• 자원리싸이클링
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• 제31권4호
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• pp.56-65
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• 2022

구리는 우수한 특성, 특히 높은 전도성과 낮은 저항으로 인해 전기/전자 제조 산업에 널리 사용되는 비철금속 중 하나이다. 이러한 산업의 표면 처리 공정에서는 구리 함량이 높은 폐수가 발생하며, 직간접적으로 수계로 배출된다. 이는 심각한 환경 오염을 일으키고 또한 귀중한 유용금속의 손실을 초래한다. 이러한 문제를 극복하기 위하여, 효율적이고 저렴하며 친환경적인 흡착제를 찾기 위한 목적으로 흡착 분야에서 전 세계적으로 지속적인 연구개발이 진행되고 있다. 이러한 점을 고려하여, 본 연구에서는 위와 같은 폐수로부터 구리 흡착을 위한 바이오 흡착제로서 식물뿌리(Datura 뿌리 분말)의 성능을 합성 흡착제(Tulsion T-42)와 비교하였다. 실험은 흡착제 투여량, 접촉시간, pH, 주입액 농도 등의 변수들을 최적화하기 위하여 회분식으로 수행되었다. 초기구리농도가 100 ppm이고 pH가 4인 주입액에서, 0.2 g Datura 뿌리 분말을 15분간 접촉하였을 때 구리 흡착율은 95%이었으며, 0.1 g Tulsion T-42은 30분간 접촉에서 95%의 흡착율을 나타내었다. 두 흡착제의 흡착 데이터는 Freundlich 등온선과 잘 일치하였으며, 유사 2차 속도식을 따르는 것을 나타내었다. 전체 결과는 본 연구의 바이오 흡착제가 표면처리 공정의 폐액 또는 폐수로부터 금속 회수에 적용될 가능성을 보여주고 있다.

• 한국진공학회지
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• 제15권6호
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• pp.563-575
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• 2006

Ti(C,N) 박막을 온도범위 $200-300^{\circ}C$에서 tetrakis diethylamido titanium유기금속 화합물을 전구체로 이용하여 pulsed DC 플라즈마 보조 유기금속 화학기상 증착법 (PEMOCVD)으로 합성하였다. 본 연구에서는 플라즈마 특성을 서로 비교하기 위하여 수소$(N_2)$와 헬륨/수소$(He/H_2)$ 혼합기체를 각각 운반기체로 사용하였으며 전구체 이외에 질소$(N_2)$와 암모니아$(NH_3)$ 기체를 반응기체로 사용하여 서로 다른 플라즈마 화학조건에서 얻어지는 박막내의 탄소함유량(C Content)의 변화를 비교하여 탄소가 가장 적게 함유된 저온 코팅막 합성공정을 찾으려고 하였다. 이를 위하여 증착시 서로 다른 pulsed bias 전압과 기체종류 하에서 여기된 플라즈마 상태의 라디칼종들과 이온화 경향을 in-situ optical emission spectroscopy(OES)법으로 플라즈마 진단분석을 실시하였다. 그 결과 $(He/H_2)$ 혼합기체를 $N_2$와 함께 사용할 경우 라디칼 종들의 이온화를 매우 효과적으로 향상시킴을 관찰하였다. 아울러 $NH_3$ 기체를 $H_2$ 또는 $He/H_2$ 혼합기체와 같이 사용할 경우는 CN 라디칼의 생성을 억제하여 결과적으로 Ti(C, N) 박막내의 탄소함량을 크게 낮춤을 알 수 있었고, CN 라디칼의 농도가 탄소 함유량과 많은 관련이 있음을 알았다. 이 결과는 바로 박막의 미세경도와도 연관이 되며, bias전압과 기체종류에 크게 의존하여 Ti(C, N) 박막의 미세경도가 1250 - 1760 Hk0.01 사이에서 나타났고, 최대치$(1760\;Hk_{0.01})$는 600 V bias 전압과 $H_2$와 $N_2$ 기체를 사용한 경우에 얻어졌다. HF(C, N) 박막 역시 tetrakis diethylamido hafnium 전구체와 $N_2/He-H_2$ 혼합기체를 이용하여 pulsed DC PEMOCVD 법으로 기판온도 $300^{\circ}C$ 이하, 공정압력 1 Torr, 그리고 bias전압과 기체 혼합비를 변화시키면서 증착하였다. 증착시 in-situ OES 분석결과 플라즈마 내의 질소종의 함유량 변화에 따라 증착속도가 크게 변화됨을 알 수 있었고, 많은 질소기체를 인입하면 질소종이 많아지지만 증착률은 급격히 감소하였고 박막내 탄소의 함량이 커지면서 막질이 비정질로 바뀌고 미세경도 또한 감소함을 알 수 있었다. 이는 in-situ 플라즈마 진단분석이 전체 PEMOCVD 공정에 있어서 대단히 중요하고, Ti(C,N)과 Hf(C,N) 코팅막의 탄소함량과 미세경도는 플라즈마내의 CH과 CN radical종의 세기에 크게 의존함을 의미한다. 그리고 Hf(C,N) 박막의 경우도 Ti(C,N) 박막의 경우와 유사하게 최대 미세경도값$(2460\;Hk_{0.025})$이 -600 V bias 전압과 10% 질소기체 혼합비를 사용한 경우에 얻어졌고, 이는 박막이 주로(111) 방향으로 성장됨에 기인한 것으로 사료된다.

• 유기물자원화
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• 제10권3호
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• pp.117-125
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• 2002

본 연구에서는 일반적인 생물학적 질소제거공정을 거치지 않고, 수중의 $NH_3-N$을 유기질소형태로 합성시키는 특수미생물을 분리, 이용하여 암모니아성질소로 오염된 폐수의 고도처리 가능성에 대해서 검토해 보았다. $NH_3-N$을 기질로 다량 이용할 수 있는 3종류의 특수미생물을 순수 분리한 후 무(無)염분조건과 염분조건(3%NaCl)에서 배양해 본 결과 M11은 염분조건에서, M12는 무(無)염분조건에서, M71의 경우는 양쪽 조건에서 높은 성장률을 보였다. 탄소원(glucose)의 영향을 검토한 실험에서는 Glucose농도가 $5g/{\ell}$ 일 때, 미생물의 증식과 $NH_3-N$의 제거율이 가장 높았으나, 고농도(약 1000mg/L as $NH_3-N$) 조건하에서 $NH_3-N$의 제거율은 높지 않은 결과를 보였다. $NH_3-N$의 농도는 100mg/L 일 때 제거효율이 가장 우수했고, 이 때 $NO_2-N$과 $NO_3-N$의 증가는 일어나지 않는 것으로 보아 제거된 $NH_3-N$은 유기질소로 변환되었음을 추측할 수 있었다. pH완충과 인의 공급을 위한 $K_2HPO_4$ 농도는 미생물마다 최적 성장 농도는 조금씩 달랐으나, $5g/{\ell}$에서 적절한 성장조건을 보였다. 또한 질소원으로 특수미생물은 $NH_3-N$뿐만 아니라 $NO_2-N$과 $NO_3-N$도 질소원으로 이용할 수 있는 것으로 나타났다. 본 실험 결과 미생물의 증식이 활발할수록 $NH_3-N$의 제거율이 증가하는 뚜렷한 양상을 나타내어 추후 $NH_3-N$으로 오염된 폐수처리에의 높은 적용가능성을 보였다.

• 생물환경조절학회지
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• 제7권1호
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• pp.63-70
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• 1998

고기능성 채소 생산을 위해 항산화효과가 뛰어난 셀레니움을 식물체내로 주입시 배양액내에서 발생할 수 있는 황산이온과의 상호작용은 식물체의 생장은 물론 식물에 의한 적정 수준의 셀레니움의 흡수에 영향을 미칠 수 있다. 따라서 본 실험은 양액내의 셀레니움과 황산이온이 Afemisia속 식물에 미치는 영향을 알아보고자 수행되었다. 벨기에의 채소연구소에서 개발한 허브 양액을 이용하여 황산이온 농도를 0. 0.5, 1, 2, 3mM 로 변형시킨 후 각각에 $Na_2$SeO$_4$2mg/$\ell$를 첨가하였다. 생육초기에는 $Na_2$SeO2mg/$\ell$$_4$ 처리시 3mM 황산이온 농도에서 가장 좋은 생육을 보여주었다. 그러나 생육 후기로 갈수록 셀레니움과 황산이온과의 길항작용의 효과는 점차 감소하여 생육에 있어서 유의적인 차이를 보이지 않았다. $Na_2$SeO$_4$2mg/$\ell$처리시 SO$_4$$^{2-}$ 처리에 따른 셀레니움 흡수에 있어 배양액내의 SO$_4$$^{2-}$ 의 농도가 높아질수록 두 이온간의 길항작용으로 인하여 셀레니움의 흡수는 감소하였으며 생육단계에 의한 반응은 생육초기에는 셀레니움 흡수감소의 폭이 적었으나 생육후기로 갈수록 흡수감소의 폭은 현저하였다. $Na_2$SeO$_4$2mg/$\ell$처리시 SO$_4$$^{2-}$ 처리에 따른 황산이온의 흡수는 배양액 내의 황산이온 농도의 증가에 따라 흡수도 증가하였다. 또한 생육후기로 갈수록 그 증가의 폭은 더 컸으나 3mM의 높은 농도에서는 황산이온의 흡수가 급격히 감소하였다.었다.간영향을 어떻게 분리해 낼 것인지에 대한 문제점이 남는다. 예를 들어 화분분석의 경우 1차적인 환경변화에 따른 식생조성변화를 반영한다. 인간이 활발한 농경활동을 하게 되면서 주변식생을 제거하게 되고, 제거된 나대지에는 재배작물과 잡초들이 자라게 된다. 그리고 이들 화분은 주변 소택지에 퇴적물과 함께 퇴적되어 화분분석 결과 벼과(科)(Gramineae)와 문화지표수종이라 부르는 여뀌속(屬)(Persicaria), 국화과(科)(Composite), 쑥속(屬)(Artemisia), 쐐기풀속(屬)(Urtica) 등의 화분에 있어 확연한 조성변화를 보여준다. 그러나 화분을 이용한 분석은 토탄층이나 유기질 퇴적물이라는 한정된 토양에서만 분석이 가능하며, 조성변화에 있어서 역시 기후와 인간활동의 영향 모두를 반영하기 때문에 이를 구분해 주는 명확한 기준이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 이러한 다양한 대리자료 중 고고학 유적지에 적용 가능한 동식물 화석 및 미화석, 지리, 지질학적 자료에 어떠한 것들을 적용할 수 있는지를 살피고, 몇 가지 대리자료를 중심으로 선사인의 농경활동에 대해 살펴보고자 한다.avascular injection of the iodinated contrast materials.석 시기중 성공적인 착상성공율은 56%(71/126)였다..8H2O를 사용함으로써 host-guest적인 반응을 유도시키는데 있어 물의 가장 실용적이고 효과적인 수열용매임도 알았다. ZnSiO4:Mn, CaWO4, MgWO4와 같은 형광체 분말은 공업적으로 고상반응 또는 습식법에 의해 얻어지고 있으나 이들 방법에 있어서는 분쇄공정으로 인한 형광특성의 저하와 같은 문제점이 있다. 따라서 본 연구에서는 수열법을 이용하여 이들 화합물의 합성을 시도하였으며 그 결과 합성온도 30$0^{\circ}C$ 부근의 알칼리성 용액중에서 수열적으로 얻어짐을 알았다. 여기서의 합성분말을 이용하여 실제 조명램프로 제조한

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제44권1호
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• pp.85-95
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• 2016

본 연구에서는 약산 전처리 공정을 통해 신갈나무의 액상 가수분해물로부터 유용 화합물인 furfural을 생산하였고 반응표면분석법을 이용하여 고수율의 furfural을 생산할 수 있는 최적 전처리 조건을 구명하였다. 전처리 공정은 반응표면분석법 중 중심합성계획에 의하여 설계되었으며, 독립변수는 furfural 수율에 영향을 주는 반응온도($X_1$), 산 농도($X_2$), 반응시간($X_3$)으로 지정하였다. 종속변수(Y)는 약산 전처리로부터 생성된 furfural의 농도로 설정하였고 수율(Z)은 초기 시료 중량 대비 Y를 백분율로 나타내었다. 반응표면분석 결과, 반응온도($X_1$)가 furfural 수율에 가장 큰 영향을 주는 단일 독립변수로 나타났고, 두 변수의 영향을 보았을 때는 반응온도($X_1$)-산 농도($X_2$)의 상호작용이 furfural 수율에 가장 유의적인 인자로 확인되었다. 또한 반응표면분석법을 통해 예상된 약산 전처리의 최대 furfural 수율 조건은 반응온도($X_1$) $184^{\circ}C$, 산 농도($X_2$) 1.17%, 반응시간($X_3$) 5분이었으며 예상되는 최대 furfural 수율은 초기 시료 중량 대비 6.37%로 나타났다. 상기 최적 조건에서 실제 전처리를 수행한 결과, 생산된 furfural은 6.21%로 예상 수율과 근접하였으며 이를 통해 반응표면분석법을 이용하여 약산 전처리한 신갈나무의 액상 가수분해물로부터 생산된 furfural의 최적 수율 모델을 구축할 수 있었다.

• 청정기술
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• 제26권2호
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• pp.137-144
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• 2020

저농도 암모니아의 재생 및 농축을 위하여 초음파 함침법으로 금속 첨착 활성탄을 제조하였다. 금속으로는 마그네슘과 구리를 선정하였고, 염화물(Cl^-)과 질산염(NO₃^-) 전구체를 사용하여 활성탄 표면에 첨착하였다. 흡착제의 물리 및 화학적 특성은 TGA, BET 그리고 NH₃-TPD를 통해 분석되었다. 암모니아 파과실험은 고정층 반응기를 사용하여 암모니아(1000 mg L^-1 NH₃, balanced N₂)를 100 mL min^-1으로 주입하였으며, 온도변동 흡착법(TSA)과 압력변동 흡착법(PSA, 0.3, 0.5, 0.7, 0.9 Mpa)에서 수행하였다. 암모니아의 흡착 및 탈착 성능은 NH₃-TPD와 TSA 및 PSA 공정에서 AC-Mg(Cl) > AC-Cu(Cl) > AC-Mg(N) > AC-Cu(N) > AC 순으로 나타났다. 그 중 MgCl₂를 사용한 AC-Mg(Cl)은 TSA에서 평균 흡착량 2.138 mmol g^-1을 나타내었다. 또한 PSA 0.9 Mpa에서 3.848 mmol g^-1로 가장 높은 초기 흡착량을 나타내었다. 활성탄 표면에 금속이 첨착되면 물리흡착뿐만 아니라 화학흡착이 수반되어 흡착 및 탈착 성능이 증가하는 것을 확인하였다. 또한 흡착제는 반복적인 공정에도 안정적인 흡착 및 탈착 성능을 나타내어 TSA와 PSA 공정에서의 적용 가능성을 확인하였다.

• 한국식품저장유통학회지
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• 제17권5호
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• pp.659-666
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• 2010

산머루의 유용성분을 효율적으로 추출할 수 있는 공정을 개발하고자 반응표면분석법에 의한 환류 냉각 추출공정 최적화를 실시하였다. 산머루에 함유된 항산화 성분을 효과적으로 추출하기 위해 에탄올 추출을 실시하여 반응표면 분석에 의해 추출조건을 최적화하였다. 중심합성계획법에 따라 추출 온도($X_1$), 추출 농도($X_2$), 추출 시간($X_3$)을 독립변수로 하고 추출물의 특성 즉, 추출 수율($Y_1$), 총 페놀($Y_2$), 전자공여능($Y_3$), 갈색도($Y_4$), 환원당($Y_5$)을 종속변수로 하여 추출을 실시하였다. 실험 결과, 추출수율은 추출온도와 추출농도에 영향을 받음을 알 수 있었다. 안장점에서 추출 조건은 시료에 대한 추출온도는 $91.62^{\circ}C(X_1)$, 추출농도는 25.37%($X_2$), 추출시간은 317.70 min ($X_3$)이었다. 총 페놀함량은 추출온도와 추출시간의 영향을 거의 받지 않았으며 추출농도의 영향을 많이 받았다. 최대값은 4763.46 GAE mg/100 g으로 나타났으며 이때의 추출조건은 시료에 대한 추출온도는 $88.20^{\circ}C(X_1)$, 추출농도는 47.79%($X_2$), 추출시간은 349.32 min ($X_3$)으로 나타났다. 전자공여능은 추출온도와 추출농도의 영향을 많이 받는 것으로 나타났고 안장점에서 추출조건은 시료에 대한 추출온도 $86.72^{\circ}C(X_1)$, 추출농도 50.61%($X_2$), 추출시간은 265.96 min ($X_3$),였고 최대값은 55.90%로 예측되었다. 갈색도는 다른 조건들보다 농도에 의한 영향을 받았다. 안장점일 때의 추출조건은 시료에 대한 추출온도 $82.66^{\circ}C(X_1)$, 추출농도는 99.27%($X_2$), 추출시간은 252.63 min ($X_3$)으로 나타났으며 환원당은 추출농도와 추출시간의 영향을 많이 받았으며 시료에 대한 추출온도 $96.24^{\circ}C(X_1)$, 추출농도는 22.59%($X_2$), 추출시간은 216.06min($X_3$)에서 최대값이 예측되었다. 산머루 추출물의 최적 추출조건을 예측한 결과 추출온도 $75^{\circ}C$, 추출농도 48%, 추출시간 143 min으로 예측되었다.

• 한국결정성장학회지
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• 제29권3호
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• pp.115-122
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• 2019

제강분진(Electric arc furnace dust)은 제강공정에서 발생하는 분진폐기물로서 중금속을 다량 포함하고 있어 관리가 매우 중요하다. 제강분진은 아연, 철 등의 유가금속을 다량 함유하고 있기 때문에 최근 이를 재활용하는 연구가 활발하게 진행 중이며, 본 연구에서는 전처리 과정 없이 제강분진을 청색 계열의 세라믹 안료의 코발트를 대체할 수 있는 원료로 사용하였다. 또한 합성된 청색 세라믹 안료를 잉크젯 프린팅용 세라믹 잉크로 개발하기 위해 미립화 과정에서의 입도 분포, 결정 구조 및 발색 특성 변화에 대해 고찰하였다. 제강분진이 첨가된 $Co_{0.75}Zn(EAFD)_{0.25}Al_2O_4$ 세라믹 안료는 우수한 청색 발색 특성을 보이며, 어트리션 밀링(Attrition Milling)을 이용한 미립화 공정을 통하여 단정(monomodal) 분포의 입도를 확보할 수 있었다. 3시간 밀링 후 $Co_{0.75}Zn(EAFD)_{0.25}Al_2O_4$ 세라믹 안료의 평균 입도는 $0.271{\mu}m$로 제강분진이 첨가되지 않은 $CoAl_2O_4$ 세라믹 안료의 5시간 밀링 후의 평균 입도인 $0.303{\mu}m$보다 더욱 작은 것을 확인하였다. 특히, $Co_{0.75}Zn(EAFD)_{0.25}Al_2O_4$ 세라믹 안료는 미립화 공정 중 발색 변화(${\Delta}E{^*}_{ab}$) 값이 5.67로 $CoAl_2O_4$ 보다 작아서 더 우수한 발색 특성을 보이는 것으로 확인되었다. 이러한 결과는 분진폐기물인 제강분진을 어떠한 전처리 과정 없이 고가의 코발트를 대체하여 청색 계열의 세라믹 안료의 원료로 사용할 수 있다는 것을 보여주고 있다.

• 한국식품위생안전성학회지
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• 제34권3호
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• pp.235-241
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• 2019

본 연구는 농산물 중 잔류허용기준 신설 예정 농약인 가스가마이신의 안전 관리를 위한 공정 시험법을 개발하기 위하여 수행되었다. 가스가마이신은 단백질 합성과정 중 번역 개시 단계를 저해하여 균의 증식을 억제하는 작용기작을 가지고 있으며 특히 사상균인 Piricularia oryzae에 의해 발병하는 도열병을 예방하는 데 효과적이다. 현재 우리나라에는 농산물 중 가스가마이신의 잔류물의 정의가 설정되어 있지 않고 모화합물 만을 잔류물의 정의로 예정하고 있다. 또한 잔류허용기준이 설정된 농산물이 없기 때문에 모든 국내 재배 농산물 또는 수입 농산물 유통 시 실시하는 잔류농약 검사에서 농약 허용물질목록관리제도(Positive List System; PLS)에 의하여 잔류량이 0.01 mg/kg 이하가 되어야 한다. 이에 농산물 중 잔류농약 분석 및 검사를 위한 공정 시험법 마련이 시급하여 본 연구에서는 대표농산물 5종(현미, 감자, 대두, 감귤, 고추)을 대상으로 시험법을 개발하고자 하였다. 따라서 수용성 유기용매인 메탄올의 적용과 수산화나트륨을 이용한 pH 조절을 통한 추출법 및 HLB 카트리지를 이용한 정제법을 최적화하여 LC-MS/MS에 의한 분석법을 확립하였다. 가스가 마이신의 시험법 정량한계는 0.01 mg/kg이며 5종의 농산물에 0.01, 0.1 및 0.5 mg/kg의 처리농도로 회수율 실험을 한 결과 평균 회수율은 71.2~95.4%이었고, 상대표준 편차는 12.1% 이하로 조사되었다. 이러한 검증 결과는 국제식품규격위원회 가이드라인(CAC/GL 40-1993, 2003)의 잔류농약 분석 기준 및 식품의약품안전평가원의 '식품등 시험법 마련 표준절차에 관한 가이드라인(2016)'에 적합한 수준임을 확인하였다. 따라서 본 연구에서 개발한 시험법은 국내 및 수입 농산물 중 가스가마이신의 안전 관리를 위한 공정시험법으로 활용될 수 있으며 잔류물의 정의 및 잔류허용기준을 설정하는 데 기초자료로써 활용 가능할 것이다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제47권5호
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• pp.558-564
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• 2009

고분자 광섬유(POF)는 유리광섬유에 비하여 경량성, 저가 그리고 다루기 쉬운 장점을 가지고 있다. 그러나 상대적으로 높은 전송손실과 낮은 대역특성으로 인하여 랜과 같은 단거리 네트워킹에 대한 사용이 적합하다. 전송손실을 낮게 하기 위한 고분자물질의 합성공정과 유연한 고분자광섬유의 활용을 보다 넓히기 위한 다양한 연구들이 진행되고 있다. 본 연구에서는 저잡음의 POF 모듈들이 개발되었으며, 이를 위하여 저잡음 증폭기와 저가의 650 nm의 발광다이오드(LED: Light Emitting Diode)가 최적화되었다. 광통신과 센서용 POF 모듈의 동적특성을 나타내기 위하여, 화상전송모듈, 광전송 속도측정모듈, RS-232용 광전송기와 음성전송모듈을 제작하여 그들의 신호특성을 평가하였다. 광전송속도의 측정에 있어서는 빠르고 간단한 측정으로서 모듈이 바로 사용될 수 있는 것으로 보여진다. 또한, 아날로그 증폭기, LED와 포토다이오드(PD: Photo Diode) 등을 활용하여, 소리와 화상의 전송은 POF를 통하여 최대 60 m까지 가능한 것으로 확인되었다. 또한 비례적분미분제어에서 확인한 실시간 데이터 전송효과는 산업용 공장의 설계와 제어에 있어서 매우 가치가 있을 것으로 고려된다.