• 공업화학
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• 제17권5호
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• pp.458-464
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• 2006

팔라듐 합금 복합막의 제조는 니켈 분말과 무기화합물의 혼합물로 개질된 튜브형 다공성 스테인레스 스틸 지지체 표면 위에 무전해 도금법(elctroless plating technique)에 의해 팔라듐 - 니켈 - 은을 박막으로 도금하는 형태로 이루어졌다. 일반적인 다공성 금속 지지체는 기공이 크기 때문에 그 자체로서 도금에 적합한 지지층이 되기가 어렵고, 결함이 없는 팔라듐 복합막의 제조가 쉽지 않아 본 연구에서는 금속 지지체와 팔라듐 사이에 중간층(intermediate layer)을 형성하여 이와 같은 문제점을 극복하고자 하였다. 중간층의 소재인 실리카 졸, 알루미나 졸, 이산화티타늄 졸 등의 무기화합물과 니켈 분말의 혼합물로 다공성 금속 지지체 위에 코팅하여 박막을 형성하고 제조 조건에 따른 질소 투과도를 측정하고 비교하였다. SEM 분석법에 의해 니켈과 무기화합물 혼합물의 표면층의 형성 모습도 측정하였다. 제조된 중간층 가운데 이산화티타늄 졸과 니켈의 혼합물이 가장 낮은 질소 투과도와 치밀한 표면층을 나타내었다. 최종적으로 니켈과 실리카의 혼합 중간층으로 이루어진 팔라듐-니켈-은 합금 복합막을 제조하고 수소와 질소의 투과도를 측정하였다. 1기압 이하에서 질소에 대한 수소 선택도는 무한대였으며 수소투과 속도는 1 기압, $500^{\circ}C$에서 $1.39{\times}10^{-2}mol/m^2{\cdot}s$의 값을 나타냈다.

• 청정기술
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• 제24권1호
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• pp.9-14
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• 2018

본 연구에서는 TiN-Zr 수소분리막의 제조 공정에 대한 환경 영향 특성을 분석하기 위해 물질전과정평가를 수행하였다. Material Life Cycle Assessment (MLCA)의 소프트웨어로는 Gabi를 사용하였다. 이를 통하여 각 공정에서 미치는 영향과 특성화 별 환경영향평가를 수행하였다. 졸겔법에 의해 전구체 TiN을 합성하고 볼밀법을 이용하여 지르코늄을 코팅하였다. 이를 CIP, HPS에 의해 디스크 형으로 제작하였고 주사전자현미경(scanning electron microscopy, SEM), 에너지분산형 분광분석법(energy dispersive X-ray spectroscopy, EDS), X-선 회절분석기(X-ray diffraction, XRD), 열중량분석(thermo gravimetry/differential thermal analysis, TG/DTA), 비표면적분석(Brunauer, Emmett, Teller, BET) 및 가스 크로마토그래프 시스템(gas chromatograph system, GP)을 이용하여 분리막의 야금학적, 물리학적, 열역학적 특성을 분석하였다. 또한, 물질전과정평가를 위해 수행한 특성화와 정규화 결과, 영향범주 별 환경영향은 해양 생태 독성이 94%, 수계 생태 독성 2%, 인간독성 2%의 기여도를 보였다. 아울러, 제조공정 중 전기 사용이 생태계 영향에 큰 영향을 미친다는 것을 알 수 있었다. 물질 전 과정 평가는 Eco-Indicator '99 (EI99)와 CML 2001 방법론을 기반으로 분석하였다.

• 대한화장품학회지
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• 제19권1호
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• pp.20-30
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• 1993

본 연구는 역상 HPLC를 이용하여 Pb(IEAA-NR)2 (R=H, CH3, C3H7, C6H5, C4H9) 킬레이트를 동시 분리하기 위한 최적 분리 조건을 조사하고 이들의 용리거동에 관련된 인자들과의 관계를 검토하였는데 그 결과는 다음과 같다. 1. 각 Pb(IEAA-NR)2 킬레이트의 분리에 대한 기기의 최적 조건을 실험적으로 측정한 결과는 다음과 같다. 분리관 : Micropak MCH-5 (4.0 mm I.D. $\times$ 15 cm L, Particle size 5 $\mu\textrm{m}$) 용리액 : MeOH / H20 (73/27) 흐름속도 : 0.7 ${\mu}\ell$/min. 시료주입량 : 4 ${\mu}\ell$ 검출기 : UV 검출기 (254 nm) 2. 용리액의 흐름속도는 0.7${\mu}\ell$/min. 일때 적당한 분리 시간과 좋은 분리도를 나타내었다. 3. 시료 용매가 킬레이트의 머무름 시간에는 큰 영향을 주지 않았으며 금속 킬레이트간의 겸침 현상이 줄어들고 봉우리 면적이 큰 CH3CN을 사용하였다. 4. 용리액의 조성은 MeOH/H2O 의 비가 73/27 으로써 대개의 경우에 lig k' 값이 0$\leq$log k' $\leq$1을 잘 만족하지 않았으며 전체적으로 적당한 분리시간과 좋은 분리도를 나타내었다. 5. Pb(IEAA-NR)2 킬레이트의 log k' 값을 이성분 용매계에서 물의 부피 분율에 대하여 plot한 결과 이들이 직선적인 관계를 가지는 것으로 보아 Pb(IEAA-NR)2 의 머무름은 소수성 효과(Hydrophobic effect)에 크게 기인 한다는 것을 알 수 있었다.

• 방사성폐기물학회지
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• 제14권3호
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• pp.211-221
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• 2016

파이로 공정에서 발생되는 염폐기물은 휘발성이 높아 고온공정에 적용하기 어려우며, 폐기물내에 존재하는 염소로 인해, 전통적인 유리매질에 대한 상용성이 낮은 특성을 가지고 있어, 새로운 고화방법이 필요하다. KAERI에서는 탈염소화법을 이용하여 염소를 탈리하고, 일반적인 유리매질에 고화하는 연구방법을 제안하였다. 본 연구에서는 기존의 탈염소화법에 사용된 합성무기복합체(SAP, $SiO_2-Al_2O_3-P_2O_5$)에 첨가물로서, $Fe_2O_3$ 및 $B_2O_3$를 부가하여 5성분계의 복합체를 제조하고, 조성에 따른 탈염소화반응 및 고화체의 특성을 조사하였다. 탈염소화 반응은 조성에 따른 생성물의 변화 경향은 크지 않았으며, 유사한 반응메커니즘으로 주어진 시간 내에 반응이 진행되는 것으로 나타났다. Si-rich phase와 P-rich phase를 화학적으로 연결시켜주는 $Al_2O_3$와 $B_2O_3$의 함량이 높은 경우에는 고화체내 상분리의 정도는 상대적으로 낮게 나타나며, 구성원소의 분포가 보다 균일한 형태를 보였다. PCT-A 침출시험법을 통한 조성에 따른 내구성의 평가결과, 기준조성을 벗어나는 경우에는 내침출성이 낮게 나타났으나, EA glass(Environmental Assessment glass)의 값보다는 우수한 것으로 확인되었다. 이상의 결과로 부터, 주어진 적정 Si와 P의 조성분율하에서, Al과 B의 함량변화는 고화체의 미세구조와 내침출성에 영향을 주는 것을 확인할 수 있었으며, 미세구조와 내침출성의 연관관계에 대한 추가적인 연구가 필요할 것으로 판단된다.

• 자원리싸이클링
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• 제26권4호
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• pp.71-78
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• 2017

본 연구는 UBC 재활용 용해공정 중 발생한 블랙 드로스 내 금속 알루미늄을 회수하기 위해 압축 및 충격 파쇄 공정에 따른 알루미늄 회수율에 대하여 조사하였다. 초기 알루미늄 블랙 드로스는 대부분 구형의 형상으로 약 10~40 mm 크기였다. 또한 블랙 드로스의 주요 구성 성분은 할라이트(NaCl), 실바이트(KCl), 스피넬($MgAl_2O_4$) 및 알루미나($Al_2O_3$)로 나타났다. 알루미늄 금속의 회수율 시험은 서로 다른 파쇄 기구를 갖는 죠 크러셔와 햄머밀 공정으로 진행하였다. 파쇄 기구에 따른 알루미늄 금속 회수 실험결과, 죠 크러셔 공정은 금속과 비금속 혼합물을 분리할 수 있었으나 햄머밀 공정은 금속과 비금속의 분리가 어려운 것으로 관찰되었으며 알루미늄 블랙드로스 내 금속 알루미늄을 회수하기 위한 파쇄 공정은 죠 크러셔 공정이 더 효과적인 것으로 보여진다.

• 방사성폐기물학회지
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• 제17권3호
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• pp.279-298
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• 2019

사용후핵연료의 효율적 관리를 위하여 한국원자력연구원에서 수행 중인 파이로 공정으로부터 발생되는 폐기물 처리기술에 대한 최근 연구동향을 종합적으로 고찰하였다. 파이로 폐기물 처리기술은 처분 대상 폐기물의 감용 및 포장, 저장과 최종 처분에 적합한 고화체 제조를 목표로 하고 있다. 한국원자력연구원에서 수행 중인 파이로 폐기물 처리 기술개발 접근 방향은 공정 흐름으로부터 발생한 폐기물내 주요 핵종들을 분리하고 회수한 물질 등을 재사용함으로서 폐기물 발생량을 최소로 하며 동시에 분리한 핵종을 별도로 고화처리하는 것이다. 폐기물 처리 주요 기술 특성은 먼저 전해환원용 원료물질 제조를 위하여 전처리 고온 열처리 공정을 사용하며, LiCl 과 LiCl-KCl 염으로부터 핵종을 분리하고 회수염의 재사용 및 핵종 함유량을 증대시킨 최종 고화체 제조 기술을 개발하는 것이다. 따라서 실험실 규모 실험 결과를 토대로 최근에는 공정 용량 증대를 위한 자료 확보를 목적으로 공학규모 시험을 수행 중에 있다.

• 자원리싸이클링
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• 제28권3호
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• pp.45-52
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• 2019

티타늄 생산 원료로서 $TiO_2$는 천연 일메나이트 광석을 1823 K 이상에서 탄소와 함께 환원 및 산 침출을 통해 티타늄이 풍부한 슬래그로부터 생산할 수 있으나, 공정상 매우 높은 에너지 소비 및 다량의 침출 잔류물을 발생한다. 본 연구에서는 1573 K 이하 온도에서 $Na_2SO_4$에 의해 $FeTiO_3$의 황화 처리를 통해서 철 자원은 FeS 황화물 상으로써 티타늄 자원은 $TiO_2-Na_2O$계 산화물 상으로 분리할 수 있는 반응을 제안한다. 본 연구는 $FeTiO_3$의 황화 처리의 기초 연구로서, FeS 황화물 상과 $TiO_2$계 슬래그 상의 분리성에 미치는 환원 분위기의 영향과 대기 분위기 속에서 반응온도와 Sulfur 비에 따른 Fe, Ti, Na 등의 거동을 조사하였다. 1573 K 및 탄소 포화 조건에서 $FeTiO_3$의 Fe는 Fe-C-S 금속과 일부 FeS로 분리 가능하며, 산화물 내 농도는 4 mass% 정도로 감소하였다. 또한, Sulfur/Fe 비가 높아질수록 자성 분리 후 회수된 산화물의 Fe 농도가 증가하며, 회수된 금속상 내 Fe 농도는 감소하였다.

• 대한화학회지
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• 제66권2호
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• pp.124-135
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• 2022

이 연구의 목적은 남한의 2015 개정 과학과 교육과정의 화학 내용 요소와 북한 김정은 시대의 초, 중등 과학 교과서의 화학 내용 요소를 비교·분석하여 북한 화학교육을 이해하기 위한 기초 자료로 제공하기 위한 것이다. 북한이 남한의 화학교육보다 시기적으로 선행하여 학습하는 내용 요소와 북한이 남한보다 양적으로 더 많이 학습하는 내용 요소 등을 분석하였다. 분석 대상은 남한의 2015 개정 과학과 교육과정과 북한의 소학교3 '자연', 초급중 1, 2 '자연과학', 고급중 1, 2 '화학'교과서이었다. 남한의 2015 개정 과학과 교육과정에 제시된 화학의 일반화된 지식에 따라 분석틀을 구성하고, 그 분석틀에 따라 북한과 남한의 화학교육 내용요소를 분석하였다. 분석 결과는 다음과 같다. 첫째, 북한 교과서에서 선행하여 학습하는 내용 요소는 밀도, 산화와 환원, 전지, 원자량이었다. 둘째, 북한 교과서에서 추가적으로 학습하는 내용 요소는 혼합물의 분리, 연료, 산화와 환원, 금속, 유기물질과 무기물질, 금속과 비금속의 산화물과 수산화물, 비료로 쓰이는 무기 물질, 영양 물질, 염의 반응과 활용, 원자궤도 함수, 오비탈의 혼성화, 배위결합 및 착물이었다. 이 연구 결과는 북한 화학교육을 이해하는데 기초 자료로 활용할 수 있을 것이다.

• 공업화학
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• 제35권1호
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• pp.54-60
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• 2024

본 연구에서는 자포동물인 보름달물해파리의 면역반응을 유도하여 추출한 점액물질(jellyfish extract at immunity reaction, JEI)을 활용하여 하수처리장 처리수 내 잔존하는 미량오염물질(중금속과 미세플라스틱)의 제거 가능성에 대해 평가하였다. 실험은 자-테스터(jar-tester)를 이용한 lab 규모와 자체 개발한 관접속형 혼화반응 시스템과 농축일체형 분리장치를 연계한 pilot system 규모의 두 방법으로 수행하였다. 모든 실험 조건에서 JEI는 기존 음이온 고분자에 비해 미량오염물질 제거효율이 유사하거나 높은 것으로 분석되었다. 특히 pilot system 규모로 JEI를 하수처리장의 방류수와 혼합하여 사용하면 두 번의 혼합과정에 의해 JEI와 미량오염물질의 결합이 극대화되고 이로 인해 미량오염물질 제거율이 매우 향상됨을 확인하였다. 이러한 실험 결과를 토대로 본 기술을 기존의 방식에서 벗어나 생태계 위해성이 적고 무기성 폐기물 발생을 최소화할 수 있는 미량오염물질 제거 방법으로 제안하는 바이다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제62권3호
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• pp.233-237
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• 2024

본 연구는 유/무기 나노복합체를 이용한 PAN계 탄소섬유 토우(PAN-based carbon fibers tow) 기반의 유연 전극 제작 및 이를 활용한 비효소 전기화학 센서 개발에 대한 것으로, 전도성 고분자 polyaniline (PANI)와 금속 산화물 CuO을 유/무기 나노복합체 소재로 사용하였으며 글루코스를 전기화학 센서 타겟으로 적용하였다. 전극 제작을 위해 시판된 CFT는 열처리를 통한 사이징(sizing) 제거와 전기화학적 산화에 의한 표면 활성화의 전처리 공정을 거쳐 사용되었다. 유/무기 나노복합체는 전기화학적 중합 및 증착법을 통해 전처리된 CFT 표면 위에 순차적으로 합성되어 최종 CFT/PANI/CuO NPs 전극이 제작되었다. CFT/PANI/CuO NPs 전극의 전기화학적 특성 및 센싱 성능은 시간대전류법와 순환전압 전류법, 전기화학 임피던스 분광법을 이용하여 분석되었다. CFT/PANI/CuO NPs 전극은 전도성 고분자과 금속 산화물의 접목에 의해 전기 전도도 향상 및 우수한 전자 전달, 감응시간 단축, 비표면적 증가 등 개선된 전기화학적 특성과 증가된 감도, 넓은 선형 농도 구간, 높은 선택도 등 향상된 글루코스 센싱 성능을 보였다.