• 대한환경공학회지
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• 제30권12호
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• pp.1273-1280
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• 2008

본 연구에서는 섬유가공공정 중 머서화공정으로부터 가성소다액를 회수하기 위한 최적의 운전조건을 확립하고자 하였다. 주요 인자들로는 NF/RO막의 적용을 위해 세라믹 막을 이용하여 파울링 지수를 평가, 고분자 막의 적용을 위해 가성소다액의 회수율을 측정, 막의 재생율 향상, 화학세정 조건, 유기물부하, 탁도 및 색도의 최적 제거조건, 그리고 세라믹 막과 고분자막의 복합공정에서의 투과플럭스를 조사하였다. 결과에 따르면, 1단계 공정의 세라믹 한외여과막과 2단계 공정의 나노여과막은 총부유고형물, 잔류유기물, 색도를 포함한 탁도의 제거 그리고 가성소다 용액의 회수에 적합한 공정구성임을 확인하였다. 한외여과막만을 단독으로 사용했을 경우, 총 부유물질과 탁도를 99.0%이상 제거하였고, 색도와 TOC는 각각 74.7%와 49.2%의 제거효율을 얻을 수 있었다. 반면에 세라믹 UF+NF 복합막 공정에서는 총 부유물질과 탁도를 99.9%이상 제거할 수 있었고, 색도는 87.7%, TOC는 78.2%의 제거효율을 얻을 수 있었다. 특히, 복합막 공정에서는 83.7%의 부피회수율일 때 91.3% 가성소다를 성공적으로 회수 할 수 있었다. 이러한 측면에서 복합공정을 통해 가성소다 폐수로부터 순도 높은 가성소다액을 회수할 수 있었으며, 회수된 가성소다액은 공정 내에 재사용이 가능하여 경제적인 이득을 기대할 수 있다.

• 대한환경공학회지
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• 제35권12호
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• pp.877-882
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• 2013

최근 음용수를 위한 UF, MF 막의 적용이 증가하고 있다. UF/MF 막은 재래식 수처리 공정에 비하여 원수 수질 변화에도 안정적인 운전이 가능하고 부지 면적이 작으며 자동화 운전이 가능하다는 장점을 가지고 있다. 현재 대부분의 UF/MF 막시설은 고분자 막을 사용하고 있다. 최근 세라믹 막은 고분자막에 비하여 경쟁력이 있다고 알려지고 있다. 세라믹 막은 높은 투과유량과 약품세정 빈도가 작으며 막의 수명 또한 길어 최근 적용 사례가 증가하고 있다. 따라서 본 연구는 MF 세라믹 막 pilot plant를 완속모래여과 정수장에 적용하였다. 본 연구에 사용된 세라믹 Pilot plant는 3개의 계열이 있으며, 각 계열별로 원수와 모래 여과수를 막의 유입수로 각각 사용하였다. 또한 세라믹 막 공정의 최적화를 위하여 전처리 응집공정으로서 PACl 응집제를 사용하였다. 그리고 화학세정(Chemical Enhanced Backwashing, CEB)은 황산 (500 mg/L)과 차아염소산 (200 mg/L)을 1.5일에 1번씩 모든 계열에 주입하여 이루어졌다. 본 연구 결과 세라믹 막 공정의 전처리 응집공정에서 최적의 응집제 사용은 막의 유입수로 원수와 모래 여과수에 대한 막의 flux를 크게 증가시켰다. 또한 본 연구에서 사용된 최적 응집제 주입량에서 차압상승률은 원수(25 mg/L)의 경우 2.173 kPa/cycle이며, 모래 여과수(5 mg/L)의 경우 0.301 kPa/cycle으로 나타났다.

• 공업화학
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• 제10권3호
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• pp.362-366
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• 1999

Poly(vinyl chloride) (PYC) 유도제들로부터 용매증발법을 이용하여 바이오센서용 막을 제조하고 기체 투과특성을 조사하였다. 진공하에서 용매를 증발시켜서 제조된 막보다 공기 중에서 서서히 증발시켜 제조된 막의 투과도 계수가 더 높은 것으로 나타났다. PVC 유도체 막들에 대한 $CO_2$와 $O_2$의 투과도 계수는 공급부의 압력이 증가함에 따라 감소하였다. Carboxylated poly(vinyl chloride) (CPVC) 에 대한 dioctyl phthalate (DOP)의 첨가량이 증가함에 따라 투과도 계수는 증가하였다. 예를 들면 DOP 30 wt. %를 첨가하였을 때, $CO_2$와 $O_2$의 투과도 계수는 100 psig에서 각각 2.03, 0.96 Barrer 이었으며, DOP를 첨가하지 않았을 때 보다 약 4~5배 증가하였다. Poly(vinyl chloride-co-vinyl acetate) (PVCA)를 가수분해함으로써 OH기가 도입된 poly(vinyl chloride-co-vinyl acetate-co-vinyl alcohoI) (Syn-PVCAcAl)에 DOP를 첨가하였을 때 $CO_2$의 투과도 계수에서 시판제품 PVCAcAl보다 비교적 높은 값을 나타내었으나, $O_2$의 투과도 계수에는 차이가 없었다.

• 멤브레인
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• 제18권3호
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• pp.206-213
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• 2008

폴리비닐리덴풀루오라이드(Poly vinylidene fluoride, PVDF) 막을 고분자(Surface Modifying Macromolecules, SMM) 첨가제를 사용하여 표면 개질 하였다. 표면 개질된 PVDF 막의 제조는 0에서부터 2 wt%까지 SMM의 다양한 농도로 제조되었으며, 사용된 SMM으로써는 Zonyl BA-L을 이용하였다. 제조된 막을 이용하여 주사 전자 현미경법(SEM)과 접촉각 측정(Contact angle)을 하였고, 투과증발(Pervaporation)공정을 이용하여 물-에탄올 계의 분리실험을 통해 특성 평가를 하였다. 그 결과 SEM image를 통하여 SMM이 PVDF막 표면에 층을 형성하였음을 알 수 있었고, 접촉각은 기존의 PVDF 막 보다 SMM을 2 wt% 첨가하였을 때 $8^{\circ}$ 증가한 것으로 보아 소수성이 증가한 것을 알 수 있었다. 또한 물-에탄올 계에 대한 투과증발 실험은 다양한 조업온도별(50, 60, $70^{\circ}C$)로 수행하였으며, Zonyl의 함량이 PVDF 대비 1, 2 wt% 함유된 막을 사용하였으며 원액의 조성은 무게비로 물 10, 20, 50, 100%에 대하여 조사하였다. 물 : 에탄을 = 10 : 90 조성, 조업온도 $50^{\circ}C$에서 선택도 287과 투과도 5.3 $g/m^2hr$를 PVDF/2 wt% Zonyl BA-L 막이 보여주었다.

• 멤브레인
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• 제20권4호
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• pp.312-319
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• 2010

탄소막은 고분자막에 비해 높은 선택성과 투과성, 열적, 화학적 안정성을 가지고 있어 기체 분리, 특히 휘발성 유기화합물(VOCs) 분리막으로 많은 관심을 받고 있다. 활성탄소중공사막은 기공 표면(pore wall)에 형성된 흡착성 미세기공에 의해 선택적으로 응축성 성분이 흡착, 확산되는 흡착-확산 기구에 의해 흡착성-비흡착성 물질이 분리된다. 본 연구에서는 다공성 알루미나 중공사막 지지체에 phenolic resin (novolac type)을 코팅한 후 산화, 탄화 및 활성화 등의 열분해 과정을 통해 막 표면과 기공 표변에 흡착성 미세기공이 형성된 활성탄소중공사막을 제조하였다. 또한 열분해 조건에 따른 phenol/alumina 복합 활성탄소중공사막의 물리적 특성과 기체 투과특성에 대해 살펴보았다. 그 결과, 제조된 phenol/alumina 복합 활성탄소중공사막이 휘발성 유기물질의 대부분을 차지하고 있는 탄화수소를 선택적으로 분리 회수하는데 매우 효과적인 특성을 갖고 있음을 확인할 수 있었다. 따라서 본 연구에서 개발된 phenol/alumina 복합 활성탄소중공 사막은 VOCs의 분리, 농축에 매우 효과적으로 활용 가능할 것으로 기대된다.

• 한국컴퓨터그래픽스학회논문지
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• 제23권2호
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• pp.11-22
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• 2017

본 연구는 영상처리 알고리즘을 활용하여 영상 기반의 카툰을 제작하는 저작 시스템인 IMToon(IMage-based carToon)을 제안한다. 제안하는 IMToon은 영상을 기반으로 하여 일반 사용자들도 쉽고 효율적으로 카툰을 구성하는 프레임들을 제작할 수 있도록 한다. 이를 위해 저작시스템을 크게 카툰 이펙터와 대화형 이야기 편집기의 두 기능으로 나누어 설계한다. 카툰 이펙터는 입력 영상을 카툰 형식의 영상으로 자동 변환하는 기능으로 영상기반 카툰 쉐이딩과 윤곽 드로잉의 단계로 진행된다. 영상기반 카툰 쉐이딩은 사용자로부터 원하는 장면의 사진을 입력으로 받아 입력 사진의 컬러 모델에서 명암 정보를 분리하고, 원하는 단계의 음영대로 단순화하여 카툰 형식의 영상으로 생성하는 방법이다. 그리고 테두리 검출을 통해 쉐이딩된 영상에 윤곽선을 적용시키는 윤곽 드로잉 단계를 거쳐 최종적으로 카툰 형식의 영상을 생성한다. 대화형 이야기 편집기는 웹툰이나 만화책과 같이 이야기를 전달하는 완성된 카툰의 한 장면을 생성하기 위하여 말풍선과 자막 등을 대화형 구조로 입력하는 기능이다. 여기에 단일 영상을 카툰방식으로 변환하는 카툰 이펙터를 비디오로 확장시켜 정지 영상 뿐 아니라 동영상에도 응용할 수 있도록 설계한다. 마지막으로 제안한 IMToon 시스템을 통해 사용자가 원하는 카툰을 영상을 기반으로 보다 쉽고 효율적으로 제작할 수 있는지 여부를 다양한 실험을 통해 확인한다.

• 한국음향학회지
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• 제35권6호
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• pp.473-479
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• 2016

본 연구는 센서 표면에 고정된 티오에스터 분자와 금 나노입자를 이용하여 수용액 중의 시안화이온(cyanide)을 선택적이고, 고민감도로 검출할 수 있는 200 MHz 표면음향파(Surface Acoustic Wave, SAW) 센서의 개발에 관한 것이다. SAW 센서표면에 형성된 티오에스터 단분자막은 시안화이온의 친핵성 첨가반응에 의해 가수분해되어 티올(thiol)이 만들어지고, 티올 분자는 다시 금 나노입자와 반응에 의해 티올-금 나노입자 복합체를 형성한다. 이후 신호증폭을 위해, gold(III) chloride trihydrate와 hydroxylamine hydrochloride 조합에 의한 금 나노입자의 사이즈 확대반응을 수행하였다. SAW 센서는 수용액 중에서 시안화이온에 대한 검출 능력이 17.7 uM이었으며, 공진주파수 변화량은 시안화이온의 농도가 커지면서 포화되는 현상을 보여주었다. 한편, 제작된 SAW 센서는 시안화이온 이외의 플루오라이드(fluoride), 아세테이트(acetate), 그리고 설페이트(sulfate) 이온 등의 다른 음이온에는 전혀 반응성이 없었으며, 다른 음이온에 의한 간섭현상도 나타나지 않았다. 끝으로 모든 실험은 재현성 있는 실험 결과를 얻기 위해서 자체 제작한 유체제어 모듈과 센서를 이용하여 진행하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제56권1호
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• pp.1-5
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• 2018

본 연구에서는 고분자전해질 연료전지(PEMFC)가 실제 구동되는 고전류밀도 범위까지 임피던스를 분석해 이온전도도에 대해 연구하였다. 가스확산층(GDL)유무가 임피던스에 미치는 영향을 수소투과도 측정에 의해 간접적으로 검토하였다. 저전류 범위(<$80mA/cm^2$)에서 상대습도(RH)가 60% 이상 높을 때는 고분자 막의 수분 함량이 충분해 막의 이온전도도가 전류 변화의 영향을 받지 않았다. 그러나 RH가 낮을 때는 전류밀도가 증가하면서 수분 생성에 의해 이온전도도가 증가했다. 고전류 영역($100{\sim}800mA/cm^2$)에서 HFR (High Frequency Resistance)로 구한 막의 이온전도도 실험값과 수치해석에 의해 구한 값을 비교하였다. RH 100%에서는 실험값과 모사한 값 모두 전류 변화에 영향을 받지 않고 일정한 이온전도도를 유지함을 보였다. RH 30~70%에서는 전류밀도 증가에 따라 이온전도도가 증가하다 일정해 지는 경향을 나타냈다.

• 멤브레인
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• 제25권5호
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• pp.373-384
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• 2015

지난 수십 년 동안, 고분자막은 기체 분리 분야에서 큰 역할을 해왔다. 온실가스의 주범인 이산화탄소를 분리하기 위해서는 더 높은 투과선택도와 장수명 및 대면적 등을 요구한다. 하지만 기존 고분자 분리막들은 투과도와 선택도의 역상관 관계 특징을 지니고 있으며, 무기물질은 투과성능이 우수하지만 가격이 비싸다는 단점이 있다. 최근 많은 연구가 진행되어온 혼합 매질 분리막은 고분자와 무기물질의 이점들을 혼합하여 기체 분리막의 차세대로서 큰 이목을 이끌고 있다. 혼합 매질 분리막은 대칭적인 구조 또는 비대칭적인 구조를 가지고 있으며, 투과량을 증가시키기 위해서는 비대칭적인 구조가 바람직하다. 혼합 매질 분리막에서 가장 중요한 변수로는 무기입자의 균일한 분산과 무기물과 고분자 사이의 좋은 계면을 형성하는 것이다. 최근에 새로운 분류의 다공성 결정성 물질인 금속 유기 구조체(MOF)는 이산화탄소 분리용 소재로써 많은 관심을 끌고 있다. MOF의 한 종류 중, zeolitic imidazolate frameworks (ZIF)는 가장 흔하게 사용되는 무기입자이며 이는 입자의 크기를 작게 만들 수 있으며, $CO_2$를 분리하기에 적절한 기공의 크기를 가지고 있기 때문이다. 이 밖에 혼합 매질 분리막에 사용되는 특정 물질들을 적용하기 위해서는 선택도와 크기, 호환성, 안정성 등을 동시에 최적화시켜야 한다. 이와 같이 본 총설에서는, 혼합 매질 분리막에 관련된 주요 연구내용과 이러한 연구를 수행하는 대표적인 전략들을 소개하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제57권1호
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• pp.17-21
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• 2019

산화환원흐름전지(Redox Flow Battery, RFB)는 대용량 에너지 저장장치로 바나듐 산화환원흐름전지가 대표적인 RFB인데, V-RFB는 고가인 점이 문제다. 철-크롬 RFB는 저가의 활물질(철, 크롬)을 사용해 경제적인 점이 장점인데, 성능이 낮은 점이 해결해야 할 과제다. 낮은 성능의 한 원인이 활물질의 크로스오버인데, 본 연구에서 불소계막 대신 탄화수소계막인 sulfonated Poly (ether ether ketone) (sPEEK)막을 사용해 활물질 투과를 감소시키는 연구를 하였다. sPEEK막의 크롬 이온 투과도는 $1.8{\times}10^{-6}cm^2/min$으로 Nafion막에 비해 약 1/33으로 작아서 불소계막 대신 sPEEK막을 사용하면 높은 활물질 투과문제를 해결할 수 있음을 보였다. 철 이온의 sPEEK막 확산의 활성화 에너지도 24.9 kJ/mol으로 Nafion막의 약 66%로 작았다. 그리고 고분자막에 들어간 e-PTFE 지지체가 철-크롬 산화환원흐름전지(ICRFB)에서 활물질 투과도를 감소시킴을 보였다.