• 한국재료학회지
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• 제10권6호
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• pp.385-391
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• 2000

염화철(Ferrous Choloride) 증기의 고온 수소환원 반응을 통한 미립질 철분말의 생성속도에 대한 이론적인 해석돠 실험을 수행하였다. 철분말의 생성기구는 염화철이 증발하여 생성된 증기와 운반가스인 알곤을 혼합하여 반응부로 유입시키고 수소에 의한 고온환원반을을 통하여 철분말과 함께 부산물인 염화수소(HCI) 가스를 얻게 된다. 생성된 반응부 후미에 설치한 유기용매 포집기를 이용하여 회수하였으며, 염화수소는 가성소다 수용액에 흡수시키고 이를 적정함으로써 초기 반응물인 염화철의 전환율을 계산하였다. 반응속도식의 반응물에 대하여 1차반응(1st-order reaction)이고 염화철 증가와 운반체인 알곤가스가 평형상태일 때의 속도상수는 $k=7,879exp(-53,840/RT)\textrm{dm}^3/mole.sec$으로 표시되며, 이때의 활성화에너지는 53.84kJ/mole이었다. 철분말의 TEM 사진에 의하면 입도범위는 $0.1~1.0{\mu\textrm{m}}$이며, 반응온도 및 가스유량에는 크게 영향을 받지 않는것으로 나타났다.

• 분석과학
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• 제30권5호
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• pp.287-294
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• 2017

천연가스는 산업의 발전으로 인하여 수요가 계속 증가하고 있어 도입물량 부족 현상이 일어나 수급이 점차 불안정해질 것으로 예상된다. 액화천연가스 외에 파이프라인 천연가스 및 대체 천연가스등 다양한 형태의 가스 도입과 개발로 수요를 충당해야 할 필요성이 있다. 도입된 PNG의 성분과 농도를 정확하게 측정해야 한다. 이에 따른 천연가스 내에 있는 미량 성분인 탄화수소류($C_6-C_{10}$)의 정확한 측정이 요구되어 표준가스의 개발이 필수적이다. 이 연구에서 개발한 일차 표준물질에 대한 조성과 농도는 $10-30{\mu}mol/mol$의 헥산, 헵탄, 옥탄, 노난, 데칸이며 바탕가스는 메탄이다. 탄화수소류($C_6-C_{10}$)의 표준가스 제조는 각 성분 원료가스에 대한 순도분석이 완료된 가스를 ISO 6142에 근거하여 소급성이 있는 중량법으로 알루미늄 실린더에 제조하였다. 제조된 표준가스는 분석기로 표준가스간의 제조일치성, 실린더의 흡착성, 안정성 변화 및 불확도 평가를 하였다. 결과는 알루미늄 실린더에서 내부표면의 흡착 손실이 적고 장기 안정성이 매우 우수하다는 것을 알 수 있었고, 헥산, 헵탄, 옥탄, 노난, 데칸의 농도 $10-30{\mu}mol/mol$ 수준에서 불확도 0.79-1.63 %이내의 표준가스를 개발하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2000년도 제18회 학술발표회 논문개요집
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• pp.188-188
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• 2000

DLC (Diamond-Like Carbon) 박막은 높은 경도와 가시광선 및 적외선 영역에서의 광 투과도, 전기적 절연성, 화학적 안정성 및 저마찰.내마모 특성 등의 우수한 물리.화학적인 물성을 갖고 있기 때문에 여러 분야의 응용연구가 이루어지고 있다. 이러한 DLC 박막을 제작하는 과정에는 여러 가지가 있으나, 본 연구에서는 ECR-PECVD electron cyclotron resonance plasma enhanced chemical vapor deposition) 방법을 사용하였다. 이것은 최근에 많이 이용되고 있는 방법으로, 이온화률이 높을뿐만 아니라 상온에서도 성막이 가능하고 넓은 진공도 영역에서 플라즈마 공정이 가능한 장점이 있다. 기판으로는 4" 크기의 S(100)를 사용하였고, 박막을 제작하기 전에 진공 중에서 플라즈마 전처리를 하였다. 플라즈마 전처리는 Ar 가스를 150SCCM 주입시켜 5$\times$10-1 torr 의 진공도를 유지시키면서, ECR power를 700W로 고정하고, 기판 bias 전압을 -300 V로 하여 5분 동안 기판을 청정하였다. DLC 박막은 ECR power를 700W. 가스혼합비와 유량을 CH4/H2 : 10/100 SCCM, 증착시간을 2시간으로 고정하고, 기판 bias 전압을 0, -50, -75, -100, -150, -200V로 변화시켜가면서 제작하였다. 이때 ECR 소스로부터 기판까지의 거리는 150mm로 하였고, 진공도는 2$\times$10-2torr 였으며, 기판 bias 전압은 기판에 13.56 MHz의 RF power를 연결하여 RF power에 의해서 유도되는 negative DC self bias 전압을 이용하였다. 제작된 박막을 Auger electron spectroscopy, elastic recoil detection, Rutherford backscattering spectroscopy, X-ray diffraction, secondary electron microscopy, atomic force microscoy, $\alpha$-step, Raman scattering spectroscopu, Fourier transform infrared spectroscopy 및 micro hardness tester를 이용하여 기판 bias 전압이 DLC 박막의 특성에 미치는 영향을 조사하였다. 분석결과 본 연구에서 제작된 DLC 박막은 탄소와 수소만으로 구성되어 있으며, 비정질 상태임을 알 수 있었다. 기판 bias 전압의 증가에 따라 박막의 두께가 감소됨을 알 수 있었고, -150V에서는 박막이 거의 만들어지지 않았으며, -200V에서는 기판 표면이 식각되었다. 이것은 기판 bias 전압과 ECR 플라즈마에 의한 이온충돌 효과 때문으로 판단되며, 150V 이하에서는 증착되는 양보다 re-sputtering 되는 양이 더 많을 것으로 생각된다. 기판 bias 전압을 증가시킬수록 플라즈마에 의한 이온충돌 현상이 두드러져 탄소와 결합하고 있던 수소원자들이 떨어져 나가는 탈수소화 (dehydrogenation) 현상을 확인할 수 있었으며, 이것은 C-H 결합에너지가 C-C 결합이나 C=C 결합보다 약하여 수소 원자가 비교적 해리가 잘되므로 이러한 현상이 일어난다고 판단된다. 결합이 끊어진 탄소 원자들은 다른 탄소원자들과 결합하여 3차원적 cross-link를 형성시켜 나가면서 내부 압축응력을 증가시키는 것으로 알려져 있으며, hardness 시험 결과로 이것을 확인할 수 있었다. 그리고 표면거칠기는 기판 bias 전압을 증가시킬수록 더 smooth 해짐을 확인하였다.인하였다.

• 한국축산시설환경학회지
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• 제13권2호
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• pp.129-138
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• 2007

본 연구에서는 잣송이 부산물을 이용하여 인체와 가축에는 무해한 천연 잣송이 부산물 악취저감제를 제조하고 돈분뇨 퇴비화과정에 적용하여 악취 저감효과와 퇴비화에 미치는 영향을 분석하였다. 잣송이 부산물 악취저감제는 분쇄된 잣송이 부산물, 3종의 미생물(Lactobacillus spp., Alcaligenes spp., Pasteurella spp.) 그리고 무기영양소가 첨가된 당밀수를 혼합하여 수분함량을 55%로 조정한 후 $30^{\circ}C$에서 48시간 배양하여 제조하였다. 실험 처리구는 대조구인 톱밥처리구(T1),톱밥과 3종의 미생물을 혼합한 처리구(T2), 톱밥과 제조된 악취저감제(NDA) 처리구(T3)로 하여 실험실 규모의 반응기 내에서 퇴비화를 진행하면서 실험한 결과 퇴비화 기간 동안 모든 실험구는 최고온도 $55^{\circ}C$ 이상까지 상승하며 병원성 유해미생물들이 사멸되는 퇴비화 적정온도 조건에 부합하였다. 또한 퇴비화 전, 후의 이화학적 성상 변화를 분석한 결과 처리구간 큰 차이가 발견되지 않았으나 제조된 악취저감제를 20%이상 사용시 유기물 분해율이 적어져 퇴비화 과정에서 충분한 온도 상승이 이루어지지 않을 우려가 있을 것으로 판단되었다. 또한 악취저감제 사용 시 퇴비화 과정 중 암모니아 가스 발생에 따른 질소소실이 상대적으로 적어 최종 퇴비물질의 질소함량이 상대적으로 높아짐을 알 수 있었다. 퇴비화 기간 중 암모니아($NH_3$)가스 발생양상을 분석한 결과 황화수소($H_2S$)와 머캅탄($CH_3SH$) 등의 황화합물 가스와는 달리 퇴비화 전 과정을 거쳐 지속적으로 발생함을 알 수 있었다. 퇴비화 반응조에서 발생한 암모니아 가스 농도를 비교할 때 31일 동안 포집된 암모니아의 농도는 T1, T2, T3 각각 12,660 mg/L, 11,598 mg/L, 7,367 mg/L로 잣송이 부산물을 이용하여 제조된 악취저감제를 첨가한 T3에서 암모니아가스의 발생이 확실하게 저감됨을 알 수 있었다. 퇴비화 과정 중 발생하는 머캅탄($CH_3SH$)과 황화수소($H_25$)의 일일발생량과 축적량을 측정한 시험에서 제조된 악취저감제를 첨가한 T3에서는 황화수소 가스와 머캅탄 가스가 크게 감소함을 알 수 있었다. 이러한 결과로 미뤄 잣송이 부산물과 미생물을 혼합하여 제조된 악취저감제의 적량 이용은 퇴비화 과정과 퇴비 품질에 영향을 미치지 않으며 퇴비화 과정 중 발생하는 악취물질을 저감시킬 수 있음을 알 수 있었다.

• 대한환경공학회지
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• 제29권7호
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• pp.826-832
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• 2007

수돗물내의 불쾌한 이취미는 수도사업자에게 여러 가지 문제를 일으킨다. 비록 이취미는 건강상에 유해하지는 않지만 소비자들에게 수돗물의 안정성을 의심하게 되는 주된 요인이 되고 있다. 본 연구에서는 낙동강 원수와 급속 모래여과 처리수에 함유된 geosmin에 대한 오존과 오존/과산화수소 공정에서 접촉시간별 제거경향을 조사한 결과, 오존 단독공정에 비하여 오존과 과산화수소 혼합공정이 오존 단독공정 보다 접촉시간별로 geosmin 제거율이 월등히 증가하였다. 오존과 과산화수소 투입농도에 따른 여과수 중의 geosmin과 2-MIB의 제거특성 평가에서 2-MIB 보다 geosmin이 오존 및 오존/과산화수소 공정에서 제거가 용이한 것으로 나타났다. 원수 및 여과수에 함유된 geosmin과 여과수에 함유된 2-MIB에 대해 오존 주입농도 $0.5\sim2.0$ mg/L 범위에서 오존과 과산화수소 주입비율 $(H_2O_2/O_3)$에 따른 각각의 반응 속도상수 k의 변화를 조사한 결과, 오존 및 오존과 과산화수소의 주입비율이 증가할수록 반응 속도상수 k가 급격히 증가하였으며 오존과 과산화수소의 주입비율이 어느 한계 이상에 도달하면 반응 속도상수 k는 더 이상 증가하지 않는 것으로 나타났다. 따라서 오존 주입농도 $0.5\sim2.0$ mg/L 범위에서 오존 대비 과산화수소의 적정 주입비율($(H_2O_2/O_3)$ $1\sim2$ 사이인 것으로 나타났다. 급속 모래여과 처리수에서 보다는 오존과 OH 라디칼 소비물질이 많이 존재하는 원수에서의 반응속도 상수가 더 낮은 것으로 나타났다. 호존 주입농도별로 과산화수소 주입농도에 대한 급속 모래여과 처리수중의 geosmin이 제거되는 반감기를 조사한 결과, 오존과 과산화수소 주입농도가 증가할수록 geosmin의 반감기는 급격히 줄어들었으며, 오존만 2 mg/L 주입하여 geosmin을 산화시킨 경우보다 오존 2 mg/L와 과산화수소 10 mg/L를 함께 주입한 경우 반감기가 38.9분에서 4.6분으로 8.5배 정도 감소되는 것으로 나타났다.

• Clinical and Experimental Reproductive Medicine
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• 제9권1_2호
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• pp.43-53
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• 1982

여성의 난소기능은 뇨중 Oestrone-3-glucuronide를 간편한 solid-phase 의 화학발광성 면역학적 측정법 (Chemiluminescence Imrnunoassay(CIA) 에 의하여 그 기능이 탐지될 수 있다. Oestrone-3-g1ucuronyl-6-bovine serum albumine에 대한 antiserum의 IgG fraction은 polystyrene 실험관벽에 흡착시켰으며, 항원으로서는 est r one-3- gl ucuronyI-6-aminoethyl-ethyl-isoluminol 을 항원 (antigen) 에 labeI 시킨 것이다. 시험 대상물인 뇨는 매일아침뇨(early morning urine) 을 희석 (1:1000 V/V)한 후 100mcl 를 취하여 이를 각기 이중분석액으로 택하였다. 시험관 내에서 결합반응 (1 hour at $4^{\circ}C)이 일어난 후에는 시험관내의 액체를 전부 흡입 폐기시켰으며, 항체반응이 일어난 후 ( antibody-bound fraction )에는 완충액 (400mcl)으로 한번 세척시켰다. 그후 염화수산화물(2N , 200mcl)을 가지고 $22^{\circ}C$에 60 분간 방치 혼합케 한 후 효소(microperoxidase) 와 과산화수소를 가하면서 산화작용에서 발생되는 발광양을 10초동안 측정하여 그 결과를 분석하였다. 위에 기술한 분석방법을 평가하면 다음과 같은 결론을 얻었다. Calibration curve sensitivity$3.12{\pm}0.75$ PG/tube ($mean{\pm}SD$)였고, lntra-assay precision(CV%) 9.52 (20 replicates;$38.4{\pm}3.66$nmol/1) 와 8.81 (15 replicates; $102.4{\pm}8.82$nmol/1)였다. Inter-assay precision(CV%) 은 11.9 (mean of 4 pools-7.03, 23.16, 52.11 과 117.53 nmol/1)로 2개월 동안에 걸쳐 시행되었고, 평균 비이어스(mean bias)는 -0.78 로 28에서 448 nmol 범위로서 매일아침 "뇨"의 차이분(different aliquots)은 좋은 결과를 얻었다. 건강한 여성으로부터 채취된 뇨중 Oestrone-3-glucuronide 의 농도(nmol/1)를 보면 월경주기의 여포기와 배난기 및 황체기에 있어서 각기 $40.2{\pm}9.9$ , $102.3{\pm}39.4$와 $84.3{\pm}13.3$nmol/1였다. 이와같은 결과는 동일한 검사뇨를 방사면역학적 방법(RIA)으로 측정 (6 menstrual cycle)한 결과와 유사한 측정치를 얻으므로서 간편하고 진보된 좋은 방법중의 하나라고 사료되는바이다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.223.2-223.2
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• 2010

용융탄산염 연료전지(MCFC)는 $650^{\circ}C$에서 작동하는 고온형 연료전지 시스템이다. 이 시스템은 천연가스 등을 개질하여 생산된 수소를 바로 전기로 생산할 수 있는 시스템으로 열효율이 높으며, 현재 대체 발전시스템으로 각광을 받고 있다. MCFC는 개질방식에 따라 내부개질 방식과 외부개질 방식이 있다. 내부개질 방식은 수소를 생산하는 개질기가 스택내부에 장착된 형식으로 천연가스를 스택내부에서 개질하여 바로 전기를 생산하는 방식이다. 이 내부개질반응에 사용되는 촉매로는 알루미나에 담지된 니켈(Ni) 계열촉매이 주로 쓰이고 있다. 또한 내부개질촉매의 형태는 작은 원주형의 촉매형태로 성형되어 사용된다. 이 성형된 촉매의 크기가 바로 내부개질 스택의 크기를 결정하는 중요한 요소이다. 그래서 촉매의 크기는 되도록이면 작게 성형하는 것이 중요하다. 그러나 촉매의 크기가 너무 작으면 촉매를 성형하는데 큰 어려움이 생기게 된다. 본 연구에서는 니켈 촉매를 공침법이 아닌 균일용액침전법을 이용하여 제조하였으며, 이 촉매를 이용하여 지름이 약 2 mm 이하로 촉매를 압출성형하는 방법을 연구하였다. 먼저 요소(urea)를 이용한 균일용액침전법으로 촉매를 제조하였다. 최적의 촉매 합성조건을 살펴보기 위해서, 반응 온도를 80, 85, 90, 95, $100^{\circ}C$로 변화 시키면서 제조된 촉매의 특성을 살펴보았다. 그리고 촉매의 적절한 니켈 양을 알아보기 위해서 니켈의 양을 30, 40, 50, 60, 70 wt%로 변화 시켰으며, 조촉매로 사용되는 MgO 양을 5, 10, 15, 20 wt%로 변화 시켜서 제조된 촉매의 특성을 살펴보았다. 물성을 비교하기 위해서, X-선 회절분석(XRD) 및 TPR, 물리화학흡착을 하였다. 그 결과 침전반응온도가 $80^{\circ}C$에서 촉매가 가장 좋은 물성을 보였으며, 우수한 개질성능을 보였다. 그리고 촉매 활성물질인 니켈의 함량은 50 wt% 정도가 가장 적절한 함량이었으며, MgO의 함량이 15 wt%일 때 가장 우수한 물성과 개질 성능을 보여주었다. 이 촉매들은 공침법으로 제조된 상용촉매와 비교하였을 때, 보다 우수한 물성과 개질성능 보였다. 그래서 이 촉매를 균일침전법을 이용하여 대량으로 제조한 다음 압출성형 방법을 이용하여 촉매를 원주형으로 제조하였다. 먼저 제조된 촉매는 별도의 분쇄작업(볼밀 혹은 제트밀)을 거치지 않아도 입자사이즈가 약 $4{\mu}m$ 수준이 나오도록 촉매 제조조건을 조절 하였다. 그리고 소량의 Methyl cellulose(MC) 바이더와 물만 사용하여 촉매를 혼합한 다음 스크류 압출기를 이용하여 촉매를 성형하였다. 이 촉매는 지름이 약 2 mm 이하로 제조할 수 있었으며, 기계적 강도는 타정기로 성형한 상용촉매보다 우수하였다. 그리고 촉매 성능 또한 상용촉매와 비교하였을 때, 우수한 성능 보였다. MCFC용 내부개질 촉매로 균일용액침전법을 사용한 촉매가 적합하다고 판단되며, 압출성형에도 적합하다고 판단되었다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제11권5호
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• pp.5-13
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• 2010

본 연구는 생물학적 지상처리 토양정화공정을 기본으로 생물반응기, 롤형 접촉산화장치(rolled pipe type of contact oxidation system, RPS), 화학처리장치의 처리과정을 통해 유류, 중금속, 영양염류로 오염된 토양 및 지하수를 동시에 정화 복원할 수 있는 생물학적 복합토양정화공정을 개발 검증하고자 실시하였다. 실험을 통해 현장 토양 중에 있는 토양정화효율이 우수한 5종의 미생물을 분리 선발하였고, 토양으로부터 유류를 효과적으로 분리하기 위한 계면활성제로는 Anion과 Nonion계 복합제가 가장 우수한 것으로 확인되었는데, 오염된 토양에 계면활성제를 처리한 후 선발된 미생물을 혼합해 적용하는 것이 가장 효율적인 것으로 나타났다. 토양정화조를 이용해 석유계총탄화수소(Total Petroleum hydrocarbon, TPH)로 오염된 토양을 처리한 결과, 5,000mg/L 내외의 저농도 오염시 28일간 90.0%, 10,000mg/L 이상의 고농도 오염시 81일간 90.7%의 처리효율을 나타냈으며, 토양정화조에서 배출된 침출수를 생물반응기로 1차 처리하고 롤형 접촉산화장치로 2차 처리한 결과, BOD 90.6%, $COD_{Mn}$ 73.0%, SS 91.9%, T-N 73.8%, T-P 65.7%의 평균 처리효율을 얻을 수 있었다. 이후 응집제를 통한 화학처리장치를 적용하여 중금속을 99.0% 이상 제거하였다.

• 대한환경공학회지
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• 제22권1호
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• pp.43-52
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• 2000

본 연구에서는 황토(montmorillonites)를 주성분으로 하는 토양탈취상 반응기에서 황화수소($H_2S$) 및 메틸메르캅탄 ($CH_3SH$) 의 황화합물 악취가스에 대한 황토의 물리화학적인 제거실험과 황토와 왕겨, 농축슬러지를 혼합 충진한 경우의 생물학적 제거특성 실험을 수행한 결과 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다. Batch test를 통하여 황토를 건조 및 습윤상태의 조건에서 황화합물의 제거율을 비교한 결과, 제거율비(wet/dry) 는 $H_2S$가 1.2, $CH_3SH$가 1.9로 나타나 토양입자의 단순 흡착보다는 수분을 함유하고 있는 경우에 제거율이 높아진다는 것을 확인하였다. SV와 유입부하를 상승시킬 경우 농축슬러지를 식종한 경우(Reactor-4) 에는 부하변동에 관계없이 평균 98% 이상의 안정되고 높은 제거율을 보였으나 그렇지 않은 경우 (Reactor-3)에는 제거율이 크게 감소하는 경향을 나타내었다. 정압변화의 경우 SV의 증가에 따라 정압도 약간씩 상승하였고 Reactor-4에서는 Reactor-3보다 다소 높은 편이었으나 비교적 안정적인 것으로 나타났다. pH와 $SO_4{^{2-}}$농도의 변화를 보면, SV $150h^{-1}$과 SV $200h^{-1}$의 조건에서 Reactor-4는 $SO_4{^{2-}}$가 1.138mg/L까지 증가했으나 pH는 5.8정도에서 안정을 유지하면서 98%이상의 높은 제거율을 보여 Reactor-3보다 훨씬 좋은 결과를 나타내었다. 위의 결과로부터 황화합물 악취가스를 황토 토양상에서 처리할 경우 pH를 안정시킬 수 있고 또한 혼합균이 다량 포함되어 있는 농축활성슬러지를 식종함으로써 높은 탈취효율을 얻을 수 있다는 것을 알았으며, LV를 8.3mm/sec로 상승시킨 구간에서 정압의 감소와 함께 제거율이 크게 감소하는 것으로 나타나 LV를 8mm/sec 이하로 운전한다든지 수분함량의 조절 및 다른 탈취재료들을 혼합하는 등의 개선방안을 강구한다면 국내에 기 설치된 토양탈취상이나 기타 쓰레기 매립장 등 다양한 악취 발생시설에 적용이 가능할 것으로 생각한다.

• 한국재료학회지
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• 제9권10호
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• pp.1006-1011
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• 1999

$SiH_4$, $CH_4$, $B_2H_6$ 혼합기체를 이용하여 플라즈마 화학증착법으로 탄화실리콘 (a-SiC:H) 박막을 증착하였다. 증착중에 혼합기체중의$CH_4$농도 ($CH_4/CH_4+SiH_4$)를 변화시켜 얻은 박막의 물성을 SEM, XRD, Raman 분광법, FTIR, XPS, 광흡수도와 광전도도 분석을 통하여 살펴보았다. $SiH_4$기체만 이용하여 증착한 Si:H 박막은 비정질상태를 나타내었으나, $CH_4$가 첨가됨에 따라 실리콘 박막의 Si-$\textrm{H}_{n}$(n은 정수) 결합기가 Si-$\textrm{C}_{n}\textrm{H}_{m}$ (n,m은 정수) 형태의 결합기로 변화되었으며, 박막내 수소함량은 $CH_4$농도가 0~0.8의 범위에서 증가함에 따라 30~45% 범위에서 증가하였다. 반응기체중의 $CH_4$농도의 증가에 따라 박막 내의 탄소 농도가 증가함을 확인하였으며, 이에 따라 막의 전기비저항과 광학적밴드갭 역시 증가하였다.