An integrated gasification combined cycle (IGCC) system has been attracting attention due to its increased energy conversion efficiency and ability to treat various carbonaceous materials. IGCC is also expected to play an important role in the future supply of hydrogen energy. The use of a palladium-based membrane to separate the hydrogen from the synthesis gas stream has been intensively studied due to its exceptional hydrogen-separating capability. However, theoretical research on hydrogen separation is still an unfamiliar area in Korea. First-principle density functional theory was applied in this study to investigate the dissociative adsorption of hydrogen onto a palladium surface. The stability of hydrogen on the surface was theoretically evaluated with various adsorption configurations, partial pressures and temperatures. Further theoretical and experimental studies were also suggested to find a more hydrogen-selective material.
The adsorption and configuration of CO molecules adsorbed on W (110) and W (100) surfaces have been calculated by the atomic superposition and electron delocalization molecular orbital (ASED-MO) method. Referred to as the ASED-MO method, it has been used in the present study to calculate the geometries, binding energies, vibrational frequencies, orbital energies, reduced overlap population (ROP), and charges. From these results adsorption properties of ${\alpha}$-state and ${\beta}$-state were deduced. The calculated binding energies are in good agreement with the experimental result. On the W (110), the calculated average binding energies are 2.56 eV for the end-on configuration and 3.20 eV for the lying-down configuration. Calculated vibrational frequency is 1927 $cm^{-1}$ at a 1-fold site and 1161 $cm^{-1}$ at a long-bridge (2) site. These results are in reasonable agreement with experimental values. On the W(100) surface, calculated average binding energies of the end-on and the lying-down are 2.54 eV and 4.02 eV respectively. The differences for binding energy and configuration on the surfaces are explained on the basis of surface-atom coordination and atom-atom spacing. In the favored lyingdown CO configuration on the W(110) and W(100) surfaces, 4 ${\sigma}$ and 1 ${\pi}$ donation interactions, coupled with the familiar 5 ${\sigma}$ donation to the surfaces and back-donations to the CO 2 ${\pi}^{\ast}$ orbital, are responsible for adsorption to the surface.
Electrochemical ammonia production using catalysts offers a promising alternative to the conventional Haber-Bosch process, allowing for ambient temperature and pressure conditions, environmentally friendly operations, and high-purity ammonia production. In this study, we focus on the nitrogen reduction reactions occurring on the surfaces of ruthenium catalysts, employing first-principles calculations. By modeling reaction pathways for nitrogen reduction on the (0001) and (1000) surfaces of ruthenium, we optimized the reaction structures and predicted favorable pathways for each step. We found that the adsorption configuration of N2 on each surface significantly influenced subsequent reaction activities. On the (0001) surface of ruthenium, the end-on configuration, where nitrogen molecules adsorb perpendicularly to the surface, exhibited the most favorable N2 adsorption energy. Similarly, on the (1000) surface, the end-on configuration showed the most stable adsorption energy values. Subsequently, through optimized hydrogen adsorption in both distal and alternating configurations, we theoretically elucidated the complete reaction pathways required for the final desorption of NH3.
In this study, the use of waste food grade aluminium foil and mild steel as a sacrificial electrode in an electrocoagulation system was developed to remove reactive red 111 from wastewater. The effect of different parameters like pH, current density, electrode material, and different electrode configurations was investigated. Optimum operating conditions for maximum COD removal were determined as, 6 mA/㎠ current density and 30 min at 5 pH for aluminium foil and 7 pH for mild steel. Maximum COD reduction obtained at optimum conditions using monopolar 4 electrodes, monopolar 2 electrodes and bipolar electrode configuration were 96.5%, 89.3%, and 90.2% for Mild steel as a sacrificial electrode and 92.1%, 84.2%, and 88.6% for aluminium foil as a sacrificial electrode. The consumption of electrode and energy for both the electrodes of different configurations were calculated and compared. Using batch experimental data, a continuous-flow reactor was developed. Sludge analysis using Fourier Transform Infra-Red Spectroscopy (FTIR) analysis was done. Different adsorption kinetic models and isotherms were developed and it was found that pseudo second-order model and Langmuir isotherm fit best with the experimental data obtained.
Journal of Korean Society of Environmental Engineers
/
v.35
no.7
/
pp.457-463
/
2013
The removal of sulfonamide antibiotics (SAs) by activated carbon was investigated by using granular activated carbon (GAC) tests and density functional theory (DFT) simulations. The GAC absorption tests show the removal efficiency of 68.4~90.7% and 99.0~99.9% in 1 and 24 hours, respectively. In both GAC tests, the removal efficiency of sulfamethazine (SMZ) was the highest followed by those of sulfathiazole (STZ) and sulfamethoxazole (SMTZ): SMZ > STZ > SMTZ. In DFT adsorption simulations, we found that the 4-aminobenzenesulfonamide parts of SMZ and STZ and the 3-methyl-1,2-oxazol-5-amine part of SMTZ are preferentially adsorbed on the edges of graphene model, provided that the adsorbates keep their structures without dissociation upon adsorption process. The adsorption energies of SMZ, STZ, and SMTZ are -4.91, -4.64, and -4.62 eV, respectively. This adsorption strength (SMZ > STZ > STMZ) agrees with the trend of the removal efficiency of SAs by GAC. In addition, dissociative adsorption configurations of SAs are discussed.
Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
/
2010.08a
/
pp.272-272
/
2010
The structural and electronic properties of $XAu_{16^-}$ (X = S or O) have been studied by the scalar relativistic all-electron density functional calculations, in which a particular attention is paid to the stability of various $XAu_{16^-}$ structures. We find that an X-encapsulated golden cage ($XAu_{16^-}$) represents an ionic character whereas in the other structures, adsorption characters are represented by covalent bonding. Especially, in S@$Au_{16^-}$, electrons are donated from the S atom to $Au_{16^-}$. The most stable $XAu_{16^-}$ structures exhibit a small HOMO-LUMO energy gap, indicating that they could be chemically reactive. We also calculated the activation energy barriers of the transition between the most stable exohedral and endohedral adsorption configurations as well as their reaction energies. Our results demonstrate that the activation barrier in the $OAu_{16^-}$ is lower than in $SAu_{16^-}$. This is associated with the smaller atomic radius of oxygen than that of sulfur.
We have introduced the Pickering emulsion systems to generate novel confining geometries for the selforganization of monodisperse polymer microspheres using nanoparticle-stabilized emulsion droplets encapsulating the building block particles. Then, through the slow evaporation of emulsion phases by heating, these microspheres were packed into regular polyhedral colloidal clusters covered with nanoparticle-stabilizers made of silica. Furthermore, polymer composite colloidal clusters were burnt out leaving nonspherical hollow micro-particles, in which the configurations of the cluster structure were preserved during calcination. The selfassembled porous architectures in this study will be potentially useful in various applications such as novel building block particles or supporting materials for catalysis or gas adsorption.
A density functional theory method with the local basis set was employed to perform slab calculations to study thiolate-induced surface reconstruction structures of butylthiolates (ButS) with c($4{\times}2$) superlattice of the Au(111) surface. The slab calculations indicate that the most stable adsorption structure is the ButS-Au (adatom)-SBut complex form, which is in good agreement with the reported experiments and theoretical results for thiolates with shorter alkyl chains. The cis form of ButS-Au (adatom)-SBut motifs is preferred by 0.11 eV with respect to the trans form, and by 0.15 eV over the mixed cis-trans configurations due to the steric hindrance between adjacent butyl groups. It appears that the motif of Au adatom on the Au(111) surface is favored even for butylthiolate.
Journal of the Korean Applied Science and Technology
/
v.33
no.1
/
pp.67-74
/
2016
The Prussian Blue Analogue(PBA) has three dimensional structure and the metal - organic framework material, and it has a variety configurations depending on the type of organic ligands. PBA has been receving an attention in the fields of biosensors, optical, catalytic, and hydrogen storage device. Also, it is an environmental friendly substance with a chemical stability. In addition, PBA is widely used in the filed of adsorption art since we can adjust the size of the fine pores. In this study, we synthesized $Mn_3[Fe(CN)_6]_2$, an organometallic framework chains by using a hydrothermal synthesis method. We used $K_4[Fe(CN)_6]$ and $MnCl_2$ as precursors. We also produced a manganese iron oxide, by baking the synthesized material. The effect of the size and shape of the particles was examined by controling pH of the precursor solution, the molar concentration of the precursor, and reaction time as the experimental variables. Synthesized absorbent was analyzed by XRD, SEM, FT-IR, UV-Vis, and TG / DTA to evaluate the adsorption properties of several dyes.
The amount of hydrogen adsorbed in arrays of single walled carbon nanotubes (SWNTs) was studied as a function of nanotube diameter and distance between the nearest-neighbor nanotubes on square arrangements using a grand canonical Monte Carlo simulation. The influence of the geometry of a triangle array with the same diameters and distances was also studied. Hydrogen-carbon and hydrogen-hydrogen interactions were modeled with Lennard-Jones potentials for short range interactions and electrostatic interactions were added for hydrogen-hydrogen pairs to consider quantum contributions at low temperatures. At 194.5 K, Type I isotherms for large-diameter SWNTs and Type IV isotherms without hysteresis between adsorption and desorption processes for wider tube separations were observed. At 200 bars, the gravimetric hydrogen storage capacity of the SWNTs was reached or exceeded the US Department of Energy (DOE) target, but the volumetric capacity was about 70% of the DOE target. At 77 K, a two-step adsorption was observed, corresponding to a monolayer formation step followed by a condensation step. Hydrogen was adsorbed first to the inner surface of the nanotubes, then to the outer surface, intratubular space and the interstitial channels between the nanotube bundles. The simulation indicated that SWNTs of various diameters and distances in a wide range of configurations exceeded the DOE gravimetric and volumetric targets at under 1 bar.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.