삼성분 칼코게나이드 화합물인 황화 주석 저마늄 ($Sn_xGe_{1-x}S$) 합금 나노입자를 메틸 주석 $(Sn(CH_3)_4$, tetramethyl tin, TMT) 메틸 저마늄 $(Ge(CH_3)_4$, tetramethyl germanium, TMG), 황화수소 ($H_2S$, hydrogen sulfide) 혼합 가스의 레이저 광분해 반응법으로 합성할 수 있으며, 이때 반응기 안의 가스 혼합비율에 따라 나노입자의 주석과 저마늄의 조성비를 조절할 수 있었다. 조성비를 가변시킨 나노입자는 모두 결정성을 갖게 만들 수 있었으며, 리튬 이온 전지의 음극소재로서 우수한 특성을 보여주었다. 조성비에 따라 특성을 조사결과, 황화저마늄은 70 사이클 후 최대 1200 mAh/g의 가장 높은 방전용량을 갖는 것과, 주석 성분 함량이 클수록 높은 충방전률에서 용량 유지가 더 잘 됨을 확인하였다. 이와 같은 우수한 효율의 황화물 합금 나노입자의 새로운 대량 합성법은 고성능 에너지 변환 소재 실용화에 기여할 것으로 예상된다.
Here we report the tunable electrical properties and chemical sensor of single-walled carbon nanotubes (SWCNTs) network-based devices with a functionalization technique. Formation of highly aligned SWCNT structures is made on $SiO_2/Si$ substrates using a template-based fluidic assembly process. We present a Platinum (Pt)-nanocluster decoration technique that reduces the resistivity of SWCNT network-based devices. This indicates the conversion of the semiconducting SWCNTs into metallic ones. In addition, we present the Hydrogen Sulfide ($H_2S$) gas detection by a redox reaction based on SWCNT networks functionalized with 2,2,6,6-Tetramethylpiperidine-1-oxyl (TEMPO) as a catalyst. We summarize current changes of devices resulting from the redox reactions in the presence of $H_2S$. The semiconducting (s)-SWCNT device functionalized with TEMPO shows high gas response of 420% at 60% humidity level compared to 140% gas response without TEMPO functionalization, which is about 3 times higher than bare s-SWCNT sensor at the same RH. These results reflect promising perspectives for real-time monitoring of $H_2S$ gases with high gas response and low power consumption.
Sorbents of calcined limestone and oyster particles having a diameter of about 0.63mm were exposed to simulate fuel gases containing 5000ppmv H2S for temperatures ranging from 600 to 800C in a TGA. The reaction between CaO and H2S proceds via an unreacted shrinking core mechanism. The sulfidation rate is likely to be controlled primarily by countercurrent diffusion through the product layer of calcium sulfide(CaS) formed. The kinetics of the sorption of H2S by CaO is sensitive to the reaction temperature and particle size, and the reaction rate of oyster was faster than the calcined limestone.
Sorbents of calcined limestone and oyster particles having a diameter of about 0.63mm were exposed to simulated fuel gases containing 5000ppm $H_2S$ for temperatures ranging from 600 to 80$0^{\circ}C$ in a TGA (Thermalgravimetric analyzer). The reaction between CaO and $H_2S$ proceeds via an unreacted shrinking core mechanism. The sulfidation rate is likely to be controlled primarily by countercurrent diffusion through the product layer of calcium sulfide(CaS) formed. The kinetics of the sorption of $H_2S$ by CaO is sensitive to the reaction temperature and particle size, and the reaction rate of oyster was faster than the calcined limestone.
Ale과 lager 효모를 이용하여 맥주발효 실험한 결과, lager 효모는 발효가 활발하게 일어나는 발효 초기에 많은 양의 황화수소를 발생하였으며 ale 효모보다 더욱 많은 양의 황화수소가 발생되었다. 효모의 증식이 활발한 발효 초기에 많은 양의 황화수소가 만들어지는 것을 보아 효모의 증식과 황화수소의 생성 사이에는 상관관계가 있음을 확인하였다. 온도 차이에 따른 실험 결과에서, lager 효모의 경우에는 발효 온도가 높은 것이 발효율이 더 높아 발효 시간을 줄일 수 있는 장점은 있으나, 많은 양의 황화수소가 발생되는 것을 알 수 있었다. 또한 APL은 $15^{\circ}C$에서 발효시켰을 때, 발효 끝 부분에서 많은 양의 황화수소가 발생되었는데, 이것은 맥주에 좋지 않은 냄새의 원인이 되므로 장시간의 숙성기간을 필요로 한다는 것을 의미한다. EA의 경우에는 낮은 온도에서 오히려 더 많은 양의 황화수소가 생성이 되었으나, HA의 경우에는 lager 효모에서와 같이 높은 온도에서 더 많은 양의 황화수소가 생성되었는데, 이는 각 효모마다 $H_2S$를 생성하기에 적합한 온도가 있음을 의미한다.
본 연구의 목적은 석유화학에너지를 대체하기 위해 바이오가스 생산을 위한 돈분 및 음식물쓰레기 혼용 혐기소화 시 황화수소가스 농도 및 발생비율을 모니터링 한 것이었다. 바이오가스 생산을 위한 혼합혐기 소화는 휘발성 고형물 2%기준 다양한 돈분 및 음식물쓰레기 혼합비율하에서 시럼병을 이용하여 수행하였다. 황화수소가스 발생비율은 처리별 소화기간에 따라 다양하다 할지라도, 수급원료를 돈분만을 이용한 경우는 음식물 쓰레기와 비교할 때 황화수소 발생량은 2.4배 낮게 나타난 것으로 관측되었다. 돈분과 음식물쓰레기 혼합비율에 따른 황화수소가스 농도에 미치는 영향에 대해서는 음식물쓰레기 혼합비율이 높으면 높을수록 황화수소 농도가 높게 나타났다. 황화수소가스 평균 농도는 돈분처리, 0.1452% 에서부터 음식물쓰레기 처리, 0.3420% 까지 다양 하였다. 돈분 및 음식물쓰레기 혼용 혐기발효 시 바이오가스 조성비율은 메탄가스가 53.2%, 이산화탄소 23.9%, 황화수소 0.3% 및 수분을 포함한 기타 22.7%로 이루어져 있는 것으로 나타났다.
본 연구에서는 황화수소를 상온에서 산화시키기 위한 TiO2 기반 바나듐계 촉매의 제조 조건을 최적화하였다. 촉매의 지지체로써 4종의 상용 TiO2를 선정하였으며, 함침법을 이용하여 제조된 다양한 바나듐 함량별 V/TiO2의 황화수소 상온 산화 성능 평가를 수행하였다. 선정된 TiO2 중 TiO2(A)를 기반으로 하며 바나듐(V) 함량이 5%인 촉매의 황화수소 전환율이 58%로 가장 우수한 것을 확인하였으며, 촉매의 물리·화학적 특성을 비교함으로써 지지체의 비표면적과 우점하는 바나듐의 종이 촉매 성능의 주요인자임을 도출하였다. 활성이 저하된 촉매의 재생 특성을 확인하기 위해 400 ℃에서 2 h 동안 열처리하였으며, 재생된 촉매에 황이 일부 침적되어 황화수소 산화량이 10% 감소하였으나 초기 성능은 유사하게 나타나는 것을 확인하였다.
구취발생과 흡연 및 음주, 구강건강행위와의 관련성을 분석하기 위하여 2006년 10월 1일에서 2007년 3월 30일까지 만 30세 이상부터 59세까지의 성인 144명을 대상으로 설문조사와 함께 Oral $Chroma^{(R)}$(CHM-1, ABILIT Corp., Japan)를 이용한 구취농도 검사를 시행하여 다음과 같은 결론을 얻었다. 1. Hydrogen sulfide($H_2S$)는 치면세마를 규칙적으로 시행하는 군이 가끔 하는 군보다 매우 낮은 농도를 나타냈다(p<0.01). hydrogen sulfide($H_2S$) 농도와 관련성이 높은 요인으로는 치과 방문목적, 음주량, 음주 중 흡연량, 흡연기간, 현재 흡연량 등의 순으로 나타났다. 2. Methyl mercaptan($CH_3SH$)은 과거흡연군이 비흡연군과 흡연군보다 높은 농도를 나타냈고(p<0.05), 20년이상 흡연한 군이 20년 미만 군보다 높았으며(p<0.05), 음주 중 10개비 이상 흡연 군이 10개비 미만 흡연 군 보다 높은 농도를 나타냈다(p<0.05). 음주 특성에서는 주 5회 이상 음주 군이 주 1-2회 이하 음주 군들에 비해 높은 농도를 나타냈고(p<0.01), 잠자기 전 잇솔질을 하지 않는 군이 잇솔질을 하는 군보다 농도가 높았으며(p<0.05), 가끔 스켈링을 하는 군이 규칙적으로 스켈링을 하는 군보다 높은 농도를 나타냈다(p<0.05). methyl mercaptan($CH_3SH$) 농도와 관련도가 높은 요인으로는 치면세마 경험과 음주 중 흡연량으로 나타났다. 3. Dimethyl sulfide($(CH_3)_2S$)는 소주 2병 이상 군이 소주 1/2병 이하 군과 소주 1병 정도 군보다 높은 농도를 나타냈다(p<0.01). 이 결과 구취감소를 위한 교육에 있어서 잠자기 전 잇솔질 실천과 규칙적인 치면세마의 필요성은 강조되어야하며, 금연 및 절주에 대한 지도를 포함해야 할 것으로 사료되었다.
악취중 황화수소의 생물학적 제거시스템에서 바이오필터의 미생물 담체로 유기담체인 Peat와 Rock wool을 사용하고 미생물원으로 소화 슬러지를 식종했다. 유입 황화수소 농도를 증가시켜 완전히 제거되는 황화수소의 유입 부하를 완전 제거능, 제거를 보여준 최대의 제거량을 최대 제거능으로 정의하였다. 단위 중량 및 단위 체적 기준으로 비교한 완전 제거능 및 최대 제거능은 Peat보다 Rock wool의 결과가 높았다. 동력학적 반응속도 해석에 의한 황화수소의 최대 제거속도($V_m$) 및 포화정수($K_s$)를 이용한 속도해석 결과는 황화수소의 농도가 증가할수록 Rock wool의 반응속도가 빠르게 진전되었다.
The pulverized wastes originated from kitchen garbage grinder cause an additional load in sewage treatment plant and water environment. Therefore, several problems occur in sewer, such as microbial corrosion, odor, psychoda and fly interrupting flow of sewage etc. by their precipitation with earth and sand. This study was conducted on two experiments: hydrogen sulfide gas generation from sediments in sewer and anaerobic batch test. In anaerobic batch test, gas generation was increased when organic compounds were increased in concentration. Sulfide was decreased upon decreasing in sulfate concentration. In $H_2S$ gas generation test along the depth of sediments there were two different sampling sites which are apart from about 50 cm each other in a menhole. The one has the thickness of 55 cm from the surface, the other, of 60 cm. The hydrogen sulfide gas production rates were measured based on ranges from 0 to 10 cm, 10 to 20 cm, 20 to 30 cm for two samples. The results obtained were 1.08, between 0 to 10 cm in depth for the sample thickness of 55 cm and 3.07, 5.36, $5.42{\mu}g/g-VS{\cdot}hr$ in order of depth for the sample thickness of 60 cm, respectively.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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