• 제목/요약/키워드: 수소불순물

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공유결합을 이용한 무기질 섬유와 제올라이트의 결합 (Binding of Zeolites to Inorganic Fiber using Covalent Linkers)

  • 송경근;유윤종;김홍수;하 광
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제44권3호
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    • pp.254-258
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    • 2006
  • 휘발성 유기화합물을 제거하는 허니콤 흡착제의 제조 성분인 무기질 섬유에 흡착력이 뛰어난 제올라이트를 화학 결합시켰다. 무기질 섬유를 염산, 황산 또는 플루오르화 수소산 등으로 처리하여 표면의 불순물을 제거하여 제올라이트의 접합 능력을 향상시켰다. 무기질 섬유와 제올라이트의 표면에 매달은 클로로프로필, 아미노프로필 또는 에폭시기 등을 서로 반응시켜 두 물질을 화학 결합시켰으며, 연결 화합물로 고분자 폴리에틸렌이민을 사용하기도 하였다. 결합상태는 전자현미경으로 관찰하였고, BET 표면적 분석을 통하여 제올라이트 접합량을 유추하였다. 폴리에틸렌이민을 사용하면 제올라이트를 무기질 섬유에 많이 결합시킬 수 있었다.

열처리된 ZnO:Al 투명도전막의 전기적 및 광학적 특성 (Electrical and Optical Properties of Heat Treated ZnO:Al Transparent Conductive Films)

  • 유권규;김정규;박기철
    • 센서학회지
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    • 제8권2호
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    • pp.189-194
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    • 1999
  • 고주파 마그네트론 스퍼터링법으로 증착된 순수한 ZnO 박막 및 Al이 포핑된 ZnO(AZO) 박막의 열처리온도 및 열처리분위기에 따른 전기적 및 광학적 특성을 4점 측정법 및 Hall 효과 측정법을 통한 비저항의 측정과 광투과도의 측정을 통하여 조사하였다. 대기중에서 열처리된 ZnO 박막 및 ZnO:Al 박막은 각각 $200^{\circ}C$$300^{\circ}C$에서 비저항이 현저하게 증가하였으며 수소 플라즈마 분위기에서 열처리된 ZnO 박막은 $500^{\circ}C$의 열처리온도에서 약 1승 정도 비저항이 증가하였으나 ZnO:Al 박막은 열처리온도에 무관하게 비저항이 거의 일정하였다. 550 nm 에서 측정된 광투과도는 90% 정도로 시편의 불순물도핑, 열처리온도 및 열처리분위기에 무관하게 일정한 것으로 나타났다.

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계면 제어를 통한 그래핀 기반 전계효과 트랜지스터의 환경 안정성 향상 (Enhanced Environmental Stability of Graphene Field-Effect Transistors through Interface Control)

  • 성준호;이동화;이은호
    • 접착 및 계면
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    • 제23권3호
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    • pp.75-79
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    • 2022
  • 그래핀은 벌집 모양의 sp2 혼성 오비탈 결합으로 이루어진 이차원 탄소 동소체이다. 우수한 전기적, 기계적 특성을 보이며, 차세대 전자소자의 핵심 재료로써 각광을 받고 있다. 그러나, 소자를 구성하는 소재 간의 불안정한 계면 형성으로부터 쉬운 외부 불순물의 침투 혹은 흡착으로 인해 낮은 환경 안정성을 보이고 있다. 따라서 본 연구에서는 고체탄화수소를 그래핀의 전구체로 활용한 직성장을 통해 그래핀 기반 전계효과 트랜지스터의 낮은 환경 안정성을 해결하고자 한다. 직성장으로부터 합성된 그래핀은 이를 활용한 전자소자에서 전하 이동도 및 Dirac 전압의 변화 감소를 통해 높은 구동 안정성을 보였다. 이를 통해 차세대 전자소자의 핵심 재료로써 그래핀을 활용하기 위한 새로운 접근 방법을 제시하였다.

새조개 연체부위의 색소 동정 (Identification of Pigment Separated from Cockle Shell)

  • 배태진;강동수;최옥수
    • 한국식품영양과학회지
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    • 제25권6호
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    • pp.1074-1079
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    • 1996
  • 적갈색을 띄는 연체부위의 긴 발을 가지는 새조개는 육질과 맛이 닭고기와 비슷하며 단맛이 많이 나서 패류 중 고가품으로 취급되고 식용으로 호평받고 있어 약간 데친 후 동결하여 주로 일본으로 수출하고 있다. 그러나 자숙과정에서 기다란 연체부의 적갈색 색소가 상당량 소실 또는 변퇴색을 일으켜 상품성을 잃기 쉽다. 따라서 본 연구에서는 기다란 연체부의 발을 가지고 이 부위에 적갈색의 색소를 띄고 있는 새조개의 탈각, 자숙 및 동결처리 과정에서 적갈색 색소의 소실을 방지하여 상품성을 높이기 위한 방안의 하나로 새조개 연체부의 적갈색 색소를 추출, 분리하고, 색소의 이화학적인 특성을 검토한 결과를 요약하면 다음과 같다. 새조개 색소의 추출은 먼저 연체부위의 색소를 일단 물에서 벗겨낸 후 여과하고, 물로써 3회 수세하여 소량의 2N NaOH용액에 용해시켜 추출하였다. 2N NaOH-ace-tone(1 : 1) 혼합용액을 전개용매로 하여 preparative-TLC를 행하여 불순물을 제거한 새조개 색소액은 자외부 및 가시부 흡수스펙트럼을 측정하였을 때 표준품 melanin과 동일한 226nm에서 단일의 큰 흡수대를 보였고, 표준품으로 사용한 melanin과 분리된 색소를 물, methanol, acetone, ethyl ether, hexane, formic acid, HCI용액 및 NaOH용액에서 용해시켰을 때 NaOH용 액에서만 용해되었고, 과산화수소에서는 단시간에 표백이 일어나 거의 무색으로 탈색되어 표준품 melanin 과 동일한 상태를 나타내었다. 이것으로 미루어 새조개에서 추출한 색소는 melanin형 색소로 동정하였다. 새조개 색소를 $온도70^{\circ}C,$ $80^{\circ}C,$ $90^{\circ}C및$ $100^{\circ}C에서$ 시간별로 가열시켰을 때 가열 초기에 색소의 파괴가 빠르게 일어나, 가열 1시간 후 색소의 잔존율이 $70^{\circ}C,$ $80^{\circ}C,$ $90^{\circ}C$$100^{\circ}C에서$ 각각 98.2%, 97.3%, 95.3% 및 94.1% 였고, 가열 8시간 후의 잔존율은 각각 95.0%, 93.3%, 90.8%및 87.6%로 나타나 대체로 열에 대하여 안정성이 높았다.

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GC/AED를 이용한 HFC-134a의 미량 불순물 분석 (Determination of trace impurities of HFC-134a by gas chromatograph with atomic emission detector (GC/AED))

  • 김명자;임정식;이진복;이정순
    • 분석과학
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    • 제30권5호
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    • pp.240-251
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    • 2017
  • 1,1,1,2-수소불화탄소(HFC-134a)는 에어컨에 주로 사용되는 냉매로, 최근 온실가스로 규제되어 정제를 통한 재사용 방법이 권장되고 있다. 폐냉매의 재사용 기준 평가를 위해서는 폐냉매에 존재하는 미량 성분의 정량분석이 매우 중요하다. 본 연구에서는 표준 물질이 없어서 정량화하기 어려웠던 C, H, Cl, F가 포함된 미량 성분들을 GC/AED (gas chromatograph-atomic emission detector)를 이용하여 정량분석하였다. 이를 위하여 GC/MSD (mass selective detector)를 통한 정성분석을 선행하였다. 또한 성분의 원자 수와 비례하여 반응하는 AED의 특성을 조사하기 위하여, 탄화수소 혼합 표준물질을 이용하여 선형성을 확인하였다. 시료 중 C, H, Cl, F가 포함된 미량 성분의 정성 분석 결과, 주성분인 HFC-134a와 유사 냉매류들을 포함한 총 15 개의 성분이 검출되었다. MSD 결과를 토대로 AED를 이용한 미량 성분들을 정량 분석한 결과, 한 시료는 $CHClF_2$ 성분($45438.38{\mu}mol/mol$), 또 다른 시료는 $C_2H_2ClF_3$ 성분($1311.47{\mu}mol/mol$)이 가장 높은 몰분율을 나타냈다. 본 연구에서는 이 분석법을 기반으로 하여, 표준 물질이 존재하지 않아 정량화하기 어려운 복합 성분들의 정성 및 정량 분석의 확장 적용이 가능할 것으로 보인다.

폐 전지로부터 재활용 과정을 통한 란타넘, 네오디뮴 회수에 관한 연구 (A Study on the Recovery of Lantanum and Neodymium from Waste Battery Through the Recycling Process)

  • 채병만;이석환;김득현;서은주;김현일;이승환;이상우
    • 청정기술
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    • 제26권2호
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    • pp.116-121
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    • 2020
  • 본 연구에서는 유가금속 회수를 한 전기차 폐배터리 부산물의 재활용에 관하여 연구하였다. 폐배터리 부산물에는 희토류들이 남아있으나, 부산물의 형태로는 소재로서의 가치가 없기에 정제과정을 거쳐 희토류 산화물로 회수하였다. 희토류침전분말 형태의 부산물을 30% 수산화나트륨을 이용하여 가공이 편한 수산화물로 변환한 뒤, 옥살산의 용해도 차이를 이용하여 남아 있는 불순물을 정제한 뒤, D2EHPA (Di-(2-ethylhexyl) phosphoric acid)를 사용하여 이트륨을 분리하였다. 과망가니즈산 칼륨을 이용하여 세륨을 분리 후, PC88A (2-ethylhexylphosphonic acid mono-2-ethylhexyl ester)를 사용하여 란타넘과 네오디뮴을 분리하였다. 그 후 800 ℃의 온도에서 소성하여 란타넘, 네오디뮴 산화물로 재생하는 방법을 확인하였다.

고분자전해질연료전지의 냉각수 누설에 대한 연구 (Coolant Leak Effect on Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell)

  • 송현도;강정탁;김준범
    • 전기화학회지
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    • 제10권4호
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    • pp.301-305
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    • 2007
  • 연료전지 운전 중에 스택(stack) 분리판 접착부위나 다른 경로로 부동액이 누설될 경우에는 화학적 반응에 영향을 주어 성능의 저하가 발생할 수 있다. 본 연구에서는 부동액이 누설되었을 경우의 성능 거동을 관찰하는 실험을 수행하였다. $400mA/cm^2$ 전류밀도 조건에서 마이크로 펌프를 이용하여 부동액을 주입하였으며 상대습도 100%/100%와 수소와 공기의 양론비는 1.5/2.0으로 고정하여 실험을 수행하였다. 3 cell stack을 이용하여 부동액을 주입한 후 정전류 회복 실험을 수행한 결과 cathode측에 부동액을 주입하였을 경우에는 성능이 회복되었고 anode측에 부동액을 주입하였을 경우에는 성능이 회복되기 어려운 것으로 나타났다. Anode측이 회복되지 못하는 이유로는 ethylene glycol의 산화반응에서 발생하는 불순물에 의한 피독 현상과 GDL과 3상 계면에 ethylene glycol이 물리적으로 흡착하였을 경우 반응에 필요한 연료 공급의 방해로 인한 성능 저하를 예상할 수 있다. 성능 저하에 영향을 주는 두 가지 변수를 확인하는 실험을 수행하였다. 회복 실험은 anode측에 water pump를 이용하여 질소 기체와 물을 동시에 공급하는 방법으로 실험을 수행하였고, 1시간 간격으로 성능 회복 유무를 확인하였다. 성능 평가는 polarization curve, cyclic voltammetry(CV), electrochemical impedance spectroscopy(EIS)를 사용하였으며, 정량분석은 gas chromatography를 이용하여 분석하였다. 부동액 주입 후 성능은 크게 저하되었고 정전류 회복 실험에서도 성능 회복은 미미하게 나타났다. 이 후 물 주입회복 실험을 수행하였고 회복 실험을 수행한 2시간 이후에는 93% 이상의 회복을 관찰할 수 있었다.

Structural and Optical Properties of Sol-gel Derived ZnO:Cu Films

  • 배지환;박준수;조신호
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2013년도 제45회 하계 정기학술대회 초록집
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    • pp.199-199
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    • 2013
  • 최근 단파장 광전 소자와 고출력 고주파 전자 소자에 대한 수요 때문에 넓은 밴드갭 에너지를 갖는 반도체에 관심이 많다. 이중에서, ZnO는 우수한 화학 및 역학적 안정성, 수소 플라즈마 내구성과 저가 제조의 장점 때문에 광전자 소자 개발 분야에 적합한 산화물 투명 전극으로 관심을 끌고 있다. 불순물이 도핑되지 않은 ZnO는 본질적으로 산소 빈자리 (vacancy)와 아연 격자틈새 (interstitial)와 같은 자체의 결함으로 말미암아 n형의 극성을 갖기 때문에, 반도체 소자로 응용하기 위해서는 도핑 운반자의 농도와 전도성을 제어하는 것이 필요하다. 본 연구에서는 박막 제조시 제어성, 안정성과 용이하게 성장이 가능한 졸겔 (sol-gel) 방법을 사용하여 사파이어와 석영 기판 위에 Cu가 도핑된 ZnO 박막을 성장시켰으며, 그것의 구조, 표면 형상, 평균 투과율, 광학 밴드갭 에너지를 계산하였다. 특히, Cu의 몰 비를 0, 0.01, 0.03, 0.05, 0.07, 0.1 mol로 변화시키면서 ZnO:Cu 박막을 성장시켰다. ZnO:Cu 졸은 zinc acetate dihydrate, 2-methoxyethanol (용매), momoethanolamine (MEA, 안정제)을 사용하여 제조하였다. 상온에서 2-methoxyethanol과 MEA가 혼합된 용액에 zinc acetate dihydrate (Zn)을 용해시켰다. 이때 MEA와 Zn의 몰 비는 1로 유지하였다. 이 용액을 $60^{\circ}C$ 가열판 (hot plate)에서 24 h 동안 자석으로 휘젓으며 혼합하여 맑고 균일한 용액을 얻었다. 이 용액을 3000 rpm 속도로 회전하는 스핀 코터기의 상부에 장착된 사파이어와 석영 기판 위에 주사기 (syringe)를 사용하여 한 방울 떨어뜨려 30 s 동안 스핀한 다음에, 용매를 증발시키고 유기물 찌꺼기를 제거하기 위하여 $300^{\circ}C$에서 10분 동안 건조시킨다. 기판 위에 코팅하는 작업에서 부터 건조 작업까지를 10회 반복한 다음에, 1 h 동안 전기로에 장입하여 석영 기판 위에 증착된 시료는 $550^{\circ}C$에서, 사파이어 기판은 $700^{\circ}C$에서 열처리를 수행하였다. Cu의 몰 비 0, 0.01, 0.03, 0.05, 0.07, 1로 성장된 ZnO:Cu 박막에 대한 x선 회절 분석의 결과에 의하면, 모든 ZnO:Cu 박막의 경우에 관측된 34.3o의 피크는 ZnO (002) 면에서 발생된 회절 패턴을 나타낸다. 이것은 JCPDS #80-0075에 제시된 회절상과 일치하였으며, ZnO:Cu 박막이 기판에 수직인 c-축을 따라 우선 배향됨을 나타낸다. 사파이어 기판 위에 증착된 박막의 경우에, Cu의 몰 비가 점점 증가함에 따라(002)면 회절 피크의 세기는 전반적으로 증가하여 0.07 mol에서 최대를 나타내었으나, 석영 기판 위에 증착된 박막의 경우에는 0.05 mol에서 최대를 보였다. 외선-가시광 분광계를 사용하여 서로 다른 Cu의 몰 비로 성장된 ZnO:Cu 박막에서 광학 흡수율 (absorbance) 스펙트럼을 측정하였으며, 이 데이터를 사용하여 평균 투과율을 계산한 결과, 투과율은 Cu의 몰 비에 따라 현저한 차이를 나타내었다. Cu의 몰 비가 0.07 mol일 때 평균 투과율은 80%로 가장 높았으며, 0.03 mol에서는 30%로 최소이었다. 광학밴드갭 에너지는 Tauc 모델을 사용하여 계산하였고, 결정 입자의 형상과 크기와의 상관 관계를 조사하였다.

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쓰레기 매립지 MGT 발전 및 유리온실 설계기술개발 (Development of Land Fill Gas(LFG)-MGT Power Generation and Green House Design Technology)

  • 허광범;박정극;이정빈
    • 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.

고체산 촉매를 이용한 폐윤활유의 촉매 분해 (Catalytic Cracking of Waste Lubricant Oil over Solid Acid Catalysts)

  • 황인혜;양현선;이종집;최고열;이창용
    • 공업화학
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    • 제23권3호
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    • pp.320-325
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    • 2012
  • $SiO_2/Al_2O_3$ 비가 10.5인 실리카-알루미나(SA), 10인 수소형 모더나이트(HM), 12.5인 탈알루미늄 모더나이트(DM) 등을 이용하여 폐윤활유의 촉매분해를 수행하였다. 촉매의 분해능은 SA > DM > HM 시료 순으로 높았다. SA 시료 상에서 얻어진 분해오일은 휘발유의 탄소수 분포와 가까웠고 반면 DM 시료의 경우에는 경유의 탄소수 분포와 가까웠다. HM시료 상에서 얻어진 분해오일의 탄소수 분포는 휘발유와 경유의 중간 정도였다. 산량은 $SA\;{\approx}\;HM$ > DM 시료 순으로 많았다. 10 A 이하의 균일 세공을 가지는 HM과 DM 시료와는 달리, SA 시료의 세공은 10~50 A 범위의 분포를 나타내었다. 이러한 결과들은 촉매의 산량과 세공 크기가 분해오일의 탄소수 분포와 관계가 있음을 보여준다. 촉매 표면에 탄소 및 불순물의 침적에 의한 표면적 감소는 SA > HM > DM 시료 순으로 컸다.