건에서 NO와의 환원반응이 촉진되지 않았지만 올레핀계 탄화수소에 의하여 산화된 $NO_2$의 제거에는 효과적인 경향을 보였다.

• 대한환경공학회지
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• 제34권2호
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• pp.79-85
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• 2012

본 연구는 역삼투공정에서 발생하는 농축수의 생물학적 처리에 관한 것으로, SBR공정의 처리성능 및 부하변동과 온도변화에 따른 효율을 평가하였다. SBR공정의 cycle당 HRT가 각각 8시간과 12시간으로 2가지 형태로 공정운전이 이루어졌으며, RO농축수의 낮은 C/N비 때문에 효과적인 탈질을 위해 메탄올을 주입하였다. 유량과 온도의 변화에도 SBR공정의 질소제거 효율은 비교적 안정적인 것으로 나타났다. SBR공정의 최적 time cycle은 2 cycle/day이지만, 3 cycle/day 조건에서도 방류수 TN 농도가 수질기준 이하로 나타났다. 평가결과 RO 농축수 처리를 위한 SBR공정의 적용은 효과적이었으며, 폐수처리장 설계에 활용이 가능할 것이다. SNR과 SDNR은 각각 $0.043{\sim}0.066kg\;NH_3-N/kg\;MLVSS{\cdot}day$와 $0.096{\sim}0.287kg\;NH_3^--N/kg\;MLVSS{\cdot}day$로 나타났다. 도출된 동역학적인자는 RO농축수 처리에서 포기조와 무산소조 설계에 적용이 가능할 것이다.

• 공업화학
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• 제8권4호
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• pp.582-588
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• 1997

고체산 촉매인 헤테로폴리산 촉매를 이용하여 대기오염 방지를 위한 옥탄가 향상제인 TAME, ETBE 및 MTBE 합성반응에 대한 실험을 고정층 상압유통식 반응장치에서 수행하였다. 일반적으로 TAME, ETBE 및 MTBE 합성반응에서 헤테로폴리산에 hetero원자와 poly원자를 치환시켜 비교한 결과, 배위된 poly원자가 W, hetero원자가 Si인 $H_4SiW_{12}O_{40}$ 촉매의 활성이 가장 우수하였고, 또한 치환된 금속에 따라 촉매의 활성이 달랐으며 이는 촉매의 산성질과 관련이 있음을 알 수 있었다. 헤테로폴리산 촉매를 이용한 합성반응에서 TAME 경우는 $FeHPW_{12}O_{40}$과 $K_3PM_{o12}O_{40}$이 비교적 활성이 좋았으나, ETBE나 MTBE 경우에 비해서는 다소 활성이 낮았다. 그리하여 본 연구에서는 활성이 좋은 헤테로폴리산 촉매들을 선정하여 각각에 대하여 1:1로 다음과 같이 혼합하여 $H_4SiW_{12}O_{40}$ : $Sr_2SiW_{12}O_{40}$, $H_4SiW_{12}O_{40}$ : $NaH_2PW_{12}O_{40}$, $Fe_{1.5}PW_{12}O_{40}$ : $Mg_2SiW_{12}O_{40}$ 및 $Mg_2SiW_{12}O_{40}$ : $Ba_2SiW_{12}O_{40}$ 실험한 결과, 혼합촉매들이 각각의 단일성분 촉매때보다 TBA의 전화율과 ETBE나 MTBE의 선택율이 더욱 향상되었음을 알 수 있었다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제46권2호
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• pp.279-285
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• 2008

여러 가지 고체산 촉매를 이용하여 2-naphthol과 에탄올의 에테르화 반응을 연구하였다. 본 연구에서 촉매는 CNS, CNSWS, SCMS, MCF, SBA-15와 이 촉매에 sulfonic acid를 붙인 $CNS-SO_3H$, $CNSWS-SO_3H$, $SCMS-SO_3H$, $MCF-SO_3H$, $SBA-15-SO_3H$를 사용하였다. 반응온도 $180^{\circ}C$, $LHSV=1h^{-1}$, 에탄올/2-naphthol의 몰 비 20인 조건으로 고정층 반응기에서 반응하여 각 촉매에서 2-naphthol의 전환율과 2-naphthyl ethyl ether의 선택도를 측정하였다. 2-naphthol의 전환율과 2-naphthyl ethyl ether의 선택도는 carbon 계열의 고체산 촉매에서 보다 silica 계열의 고체산 촉매에서 더 높게 나타났다. silica 계열의 고체산 촉매에서 2-naphthol의 전환율은 70~90%, 2-naphthyl ethyl ether의 선택도는 90% 이상으로 나타났다. 촉매의 특성을 관찰하기 위해 XRD, SEM, TEM, $NH_3-TPD$를 수행하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제51권1호
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• pp.47-52
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• 2013

본 연구는 $Ni/Ce_xZr_{1-x}O_2$ 촉매를 이용하여 프로판의 자열개질반응을 통한 수소제조에 관한 것이다. $Ni/Ce_xZr_{1-x}O_2$ 촉매는 용매로서 물을 사용한 방법(CZ-W), 우레아와 물을 사용한 방법(CZ-UW), 우레아, 에탄올 및 물을 사용한 방법(CZ-UWA)으로 각각 제조하였다. 반응물질의 조성은 $Steam/C_3H_8$=3, $C_3H_8/O_2$=2.70 이었고, 반응은 상압 고정층 유통식 반응기에서 $300{\sim}700^{\circ}C$ 온도범위에서 진행하였다. 촉매제조시 용매에 우레아 및 에탄올을 첨가할 경우 촉매의 활성이 증가하였다. CZ-UW 촉매의 경우 클러스터형태의 탄소생성에 기인한 활성점 피막으로 인해 쉽게 비활성화가 초래됐다. 하지만 CZ-UWA 촉매의 경우 반응 후 탄소가 활성에 영향을 미치지 않는 나노파이버형태로 존재하여 활성저하가 발생되지 않음을 SEM을 통해 확인했다. 또한 $Ni/Ce_{0.75}Zr_{0.25}O_2$ 촉매의 전환율 및 수율이 더 좋게 나타났으며 또한 소량의 Cobalt를 첨가했을 때 탄소에 대한 저항성이 크게 향상됨을 TGA로 확인하였다.