• Environmental Engineering Research
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• 제13권2호
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• pp.85-92
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• 2008

In this present study, we have synthesized Fe-containing AC(activated carbon)/$TiO_2$ composites with titanium (VI) n-butoxide (TNB) as a titanium source to Fe treated AC through an impregnation method. The result of the textural surface properties demonstrates that there is a slight decrease in the BET surface area of composite samples with an increase of the amount of Fe treated. The surface properties of scanning electron microscope (SEM) presented a characterization of a porous texture on the Fe-containing AC/$TiO_2$ composites and homogenous compositions for Fe and titanium dioxide distributed on the sample surfaces. Fe compound peaks and a titanium dioxide structure were observed in the X-ray diffraction patterns for the Fe-containing AC/$TiO_2$ composites. The results of chemical elemental composition for the Fe-containing AC/$TiO_2$ composites showed that most of the spectra for these samples gave stronger peaks for C, O, treated Fe components and Ti metal than that of any other elements. From the photo degradation results for the piggery waste, the Fe-containing AC/$TiO_2$ composites showed an excellent degradation activity for the chemical oxygen demand (COD) due to a photocatalysis of the supported $TiO_2$, radical reaction by Fe species and the adsorptivity and absorptivity of porous carbon.

• 한국광물학회지
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• 제9권1호
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• pp.17-25
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• 1996

Usual experimental adsorption isotherms as a function of relative humidity were constructed from adsorbed water contents in soils, which were kept more than 2 days in vacuum desiccators with constant humidities controlled by sulfuric acids of various concentrations. From the experimental data, the adsorption surface areas were calculated on the basis of the existing adsorption theory, such as Langmuir, BET, and Aranovich. Based on the Gibbs function describing chemical potential of perfect gas, the relative humidities in the desiccators were transformed into their chemical potentials, which were assumed to be the same as the potentials of equilibratedly adsorbed water in soils. Moreover, the water potentials were again transformed into the equivalent capillary pressures, heads of capillary rise, and equivalent radius of capillary pores, on the basis of Laplace equation for surface tension pressure of spherical bubbles in water. Adsorption quantity distributions were calculated on the profile of chemical potentials of the adsorbed water, equivalent adsorption and/or capillary pressures, and equivalent capillary radius. The suggested theories were proved through its application for the prediction of temperature rise of sulfuric acid due to hydration heat. Adsorption heat calculated on the basis of the potential difference was dependant on various factors, such as surface area, equilibrium constants in Langumuir, BET, etc.

• 한국세라믹학회지
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• 제45권11호
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• pp.667-674
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• 2008

In this study, we prepared Fe-activated carbon fiber(ACF)/$TiO_2$ composites with titanium (VI) n-butoxide (TNB) as the titanium source for ACF pre-treated with iron compounds through the impregnation method. In terms of textural surface properties, the composites demonstrate a slight decrease in the BET surface area of the samples and an increase in the amount of iron compounds treated. The surface morphology of the Fe-ACF/$TiO_2$ composites was characterized by means of SEM. The composites have a porous texture with homogenous compositions of Fe and titanium dioxide distributed on the sample surfaces. The phase formation and structural transition of the iron compounds and titanium dioxide were observed in X-ray diffraction patterns of the Fe-ACF/$TiO_2$ composites. The chemical composition of the Fe-ACF/$TiO_2$ composites, which was investigated with EDX shows strong peaks for the C, O, Fe and Ti elements. The photo degradation results confirm that the Fe-ACF/$TiO_2$ composites show excellent removal activity for the COD in piggery waste due to photocatalysis of the supported $TiO_2$, radical reaction by Fe species, and the adsorptivity and absorptivity of ACF.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제53권1호
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• pp.11-15
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• 2015

휴대용 고분자전해질 연료전지의 수소발생용으로써 $NaBH_4$는 많은 장점을 갖고 있다. 본 연구에서는 비담지 Co-B, Co-P-B 촉매의 $NaBH_4$ 가수분해 특성에 대해 연구하였다. 촉매의 BET 표면적, 수소 수율, $NaBH_4$ 농도 영향, 촉매 내구성 등을 실험하였다. 비담지 Co-B 촉매의 BET 표면적은 $75.7m^2/g$으로 FeCrAlloy에 담지한 Co-B 촉매에 비해 BET 면적이 18배 높았다. 회분식 반응기에서 비담지 촉매들은 $NaBH_4$ 20~25 wt% 사용조건에서 97.6~98.5%의 높은 수소 수율을 보였다. $NaBH_4$ 농도가 30 wt%로 증가하면서 수소수율은 95.3~97.0%로 감소하였다. 비담지 촉매의 촉매 손실율은 FeCrAlloy에 담지 촉매에 비해 낮았으며, $NaBH_4$ 농도가 증가하면서 촉매 손실율도 증가하였다. 연속 반응기에서 1.2 g 비담지 Co-P-B 촉매를 사용해서 약 $3{\ell}/min$ 발생속도로 가수분해 반응하여 90%의 수소 수율을 얻었다.

• 자원리싸이클링
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• 제17권5호
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• pp.66-75
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• 2008

국내에서 대표적으로 버려지는 폐벌목인 잣나무와 리기다소나무를 이용하여 고부가가치 제품으로 활용할 수 있는 활성탄 개발을 위해 목탄 제조의 최적조건을 측정하였다. 폐벌목 활성탄 제조에 관한 연구는 저온열분해 공정에 의한 폐벌목의 목탄 제조공정과 화학적 활성화반응을 이용한 목탄의 활성탄 제조공정으로 나누어지며 본 논문은 저온열분해에 의한 폐벌목의 목탄 제조공정을 다루고 있다. 실험결과, 목탄 제조공정의 경우 $150^{\circ}C$에서 6시간 건조 후 $500^{\circ}C$에서 60분 동안 열분해 공정을 거쳐 생성된 목탄이 요오드 흡착력과 비표면적(BET)등의 물성이 가장 우수하였으며 SEM사진을 관찰한 결과 이 조건에서 세공이 발달함을 알 수 있었다. 일반적으로 잣나무를 이용하여 제조된 목탄의 물성치가 리기다소나무를 이용한 목탄보다 우수함을 알 수 있었다. 본 연구의 최적 실험조건에서 잣나무를 이용한 목탄의 경우 BET값이 약 $640m^2/g$에 이르렀다.

• 에너지공학
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• 제24권3호
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• pp.89-95
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• 2015

레독스흐름전지의 전극으로 사용하기 위해 (주)CNF에서 제조한 탄소펠트를 여러 가지 온도에서 열처리하여 실험하였다. 열처리 조건에 따른 탄소펠트의 물성특성을 파악하기 위하여 BET(비표면적)와 무게감소를 측정하였고 표면특성을 살펴보기 위하여 주사전자현미경(SEM)과 XPS 분석을 실시하였다. 또한 전기저항, CV(cyclic voltammetry), RFB 충방전 성능 통해 열처리 조건에 따른 전극특성에 미치는 영향을 살펴보았다. SEM, BET분석을 통하여 탄소펠트 표면의 물성 변화를 확인하였고, XPS 분석을 통해 $550^{\circ}C$에서 1시간 열처리한 탄소펠트의 표면에 산소 관능기가 가장 많이 부가된 것을 확인하였다. CV 실험을 수행한 결과 $550^{\circ}C$ 열처리 전극의 활성면적이 가장 컸다. $400^{\circ}C$, $500^{\circ}C$, $550^{\circ}C$에서 열처리한 탄소펠트를 이용하여 바나듐 레독스흐름전지를 구성하고 충-방전 실험을 실시한 결과 충-방전 에너지효율이 $400^{\circ}C$ 열처리 전극의 경우 72.9%, $500^{\circ}C$ 열처리 전극의 경우 79.8%, $550^{\circ}C$ 열처리 전극의 경우 79.8%로 $550^{\circ}C$ 열처리 전극이 가장 우수하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제36권5호
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• pp.509-515
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• 2012

본 논문은 수소를 연료로 하는 확산화염을 이용하여 알루미나 나노입자를 합성할 때, 합성되는 알루미나 나노입자의 특성에 미치는 화염온도의 영향을 조사하였다. 합성된 나노입자의 특성을 전자현미경 이미지, 결정구조 분석, 비표면적과 기공의 크기 분석, 화염온도 측정 등의 여러 특성분석 방법으로 조사하였다. 사용된 화염의 중심축 최고온도는 산화제의 산소농도가 19, 21, 30, 47%인 각각의 실험조건에서 1507.8K, 1593.8K, 1753.1K, 1998.7K으로 측정되었다. SEM 이미지 분석 및 BET 비표면적 측정을 통해서는 47% 산소농도인 경우에는 50 nm 수준의 독립적인 구형입자가 생성되었음을 확인할 수 있었으며, 19%와 21%의 경우에는 응집된 상태의 20-30 nm 수준의 입자를 볼 수 있었다. XRD 결과에서는 감마(${\gamma}$)-알루미나가 주를 이루는 것으로 판단되었다. 이상의 결과를 바탕으로 촉매 담체로 사용하기 위한 알루미나 나노입자를 연소합성 하기 위한 가장 적절한 조건으로 실험했던 네 경우 중에서는 산화제의 산소농도가 21%인 두 번째 경우를 선택할 수 있었다.

• 대한환경공학회지
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• 제39권6호
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• pp.325-331
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• 2017

Monoethanolamine (MEA)으로 함침한 ZSM5와 Molecular Sieve 13X (MS13X)에 대한 이산화탄소 흡착실험을 실시하였다. 이산화탄소 흡착효율은 U자관 컬럼 반응기를 사용하였으며 GC/TCD로 분석을 하였다. 흡착제별 흡착온도는 $30{\sim}80^{\circ}C$에서 흡착능을 평가하였다. 개질화된 흡착제의 표면특성을 알기 위해 BET분석, $N_2$ 흡 탈착, XRD, FT-IR분석을 실시하였다. 표면분석결과 함침된 아민은 흡착제 내 결정의 형성에 영향을 주지 않으며 아민으로 함침된 MS13X의 BET표면적은 $718.335m^2/g$에 $19.945m^2/g$으로 감소하였다. 이 결과는 MS13X의 기공부피에 아민 분자가 채워짐으로써 질소흡착을 제한하는 것으로 보인다. MS13X-MEA는 ZSM5-MEA비해 이산화탄소 흡착능의 개선효과가 있었으며 이는 물리적 흡착과 화학적 흡착에 의한 것으로 사료된다. 또한 MS13X-MEA의 이산화탄소 흡착능은 MS13X에 비해 $60{\sim}80^{\circ}C$의 온도에서도 증가됨을 보여 주었다.

• 공업화학
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• 제32권6호
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• pp.621-626
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• 2021

MOF-801 합성공정의 최적화를 위해 순차적인 실험 계획법을 이용하였다. 먼저 screening을 위한 완전 2-요인 설계와 이후 반응표면 분석법 중에 하나인 중심합성 계획법을 연속적으로 사용하였다. 두 가지 반응변수인 MOF-801의 결정화도와 BET 비표면적 중에 실험계획법에 보다 적합한 변수를 선택하기 위하여 fumaric acid, dimethylformamide (DMF) 및 formic acid의 몰비를 이용한 2³ 요인 설계법을 수행하였다. MINITAB 19 소프트웨어에 따라 설계된 8번의 MOF-801 합성 실험을 수행한 이후 XRD 분석 및 질소흡착법을 이용하여 특성분석을 수행하였다. 두 가지 반응변수 중 결정화도의 R²이 0.999로 BET 비표면적보다 실험계획법에 보다 적합하였다. 분산 분석(ANOVA)을 통해 fumaric acid와 formic acid의 몰 비가 MOF-801의 결정화도를 결정하는 주요 인자임을 확인하였다. response optimization과 두 인자의 contour plot을 통해 최적의 몰비는 ZrOCl₂·8H₂O : fumaric acid : DMF : formic acid = 1 : 1: 39 : 35로 추정되었다. 이후 합성반응 공정의 최적화를 위해 도출된 전구체의 몰 비 조건에서 합성 기간과 온도에 대한 박스-벤켄설계법을 수행하였다. 설계된 9번의 합성실험을 통해 도출된 결과를 2차 모델 방정식을 이용하여 계산하였다. 이를 이용하여 MOF-801의 최대 결정화도는 합성시간 7.8 h 그리고 합성온도 123 ℃의 조건에서 얻을 수 있음을 예측하였다.

• 한국광물학회지
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• 제15권4호
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• pp.273-282
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• 2002

국내산 Ca-몬모릴로나이트와 이것으로부터 이온치환에 의하여 합성된 Al-가교몬모릴로나이트의 특성을 비교하였다. Ca-몬모릴로나이트와 Al-가교몬모릴로나이트를 저면간격, 비표면적, 탈수 및 이온치환 등의 관점에서 그 특성을 비교 연구하였다. d(001) 간격은 Ca-몬모릴로나이트에서는 15.1 $\AA$이었으나 Al-가교몬모릴로나이트에서는 18.3 $\AA$으로 나타났다. 탈수는 Ca-몬모릴로나이트에서는 $350^{\circ}C$ 이하에서 일어났지만, Al-가교몬모릴로나이트에서는 $550 ^{\circ}C$까지도 선형적으로 일어났다. BET 비표면적은 Al-가교몬모릴로나이트( $192\m^2$/g)가 Ca-몬모릴로나이트보다 5～6배 높은 값을 보여주었다. Ca-Na 이온 용액과의 반응에서 Ca-몬모릴로나이트는$ Na^{＋}$ 에 대하여, 그리고 Al- 가교몬모릴로나이트는 $Ca^{2＋}$ 에 대하여 선택성을 보여주었다. Ca-몬모릴로나이트는 $Na^{＋}$ /가 증가할수록 d(001)간격이 감소하다가 $Ca^{ 2＋}$와 $Na^{＋}$ /가 같은 양일 경우에 구조적으로 불규칙한 혼합층구조 상태를 보여주었으며 Al-가교몬모릴로나이트는 $Ca^{2＋}$ 의 증가와 함께 d(001) 간격이 선형적으로 감소한 양상을 보여주었다.