• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제20권4호
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• pp.1-7
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• 2015

The degradation of off-flavors which is 2-Methylisoborneol (2-MIB) and geosmin by means of ultrasound (US) and pulsed ultraviolet (PUV) irradiation and its combination with catalyst (wire mesh, wire mesh coated TiO₂, and TiO₂) and additive (H₂O₂) were investigated via water system. A combination treatment of TiO₂ and H₂O₂ heterogeneity with US (24 kHz) and PUV (6000 W) has shown improved results in destroying 2-MIB and geosmin, which may be attributed to chain reactions by the enhanced formation of hydroxyl radicals (·OH) through H₂O₂ dissociation and reactive oxide ions of TiO₂ addition. Rapid degradation of off-flavors occurred within 2 min under PUV process with H₂O₂ 100 mg/L (81.5% for 2- MIB; 79.3% for geosmin) and TiO₂ 100 mg/L (83.7% for 2-MIB; 79.8% for geosmin), while compared with H2O2 100 mg/L (58.4% for 2-MIB; 58.0% for geosmin) and TiO₂ 100 mg/L (59.2% for 2-MIB; 38.5% for geosmin) within 5 min under US process. Surprisingly, the emphasis was given on the comparison with the same injected energies between PUV and US on degradation efficiency. Based on the injected energy comparison, the US provided better degradation performance under equal input power of 200 kJ with H₂O₂ 100 mg/L, while compared with H₂O₂ 100 mg/L under PUV process. Our findings suggest that US can be more effective compared to PUV for the degradation of off-flavors in aspect of energy consumptions.

• 대한화학회지
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• 제62권5호
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• pp.358-363
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• 2018

화석연료의 사용과 그 2차오염으로 인해 매년 수도권의 초미세먼지(PM2.5)는 점점 증가하는 추세에 있다. 본 연구는 초미세먼지의 주된 원인물질이라고 알려져 있는 자동차의 매연에서 발생하는 $NO_x$의 제거에 저렴한 Cu 촉매의 이용 가능성에 초점을 두었다. 이를 위하여 일산화질소(NO) 분자가 Cu에 결합하여 형성할 수 있는 Cu-NO 복합체의 가능한 3가지 구조에서의 에너지와 결합길이, IR 및 라만 스펙트럼의 변화를 알아보기 위하여 Gaussian 09 프로그램에서 MPW1PW91 법을 이용하여 기저함수 6-311(+)G(d,p) 수준에서 계산을 수행하였다. 그 결과, Cu-NO 복합체의 생성 엔탈피는 선형, 굽은형, 다리형 구조에 대하여 각각 ${\Delta}H=104.89$, 91.98, -127.48 kJ/mol의 값을 얻었고, NO 결합길이는 복합체가 되었을 때 약 $0.03{\sim}0.10{\AA}$ 정도 NO 분자보다 길어지는 경향을 보여 Cu-NO 결합으로부터 O가 보다 쉽게 환원될 수 있음을 보여준다. 또한 NO와 Cu-NO 복합체의 IR 및 라만 스펙트럼은 각 진동 모드에 대한 피크의 위치와 세기가 확연히 달라져 Cu 촉매에서 Cu-NO 복합체의 생성 여부도 적외선 또는 라만 분광법으로 손쉽게 확인될 수 있음을 알 수 있었다.

• 대한환경공학회지
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• 제28권5호
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• pp.527-534
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• 2006

본 연구의 목적은 폐수 중의 음이온성 오염물질을 효율적으로 제거하기 위한 필터형의 고분자 흡착제를 개발하는데 있다. 음이온 교환기능기를 갖는 고분자 흡착제를 합성하기 위하여 DETA를 아민원으로 하는 화학적 개질반응을 이용하여 PP-g-AA 부직포의 카르복시기를 아민기로 변환시켰다. FT-IR분석결과는 그라프트된 아크릴산이 DETA와 반응하여 아미드화됨에 따라 PP-g-AA에 아민그룹이 도입되었음을 시사하였다. PP-g-AA의 아민화율은 반응온도가 높을수록, 반응시간이 길수록 증가하였으며, PP-g-AA 부직포를 용매를 이용하여 먼저 팽윤시키거나 금속염화물 촉매를 첨가한 다음 아민화 반응을 실시하였을 때 더욱 증가하였다. 팽윤용매별 아민화율은 $NH_4OH>HCl{\geq}MeOH>H_2O$, 금속염화물 촉매별 아민화율은 $AlCl_3>FeCl_3{\geq}SnCl_2{\gg}ZnCl_2{\geq}FeCl_2$순으로 높게 나타났다. 다만 촉매의 첨가는 DETA의 재사용을 제한하기 때문에 제조비용과 폐기물 관리면에서 그 유용성이 낮았다. PP-g-AA-Am 부직포의 음이온 교환능은 아민화율이 증가할수록 증가하였으나 대략 $50{\sim}60%$의 아민화율에서 최대가 되었으며, 상용의 음이온교환수지의 교환능에 비해 높았다.

• 청정기술
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• 제22권2호
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• pp.114-121
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• 2016

본 연구에서는, 연소로에서 발생하는 질소산화물을 제거하기 위한 V/TiO₂ 촉매의 제조조건에 따른 SCR 반응활성 및 SO₂ 내구성 증진 연구를 수행하였다. 제조된 촉매들은 XPS, Raman, H₂-TPR, SO₂-TPD를 이용하여 특성분석을 수행하였다. 촉매활성 및 SO₂ 내구성을 고려하였을 때 바나듐 함량은 2 wt%가 최적이었다. 텅스텐을 promotor로 첨가하였을 경우, 저온에서의 환원능력의 증진과 SO₂ 흡착량 감소로 인하여 우수한 반응활성과 SO₂ 내구성을 나타내었다. 또한 촉매 제조 시 바나듐용액의 pH가 낮아질수록 촉매표면에 형성되는 바나듐이 고분산되어 표면 crystalline V₂O₅ 종의 형성을 억제하였고, 이로 인해 우수한 반응활성을 나타내었다. CO에 대한 내구성도 우수하여 CO가 발생하는 연소로에서도 사용가능 함을 확인하였다.

• 대한환경공학회지
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• 제38권6호
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• pp.291-298
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• 2016

불용성 전극은 전기화학 공정에 있어 가장 핵심적인 소재이며, 이를 이용한 전기화학적 수처리 공정은 난분해성 물질을 제거하는 유용한 방법으로서 이에 대한 연구가 지속적으로 이루어져 오고 있다. 전기화학적 수처리 공정은 주로 산화전극에서의 산화반응과 환원전극에서의 환원반응을 이용하는 것이다. 본 연구에서는 불용성 전극의 제조공정에서 전처리 방법이 전극의 수명에 미치는 영향을 평가하였다. 실험결과 촉매전극층을 코팅하는 물질계 및 코팅방법을 동일하게 하는 경우에도 기판의 전처리 방법 즉, 기판표면의 조도, 세정방법, 중간층 형성 여부 및 방법 등에 따라 전극의 수명이 크게 달라지는 것을 확인하였다. 실험은 가장 많이 사용되는 전극의 하나인 $IrO_2/Ti$ 전극을 대상으로 하였다. 샌드 블라스팅 공정의 경우 입도를 달리하는 샌딩 미디어를 이용하여 전극을 제조하고 이에 대한 수명을 평가한 결과 #80알루미나(입도 $212{\sim}180{\mu}m$)를 이용하는 경우가 가장 효과적인 것으로 나타났다. 기판에 대한 세정 공정은 arc plasma를 이용하는 것이 가장 우수하였으며, 중간층을 형성함에 있어서는 스퍼터링법을 이용하여 Ta 계열의 중간층을 형성하는 방법을 적용하는 것이 가장 바람직한 것으로 확인되었다.

• 공업화학
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• 제34권6호
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• pp.612-618
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• 2023

현대 사회는 일상생활 중 80% 이상을 실내에서 생활하고, 생활수준의 향상으로 실내오염물질 노출에 대한 유의가 필요하다. 본 연구에서는 실내오염물질 중 하나인 포름알데히드(HCHO)를 별도의 빛 또는 열 없이 상온에서 제거할 수 있는 액상환원법 기반 Pt/TiO₂ 촉매의 성능 및 반응 특성을 조사하였다. 활성실험을 통해, 동일한 방법으로 제조된 촉매라도 TiO₂ 종류에 따라 약 40~80%의 서로 다른 활성을 나타냄을 확인하였다. XRD, BET, XPS 분석을 통해 지지체의 입사 사이즈, 결정구조, 비표면적 및 O/Ti molar ratio를 조사하였고, 지지체 자체의 물성과 성능 간 상관성은 미미함을 확인하였다. HCHO 산화 반응 경로를 조사하기 위해 일산화탄소를 활용한 In situ DRIFT 분석과 H₂-TPR을 수행하였다. 그 결과, 촉매의 성능이 활성금속의 산화상태 및 흡착종의 흡탈착 특성에 지배받음을 확인할 수 있었다.

• 공업화학
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• 제21권1호
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• pp.63-70
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• 2010

석유화학공업에서 발생한 2종류의 금속산화물계열 폐 촉매(Ni-Mo, Co-Mo)를 휘발성유기화합물(VOCs) 제거를 위한 촉매 연소 공정에 재이용하였다. 특히 폐 촉매의 재생방법에 따른 VOCs 제거효과를 검토하여 최적의 재생 조건을 살펴보았다. 폐 촉매는 1) 산 수용액, 2) 알칼리 수용액, 3) 세정액 및 4) 스팀(steam) 등을 이용하여 재생 처리하였고, 재생 처리 전-후의 이들 촉매의 물리화학적 특성 변화는 질소흡착등온선, X-선 회절분석기(XRD) 및 에너지분산 X-선 분광기(EDS)를 갖춘 주사현미경(SEM)으로 조사하였다. Benzene 산화반응 실험 결과 폐 촉매는 VOCs 연소 촉매로 재이용 가능성이 높았다. 그리고 이들 폐 촉매의 활성은 전처리 조건에 따라 다르게 나타났으나, 두 폐 촉매 모두 0.1 N $C_2H_2O_4$ 용액으로 처리할 때 활성이 가장 좋았다. 또한 최적 조건(0.1 N $C_2H_2O_4$)에서 처리한 촉매는 다른 방향족 화합물(Toluene/Xylene) 처리에도 충분히 적용할 수 있었다.

• 대한환경공학회지
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• 제22권2호
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• pp.241-249
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• 2000

난분해성 폐수인 사진현상폐수의 $UV/H_2O_2$ 및 $H_2O_2$의 고급산화에 의한 오염물질의 제거 실험을 실시하였다. $UV/H_2O_2$ 산화에서 $H_2O_2$의 분해로 $OH^-$ 라디칼이 발생되는데 파장 190~300 nm의 UV가 반응의 촉매 역할을 한다. $OH^-$ 라디칼은 수명은 짧으나 강력한 산화력을 갖고 있는데, 이 산화력은 폐수처리에서 폐수나 액상 폐기물의 유기물질을 제거하는데 이용된다. 본 연구에서 기존의 tube형 반응조의 단점을 보완한 UV-자유반사 반응조를 제작하여 사용하였으며 UV원으로는 수은 고압램프가 이용되었다. 본 실험에서는 반응시간과 $H_2O_2$ 주입량 및 pH 변화에 따른 오염물의 처리효율의 변화를 조사하였는데 $H_2O_2$의 주입량이 증가할수록 처리효율이 높았으나 그 차이는 미미하였으며, pH 8에서 보다는 3에서 처리효율이 약간 높았으나 그 차이 역시 크지 않았다. 본 연구에서 사진현상폐수 처리의 적정 운전조건은 pH 8, $H_2O_2$ 주입량은 유입수의 COD를 기준으로 한 1.3배 화학량론적 주입으로 나타났는데, 5시간의 처리에서 $COD_{Cr}$, TOC 및 색도의 제거효율은 각각 약 47.5%, 75.0% 및 91.5%로 나타났다. 반응 후 생분해성의 지표인 BOD/COD 비는 초기 0.04에서 0.21로 약 5.3배 증가하였다.

• 에너지공학
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• 제20권1호
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• pp.13-20
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• 2011

마이크로 가스터빈의 높은 연료 다양성은 광범위한 범위의 적용처에 적용할 수 있도록 설계되었다. 최근에는 가스터빈 발전시스템의 연료로서, 유기성폐기물의 소화가스와 쓰레기 매립지로부터 발생되는 바이오 가스에 대한 수요가 증가하고 있다. 우리는 매립지 가스를 이용하여 마이크로 가스터빈 열병합 발전시스템의 성능특성 및 운전 특성에 대한 영향을 연구하고 있다. 메탄과 이산화탄소를 동시에 회수하는 공정을 개발하여 현장 실증 플랜트 규모로 시험을 수행하였으며, 유리온실에 농작물의 이산화탄소 고농도 집적을 목적으로 철-킬레이트 화합물을 기본으로 하는 액상촉매를 이용하여 매립지 가스내에 있는 불순물을 저렴한 비용으로 제거하고자 한다. Fe-EDTA(철-킬레이트)를 이용한 내부순환 다판식 기포탑 반응기에 의하여 농축정제와 이산화탄소 제거가 매립지 가스의 최적화 연료화를 추진하였다. 매립지가스의 유량은 0.207 $m^3$/min이고 5.5 kg/$cm^2$의 압력으로 공급되며 메탄농도 70%, 이산화탄소 27%로 공급되도록 농축반응기를 설계하였고 황화수소 99% 제거를 목표로 한다. 유리온실은 마이크로 가스터빈 배가스와 온수를 이용하여 대기중의 이산화탄소 농도에서 1500 ppm의 농도범위로 공급되도록 설계되었다.

• 대한환경공학회지
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• 제27권9호
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• pp.989-994
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• 2005

본 연구에서는 활성탄 흡착, 오존 단독, 오존/활성탄 혼합공정을 이용하여 부식산을 처리하고 부식산의 처리효율을 $UV_{254}$와 DOC를 통해 살펴보았으며, 부식산의 분해특성은 분자량 크기분포의 변화와 활성탄 표면변화를 통해 관찰하였다. 각 공정에서의 DOC 제거효율을 살펴본 결과, 활성탄 흡착공정은 약 19%, 오존 단독공정은 38%이었으나, 오존/활성탄 혼합공정에서는 약 80%로 활성탄 흡착공정과 오존 단독공정의 DOC 처리효율을 합한 것보다 훨씬 높아, 혼합공정을 도입함으로써 시너지 효과를 얻을 수 있는 것으로 나타났다. 기리고 $UV_{254}$ 감소율 역시 오존/활성탄 혼합공정에서 가장 크게 나타났다. 오존/활성탄 혼합공정에서 활성탄은 고유의 흡착제 역할뿐만 아니라 흡착된 유기물과 오존의 접촉을 촉진시키는 반응자리를 제공하는 역할을 하는 것으로 사료된다. 각 공정에서의 분자량크기분포 변화를 살펴본 결과, 활성탄 흡착공정에의 분자량 크기분포는 반응 전후에 큰 차이가 없었으며, 오존 단독공정에서는 30 kDa 이상의 분자량이 반응시간 10분 이후에는 거의 감소하지 않고 일정하였으나, 0.5 kDa 이하의 저분자량은 초기 4.8%에서 120분 처리시 12.3%로 증가하였다. 한편 오존/활성탄 혼합공정에서는 120분 처리시 30 kDa 이상 분자량이 초기 36.3%에서 3.9%로 뚜렷하게 감소하였으며, 0.5 kDa 이하의 저분자량은 초기 4.8%에서 40.1%로 크게 증가하였다.