• 대한환경공학회지
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• 제38권3호
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• pp.110-116
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• 2016

최근 다양한 형태의 슬러지 최종처리 기술들이 제안되고, 기존 혐기성 소화공정에서 바이오가스 생산효율을 증가시키기 위한 전처리 기술들이 개발되어왔다. 이들 기술 중 열적전처리(Thermal pretreatment) 기술은 기존 슬러지 처리방법과 다르게 입자의 유기성 성분을 용해시킴으로써 슬러지 특성을 변화시켜 감량과 재이용이 가능한 전처리 기술이다. 그러나 대부분의 연구들은 높은 온도에서 입자의 가수분해, COD 가용화부분에 중점을 두고 연구 되어졌으며, 소수의 결과들만이 물리, 화학적 특성변화에 대해서 보고되었다. 본 연구는 열적전처리 효율에 영향을 미칠 수 있는 온도, 약품이 탄소원 형성과 분율에 미치는 영향을 알아보고자 하였다. 그 결과 반응온도가 증가함에 따라 입자의 가수분해 속도가 증가하였으며, 산화제의 주입량이 증가 할수록 고분자 유기성 물질은 감소하고 저분자 유기성 물질(분자량 350 g/mol 이하)의 분율이 증가하는 것을 확인할 수 있었다. 이번 실험결과는 슬러지 감량화 및 재이용를 위한 열적 전처리에 의한 분자의 특성을 파악하는데 기여할 수 있을 것이라 판단한다.

• 공업화학
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• 제21권1호
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• pp.24-28
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• 2010

이산화탄소의 광물고정화는 자연계의 풍화 작용을 모사한 것으로 매우 안정한 반응이지만 반응 속도가 매우 느리다. 이러한 반응 속도 증가를 위하여 광물의 전처리가 필요하다. 본 연구에서는 이산화탄소 광물고정화 속도 증가를 위한 두 가지의 전처리 방법을 소개하고 고정화 효율 증가를 확인하였다. 열적전처리는 $630^{\circ}C$에서 행해지는데, 이는 이산화탄소가 고정화되는 것을 방해하는 사문석 분자 내의 -OH기의 제거한다. FT-IR 피크를 통해 -OH기가 제거되는 것을 확인할 수 있다. 화학적전처리는 사문석 내의 주요 광물고정화 성분인 마그네슘 성분을 $75^{\circ}C$의 추출 온도에서 황산을 이용하여 추출해내는 것이다. 황산의 수소이온이 사문석 내의 결합을 약화시켜 마그네슘이 추출되도록 한다. 이는 ICP-AES와 XRF를 통하여 추출량을 확인하였다. 전처리가 끝난 사문석을 이용하여 이산화탄소 광물고정화 반응을 진행시 열적전처리의 경우 43%의 이산화탄소 고정화 효율을 나타내는데, 전처리를 하지 않았을 때 27%의 효율에 비하여 증가하였음을 확인하였다. 하지만 이 경우 많은 에너지가 소비된다는 단점이 있다. 화학적 전처리의 경우 열적전처리에 비해 45 atm, $25^{\circ}C$라는 비교적 온화한 조건에서 진행되는데, 이산화탄소 고정화 효율도 전처리 전인 24%에서 42%까지 상승하는 것을 확인할 수 있다.

• 한국염색가공학회:학술대회논문집
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• 한국염색가공학회 2011년도 제44차 학술발표회
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• pp.70-70
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• 2011

최근 산업 발달에 의한 환경문제와 석유자원 감소에 따라 섬유시장에는 Eco-friendly 바람이 강하게 불고 있으며 리싸이클 제품이 급부상하고 있다. 폴리에스터계 고분자 제품, 그 중에서도 PET 병의 재자원화를 살펴보면 기계적, 열적으로 처리하여 물질을 바꾸지 않고서 회수하는 방법인 Mechanical Recycling과 원료를 분해하여 회수하는 방법인 Chemical Recycling이 있다. 이러한 리싸이클을 통하여 에너지 절감, 저탄소, 유해물질 감소, 환경정화 및 폐기물 감소로 환경부하가 완화되며, 자원의 효율적 재사용이 가능하다. 리싸이클 PET 섬유제품은 의류 인테리어용과 같은 한정된 용도뿐만 아니라 자동차용 부품소재 및 내장 부품 등 산업용으로도 사용가능하다. 본 연구에서는 리싸이클 PET로 제직한 직물에 정련과 호발가공을 하여 이러한 전처리에 따른 물리적 열적 특성의 변화를 비교 분석하였다. 그 결과 정련과 호발가공을 한 리싸이클 PET 직물의 인장 인열 강도가 미처리 직물과 비교하여 감소하는 결과를 보였으며 마모 파열강도는 큰 차이를 보이지 않았다. 반면에 TGA와 DSC를 이용한 열분석 결과 열적 특성 및 결정화도는 일부 차이를 나타내었다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2011년도 추계학술대회 초록집
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• pp.171.1-171.1
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• 2011

폐기물의 처리방법은 중간처리와 최종처리로 구분되며, 중간처리의 방법으로는 고형화, 생물학적 처리(소화), 화학적 처리(중화/침전/추출), 자원화 및 재활용, 소각/열분해용융/가스화 등이 있다. 최종처리 방법으로는 매립, 해양투기 등이 있으며, 과거에는 폐기물의 처리 방법으로 최종처리가 많이 이용되었으나 현재에는 지속가능한발전의 이념아래 폐기물의 자원화, 청정에너지의 생산 등을 이유로 전처리 기술이 많이 보급되고 있는 추세이다. 남원시에서 발생되는 생활폐기물은 2010년 통계에 따르면 하루 평균 약 43돈에 이르고 있으며, 매립지의 사용연수를 연장하기 위한 중간처리 방법이 검토되고 있다. 생활폐기물의 가장 일반적인 중간처리 방법으로는 소각, 열분해용융, 가스화 등이 적용될 수 있으며, 이와 같은 열적처리는 폐기물의 감용 및 감량 효율이 높은 중간처리 방법에 속한다. 이러한 열적처리를 위해서는 폐기물의 물리적 특성에 대한 조사 및 검토가 가장 먼저 선행되어야 하며, 본 연구에서는 남원시에서 발생되는 생활폐기물의 성상분류, 삼성분분석, 원소분석, 발열량분석 결과를 통해 가스화에 적합한 전처리 조건을 예측하였다.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2011년도 춘계학술논문집 1부
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• pp.513-516
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• 2011

본 연구에서 NaOH, Acetic acid, Silane 처리는 천연섬유와 matrix간의 계면 결합에 불리하게 작용하는 wax, lignin, hemicellose 등을 제거하기 위한 방법 중의 하나이다. 이러한 화학적 처리에 따른 왕겨분말의 형태학적 변화와 열적특성 변화를 관찰하였다. 전처리 조건으로 농도는 1.5%, 3%, 9%이며 각각 30min, 60min, 90min을 처리하였다. 처리하지 않은 왕겨 분말과 NaOH, Acetic acid, Silane 처리를 한 왕겨 분말의 성분을 Energy dispersive spectroscopy(EDS)로 분석하였으며, Scaning electron microscopy(SEM)으로 표면을 관찰하였다. 표면의 상태가 NaOH, Acetic acid, Silane 처리를 하였던 왕겨 분말이 처리를 하지 않았던 왕겨 분말보다 비교적 깨끗해지고, 크랙이 발생함을 확인하였다. 또한 전처리가 된 상태에서 수분흡수율을 측정하고, 처리를 하지 않은 왕겨 분말과 NaOH, Acetic acid, Silane 처리를 한 왕겨 분말을 Thermogravimetric Analysis(TGA)로 열분석을 실시하였다.

• 유기물자원화
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• 제18권1호
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• pp.81-88
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• 2010

음식폐기물의 혐기성 발효시 열적 전처리의 최적 조건을 도출하기 위하여 수소 발생 특성을 평가하였다. 음식폐기물의 열적 전처리의 경우 용해성 화학적 산소요구량(SCOD)과 탄수화물 함량을 증가시켜 수소 수율을 향상시키는 것으로 나타났다. 실험결과 SCOD와 탄수화물을 기준으로 한 최대 가용화 효율은 각각 55.1%와 223.6%로 나타났다. 반응시간에 따라 전처리 효과는 증가하는 경향을 보였으나 20분간 1시간 비교시 약 7%의 차이를 보여 20분 이상의 반응시간의 증가는 크지 않은 것으로 나타났다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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• pp.196-196
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• 2011

팔라듐-구리 합금 분리막은 세륨산화물로 전처리된 다공성 니켈 지지체 위에 마그네트론 스퍼터 공정과 구리리플로우 공정에 의해 제조되었다. 스퍼터 공정은 얇고 치밀한 팔라듐 합금 분리막 증착을 위해 아주 효과적이다. 본 연구에서는 고온 스퍼터 공정에 의해 증착된 팔라듐 상부에 유동성과 열적확산이 우수한 구리를 코팅한 후, 반도체 분야에서 기가 패턴 매립시 사용하는 구리리플로우 공정을 도입하였다. 구리리플로우 공정은 치밀하고 미세기공이 존재하지 않는 표면을 구현하고 무한대의 수소 투과도를 가능하게 한다. 이로써 마그네트론 스퍼터에 의해 $200^{\circ}C$에서 팔라듐과 구리를 순차적으로 코팅한 후, $700^{\circ}C$에서 2시간 구리리플로우 공정을 실시하여 $7.5{\mu}m$ 두께의 팔라듐-구리 합금 분리막이 제조되었다. 세륨산화물(CeO2)은 고온에서 장시간 운전하는 동안 다공성 니켈 지지체의 금속성분이 팔라듐 합금층으로 확산하는 금속의 확산 문제를 개선하고자 지지체와 코팅층 사이에 확산방지막으로 도입되었으며, 균일한 스퍼터 증착을 위해 평탄한 표면의 지지체를 구현하였다. 투과도 테스트는 100-400kPa 의 압력차, 673-773K 의 온도 조건에서 순수한 수소가스로 실시하였다. 표면 미세기공이 없는 치밀한 팔라듐-구리 합금 분리막은 혼합가스에서 질소의 투과 없이 수소만을 투과하는 무한대의 우수한 분리도를 나타내었으며, 상용온도 $500^{\circ}C$에서 12.6ml/$cm^2{\cdot}min{\cdot}atm$의 수소 투과 능력을 보였다. 본 연구에 의해 제조된 팔라듐-구리 합금 분리막은 표면 미세기공이 없는 치밀한 분리막 제조를 가능하게 하였으며 열팽창계수가 팔라듐과 매우 비슷한 세륨산화물($CeO_2$)로 인해 지지체층과 코팅층과의 접합력이 향상되고 수소취성에 강하고 높은 열적 안정성을 갖는다.

• 유기물자원화
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• 제30권4호
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• pp.5-13
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• 2022

현대의 환경문제는 다량의 폐기물의 발생과 무분별한 에너지의 소비로 인한 환경오염이 가속화 되고 있다는 것이다. 대표적인 에너지 생산 연료인 화석연료는 에너지를 생산하는 과정에서 연소가 이루어져 다량의 온실가스가 발생하고 최종적으로 기후변화를 야기한다. 또한 전 세계적으로 발생하는 폐기물의 양도 지속적으로 증가하고 있으며 처리하는 과정에서 환경오염이 발생하고 있다. 이와 같은 문제들을 동시에 해결하기 위한 방법 중 하나는 유기성 폐기물의 에너지화 및 감량화이다. 하수처리장에서 발생하는 하수슬러지는 해양매립이 전면 금지된 이후로 다양하게 처리되고 있으나, 그 발생량은 지속적으로 증가하는 추세이다. 하수슬러지는 유기물을 다량 함유하고 있어 혐기소화를 통하여 하수슬러지를 에너지화 하고 최종 배출되는 폐기물을 감량화 하는 것이 바람직하다. 하지만, 잉여슬러지의 경우 대부분이 하수처리에 이용되었던 미생물 덩어리로써 잉여슬러지가 혐기성소화 되기 위해서는 먼저 미생물의 세포벽이 파괴되어야 하는데 세포벽 파괴에는 많은 시간이 요구되기 때문에 혐기성 소화 과정만으로는 높은 바이오가스 생산율이나 폐기물 감량율을 달성할 수 없다. 따라서 잉여슬러지를 가용화하는 전처리 공정이 필요하며, 여러 가지 가용화 공법 중에서 열적 가용화 공정이 가장 효율적인 것으로 검증되었고, 혐기성소화 공정의 전처리 과정으로써 열적가용화 공정을 이용하여 잉여슬러지에 포함된 세포벽을 파괴한 후 전처리 된 잉여슬러지를 혐기성소화 함으로써 높은 바이오가스 생산율과 폐기물 감량율을 달성할 수 있다. 본 연구에서는 열적 가용화장치를 통하여 TS 10%의 농축 잉여슬러지를 전처리하는데 있어서 체류시간 및 운전온도 변수에 따른 가용화 특성에 대한 연구를 수행하였다. 열적 가용화장치의 체류시간에 대한 실험변수는 운전온도를 160 ℃로 고정한 상태에서 각각 30분, 60분, 90분, 120분이었다. 실험 결과로 도출된 TCOD와 SCOD를 통해 계산된 가용화율은 각각 12.11%, 20.52%, 28.62%, 31.40% 순으로 증가하였다. 또한, 운전온도에 따른 변수는 반응시간을 60분으로 고정한 상태에서 각각 120℃, 140℃, 160℃, 180℃, 200℃였으며 가용화율은 각각 7.14%, 14.52%, 20.52%, 40.72%, 57.85% 순으로 증가하였다. 이 외에 TS, VS, T-N, T-P, NH₄⁺-N, VFAs를 분석하여 농축 잉여슬러지를 대상으로 하는 열적 가용화 특성에 대한 평가를 수행 했으며, 그 결과 TS 10%의 농축 잉여슬러지에 대한 열적 가용화를 통하여 30% 이상의 가용화율을 얻기 위해서는 운전온도를 160℃로 고정할 경우 120분의 체류시간이 필요하며, 운전시간을 60분으로 고정할 경우 170℃ 이상의 운전온도가 요구되어 진다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2009년도 추계학술발표대회
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• pp.29.1-29.1
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• 2009

반도체 공정에서의 금속 배선 공정은 매우 중요한 공정 중 하나이다. 기존에 사용되던 알루미늄이 한계에 다다르면서, 대체 재료로 사용되고있는 구리는 낮은 비저항, 높은 열전도도, 우수한 electromigration(EM)저항특성 등을 바탕으로 차세대 nano-scale집적회로의 interconnect application에 적합한 금속재료로서 각광받고 있다. Electroplating을 위한 구리 seed layer CVD 공정은 타 공정에 비해 step coverage가 우수한 막을 증착할 수 있어 고집적 소자의 구현이 가능하다. 본 연구에 이용된 2가 전구체 Cu(dmamb)2는 높은 증기압과 높은 활성화 에너지를 가짐으로서 열적안정성 및 보관안정성이 우수하며, 플루오르를 함유하지 않아 친환경적이다. 구리 증착 전 기판에 plasma 처리를 하면 표면 morphology가 변함에 따라 표면 에너지가 변화하고, 이는 구리의 2차원 성장에 유리하게 작용할 것으로 여겨진다. Plasma의 조건변화에 따른 기판의 morphology 변화 및 성막된 구리의 특성 변화를 분석하였다.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2012년도 춘계학술논문집 1부
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• pp.448-451
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• 2012

본 연구에서 matrix간의 계면 결합력을 불리하게 작용하는 Wax성분이나 Lignin, Hemi-Cellulose등의 제거를 위해 화학적 개질방법중인 NaOH, Acetic acid, Silane으로 처리하여 기질 고분자의 계면의 영향을 알아보고 SEM을 이용하여 형태학적 변화와 열적특성 변화를 관찰하였다. 형태학적 변화에서는 NaOH, Acetic acid 처리보다 Silane처리가 계면결합력이 증가하여 기계적 물성이 증가되었다는 것을 볼수 있었고, 열분석에서는 NaOH, Acetic acid, Silanec 처리가 유사하게 나타났지만, 복합재를 전처리하지 않은것보다 기질고분자와 천연섬유간의 계면 결합은 전처리하는 것이 결합에 있어서 좋다는 결과를 확인하였다.