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분무배소법에 의해 생성되는 복합산화물 분말들의 특성에 미치는 반응인자들의 영향 (Effect of Reaction Factors on the Properties of Complex Oxide Powder Produced by Spray Roasting Process)

  • 유재근;이성수;박희범;안주삼;남용현;손진군
    • 자원리싸이클링
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    • 제9권4호
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    • pp.16-27
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    • 2000
  • 본 연구에서는 기능성 자성재료의 원료분말을 분무배소법에 의해 제조하기 위하여 원료 용액을 효율적으로 미립화시킨 후 반응로 내로 분무시킬 수 있으며, 반응로 내부는 균일한 열분포를 이루어 열분해반응이 완전하게 진행 될 뿐만 아니라, 생성된 분말을 cyclone 및 bag filter 등의 포짐장치에서 효율적으로 포집할 수 있으며, 유해 생성가스를 청정시킬 수 있는 장치까지 포함하는 개선된 분무배소로 system을 제작하였다. 또한 본 연구에서는 불순물들을 다량 함유하고 있는 mill scale 및 ferro-Mirr을 산용액에 용해 시킨 복합 산용액의 pH를 4정도로 조절하여 용액 내에 존재하는 $SiO_2$, P 및 Al 등의 불순물들을 약 20ppm 이하로 감소시킴으로써 mill scale 및 ferro-Mn의 분무열분해를 위한 원료로의 재활용 가능성을 확인하였다. 원료용액인 정제된 복합 산용액을 nozzle을 통하여 분무배소로 내부로분무시킴으로써 Fe-Mn 계의 복합 산화물 분말을 제조하였으며, 반응온도, 원료용액 및 공기의 유입속도, nozzle tip 크기 및 원료용액의 농도 등의 주요 반응조건의 변화에 따른 생성분말의 특성 변화를 파악하였다. 생성된 분말들의 형상은 대부분의 반응조건에서 구형을 나타내고 있었으며, 조성 및 입도분포가 매우 균일하게 혼합된 형태로 나타남으로써 본 연구에 의해 제작된 분무배소로 system의 우수성을 확인할 수 있었다. 한편 본 반응조건 하에서 생성된 분말들의 결정입도가 대부분 약 100nm 이하으 초미립상태이면서 형상 및 입도분포가 매우 균일하다는 사실은 본 연구에서 제작한 분무배소, system을 이용함에 의해 Fe, Mn, Ni, Cu 및 회토류계 염화물로부터 초미립의 산화를 분말을 제조할 수 있을 뿐만 아니라, 반응분위기의 변화에 따라 초미립 순금속분말의 제조도 충분히 가능할 것으로 사료된다.

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반응표면분석법을 이용한 루테늄 알루미나 메탈모노리스 코팅촉매의 암모니아 분해 최적화 (Optimization for Ammonia Decomposition over Ruthenium Alumina Catalyst Coated on Metallic Monolith Using Response Surface Methodology)

  • 최재형;이성찬;이준혁;김경민;임동하
    • 청정기술
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    • 제28권3호
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    • pp.218-226
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    • 2022
  • 최근 선진국들은 수소경제 및 탄소중립 사회로의 전환을 위해 수소에너지의 수요가 급격히 증가하고 있으며, 이산화탄소(CO2)를 배출이 없는 친환경적인 수소(H2) 생산 기술에 대한 관심이 높아지고 있다. 본 연구에서는 암모니아(NH3) 분해 수소 제조를 위해 루테늄 알루미나(Ru/Al2O3) 분말 촉매와 함께 알루미나 졸(alumina sol)의 무기바인더(inorganic binder)와 메틸 셀룰로오스(methyl cellulose)의 유기바인더(organic binder)를 사용하여 딥 코팅(dip coating) 방법으로 루테늄 알루미나 메탈 모노리스 코팅 촉매를 제조하였다. 딥 코팅을 위한 촉매 슬러리의 최적 비율로 촉매와 무기바인더의 중량 비율을 1:1로 고정하여 유기바인더 0.1일 때 1회 딥 코팅 시 촉매 코팅양은 61.6 g L-1이다. 이때 메탈모노리스 표면에 코팅된 촉매 층의 균일한 두께 (약 42 ㎛)와 결정상을 주사전자현미경(Scanning Electron Microscope, SEM)과 X-ray 회절분석(X ray diffraction, XRD)을 통해 확인하였다. 또한, 암모니아 분해 수소 제조의 최적 공정조건을 찾고자 반응표면분석법(Response Surface Method, RSM)을 이용하여 반응온도와 공간속도의 독립변수에 따른 암모니아 전환율에 대한 수치 최적화 회귀식 모델을 계산하였다. 이러한 결과로부터 암모니아 분해 수소생산을 위한 상업적 규모의 공정운전 기본설계 자료로 활용이 가능하다.

체외순환 시 뇌 대사에 대한 정상 체온 체외순환과 저 체온 체외순환의 임상적 영향에 관한 비교연구 (Comparison of Effects of Normothermic and Hypothermic Cardiopulmonary Bypass on Cerebral Metabolism During Cardiac Surgery)

  • 조광현;박경택;김경현;최석철;최국렬;황윤호
    • Journal of Chest Surgery
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    • 제35권6호
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    • pp.420-429
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    • 2002
  • 심장수술시 체외순환은 저체온 기법으로 실시되지만 최근의 동향은 정상체온 체외순환 기법을 사용하려는 경향이 늘고 있다. 그러나 심장수술 동안 뇌 대사에 대한 정상 체온 체외순환의 임상적 유용성이나 안전성은 아직 완전히 이해되거나 확립되지 않은 상태이다. 저자들은 심장수술 동안 뇌 대사에 대한 정상 체온 체외순환 기법과 중등도 저체온 체외순환 기법의 영향을 비교 평가하기 위해 전향적 연구를 시행하게 되었다. 대상 및 방법: 36명의 성인 심장수술 환자들은 연구목적에 따라 정상 체온 체외순환군(이하 정상체온군, 비인두 온도>34.5$^{\circ}C$, n=18)과 중등도 저 체온 체외순환군(이하 저체온군, 비인두 온도 29~3$0^{\circ}C$, n=18)으로 한 뒤 비박동성 체외순환을 실시하였다. 전체 환자들에 대해 중대뇌 동맥 뇌혈류 속도(뇌혈류 속도), 뇌동정맥 산소 함량차, 뇌산소 추출률, 수정 뇌산소 대사율, 뇌산소 운반율, 뇌정맥 산소 불포화도(내경 정맥구 혈액 산소포화도$\leq$50%), 기타 동맥 및 내경 정맥구 혈액의 가스분석 등을 체외순환 전(기준치), 체외순환-10분, 재가온-1기(저체온군의 비인두 온도 34$^{\circ}C$때), 재가온-2기(양 그룹의 비인두 온도 37$^{\circ}C$때), 체외순환 종료 직후, 흉부 피부 봉합기 때 측정하였다. 수술 후 신경학적 합병증 역시 관찰하였으며, 전술한 모든 변수들을 양 그룹간에 비교 분석하였다. 결과: 뇌혈류 속도는 재가온­2 때 저체온군(153.11$\pm$8.98 %)이 정상체온군(131.18$\pm$6.94 %) 보다 유의하게 높았다(p<0.05). 체외순환 10분 때의 뇌동정맥 산소함량차(3.47$\pm$0.21 vs 4.28$\pm$0.29 mL/dL, p<0.05), 뇌산소 추출률(0.30$\pm$0.02 vs 0.39$\pm$0.02, p<0.05), 그리고 뇌산소 대사율(4.71$\pm$0.42 vs 5.36$\pm$0.45, p<0.05)은 저체온군이 정상체온군 보다 유의하게 낮았다. 뇌산소 운반율은 저체온군이 정상체온군 보다 체외순환 10분(1,527.60$\pm$25.84 vs 1,368.74$\pm$20.03, p<0.05), 재가온-2기(1,757.50$\pm$32.30 vs 1,478.60$\pm$27.41, p<0.05), 흉부 피부봉합기 때(1,734.37$\pm$41.45 vs 1,597.68$\pm$27.50, p<0.05) 유의하게 더 높았다. 체외순환 10분 때 내경 정맥구의 산소분압(40.96$\pm$1.16 vs 34.79$\pm$2.18 mmHg, p<0.05), 산소포화도(72.63$\pm$2.68 vs 64.76$\pm$2.49 %, p<0.05), 그리고 산소함량(8.08$\pm$0.34 vs 6.78$\pm$0.43 mL/dL, p<0.05)은 저체온군이 정상체온군 보다 유의하게 더 높았다. 수술 후 신경학적 합병증(섬망) 발생 환자 수는 저체온군이 정상체온군 보다 유의하게 적었고(2 명 vs 4 명, p<0.05) 섬망증세의 지속시간 역시 저체온군이 정상체온군 보다 훨씬 짧았다(60 시간 vs 160 시간, p<0.01). 결론: 이상의 연구 결과들을 볼 때 정상 체온 체외순환 기법은 고령환자나 장시간 수술환자에 있어 일상적 방법으로 적용하기에 문제가 있을 것 같으며 중등도 저체온 체외순환이 정상 체온 체외순환보다 뇌대사 및 수술 후 신경학적 결과에 더 바람직 할 것으로 판단된다.

심폐바이패스 시 고탄산분압과 고관류법이 뇌대사에 미치는 영향 (The Effects of Hypercapnia and High Flow on Cerebral Metabolism During Cardiopulmonary Bypass)

  • 강도균;최석철;윤영철;최국렬;정신현;황윤호;조광현
    • Journal of Chest Surgery
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    • 제36권7호
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    • pp.472-482
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    • 2003
  • 심폐바이패스의 재가온 시기 동안 뇌산소 탈포화가 수술 후 신경학적 합병증 발생의 원인 중 한가지라고 보고된 바 있다. 따라서 심폐바이패스 동안 뇌산소 탈포화를 예방해 줌으로써 수술 후 신경학적 합병증 발생을 줄일 수 있으리라 생각된다. 본 연구는 심폐바이패스 동안 뇌산소 탈포화를 예방해주는 방법인 고탄산분압과 고관류가 뇌대사에 미치는 영향을 비교하기 위해 실시되었다. 대상 및 방법: 심장수술을 시행할 36명의 성인 환자들을 대상으로 심폐바이패스의 재가온 시기 동안 동맥혈액의 고탄산분압군(Pa$CO_2$ 45~50mmHg, n=18)과 고관류군(2.75 L/ $m^2$/min, n=18)으로 나누었다. 전체 환자들에 대해 중대뇌동맥 혈류 속도, 뇌동정맥혈 산소함량 차이, 뇌산소 대사율, 뇌산소 운반율, S-100 $\beta$ 농도 증가율, 뇌정맥혈 산소 탈포화도 등을 심폐바이패스 전, 심페바이패스 실시 10분, 재가온-1기(비인두 온도: 33$^{\circ}C$), 재가온-2기(비인두 온도; 37$^{\circ}C$), 심폐바이패스 종료 직후 등의 다섯 시기에 측정하였다. 그리고 수술 후 섬망 발생률과 지속시간 역시 조사하여서 위의 모든 변수들과 함께 양 그룹간에 비교하였다. 결과: 고탄산분압군이 고관류군 보다 재가온 시기 동안 중대뇌동맥 혈류 속도(157.88$\pm$10.87 vs 120.00$\pm$6.18%, p=0.006), 뇌정맥혈 산소분압(41.01$\pm$2.25 vs 32.02$\pm$1.67 mmHg, p=0.03) 및 포화도(68.01$\pm$2.75 vs 61.28$\pm$2.87%, p=0.03), 뇌산소 운반비율(110.84$\pm$7.41 vs 81.15$\pm$8.11%, p=0.003)이 유의하게 더 높았다. 재가온 동안 뇌동정맥 산소함량 차이(4.0$\pm$0.30 vs 4.84$\pm$0.38mg/dL, p=0.04), S-100 $\beta$ 증가율(391.67$\pm$23.40 vs 940.0$\pm$17.02%, p=0.003), 뇌정맥혈 산소 탈포화도(2명 vs 4명, p=0.04), 수술 후 섬망증의 지속시간(18 vs 34 hr, p=0.02)은 고탄산분압군이 고관류군에 비해 상대적으로 낮았다. 결론: 상기한 결과들을 비교 분석한 바 심폐바이패스 시 고탄산분안법이 고관류법 보다 뇌조직에 산소공급을 더 많이 해줌으로써 뇌대사가 상대적으로 원활하여 신경학적 합병증 발생률이 낮은 것으로 사료된다.

체외순환 시 뇌대사에 대한 정상 탄산분압과 고 탄산분압의 임상적 영향에 관한 비교연구 (The Clinical Effects of Normocapnia and Hypercapnia on Cerebral Oxygen Metabolism in Cardiopulmonary Bypass)

  • 김성룡;최석철;최국렬;박상섭;최강주;윤영철;전희재;이양행;황윤호
    • Journal of Chest Surgery
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    • 제35권10호
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    • pp.712-723
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    • 2002
  • 체외순환은 뇌 혈류의 변화를 유도하며 이러한 변화가 수술 후 직 간접적인 뇌 손상의 원인이 될 수도 있다. 최근 체외순환 중 뇌 혈류 변화는 동맥혈액의 이산화탄소 분압과 밀접한 관련이 있는 것으로 보고되고 있다. 본 연구는 체외순환을 이용한 심장수술시 뇌 대사에 대한 정상 탄산분압과 고 탄산분압의 임상적 영향을 비교 조사하기 위해 전향적으로 계획되었다. 대상 및 방법: 심장수술이 계획된 36명의 성인 환자들을 연구목적에 따라 무작위적으로 정상탄산분압군(Pa$CO_2$35~40 mmHg, n=18) 혹은 고탄산분압군(Pa$CO_2$45~55 mmHg, n=18)으로 나눈 뒤 중등도 저체온(비인두 온도 29~3$0^{\circ}C$)의 비박동성 체외순환을 실시하였다. 수술 중, 각 환자들의 중대뇌동맥 혈류속도(뇌혈류 속도), 뇌동정맥 산소함량 차, 뇌산소 추출률, 뇌산소 대사율, 뇌산소 운반율, 뇌산소운반/뇌산소대사 비율, 뇌정맥 산소 불포화도(내경 정맥구 혈액 산소 포화도$\leq$50%), 동맥혈액 및 내경정맥 혈액 가스분석 등을 평가하였고, 수술 후 신경학적 합병증(섬망증세) 발생 정도 역시 관찰하여 양 그룹간에 비교하였다. 결과 : 체외순환 동안 고탄산분압군이 정상탄산분압군에 비해 뇌혈류 속도(169.13 $\pm$ 8.32 vs 153.11 $\pm$8.98%), 뇌산소 운반율(1,911.17$\pm$250.14 vs 1,757.40$\pm$249.56), 뇌산소운반/뇌산소대사 비율(287.38$\pm$28.051 vs 246.77$\pm$25.84), 내경 정맥구 산소분압(41.66$\pm$9.19 vs 31.50$\pm$6.09 mmHg), 그리고 내경 정맥구 산소포화도(68.97$\pm$10.96 vs 58.12$\pm$12.11%) 등이 유의하게 더 높았으나 (p=0.03), 뇌동정맥 산소함량차(3.9$\pm$0.3 vs 4.9$\pm$0.3 mL/dL), 뇌산소 추출률(0.3$\pm$0.03 vs 0.4$\pm$0.03), 뇌산소 대사율(5.8 $\pm$0.5 vs 6.8$\pm$0.6), 동맥혈 pH는 고탄산분압군이 더 낮았다(7.36$\pm$0.09 vs 7.46$\pm$0.07, p=0.04). 체외순환 동안 뇌정맥혈 불포화를 보인 환자 수는 고탄산분압군이 정상탄산분압군 보다 유의하게 더 적었다(3명 vs 9명, p=0.03). 수술 후 신경학적 합병증(섬망)의 지속시간 역시 고탄산분압군이 정상탄산분압군 보다 더팔았다(36시간 vs 60시간, p=0.009). 결론: 이상의 연구결과들은 심장수술 동안 고탄산분압 체외순환이 뇌대사 및 수술 후 신경학적 결과에 보다 유익한 효과를 제공해 줄 수 있음을 시사하고 있다.