• 미생물학회지
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• 제45권2호
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• pp.133-139
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• 2009

비점오염원 관리를 위하여 영양염류 농축장치를 개발하였다. 이 장치는 저농도 상태인 영양염류를 고농도로 전환시키며, 이 과정에서 세균이 중요한 역할을 하고 있다. 세균은 장치 내 여재에 생물막을 형성하면서 영양염류를 농축하였다. 총인의 농축효율을 확인하기 위해 장치로 유입되는 하천수와, 유출되는 공극수, 여재에서 총인과 용존무기인, 총세균수를 측정하였고 농축과정에서 미생물 군집이 어떻게 달라지는가를 파악하기 위해 DGGE를 수행한 후 염기서열을 분석하였다. 총인의 경우 하천수에서는 0.12~0.35 mg/L로 농도가 낮았지만 농축 후 유출수에서는 0.45~0.86 mg/L, 여재에서는 40.91~242.71 mg/kg로 매우 높았다. 그러나 용존무기인은 농축이 일어나지 않았다. 총세균수 역시 하천수에서는 $0.3\sim2.3\times10^6$ cells/ml이었으나 농축 후 유출수와 여재에서 각각 $0.4\sim4.4\times10^6$ cells/ml, $0.8\sim1.9\times10^9$ cells/g로 높게 나타났으며, 총인의 농도 변화와 비슷한 패턴을 보여 총인의 농도와 세균수 간에 밀접한 관계가 있음을 확인하였다. 또한 세균의 군집은 하천수에서는 Clostridium 속이 주로 나타났으나 여재에서는 Aquabacterium 속이 우점하다가 천이가 일어나서 Clostridium 속과 Enterococcus 속이 출현하였다. 결론적으로, 영양염류 농축장치의 여재에서 부착세균의 생장으로 인하여 총인의 농축이 일어났음을 확인하였다. 따라서 이 농축장치는 총인을 고농도로 회수함으로써, 저농도로 다량 유입되는 비점오염원의 관리를 용이하게 할 수 있으며, 회수된 농축수는 수계에 추가적인 부하로 작용하지 않는 자연비료로서 활용할 수 있다.

• KSBB Journal
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• 제18권5호
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• pp.412-417
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• 2003

각 샘플의 공극사이즈 (PPI)에 따른 미생물 고정화 능의 관계는 대체로 공극의 크기가 줄어들수록 미생물 고정화 량이 증가하는 경향을 보여주었다. 일반적으로 공극의 크기가 작을수록 비표면적이 증가하기 때문에 미생물 고정화 능이 증가할 것으로 사료되지만, 본 실험에서는 각 시편의 표면적을 측정 한 것이 아니고, 각 시편의 질량을 기준으로 미생물 점착량을 산출하였기 때문에 이와 같은 결과를 나타낸 것으로 사료된다. 특히 폴리우레탄 오픈 셀의 경우 담체의 PPI가 커질 경우 일반적으로 그 단위 부피당 표면적은 증가되지만, 단위 질량당 표면적은 이에 비례하여 증가하지 않음을 시편 관찰을 통하여 확인하였다. 따라서 이와 같은 이유로 인하여 각 시편의 PPI에 대한 점착율의 경향성은 발견하기 어려웠다. 각 시편의 비표면적 (단위질량당 표면적)을 실험을 통하여 결정한 후, 각 시편의 단위 면적 당 미생물 고정화 율을 산출한 결과, 단위 면적당 고정화 된 미생물의 수는 PPI 증가에 따라서 오히려 감소하였다. 따라서, 겉보기 밀도를 비롯하여 유실율, 점착율의 실험을 통한 모든 결론을 종합하여 고려해볼 때 45 PPI 담체가 가장 우수한 것으로 나타났다. 또한 고분자의 표면처리를 통해 미생물 점착율을 증가시킬 수 있다는 것을 실험으로 확인할 수 있었다. 특히 PEI 처리 담체의 경우 건조 무게의 증가량이 미처리 담체에 비하여 약 3 배정도 향상되는 것을 알 수 있었다. 또한 플라즈마 처리 실험 결과에서 알 수 있듯이 폴리우레탄 폼 담체에 미생물의 점착율이 플라즈마 표면처리에 의해 표면 친수도의 향상으로 인하여 증가되었다. 미생물의 점착율은 플라즈마 처리를 했을 때 가장 증가했고, Chitosan 처리를 한 경우를 제외하고 PEI를 처리했을 때도 처리하지 않았을 때보다 증가했다. 본 실험을 통하여 미생물 고정화 실험을 통하여 각 PPI별로 폴리우레탄 담체의 미생물 고정화 능력의 차이를 비교할 수 있음을 알았다. 따라서 앞으로의 실험은 고정화된 미생물을 현미경 관찰을 통하여 확인하고, 플라즈마 처리 후 미생물의 화학적 고정화(공유결합이나 이온결합체 형성을 통한 고정화 과정에서의 관능기 및 미생물의 유실이 없는 미생물 고정화)를 통한 미생물 고정화 율의 증가 방법을 개발하는데 주안점을 두고자 한다 한편, 다른 형태의 고분자나 미생물 종류를 달리하여 본 연구를 확장시킴으로써 환경 및 생물 산업에 유용한 소재로 사용되는 최적의 미생물 고정화 담체를 개발할 수 있으리라 사료된다.

• 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.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제9권3호
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• pp.187-194
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• 2005

일반 무기계방수제의 경우 지하구조물에서 수분이 있을 경우, 용출되어 방수성을 잃어버리는 경우가 있고, 유기계의 경우에는 유기실리콘을 물에 유화시켜 사용하는 것으로 분산이 어려운 단점이 있다. 이러한 문제점을 향상, 개선시키기 위한 목적으로 무기계 규불화염을 주 원료로 하는 방수혼화제를 사용하여 시공성, 경제성, 내구성을 증진시킨 콘크리트의 제조를 시도하였다. 시험결과 미소수화열의 경우 WP의 사용량이 증가할수록 수화발열량이 감소하고, 지연되는 현상이 나타나 서중 콘크리트 혹은 댐과 같은 매스 콘크리트의 지연제로도 사용이 가능함을 확인할 수 있었다. 그리고, 압축강도시험을 해 본 결과, 치환율이 증가할수록 압축강도가 약 10%정도까지 증가되는 것으로 나타났다. 이는 콘크리트의 내부공극을 더욱 치밀하게 충진하여 나타난 결과라고 판단된다. 투수시험의 경우 WP가 혼입된 경우 금속불화물의 미립자가 형성되어 일반 콘크리트보다 방수효과가 현저히 뛰어남을 확인할 수 있었다. 내부공극시험을 실시해본 결과 WP의 첨가로 경화조직이 치밀해지고, 모세관 공극 존재에 의한 조직의 결함이 매우 억제되는 결과로부터 공극량이 상당히 감소됨을 확인하였다. 상기의 시험들을 통하여 무기계 구체 방수제를 사용한 콘크리트의 경우 방수성능을 보다 경제적으로 향상시킬 수 있고, 보다 뛰어난 수밀성을 가진 콘크리트를 제조할 수 있음을 확인할 수 있었다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제16권4호
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• pp.211-219
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• 2017

분무식 방수 멤브레인은 3-5mm 두께로 숏크리트 또는 콘크리트 면에 타설하여 불투수층을 형성시킴으로써 방수효과를 나타낸다. 본 연구는 공극을 포함하는 분무식 방수 멤브레인을 조사하기 위하여 X-ray CT기술을 이용하여 내부구조를 파악하였다. 분무식 방수 멤브레인의 X-ray이미지를 얻기 전에 28일 동안 500kPa의 수압을 작용시키는 방수성능시험을 수행하였고 물이 침투되어있는 멤브레인 시편에 대해 X-ray CT를 실시하였다. 그 결과, 멤브레인 내부의 큰 공극들이 포화되어 있지 않은 점과 미세공극의 포화도가 높은 점을 볼 때, 수분의 이동이 미세공극을 통해 이루어지는 것으로 예상할 수 있었다. 또한 X-ray 이미지는 멤브레인 내부의 공극 크기 및 분포와 함수여부를 판단하는데 효과적임을 알 수 있었으나, 함수량을 계산하기 위해 적용하는 임계값에 따라 함수율의 차이가 발생할 수 있으므로 이에 대한 주의가 필요하다.

• 멤브레인
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• 제12권2호
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• pp.97-106
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• 2002

Polysulfone (PSf/NMP/alcohol 용액과 chlorinated poly(vinyl chloride) (CPVC)/THF/Alcohol 용액에 대한 광산란 패턴을 SALS (Small angle light scattering)와 FE-SEM (field emission scanning electron microscope)을 이용하여 조사하였다. PSf 용액에서는 시간에 따라 q값의 최대 산란 강도를 보이는 광산란 거동을 나타내어 스피노달 (SD) 상분리 거동을 나타내는 반면, CPVC 용액에서는 q값이 증가함에 따라 광산란 강도가 줄어드는 핵성장 (NG) 거동을 나타냈다. 각 고분자 용액에서 상분리 중반과 후반부에서 비용매 첨가제로 사용된 알코올의 탄소수가 증가할수록 농도분극의 증가율은 줄어들었다. 또한, SD에서의 초반부의 시간에 따른 산란 강도는 비용매 첨가제의 종류에 무관하게 Cahn의 건형 이론에 잘 부합되었다. 또한, SALS 장치로 얻어진 기공크기와 전자현미경으로 얻어진 영역 크기는 상호간에 비교되었다. 20PSf/70NMP/10n-butano1 (w/w%) 용액에 대한 산란 패턴은 초기 상분리 거동에서부터 후기 거동까지 매우 선명하게 관측되었고, 초반, 중반, 그리고 후반부에 대한 SD에 대한 이론적 결과와 잘 일치하였다. 최고의 산란강도를 나타낸 각도의 크기는 n-butanol>n-propanol>methanol>no alcohol 순으로 관찰되었으며, 이 순서로 최종 형성된 막 단면의 기공 크기가 감소되는 것으로 조사되었다.

• 청정기술
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• 제5권2호
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• pp.25-35
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• 1999

Si 미립자를 함유한 콜로이드용액의 중공사막에 의한 한외여과 투과유속 감소특성을 검토하였다. 중공사막의 시간변화에 따른 투과유속 감소현상은 막표면에 형성된 케익층의 증가 및 세공막힘에 기인하였다. 흐름형태를 달리했을 경우의 준 정상상태에서 dead-end flow의 투과유속은 cross flow의 약 60 % 이었다. Cross flow에서 운전압력이 증가함에 따라 $J/J_w$는 감소하였으며, $0.5kg_f/cm^2$일 때의 64.2 %에서 $2.0kg_f/cm^2$일 때 45.7%로 감소하였다. 공급유량이 3 L/min일 때 초기저항은 세공막힘이 지배적이며, 공급유량이 1 L/min에서 3 L/min로 증가함에 따라 $R_c$는 약 40 % 감소한 $1.79{\times}10^{12}{\sim}2.34{\times}10^{12}m^{-1}$ 이었으나 $R_p$는 크게 변하지 않은 $1.71{\times}10^{12}m^{-1}$이었다.

• 농업과학연구
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• 제25권2호
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• pp.260-270
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• 1998

본 연구는 합리적인 침하계측관리의 수립을 위하여 현재 시공중인 사업부지를 선정하여 연약지반에 성토시 안정성에 미치는 영향을 현장계측결과를 기초로 기존의 안정평가 방법등과 비교분석하여 성토에 따른 지반의 복합적인 거동을 구명하고 연약지반의 안정평가 기법을 제시하고자 한 것으로 연구결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 물리적 성질이 심도별로 최대치를 나타내며 변곡점이 형성되는 부분에서 수평변위가 급증하여 위험가능성이 있으므로 안정관리분석시 기초자료로 이용할 수 있고, 수평변위량의 차가 가장 큰 부분에서 전단변형이 발생되었다. 2. 단계성토에 따른 계측자료를 이용하여 성토체의 안정성을 비교분석 한 결과, 파괴기준선을 초과하여 위험치에 접근하는 부분도 있었으나 성토체는 안정한 것으로 확인되어 안정관리상 파괴기준선으로 안정성을 판단하는 것보다는 곡선의 기울기로 판단하는 것이 합리적이라고 판단된다. 3. 처리지반에서의 수평변위와 상대침하량은 거의 같은 비율을 유지하면서 증가하며, 무처리 지반에서 Terzaghi 수정지지력을 사용할 경우의 전단변형은 성토하중과 비배수 전단강도와의 관계를 고려하고 안전율은 1.2보다 큰 값을 사용하여야 할 것으로 판단된다. 4. 과잉간극수압은 성토시공높이에 따라 상승되고 방치기간에 따라서 감소되며, 성토높이가 관리기준치를 초과하면 과잉간극수압은 급격하게 증가되어 불안정한 상태가 되고 과잉간극수압과 수평변위량의 움직임은 거의 일치하고 있으므로 성토의 시공속도를 조절하는데 판단기준으로 이용할 수 있다.

• 전기화학회지
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• 제3권3호
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• pp.146-151
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• 2000

초 미립자 산화 코발트 건조겔 파우더가 졸겔 공정과 관련 있는 독특한 용액화학을 사용하여 제조되었다. 생성된 건조겔의 결정성, 입자구조에 대한 열처리의 효과 및 그에 부합하는 전기화학적 성질이 $160^{\circ}C$까지 $Co(OH)_2$로 무정형하게 존재하였다. 온도가 $200^{\circ}C$까지 증가함에 따라서, 무정형 $Co(OH)_2$가 결정성 $Co_3O_4$를 형성하기 위한 CoO를 이루기 위해 분해하기 때문에, 표면적과 세공부피가 급격히 감소한다. 결정성 및 입자구조에서의 변화는 상당히 중요한 것이고, 여기에 건조겔의 전기화학적 성질에 대한 영향을 연관시켜 연구하였다. 192F/g의 최대용량이 $150^{\circ}C$에서 소성된 $CoO_x$ 건조겔로 제조된 전극에서 얻어졌다 이 정전용량은 단지 표면 산화$\cdot$환원반응에만 기인한 것이다.

• 청정기술
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• 제24권1호
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• pp.27-34
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• 2018

분진과 질소 산화물을 동시에 처리할 수 있는 이원적 기능을 가진 촉매 필터는 산업체 적용에 많은 장점을 갖고 있다. 통기성이 높은 시트 형 세라믹 필터를 촉매 필터 소재로 활용하면 배기가스 처리 공정의 타당성을 더욱 높일 것이다. 그러나 시트 필터는 두께가 얇아서 촉매 지지층에 촉매를 부착할 수 있는 공간이 부족하므로 효과적인 촉매필터를 제조하기가 쉽지 않다. 본 연구에서는 국산 시트 필터를 사용하여 촉매 필터를 제조하고 실험실 장치에서 제조된 촉매 필터의 NO 환원 성능이 평가되었다. 현재 시판되고 있는 시트 필터로 촉매 필터를 제조할 경우 여과속도 $2m\;s^{-1}$에서 700 ppm NO 농도에 대한 NO 전환율이 92% 이하로써 촉매 필터 재료로써 좋은 특성을 나타내지 못했다. 이와 같이 저조한 특성을 보이는 이유는 시트 필터의 촉매 지지층의 기공이 균일하지 못하여 필요 이상의 큰 기공이 존재하기 대문으로 해석되었다. 필터에 존재하는 큰 기공의 사이즈를 줄이기 위하여 필터를 제조하는 원재료에 작은 입자를 혼합하여 시트 필터의 기공을 줄이는 효과를 통하여 NO 전환율 96% 이상을 달성하였다. 또한 촉매 지지체로써 큰 입자의 $TiO_2$를 혼합하여 촉매층의 기공을 팽창시켜서 개선된 촉매 필터는 상용 요구에 충족되는 98% 이상의 NO 전환율을 보였다. 위 두 경우 모두 촉매층 내에 존재할 수 있는 큰 기공을 효과적으로 메워서 적절한 촉매층이 형성되면 촉매 필터의 성능이 향상되는 결과를 보인 것이다. 따라서 이와 같이 통기도가 우수한 장점을 가진 시트 필터가 촉매 필터의 소재로 잘 활용될 수 있음을 보였다.