• 제목/요약/키워드: solid sorbent

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아민 차수에 따른 고체 흡수제의 이산화탄소 분리 특성 (Characteristics of Carbon Dioxide Separation for Solid Absorbents According to Amine Order)

  • 장현태
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제61권4호
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    • pp.619-626
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    • 2023
  • 건식 이산화탄소 분리공정에서 아민 구조체의 운전 특성을 규명하기 위하여 1차 아민과 2차 아민 구조체를 합성하였다. TSA 조건에서 1차 아민과 2차 아민 건식 포집 분리제의 분리 특성을 연구하였다. (3-Aminopropyl) triethoxysilane을 1차 아민 전구체로 가교제로 이용하여 가교 결합된 2차 아민 전구체를 합성하였다. 합성된 2차 아민 전구체를 Tetraethyl orthosilicate를 구조배양제로 사용하여 2차 아민 고체상 이산화탄소 분리제를 합성하였다. 1차 및 2차 아민 구조체의 TSA 공정조건에서 이산화탄소 분리 특성을 비교하였다. 1차 아민에 흡수된 이산화탄소 분리는 170 ℃ 이상에서 완전히 이루어지나 이산화탄소에 의하여 아민이 우레아로 전환되며, 아민기 손실이 발생되었다. 아민 손실이 낮은 130 ℃ 재생시 1차 아민 분리제의 공정 운전성능(working capacity)은 본 구조체의 경우 2% 이하로 나타났다. 2차 아민이 낮은 재생온도에서 높은 이산화탄소 분리능을 나타내었다. 이산화탄소 2% 흡수 분위기와 100% 재생분위기에서 약 6.5%의 공정 운전 성능을 예측할 수 있었다.

벤치급 CO2 포집공정에서 흡수반응기의 내부구조에 따른 K-계열 고체흡수제의 성능평가 (Performance Evaluation of K-based Solid Sorbents Depending on the Internal Structure of the Carbonator in the Bench-scale CO2 Capture Process)

  • 김재영;임호;우제민;조성호;문종호;이승용;이효진;이창근;이종섭;민병무;박영철
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제55권3호
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    • pp.419-425
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    • 2017
  • 본 연구에서는 벤치급 건식 $CO_2$ 포집 성능평가 장치에서 흡수반응기 내부의 구조와 형태에 따른 K-계열 흡수제(KEP-CO2P2, 한국전력공사 전력연구원)의 성능특성을 확인하였다. 흡수반응기 혼합영역(mixing-zone)에 구조와 형태가 다르게 제작된 두 종류의 열교환기가 적용되었으며, 각각 CASE 1과 CASE 2로 나뉘어 동일한 조업조건으로 연속운전을 수행하였다. 연속운전동안 흡수반응 온도는 $75{\sim}80^{\circ}C$, 재생반응 온도는 $190{\sim}200^{\circ}C$, 그리고 반응기체($CO_2$) 농도는 12~14 vol%으로 설정하였다. 특히 흡수제의 흡수능 비교를 위해 흡수반응기 혼합영역의 차압을 400~500 mm$H_2O$로 유지하며 운전하였다. 또한 반응 후 채집한 시료는 반응성 비교를 위해 TGA를 이용하여 물성분석을 하였다. CASE 1 실험에서 $CO_2$ 제거효율과 동적흡수능은 각각 64.3%, 2.40 wt%으로 산출 되었고, CASE 2 실험에서 $CO_2$ 제거효율과 동적흡수능은 각각 81.0%, 4.66 wt%으로 산출되었다. 또한 반응 후 흡수제에 대한 TGA 측정 결과의 무게감량을 이용하여 흡수제의 동적흡수능을 계산한 결과, CASE 1과 CASE 2 실험에서 반응 후 흡수제의 동적흡수능은 각각 2.51 wt%와 4.89 wt%으로 산출되었다. 결론적으로 동일한 조업조건에서 흡수반응기 내부에 삽입되는 열교환기의 구조와 형태에 따라 흡수제의 성능 차이가 있는 것을 확인하였다.

LC-MS/MS를 이용한 베타락탐계 항생제와 베타차단제의 동시분석 (Simultaneous analysis of β-lactam antibiotics and β-blockers by LC-MS/MS)

  • 손보영;김준일;안치화;이수원;김복순;정득모
    • 분석과학
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    • 제29권4호
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    • pp.179-185
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    • 2016
  • 물 시료 중에 잔류하는 β-차단제 3종(아테놀롤, 메토프롤롤, 프로프라놀롤)과 β-락탐계 항생제 6종(아목시실린, 페니실린G, 세파클러, 세파드록실, 세파렉신, 세프라딘)을 다른 두 종류의 카트리지를 사용하여 효과적인 분석방법을 정립하였다. 고분자 친수성-친유성 균형 카트리지(Hydrophile-lipophile balance, HLB)와 강한 양이온 교환 혼합 모드인 고분자 흡수 카트리지(Mixed mode cation exchange, MCX)를 사용하여 자동고체상 추출장치(Solid-phase extraction, SPE)로 전처리를 하였다. 충분한 크로마토그래피 분리를 위해 XDB-C18 (1.8 μm; 3.0 mm × 100 mm) 컬럼을 사용하였다. 정량을 위한 검정곡선의 상관계수(r²)가 0.995 이상으로 우수한 직선성을 나타내었다. 방법검출한계(Method detection limits, MDL)와 정량한계(Limit of quantitation, LOQ)는 각각 1.1~3.9 ng/L와 5~13 ng/L이었다. 이 분석방법으로 한강으로 유입되는 지천과 원수를 실태 조사 한 결과 N.D.~0.209 μg/L 농도로 검출되었다.

액체크로마토그래피-텐덤질량분석법을 위한 경주마 소변 중 염기성 약물의 고체상 추출법 최적화 (Optimization of solid-phase extraction for the liquid chromatography-tandem mass spectrometry analysis of basic drugs in equine urine)

  • 신현두;양지숙;정미혜;김형승;염정록;허만배;김상진;한상범
    • 분석과학
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    • 제21권5호
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    • pp.412-423
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    • 2008
  • 액체크로마토그래피/텐덤질량분석법을 이용하여 말 소변에서 55 가지 염기성 약물을 동시 분석하는 고체상 추출법을 개발하였다. 본 연구에서는 다양한 종류의 약물인 베타-차단제, 베타-길항제, 항저혈압제, 중추신경흥분제, 진정제, 정신 안정제, 항우울제, 항고혈압제 등을 분석하였다. 각 성분의 분리와 정량은 LC-MS/MS의 positive ion electrospray ionization (+ESI)과 multiple reaction monitoring (MRM)으로 수행하였다. 시판되고 있는 4 가지 SPE 상품(UCT XTRACT$^{(R)}$ XRDAH, Supelco DSC-MCAX$^{(R)}$, Varian Bond Elut Certify$^{(R)}$, Waters Oasis$^{(R)}$ MCX)의 혼합형 양이온 교환 흡착제를 비교하였고 최적의 추출 조건을 확립하였다. 그 결과, UCT XTRACT$^{(R)}$ XRDAH의 흡착제에서 분석 대상약물의 상대 회수율이 terbutaline (41.3%), salbutamol (71.5%), heptaminol (70.7%), phenylpropanolamine (66.3%)을 제외하고 80% 이상의 좋은 결과를 나타내었고, 직선성은 0.9804~0.9999를 갖는 55 개의 검정곡선을 얻을 수 있었으며, 검출한계는 0.2~8.3 ng/mL임을 확인하였다.

실내공기질 공정시험법 중 VOCs 측정방법의 문제점 고찰 및 개선방안에 관한 연구 (Critical Evaluation of and Suggestions for the VOCs Measurement Method Established as the Korean Indoor Air Quality Standard Method)

  • 예진;정동희;백성옥
    • 한국대기환경학회지
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    • 제30권6호
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    • pp.586-599
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    • 2014
  • During the last two decades, indoor air quality and volatile organic compounds (VOCs) have been of concern in Korean society due to their nature of potential health impacts. In order to investigate the pollution levels of VOCss in indoor environments, establishment of a solid test method for monitoring the airborne VOCss is essential. In Korea, a method based on adsorbent sampling and GC analysis coupled with thermal desorption was proclaimed as the Korea Standard Method for Indoor Air Quality Test. This study was carried out to examine some inherent problems of the VOCs measurement method. The VOCs method does not describe in detail preparing the standard samples. The standard samples may be prepared by impregnation of either liquid standard solutions or a mixture of standard gases. In this study, we investigated the optimal temperature condition for transferring the liquid standards onto a standard adsorbent tube. As a result, keeping the impregnation temperature at $250^{\circ}C$ will be recommended in regard of the boiling points of multiple target analytes and the thermal stability of the adsorbent. We also demonstrated some problems associated with handling of a syringe used for transferring the standard solutions onto the adsorbent tubes, and a best way to get rid of the syringe problems was suggested. Finally, a number of field works were conducted to evaluate the performance of adsorbent sampling methods. Comparison of different adsorbent tubes, i.e. tube packed with single sorbent (Tenax) and double sorbents (Tenax with Carbotrap), revealed that 30 to 40% differences between the two groups, implying that sampling efficiency is depending on the volatility and the strength of adsorbents. However, duplicate precisions for VOCs sampling with a same type of adsorbent and at same flow rates appeared to be satisfactory to be all within 20%, which is a quality control guideline. Distributed volume precisions were also found to be within a guideline value, 25%, although the precision was in general inferior to the duplicate precision. The Korea indoor VOCs test method should be more refined and improved in many aspects, particularly procedure and instrumentation for preparing the standard samples and specification of quality control assessment.

저온농축열탈착 시스템을 연계한 유기지방산의 분석법 평가 및 검토 (A study of analytical method for volatile fatty acids (VFA) by cryogenic trapping-thermal desorption (CT-TD) technique)

  • 안지원;김기현;임문순;주도원
    • 분석과학
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    • 제24권3호
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    • pp.200-211
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    • 2011
  • 본 연구에서는 저온농축열탈착법을 이용하여, 4가지 유기지방산 및 9가지 휘발성유기화합물을 포함하는 13가지 성분의 분석기법을 비교연구하였다. 저온농축열탈착법을 이용한 유기지방산의 분석기법을 평가하기 위해, 5가지 흡착소재 각각에 대해 5점 검량에 기초한 비교를 시도하였다. 그 결과, 유기지방산 및 휘발성 유기화합물에서 Carbopack X를 충진한 고체흡착관의 response factor (RF)가 가장 높은수준을 유지하면서, 유기지방산과 휘발성유기화합물의 동시분석에 가장 적합한 것으로 나타났다. 그러나 Tenax TA 단일소재를 제외하면, 조사에 이용한 대부분의 흡착제도 양호한 것으로 나타났다. 저온농축열 탈착법의 검정을 위한 임의의 방안으로 기체상 표준시료를 저온농축열탈착법과 알칼리흡수법으로 동시에 비교분석하였다. 그 결과, 유기지방산에서 저온농축열탈착법 대비 알칼리흡수법의 비율 (T/S비)이 0.46 (valeric acid)~0.71 (isovaleric acid)으로 나타나 저온농축열탈착법의 결과가 상대적으로 낮게 나타났다. 보다 안정적인 분석조건을 찾기 위한 연구를 추가적으로 지속한다면, 유기지방산의 분석법을 향상시키는 것이 가능할 것으로 사료된다.

기체크로마토그래피법에 의한 알코올 음료내 휘발성 및 비휘발성 유기산의 신속한 스크리닝 (Rapid Gas Chromatographic Screening of Alcoholic Beverages for Volatile and Nonvolatile Organic Acids)

  • 김정한;김경례;채정영;박형국;최경숙
    • 한국식품과학회지
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    • 제26권2호
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    • pp.162-166
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    • 1994
  • Gas chromatography를 이용한 profiling과 신속한 동정을 여러 알코올 음료(적포도주, 백포도주, 맥주, 브랜디)속에 존재하는 휘발성 및 비휘발성 유기산의 동시분석에 적용하여 보았다. 흡착제로 Chromorb P와 용출용매로 diethyl ethe를 사용하는 고체상추출법을 이용하여 알코올 음료로부터 유기산을 분리한 후, triethylammonium염으로 만들었다. 그 후 유기산을 tert.-butyldimethylsilyl 유도체로 만들어 극성이 다른 DB-5와 DB-1701 두 컬럼으로 동시분석하였다. 두 컬럼에서 분리된 유기산 피크들을 dual capillary column system의 retention index (RI) library 탐색과 면적비(AR) 비교로 신속하고 정확하게 동정할 수 있었으며 이들을 GC-MS로 확인하였다. 알코올 음료들의 유기산 분석결과, fatty acid, dioc acid, hydroxy acid, aromatic acid 등 29가지의 유기산이 동정되었고 각 음료의 증류에 따라 특징적인 유기산 GC profile을 나타내었다. 각 음료의 GC profile의 유기산 조성만을 단순화시킨 RI spectra로 표현한 결과, 각 음료의 유기산 패턴의 분별이 매우 용이하였으며, Direct comparison법을 시도해 본 결과, 998 ppt의 match quality값을 나타내어 임의의 시료가 적포도주임을 알 수 있었다.

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살충제 Fenthion에 대한 농작업자 노출 측정을 위한 분석/시험방법 검증 (Method Validation for Monitoring of Agricultural Worker Exposure to Insecticide Fenthion)

  • 김은혜;이혜리;최훈;문준관;홍순성;정미혜;박경훈;이효민;안설화;김정한
    • 농약과학회지
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    • 제15권4호
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    • pp.357-365
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    • 2011
  • 농약을 살포하는 농작업자의 농약 노출 측정은 농약의 건강 위해성 평가에서 중요한 부분을 차지하기 때문에 정량적이고 신뢰성 있는 노출량의 측정을 위해서 노출 측정에 사용되는 재료와 기기/기구 및 방법은 포장 노출 시험 전에 미리 검증해야 한다. 본 연구는 유기인계 농약 중에서 살충제 fenthion을 대상으로 농작업자의 노출량 측정을 위한 분석/시험방법의 검증을 수행하였다. LOD는 0.01 ng, LOQ는 0.05 ng로 설정하였고, 표준 검량선의 직선성($R^2$ > 0.999)과 분석재현성(C.V. < 3%)은 매우 우수하였다. 또한 3수준(LOQ, 10LOQ, 100LOQ)으로 수행한 노출 시료(장갑, 양말, 마스크, 패치, 고체흡착제, 유리섬유필터) 중 fenthion의 회수율은 76~113%(C.V. < 3%)이었고, 호흡 노출 실험의 검증 중에서 포집효율은 95~105%이었다. 파과실험 결과 fenthion은 1차 고체흡착제 부분에만 존재하였다. 이와 같은 분석/실험법의 검증을 통하여 실제 포장 실험에서 유래한 노출 시료들을 신뢰성 있게 분석할 수 있는 방법을 확인/검증/확립하였다. 이러한 분석/시험법 검증은 실험실 수준에서 수행할 수 있고, 농약의 종류에 따라서도 크게 다르지 않기 때문에 신체 부위별 평균 체표면적이나, 평균 호흡량과의 조합을 통해서 농약 노출 연구에 적극적으로 활용될 것으로 판단한다.

공기중 염화비닐단량체의 포집시 공기 포집량이 파과에 미치는 영향 (Effect of sampling volume on the breakthrough of charcoal tube during vinyl chloride monomer sampling)

  • 윤존중;임남구;김치년;노재훈
    • 한국산업보건학회지
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    • 제11권3호
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    • pp.241-248
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    • 2001
  • The main factors of breakthrough are known to sampling time, flow rate, concentration of the sample, temperature, humidity, and the physical characteristics of the solid sorbent tube. However, no study has been reported the effect of temperature and sampling volume on the breakthrough of acharcoal tube during vinyl chloride monomer (VCM) sampling. The objective of this study is to suggest the optimal sampling condition during VCM sampling based on National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH) method. To evaluate adequate sampling volume for VCM without breakthrough, volume of 1, 2, 3, 4, and 5 L each from VCM of 1, 5, 10, 15, and 20ppm at flow rate of 0.05 L/min were sampled in $22^{\circ}C$ and $40^{\circ}C$. At $22^{\circ}C$, in the case of 1, 5, 10, and 15ppm, VCM was adsorbed completely in first section of charcoal tube regardless of sampling volume. But in 20ppm, detection rates are 99.56% in first section and 0.44% in second section. At $40^{\circ}C$ of 1ppm, VCM was adsorbed completely in first section. In 10, 15, and 20ppm, detection rates of second, third, and forth sections were decreased significantly by reduction of sampling volume. In determination of breakthrough based on NIOSH method, no breakthrough was occurred in 20ppm at $22^{\circ}C$. At $40^{\circ}C$, breakthrough was occurred in 10, 15, and 20ppm when sampling volume was 5L. Although no breakthrough was occurred when sampling volume was 3L. Finally, in environment of temperature around $22^{\circ}C$, breakthrough may not occurred up to 20ppm during sampling for VCM. During sampling for VCM in environment of temperature around $40^{\circ}C$, no breakthrough occurred in 1-5ppm and 10-20ppm when sampling volume is 5L and 3L respectively. This result suggests that the sampling volume should be considered when VCM sampling under hot conditions (> $22^{\circ}C$) by the NIOSH method No. 1007.

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고추, 오이 및 사과 재배 중 살균제 Thiophanate-methyl 살포 시 농작업자의 노출 및 위해 평가 (Risk Assessment of Agricultural Worker's Exposure to Fungicide Thiophanate-methyl during Treatment in Green Pepper, Cucumber and Apple Fields)

  • 최훈;김정한
    • Journal of Applied Biological Chemistry
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    • 제57권1호
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    • pp.73-81
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    • 2014
  • 본 연구에서는 고추, 오이 및 사과 포장에서 thiophanate-methyl 수화제 살포액 조제 시와 동력분무기를 통한 농약 살포 시 농작업자의 노출 및 위해 평가를 수행하였다. 패치, 장갑, 양말, 마스크를 통한 피부노출 측정법과 공기펌프와 고체흡착관을 이용한 호흡노출 측정법을 사용하였으며, 시험 전에 유효성을 모두 검증하였다. 살포액 조제 시, 피부 노출량은 $24.0{\pm}6.7mg$ (고추), $4.5{\pm}1.5mg$ (오이) 및 $18.5{\pm}0.6mg$ (사과)이었으며, 조제액 농약 유효함량 대비 평균 피부 노출수준은 0.007% (고추), 0.001% (오이) 및 0.005% (사과)수준이었다. 조제 시 주요 노출부위는 손으로 전체노출의 78-92%이었다. 농약살포 시, 작업자의 노출량은 $84.9{\pm}14.0mg$ (고추), $34.0{\pm}20.8mg$ (오이) 및 $30.7{\pm}9.1mg$ (사과)으로, 살포된 유효성분 함량 대비 평균 노출비율은 0.024% (고추), 0.016% (오이) 및 0.013% (사과)이었다. 사과포장에서 작업자의 주요 노출부위는 손이었지만 나머지 포장의 경우 주로 허벅지와 정강이에서 노출이 발생하였다. 호흡노출량은 살포액 조제 시 $1.5{\pm}2.2{\mu}g$ (고추), $52.7{\pm}48.9{\mu}g$ (오이) 및 $4.0{\pm}4.9{\mu}g$ (사과)이었던 반면, 농약살포 시 $0.2{\pm}0.1{\mu}g$ (고추), $23.2{\pm}12.4{\mu}g$ (오이) 및 $0.4{\pm}0.6{\mu}g$ (사과)이었다. 피부노출을 결정하는 주요 요인이 작물과의 접촉빈도, 잎 밀도, 살포 습관, 작업 형태, 작업 환경인 반면, 호흡노출의 경우 작업 환경, 특히 바람으로 판단되었다. 위해 평가 결과, 모든 경우에서 안전역이 1이상으로 위해 가능성은 낮았지만, 고추포장에서 농약을 살포할 경우 안전역이 1에 근접하였다.