• Korean Chemical Engineering Research
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• 제54권2호
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• pp.234-238
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• 2016

본 연구에서는 용매추출 공정 중 최종 건조 과정에서 회수방식을 달리하여 무회분석탄을 제조한 후 물리적 특성과 화학적 구조를 비교하였다. 무회분석탄 제조에는 아역청탄 등급의 Kideco coal과 극성용매인 N-methyl-2-pyrrolidone(NMP)를 사용하였으며, 회수방식으로는 감압건조, 희석침전, 분무건조 방식을 사용하였다. 제조된 무회분석탄의 물성변화를 확인하기 위해 공업분석, 원소분석, 발열량분석을 실시하였고, 화학적 구조를 알아보고자 FT-IR, NMR 분석을 하였다. 공업분석을 통해 무회분석탄의 회분함량이 원탄에 비해 줄어든 것을 확인하였다. FT-IR 분석 결과 감압건조로 회수한 샘플은 추출용매의 피크가 나타나는 반면 희석침전방식으로 제조한 무회분석탄에는 추출용매 피크가 사라지는 것을 확인하였다. 희석침전방식을 사용할 경우 다른 회수방식에 비해 저온공정이 가능하였고, 추출용매로부터 무회분석탄을 보다 확실하게 분리할 수 있었다.

• Journal of Electrochemical Science and Technology
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• 제7권2호
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• pp.91-96
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• 2016

Oxidation behaviours of ash free coal (AFC), carbon, and H₂ fuels were investigated with a coin type molten carbonate fuel cell. Because AFC has no electrical conductivity, its oxidation occurs via gasification to H₂ and CO. An interesting behaviour of mass transfer resistance reduction at higher current density was observed. Since the anode reaction has the positive reaction order of H₂, CO₂ and H₂O, the lack of CO₂ and H₂O from AFC results in a significant mass transfer resistance. However, the anode products of CO₂ and H₂O at higher current densities raise their partial pressure and mitigate the resistance. The addition of CO₂ to AFC reduced the resistance sufficiently, thus the resistance reduction at higher current densities did not appear. Electrochemical impedance results also indicate that the addition of CO₂ reduces mass transfer resistance. Carbon and H₂ fuels without CO₂ and H₂O also show similar behaviour to AFC: mass transfer resistance is diminished by raising current density and adding CO₂.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제29권6호
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• pp.559-569
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• 2018

Catalytic supports made of carbon have many advantages, such as high coking resistance, tailorable pore and surface structures, and ease of recycling of waste catalysts. Moreover, they do not require pre-reduction. In this study, ash-free coal (AFC) was obtained by the thermal extraction of carbonaceous components from raw coal and its performance as a carbon catalytic support was compared with that of well-known activated carbon (AC). Nickel was dispersed on the carbon supports and the resulting catalysts were applied to the steam reforming of toluene (SRT), a model compound of biomass tar. Interestingly, nickel catalysts dispersed on AFC, which has a very small surface area (${\sim}0.13m^2/g$), showed higher activity than those dispersed on AC, which has a large surface area ($1,173A/cm^2$). X-ray diffraction (XRD) analysis showed that the particle size of nickel deposited on AFC was smaller than that deposited on AC, with the average values on AFC ${\approx}11nm$ and on AC ${\approx}23nm$. This proved that heteroatomic functional groups in AFC, such as carboxyls, can provide ion-exchange or adsorption sites for the nano-scale dispersion of nickel. In addition, the pore structure, surface morphology, chemical composition, and chemical state of the prepared catalysts were analyzed using Brunauer-Emmett-Taylor (BET) analysis, transmission electron microscopy (TEM), scanning electron microscopy (SEM), x-ray diffraction (XRD), Fourier-transform infrared (FT-IR) spectroscopy, and temperature-programmed reduction (TPR).

• 대한환경공학회지
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• 제35권8호
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• pp.547-553
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• 2013

본 논문에서는 석탄화력발전소에서 배출되는 비산재의 $CO_2$ 건식흡수제의 첨가제 및 담체로써의 효과를 검토하였다. 이를 위해 필요에 따라 비산재와 $CO_2$ 포집 유효 성분인 NaOH, CaO 및 물을 조합하여 여러 종류의 흡수제를 제조한 후, $CO_2$ 흡수 실험을 포함한 흡수제의 특성 분석을 수행하였다. 그 결과, 조건에 따라 흡수율과 흡수 온도, 속도 및 탈기 현상 등, 비산재 투입에 의한 다양한 효과를 확인할 수 있었고 NaOH, CaO 및 비산재와 물이 첨가되어 제조된 흡수제에서 비산재 효과가 가장 크게 나타났다. $550^{\circ}C$에서 본 흡수제의 $CO_2$ 흡수율은 비산재가 첨가되지 않은 흡수제에 비해 35.6% 높았고 흡수 종료 후, $CO_2$ 탈기 현상도 관측되었다. 이는 비산재 첨가 때문으로 흡수제 내, 유효 성분들이 비산재 주변으로 분산도가 높고 상대적으로 미세한 입자로 존재하였다. 또한 비산재의 담체 역할이 확인되며 NaOH로 인해 흡수제 내 포졸란 반응이 억제되기 때문이다. 탈기 현상도 비산재 첨가로 인한 현상으로 NaOH, CaO가 비산재와 물리, 화학적 결합을 형성하여 Na와 Ca에 포집되어 있는 $CO_2$의 결합력이 약화되기 때문으로 판단된다.

• 한국세라믹학회지
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• 제40권7호
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• pp.702-708
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• 2003

포틀랜드 시멘트 양(중량)을 플라이 애쉬로 50 wt%까지 치환한 페이스트, 모르터 내지 콘크리트 시편을 만들어 플라이 애쉬가 모르터/콘크리트의 온도, 자유석회량 및 강도 등에 미치는 영향을 조사하였다. 페이스트의 수화열을 측정하여 환산식에 따라 일반 포틀랜드 시멘트 콘크리트의 경우와 비교할 때, 플라이 애쉬를 50 wt% 함유한 콘크리트의 양생 7일 온도(상승)는 약 45% 저하되었다. 전자의 경우 온도 상승은 33.4$^{\circ}C$이며 후자의 경우는 18.7$^{\circ}C$였다. 한편 철근 콘크리트의 제조에 사용되는 시멘트의 플라이 애쉬 함유량은 철근부식의 방지를 위하여 30 wt%를 초과하지 않는 게 바람직하다. 플라이 애쉬를 혼합한 콘크리트의 강도가 순수 포틀랜드 시멘트 콘크리트의 강도보다 양호하기 위해서는 양생기간이 28일 이상 되어야 한다. 그리고 플라이 애쉬 50 wt%를 함유한 시멘트를 가지고도 360 kg/$\textrm{cm}^2$ 이상의 28일 강도를 얻을 수 있었다.

• 한국환경과학회지
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• 제25권12호
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• pp.1623-1632
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• 2016

Zeolite (FZ) prepared using coal fly ash from an Ulsan industrial complex was immobilized with polysulfone (PS) to fabricate PS-FZ beads. The prepared PS-FZ beads were characterized by scanning electron microscopy and Fourier transform infrared spectroscopy. The optimum ratio for preparing PS-FZ beads was 1 g of PS to 2 g of FZ. The removal efficiencies of Sr and Cu ions by the PS-FZ beads increased as the solution pH increased and nearly reached a plateau at pH 4. A pseudo-second-order model morel fit the adsorption kinetics of both ions by the PS-FZ beads better than a pseudo-first-order model. The Langmuir isotherm model fit the equilibrium data well. The maximum adsorption capacities calculated from the Langmuir isotherm model were 46.73 mg/g and 62.54 mg/g for the Sr and Cu ions, respectively. Additionally, the values of thermodynamic parameters such as free energy (${\Delta}G^{\circ}$), enthalpy (${\Delta}H^{\circ}$) and entropy (${\Delta}S^{\circ}$) were determined. The results implied that the prepared PS-FZ beads could be interesting an alternative material for Sr and Cu ion removal.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제55권3호
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• pp.395-400
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• 2017

본 연구에서는 무회분 석탄을 바인더로 첨가한 코크스의 물리적 및 화학적 성질들을 실험적으로 분석하고 강도 향상 메커니즘에 대해 고찰하였다. 또한 제철소에서의 $CO_2$ 저감을 위해 반탄화 과정을 거친 바이오매스 연료를 이용하였다. 무회분 석탄과 함께 팽윤현상(Swelling)이 일어나지 않는 발전용 석탄을 함께 탄화시켜서 전자현미경(SEM)을 이용하여 인터페이스를 관찰하였다. 또한 코크스의 강도 분석을 위하여 I.T.T (Indirect Tensile Test)와 함께, 화학적 구조 고찰을 위하여 $^1H$ NMR 및 $^{13}C$ NMR 분석을 사용하였다. 무회분 석탄의 $^1H$ NMR 및 $^{13}C$ NMR 분석으로 도출된 분자 구조와 코크스 강도의 관계를 도출하였으며, 그 결과 코크스의 강도는 무회분 석탄을 바인더로 첨가함으로써 증가될 수 있음을 확인하였다.

• Membrane and Water Treatment
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• 제11권3호
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• pp.195-200
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• 2020

In this study, a biocatalyst composite was prepared by immobilizing oxidoreductases onto Cu-activated zeolite to facilitate biochemical decomposition of 4-chlorophenol (4-CP). 4-CP monooxygenase (CphC-I) was cloned from a 4-CP degrading bacterium, Pseudarthrobacter chlorophenolicus A6, and then overexpressed and purified. Type X zeolite was synthesized from non-magnetic coal fly ash using acetic acid treatment, and its surfaces were coated with copper ions via impregnation (Cu-zeolite). Then, the recombinant oxidative and reductive enzymes were immobilized onto Cu-zeolite. The enzymes were effectively immobilized onto the Cu-zeolite (79% of immobilization yield). The retained catalytic activity of CphC-I after immobilization was 0.3423 U/g-Cu-zeolite, which was 63.3% of the value of free enzymes. The results of this study suggest that copper can be used as an effective enzyme immobilization binder because it provides favorable metalhistidine binding between the enzyme and Cu-zeolite.

• 한국연소학회:학술대회논문집
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• 한국연소학회 2015년도 제51회 KOSCO SYMPOSIUM 초록집
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• pp.329-330
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• 2015

• 한국세라믹학회지
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• 제39권12호
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• pp.1164-1170
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• 2002

고령토질 벽돌에 대한 fly ash의 첨가가 소결온도에 미치는 영향과 그에 따른 물성의 변화를 관찰하였다. Fly ash로는 탄소 8∼9%의 무연탄 연로 재를 사용하였고 고령토 등의 국산 천연원료를 이용하여 실험을 하였다. Fly ash와 고령토 등의 4종의 원료를 5가지의 혼합비로 조합하여 혼합, 성형하고 각각 1050${\circ}C$, 1100${\circ}C$, 1150${\circ}C$, 1200${\circ}C$의 온도로 소성하였다. 소성온도가 증가함에 따라 모든 시편에서 흡수율은 낮아지고 압축 강도는 증가하였다. 소성온도가 1100${\circ}C$ 이하인 경우 fly ash의 함량이 증가함에 따라 흡수율은 증가하고 강도가 감소하였다. 이에 비하여 소성온도가 1150${\circ}C$ 이상인 경우 흡수율은 소성온도가 낮은 경우와 유사한 경향을 보였으나 강도는 증가하였다.