• Journal of Electrochemical Science and Technology
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• 제8권1호
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• pp.61-68
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• 2017

Electrochemical conversion of $CO_2$ and production of $H_2$ were attempted on a three-dimensionally ordered, porous metal organic framework (MOF-74) in which transition metals (Co, Ni, and Zn) were impregnated. A lab-scale proton exchange membrane-based electrolyzer was fabricated and used for the reduction of $CO_2$. Real-time gas chromatography enabled the instantaneous measurement of the amount of carbon monoxide and hydrogen produced. Comprehensive calculations, based on electrochemical measurements and gaseous product analysis, presented a time-dependent selectivity of the produced gases. M-MOF-74 samples with different central metals were successfully obtained because of the simple synthetic process. It was revealed that Co- and Ni-MOF-74 selectively produce hydrogen gas, while Zn-MOF-74 successfully generates a mixture of carbon monoxide and hydrogen. The results indicated that M-MOF-74 can be used as an electrocatalyst to selectively convert $CO_2$ into useful chemicals.

• Toxicological Research
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• 제33권4호
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• pp.305-313
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• 2017

Accumulating epidemiological evidence indicates that exposure to fine air pollution particles (APPs) is associated with a variety of adverse health effects. However, the exact physiochemical properties and biological toxicities of fine APPs are still not well characterized. We collected four types of fine particle (FP) (diesel exhaust particles [DEPs], natural organic combustion [NOC] ash, synthetic organic combustion [SOC] ash, and yellow sand dust [YSD]) and investigated their physicochemical properties and in vitro biological toxicity. DEPs were almost entirely composed of ultrafine particles (UFPs), while the NOC, SOC, and YSD particles were a mixture of UFPs and FPs. The main elements in the DEPs, NOC ash, SOC ash, and YSD were black carbon, silicon, black carbon, and silicon, respectively. DEPs exhibited dose-dependent mutagenicity even at a low dose in Salmonella typhimurium TA 98 and 100 strains in an Ames test for genotoxicity. However, NOC, SOC, and YSD particles did not show any mutagenicity at high doses. The neutral red uptake assay to test cell viability revealed that DEPs showed dose-dependent potent cytotoxicity even at a low concentration. The toxicity of DEPs was relatively higher than that of NOC, SOC, and YSD particles. Therefore, these results indicate that among the four FPs, DEPs showed the highest in vitro biological toxicity. Additional comprehensive research studies such as chemical analysis and in vivo acute and chronic inhalation toxicity tests are necessary to determine and clarify the effects of this air contaminant on human health.

• 대한환경공학회지
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• 제37권5호
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• pp.269-276
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• 2015

본 연구는 경상북도 지역에서 호소수를 원수로 사용하는 한 정수장의 원수 및 공정별 처리수의 자연유기물질(NOM) 및 소독부산물(DBPs) 생성특성을 조사하고 정수공정내 DBPs 제어방안을 제시하였다. Fluorescence excitation-emission matrix (FEEM) 분석결과 원수의 NOM은 토양과 미생물의 복합기원에 의한 것으로 밝혀졌다. NOM의 분자량크기 및 분획제거 특성은 liquid chromatography-organic carbon detector (LC-OCD)를 이용하여 분석하였다. 대체로 휴믹물질과 저분자량 유기물질 분획이 많았고, 고분자량물질은 저분자량물질보다 응집 침전공정에서 제거가 용이한 것으로 나타났다. 전염소주입 후 정수공정별로 진행될수록 반응시간이 길어져 DBPs 농도가 증가하였으며 생성된 DBPs는 일반적인 정수처리로 제거되지 않았다. THMs은 chloroform이 74%로 주종을 이루었으며 bromodichloromethane (22%)와 dibromochloromethane (4%)도 발생했다. HAAs는 dichloroacetic acid (50%)와 trichloroacetic acid (48%)가 주종을 이루었고 dibromoacetic acid (2%) 등 브롬계열은 농도가 낮거나 발생되지 않았다. HANs은 dichloroacetonitrile (60%), bromochloroacetonitrile (30%), dibromoacetonitrile (10%)이 발생되었다. 실험기간 동안 해당 정수장에서 DBPs 발생은 용존유기물농도와 수온보다 전염소주입농도에 큰 영향을 받은 것으로 나타났고, 염소주입농도의 조절로 DBPs 생성농도를 이전에 비해 16~44% 감소시킬 수 있었다.

• 공업화학
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• 제19권2호
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• pp.185-190
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• 2008

전기흡착용 전극의 비표면적을 증가시키기 위하여 상전이법을 이용한 다공성 탄소전극을 제조하였다. 활성탄소분말, polyvinylidene fluoride (PVdF)를 유기용매인 N-methyl-2-pyrrolidone (NMP)과 혼합한 전극슬러리를 전도성 흑연박막 위에 캐스팅한 후 비용매인 증류수에 침지시켜 상전이를 통해 다공성 탄소전극을 제조하였다. 제조된 전극에 대하여 SEM, porosimetry, cyclic voltammetry 분석을 통해 전극의 물리적, 전기화학적 특성을 분석하였다. SEM 측정 결과 다양한 크기의 미세한 기공이 전극 표면에 균일하게 형성된 것을 확인할 수 있었다. NMP 함량을 변화시켜 제조한 전극들의 평균 기공크기를 측정한 결과 64.2~82.4 nm 범위의 기공을 갖는 것으로 나타났으며 NMP 함량이 증가할수록 기공의 크기도 증가하는 것을 알 수 있었다. 또한 탄소전극에 대한 cyclic voltammogram을 측정한 결과 전형적인 전기이중층에서의 흡착 및 탈착 특성을 보였다. 전극의 축전용량은 NMP의 함량에 따라 $3.88{\sim}5.87F/cm^2$ 범위의 값을 나타냈으며 NMP의 함량이 감소할수록 축전용량이 증가하는 것으로 나타났다. 이상의 연구결과로부터 상전이 방법으로 다공성 탄소전극을 제조할 때 유기용매의 함량은 전극의 기공 크기를 제어할 수 있는 중요한 인자이며 이를 통해 전극의 비표면적을 향상시킬 수 있음을 확인할 수 있었다.

• 청정기술
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• 제6권2호
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• pp.113-119
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• 2000

소각로 배가스 중의 유해물질중 다이옥신은 그 유해성이 알려지면서 심각한 사회문제로 대두되었다. 이러한 유해가스를 제거하기 위한 방법중의 하나인 활성탄의 분무 및 백필터의 여과 공정에 의한 유해물질 제거 효율을 조사하였다. 다이옥신은 그 독성이 강한 관계로 1,2-dichlorobenzene(o-DCB)을 전구물질로 사용하였으며, 공기 유량, 백필터 압력 손실, 백필터 운전온도, 활성탄 종류에 따른 o-DCB의 제거 효율을 조사하였다. 각 경우에 대한 실험 결과 소각로의 운전조건을 고려할 때 백필터에서의 운전온도 범위는 $140{\sim}170^{\circ}C$가 적합하며, 백필터에서의 압력손실은 백필터에 부착된 활성탄층에 의한 흡착성능을 고려할 때, $120mmH_2O$를 유지하는 것이 필요하였다. 활성탄과 규조토를 혼합하여 주입한 결과 활성탄과 동일량의 규조토를 투입할 시에는 90% 이상의 o-DCB를 제거할 수 있었고 또한 활성탄 투입량도 줄일 수 있었다.

• 한국석유지질학회지
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• 제7권1_2
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• pp.35-40
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• 1999

동해 울릉분지에 분포하는 천부 가스의 특성을 파악하기 위해서 분지 남동부 해역에서 채취한 시추 코아 (98EEZ-3)에서 가스를 포집하여 탄화수소 가스의 함량, 성분 및 탄소 동위원소 분석을 실시하였다. 또한 가스의 함량과 시추 코아 퇴적물의 연관성 및 특성을 파악하기 위해서 시추 퇴적물에 대해서 유기 지화학 분석을 실시하였다 시추 코아에서 포집된 천부가스 중 탄화수소 가스의 함량은 755.3 ppm에서 6176.7 ppm을 나타났다. 탄화수소 가스로는 메탄의 함량이 가장 우세해서 $697.9{\~}6054.4 ppm$을 포함하였고 메탄 외의 탄화수소 성분으로는 에탄, 프로판, 부탄, 헥산이 소량 분석되었다. (100 ppm 이하). 퇴적물 분석 결과 총 탄소는 $1.84{\~}5.11{\%}$,유기탄소는 $0.29{\~}2.65{\%}$의 함유량을 나타냈다. 총 유기탄소와 총 질소의 비율은 분석 구간 중 일부를 제외하고는 10 이상으로 육상 기원 유기물의 유입이 우세했음을 시사한다. 포집된 총 탄화수소 가스 중 메탄의 성분비와 탄소 안정 동위원소 비를 고려하면 울릉분지 남동부에 분포하는 천부가스는 열기원 가스가 우세하고 일부는 생물기원 가스와 흔합되어 나타나는 양상을 나타낸다. 시추 퇴적물 중 유기물의 열적 성숙도는 동위원소 결과에 따른 가스의 열성숙 단계 보다 낮게 나타나서 시추구간보다 심부에서 생성된 열기원 가스가 이동하여 현재의 위치에 집적되어 있는 것으로 해석된다.

• 청정기술
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• 제28권2호
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• pp.131-137
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• 2022

현재 반도체 공정에서 다양한 by-product 및 미사용 가스가 배출되고 있다. 오염물질을 함유한 배기는 일반적으로 유기, 산, 알칼리, 열, 캐비넷 배기 등으로 분류하며, 각각의 배기 특성에 맞는 대기 방지설비에서 처리 후 배출된다. 유기 배기 물질로서 휘발성 유기 화합물(volatile organic compound, VOC)은 산소 함유 탄화수소, 유황 함유 계 탄화수소 및 휘발성 탄화수소를 총칭하는 물질이고, 알칼리 배기의 주요성분은 암모니아(NH₃), 수산화테트라메틸암모늄(Tetramethylammonium hydroxide, TMAH)등이 있다. 본 연구의 목적은 유기와 알칼리 배기가스를 동시에 처리하기 위해 직접 연소 및 로 내 온도를 일정하게 유지하여 연소 특성 파악하고 NO_X 저감률을 분석하고자 진행하였다. VOC는 Acetone, IPA(isopropyl alcohol), PGMEA(propylene glycol methyl ether acetate)을 사용하였으며, 알칼리 배기 대표 물질로는 암모니아를 사용하였다. 실험 변수로는 온도와 당량 비(equivalence ratio, ER)로 배기가스 특성을 살펴보았다. 물질별 단독 및 혼합 연소테스트를 진행하였다. VOC 단독 테스트 결과 당량 비 1.4 조건에서 완전 연소가 일어남을 확인하였다. 암모니아는 당량 비 감소에 따라 산소 및 질소산화물의 농도가 감소하였다. 혼합 연소 운전 결과 배기가스 조성 내 질소산화물의 대부분은 일산화질소였으며 이산화질소는 10 ppm 부근으로 검출되었다. 전체적으로 질소산화물의 농도는 반응온도가 증가하면서 산화반응이 활성화되어 감소하는 경향을 나타나지만 이산화탄소의 농도는 증가하는 경향을 확인하였다. 전기열원을 적용한 무 화염 연소 기술을 적용하였을 때 VOC 및 암모니아 연소가 원활하게 일어남으로써 현재 별도로 운전되는 유기 및 알칼리 배기 시스템보다 경제성 및 공간적인 측면에서 장점이 있다고 판단된다.

• 유기물자원화
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• 제8권4호
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• pp.86-92
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• 2000

본 연구는 퇴비화에 있어서 제지 슬러지(PMS)와 돈분(PM)의 최적혼합비율을 결정하기 위해 실시하였다. 제지슬러지는 풍부한 탄소와 적은 질소를 함유하고 있기 때문에 탄소의 공급원으로서 사용되었다. 또한 건조된 제지슬러지는 혼합물의 수분을 조절할 목적으로 첨가되었다. 처리구는 PMS-100(PM 0%+PMS 80%+DPMS 20%), PMS-85(15+65+20), PMS-70(30+50+20), PMS-55(45+35+20) 4개로 구성되었다. 퇴비화은 호기성조건에서 정체식(규모 $1.25m^3$)으로 실행되었으며, 일일 15분씩 공기를 공급하였고 퇴비화초기에는 주마다 뒤집기를 실시하였다. 퇴비의 부숙도를 평가하기 위해 온도, pH, C/N율과 색도의 이화학성 변화를 조사하였다. 이화학성을 분석한 결과 효과적인 퇴비화을 위한 수분과 C/N율의 최적조건은 각각 25~30과 55~60%이었다. 제지슬러지에 돈분이

• 대한환경공학회지
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• 제34권1호
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• pp.49-54
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• 2012

본 연구에서는 수 환경 내에서 일어나는 주요 자연분획변환 과정 중 생분해 시 변화하는 용존 유기물질의 특성이 중금속 결합특성에 미치는 영향을 조사하고자 하였다. 각각 호수와 하천 기원을 대표하는 Pony lake fulvic acid와 Suwannee river fulvic acid를 포함한 다양한 유기물을 대상으로 2주간 배양실험을 하여 변화하는 농도, 성상 및 중금속 구리 결합특성을 조사한 결과 각 시료 내 DOC농도는 감소하고 SUVA 값은 증가하였다. 특히 포도당 및 단백질계 탄소구조 함유비율이 높을수록 미생물에 의한 DOC 농도 분해율은 증가하였다. 포도당과 휴믹물질의 혼합비를 고려한 경우 배양 후 예측되는 혼합액의 DOC 감소율은 실제 측정값과 유사하였다. 그러나 SUVA값은 오히려 더 높게 나타나 생분해성 물질과 휴믹물질이 혼재할 경우 탄소 구조 변화로 인한 휴믹화의 진행이 더 크게 나타날 수 있음을 보였다. Synchronous 형광스펙트럼 결과 배양 후 Pony lake fulvic acid의 경우 휴믹산계 형광특성이, Suwannee river fulvic acid에서는 펄빅산계 형광특성이 크게 증가하였다. 포도당 시료에서는 배양 전 관찰되지 않았던 단백질계와 펄빅산계 형광특성이 관찰되었다. 중금속 구리와의 결합정도를 나타내는 log K 값은 미생물 배양 전과 후 휴믹물질 종류에 따라 변화가 없거나 혹은 약간 감소하는 경향을 나타냈다. 본 실험 결과는 미생물에 의한 휴믹물질 관련 형광구조의 증가가 중금속 결합력 강화에 영향을 미치지 않거나 오히려 감소시키는 것으로 보인다.

• 유기물자원화
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• 제25권3호
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• pp.73-78
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• 2017

본 실험의 목적은 토양탄소 격리 기술을 개발하기 위한 바이오차 팰렛 시용에 따른 토양의 이화학성 변화 및 작물 수량 효과에 대해 평가하는 것이다. 처리는 일반적인 영농 방법으로서 대조구, 돈분 팰렛, 바이오차와 돈분 퇴비 혼합 비율별 바이오차 팰렛 시용구 (9:1, 8:2, 6:4, 4:6, 2:8)로서 구성되어 있다. 바이오차 팰렛의 사용량은 상추 재배를 위한 추천 시용량 (330kg/10a)기준으로 혼합 비율에 관계없이 6.6 g/pot이었다. 상추수확 후 상토의 pH, EC, 암모늄태 질소의 농도 변화를 분석하였다. 실험 결과로서 pH는 대조구와 비교하여 돈분팰렛 처리구에서 증가하였지만, 바이오차 팰렛 처리구(4:6 및 2:8)에서 감소하였다. EC는 처리구간에 유의차를 보이지 않았다. 암모늄태 질소 함량은 단지 돈분 팰렛 처리구에서 증가하였지만, 질산태 질소는 모든 처리구에서 감소하였으나, 상추 수량은 대조구와 비교하여 바이오차 팰렛 처리구( 9:1, 8:2 및 4:6)에서 9.5%에서 11.4%가 증가하는 것으로 나타났다. 그러므로 바이오차 팰렛 시용은 상추생육에 저해요인으로 작용하지 않고, 오히려 긍정적으로 나타남으로서, 작물 재배에 있어서 바이오차 펠렛을 시용하게 되면 토양 탄소격리 및 온실가스 완화를 위해서 유용하다고 생각된다.