• 한국기후변화학회지
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• 제7권3호
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• pp.249-256
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• 2016

Porous $Al_2O_3$ hollow fiber membranes were successfully prepared by dry-wet spinning/sintering method. The SEM image shows that the $Al_2O_3$ hollow fiber membrane consists mostly of sponge pore structure. The contact angle and the breakthrough pressure were $126^{\circ}$ and 1.91 bar, respectively. This results indicate that the $Al_2O_3$ hollow fiber membranes were successfully modified to hydrophobic surface. The hydrophobic modified $Al_2O_3$ hollow fiber membranes were assembled into a membrane contactor system to separate $CO_2$ from a model gas mixture of the flue gas at elevated gas velocity. The $CO_2$ absorption flux was enhanced when the gas velocity increased from $1{\times}10^{-3}$ to $6{\times}10^{-3}$ m/s. Whereas the $CO_2$ absorption flux was decreased with the number of hollow fiber membrane of a module because of the concentration polarization. Furthermore, we developed an lab-scale $Al_2O_3$ hollow fiber membrane contactor modules and their system (i.e., $CO_2$ absorption using the $Al_2O_3$ membrane and monoethanolamine (MEA)) that could dispose of over $0.02Nm^3/h$ mixture gas (15% $CO_2$) with the removal efficiency higher than 95%. The results can be useful in a field of the membrane contactor for $CO_2$ separation, helping to design and extend a equipment.

• 공업화학
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• 제30권3호
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• pp.345-351
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• 2019

본 연구에서는 $TiO_2$를 기반으로 한 중공사형 흡착제를 제조와 다양한 금속산화물 첨가에 따른 비소 흡착 특성을 평가하였다. 실험 결과 $TiO_2$ 중공사형 흡착제가 가장 우수한 비소 흡착 성능을 보였으며, 금속산화물을 첨가한 경우 금속산화물이 $TiO_2$ 표면의 산점을 막음으로 인해 오히려 비소 흡착 성능이 저하되었다. 그러나 장시간 비소 흡착 성능을 비교한 결과 $Al_2O_3$를 첨가한 중공사형 흡착제의 비소 흡착 성능이 증진되었다. 또한 비표면적 및 기공 크기가 상대적으로 클수록 비소 흡착 성능이 우수하였으며, 루이스 산점과 브뢴스테드 산점이 풍부하게 존재할수록 흡착에 유리한 사이트가 제공됨을 확인하였다. 이를 통해 기존 파우더 형태의 상용 $TiO_2$를 담체 형태로도 제조하여 소규모 정수처리 시설에 적용이 가능할 것으로 판단된다.

• The Korean Journal of Ceramics
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• 제4권3호
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• pp.171-175
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• 1998

$Al_2O_3$-TiC composites were prepared from aluminum, titanium oxide, and carbon fibers by self-propagating high-temperature synthesis(SHS). After the SHS reaction, the TiC phase in the sample was found either fibrous or non-fibrous shape. The fraction of the fibrous TiC phase varied with the amount of $Al_2O_3$ diluent addition. The optimum amount of diluent to make fibrous carbide was determined to be 30%. The fibers were hollow inside and made of multiple grains with a composition of titanium carbide. The hollow fiber formation mechanism was suggested and discussed. The synthesized powders were consolidated to dense composites by hot pressing at $1750^{\circ}C$ under 30 MPa.

• 청정기술
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• 제24권4호
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• pp.280-286
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• 2018

본 연구에서는 금속산화물 2종, $TiO_2$ 분말과 $Al_2O_3$ 분말을 이용하여 건식 조건에서의 기상 VOCs 흡착 성능을 평가하였으며, BET분석과 암모니아 in-situ FT-IR 분석을 통해 비표면적, 표면 산점을 분석하고 성능과의 상관성을 평가하였다. 그 결과 $TiO_2$ 분말, $Al_2O_3$ 분말은 각각 $317.6m^2\;g^{-1}$, $64m^2\;g^{-1}$의 비표면적을 갖으며, $TiO_2$ 분말의 경우 표면에 다수의 산점이 관찰되었다. 두 금속 산화물 분말을 이용하여 기상 VOCs 흡착 성능을 평가한 결과, 비표면적이 크고 다수의 산점을 보유한 $TiO_2$ 분말이 비교적 우수한 흡착 성능을 나타내었다. 특히 비표면적이 흡착성능에 직접적인 영향을 미치는 것으로 판단되며, 산점에 의한 영향에 대해서는 추가적인 연구가 요구된다. 우수한 흡착 성능을 나타낸 $TiO_2$를 기반으로 honeycomb, hollow fiber, disc의 성형체로 제조 한 결과, 분말보다 흡착 성능은 낮았으나 적용성 측면에서 유리하며 제조공정의 특성상 우수한 열적 내구성을 갖는 polymeric disc 흡착제의 경우, 수회의 고온 탈착공정 후에도 흡착 성능을 안정적으로 유지함을 확인하였다.

• Membrane and Water Treatment
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• 제12권2호
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• pp.75-82
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• 2021

This study aimed to prepare a W/O nonionic microemulsion system(MEs) consisting of OP-4[polyoxyethylene(4) nonylphenol], OP-7[polyoxyethylene(7) nonylphenol], 1-hexanol, D2EHPA, kerosene and HCl solution and applied to the extraction of La(III) from chloride aqueous solution within the polysulfone hollow fiber contactor (HFC),laboratory-scale experiments were carried out to investigate the recovery of La(III) using as-prepared microemulsion from the simulation wastewater containing La(III),Al(III) and Fe(III). The right weight ratio(Rs) of OP-4 to OP-7 was firstly confirmed through determination of the solubilization capacity of HCl solution(W0,HCl) in microemulsion, the effect of several factors such as the HCl concentration, temperature and effective extraction time on the extraction efficiency of La(III) was discussed. Results showed that the acceptable Rs was 4:6 to prepare the W/O MEs. The extraction yield of La(III) increased with the increasing of HCl concentration, temperature and effective extraction time and reaches to 97.3% while using five-stage modules. The recovery yield of La(III) from simulation La-bearing wastewater was 90.6%.

• 멤브레인
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• 제32권2호
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• pp.116-125
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• 2022

본 실험에서는 α-Al₂O₃ 세라믹 중공사를 지지체로 사용하였고, 무전해 도금을 통해 Pd 및 Pd-Ag가 도금된 수소 분리막을 제조하였다. Pd-Ag 분리막은 Pd와 Ag 합금 형태로 만들기 위하여 500℃, 10 h 동안의 annealing 과정을 거쳤으며, EDS (Energy Dispersive X-ray Spectroscopy) 분석을 통해 Pd-Ag 합금이 되었다는 것을 확인하였다. 또한, SEM (Scanning Electron Microscope) 분석을 통해 제조된 Pd 및 Pd-Ag 도금층의 두께는 약 8.98, 9.29 ㎛으로 측정되었다. 제조된 수소 분리막은 350~450℃, 1-4 bar의 범위에서 수소 단일 가스, 혼합가스(H₂, N₂)를 이용하여 수소 투과 실험을 진행하였다. 수소 단일 가스에서 Pd와 Pd-Ag 분리막은 최대 각각 21.85, 13.76 mL/cm²·min의 flux를 가지며, 혼합가스에서는 450℃, 4 bar의 조건일 때, 1216, 361의 separation factor가 각각 나오는 것을 확인하였다.

• 멤브레인
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• 제32권2호
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• pp.150-162
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• 2022

수처리 및 의약바이오 분야에서 유효물질 분리에 활용되고 있는 알루미나 중공사 분리막은 얇은 두께로 인해 취급 및 적용시 쉽게 파괴되는 단점이 있기 때문에 분리막의 강도를 100 MPa 이상으로 향상시키기 위한 연구가 필요하다. 본 연구에서는 나노입자의 함량을 0, 1, 3, 5 wt%로 증가시켰을 때 제조된 중공사 분리막의 특성을 평가하였다. 그 결과, 나노입자의 함량이 증가함에 따라 중공사 분리막의 강도는 79 MPa에서 115 MPa로 증가하였으며, 밀도는 1.76 g/m³에서 1.88 g/m³으로 증가하였고 기공률과 평균기공크기는 각각 51%에서 48%로, 416 nm에서 352 nm로 감소한 것을 확인하였다. 스폰지구조가 발달하고 스폰지구조의 기공크기가 향상된 알루미나 중공사 분리막은 100 MPa 이상으로 기계적 강도가 향상되었으며, 약 100000 GPU의 높은 질소 투과도 및 약 3000 L/m²h의 높은 물 투과도를 나타내었다. 따라서, γ-알루미나 나노입자를 소결조제로 첨가하는 것은 α-알루미나 중공사 분리막의 기계적 강도를 효과적으로 증진시키고 높은 투과성능을 유지할 수 있는 매우 유효한 방법임을 확인하였다.

• 멤브레인
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• 제32권6호
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• pp.456-464
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• 2022

본 실험에서는 무전해 도금을 통하여 Pd 및 Pd-Cu 분리막을 제조하여 수소 투과 성능을 분석하였다. 분리막의 지지체는 α-Al₂O₃ 세라믹 중공사를 사용하였다. Pd-Cu 분리막은 무전해 도금을 실시하였고 Pd-Cu 합금을 만들기 위하여 수소 분위기에서 500°C, 18 h 동안의 열처리 과정을 거쳤다. 그 후, Pd-Cu 분리막은 EDS (Energy Dispersive X-ray Spectroscopy), XRD (X-ray Diffraction) 분석을 통해 합금이 형성된 것을 확인하였다. Pd 및 Pd-Cu 도금층의 두께는 SEM (Scanning Electron Microscope) 분석을 통해 각각 약 3.21, 3.72 µm으로 측정되었다. 수소 투과 성능은 수소 단일 가스, 혼합가스(H₂, N₂)에서 350~450°C, 1~4 bar의 범위에서 수소 투과 실험을 진행하였다. 수소 단일 가스에서 Pd 및 Pd-Cu 분리막은 450°C, 4 bar에서 최대 54.42, 67.17 ml/cm²⋅min의 flux를 가지며, 혼합가스에서는 450°C, 4 bar의 조건일 때, 각각 1308, 453의 separation factor가 나오는 것을 확인하였다.