• Carbon letters
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• 제10권4호
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• pp.305-313
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• 2009

In this study, the adsorption of toxic pollutants onto cetyltrimethylammonium kaolin (CTAB-Kaolin) is investigated. The organo-kaolin is synthesized by exchanging cetyltrimethylammonium cations (CTAB) with inorganic ions on the surface of kaolin. The chemical analysis, the structural and textural properties of kaolin and CTAB-kaolin were investigated using elemental analysis, FTIR, SEM and adsorption of nitrogen at $-196^{\circ}C$. The kinetic adsorption and adsorption capacity of the organo-kaolin towards o-xylene, phenol and Cu(II) ion from aqueous solution was investigated. The kinetic adsorption data of o-xylene, phenol and Cu(II) are in agreement with a second order model. The equilibrium adsorption data were found to fit Langmuir equation. The uptake of o-xylene and phenol from their aqueous solution by kaolin, CTAB-kaolin and activated carbon proceed via physisorption. The removal of Cu(II) ion from water depends on the surface properties of the adsorbent. Onto kaolin, the Cu(II) ions are adsorbed through cation exchange with $Na^+$. For CTAB-kaolin, Cu(II) ions are mainly adsorbed via electrostatic attraction with the counter ions in the electric double layer ($Br^-$), via ion pairing, Cu(II) ions removal by the activated carbon is probably related to the carbon-oxygen groups particularly those of acid type. The adsorption capacities of CTAB-kaolin for the investigated adsorbates are considerably higher compared with those of unmodified kaolin. However, the adsorption capacities of the activated carbons are by far higher than those determined for CTAB-kaolin.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제51권5호
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• pp.321-333
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• 2023

In this study, lignin, a lignocellulosic biomass, was chemically modified to produce polyethyleneimine-grafted lignin (PKL) with maximum hexavalent chromium [Cr(VI)] adsorption capacity. Changes in the physicochemical properties due to the cationization of lignin were confirmed through elemental analysis, Fourier transform infrared spectroscopy, and moisture stability evaluation. Alginate (Alg) beads containing PKL (Alg/PKL) were prepared by incorporating cationic lignin into the Alg matrix to apply the prepared PKL in a batch-type water treatment process. The optimal Alg/lignin mixing ratio was selected to increase the Cr(VI) adsorption capacity and minimize lignin elution from the aqueous system. The selected Alg/PKL beads exhibited an excellent Cr(VI) removal capacity of 478.98 mg/g. Isothermal adsorption and thermodynamic analysis revealed that the Cr(VI) removal behavior of the Alg/PKL beads was similar to that of heterogeneous chemical adsorption. In addition, the bulk adsorbent material in the form of beads exhibited adsorption behavior in three stages: surface adsorption, diffusion, and equilibrium.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제49권4호
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• pp.423-431
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• 2011

최근 대체에너지에 대한 관심이 높아짐에 따라 수소에너지를 기반으로 하는 차세대 발전 장치인 연료전지 관련 기술 개발이 활발하게 이루어지고 있다. 특히, 고온 연료전지의 대표적인 형태인 용융 탄산염 연료전지(MCFC: Molten Carbonate Fuel Cell, 이하 MCFC)는 전력사업용으로의 높은 가능성을 인정받아 화석연료를 대체할 발전방식으로 평가 받고 있다. 본 연구에서는 Aspen Custom Modeler($ACM^{TM}$)에서 평형반응식을 이용하여 스택 모델을 구성한 후, Aspen $Plus^{TM}$에서 BOP(Balance of Plant) 시스템과 스택을 연결하여 전체 MCFC 발전 시스템의 정상상태를 모사하였다. 모델의 유효성을 입증하기 위해서 전류밀도, 연료이용률, S/C ratio, 재순환 흐름 비와 같은 주요 조업변수에 따른 셀 전압, 전력, 효율 등 시스템의 성능을 분석하였다. 그리고 Aspen $Dynamics^{TM}$에서 PID제어 방식을 적용하여 제어루프를 구성하였고 부하변화, 설정점 변화, 재순환 흐름비 변화에 따른 각각의 사례연구를 통하여 전체 시스템의 성능변화를 예측하였다. 그 결과 연료이용률과 전류밀도의 변화에 따른 전체 시스템의 최대 발전 효율 및 출력전압을 위한 운전조건을 제안하였다.

• 한국세라믹학회지
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• 제56권2호
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• pp.146-152
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• 2019

In order to study the transport behavior of tripolyphosphate (TPP) in aqueous solutions, the adsorption process of TPP on synthetic goethite, which exists stably in supergene environment, has been systematically studied. The adsorption properties under different conditions (pH, electrolyte presence, and temperature) were investigated. The adsorption of TPP in the presence of humic acid (HA)/fulvic acid (FA) has also been discussed in this paper. The results indicated that the adsorption capacity quickly increased within the first hour and equilibrium was reached within 24 h. The adsorption capacity decreased from 1.98 to 0.27 mg·g^-1 upon increasing the pH from 8.5 to 11.0, whereas the adsorption of TPP on goethite hardly changed with increasing electrolyte concentration. The results of analysis of the kinetic and isothermal models showed that the adsorption was more in accord with the pseudo second-order equation and Freundlich model. The adsorption capacity decreased obviously regardless of the order of addition of TPP, HA, and goethite. Subsequent addition of FA led to a large increase in the adsorption capacity, which might be attributed to the adsorption ability of FA. According to the predictions of the kinetic and isothermal models and the spectroscopic evidence (X-ray diffraction (XRD), Fourier Transform infrared spectroscopy (FT-IR), and scanning electron microscope (SEM)), the adsorption mechanism may be mainly based on surface complexation and physical adsorption.

• 대한화학회지
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• 제33권6호
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• pp.607-613
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• 1989

물, 아세토니트릴, 아세톤 및 니트로메탄에서 Ni(II)-tetraamine 착물(tetraamine=2.12-dimethyl-3,7,11,17-tetraazabicyclo-11,3,1-heptadeca-1(17)2,11,13,15-pentaene)의 화학평형을 분광광도법을 이용하여 각각 관찰하였다. Ni(II)-tetraamine 착이온의 낮은 스핀($D_{4h}$) 구조와 높은 스핀($O_h$)구조간의 평형이 물, 아세토니트릴, 아세톤 용액에서는 나타났지만 니트로메탄 용액에서 나타나지 않았다. 평형상수와 반응엔탈피 및 반응엔트로피는 착물의 전자스펙트럼에 대한온도의 영향을 분석하므로써 결정하였다. $O_h$ 구조인 triplet 화학종의 형성은 발열과정으로 나타났었다. $D_{4h}$와 $O_h$간의 평형에 대한 용매와 전해질의 영향은 용매의 유전상수와 반응엔트로피로 설명할 수 있었다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제61권1호
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• pp.155-161
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• 2023

이온 농도 분극 현상은 전기투석, 전기화학 전지에서 일어나는 기초 이동 현상일 뿐만 아니라, 생체 물질 전처리용 농축 장치의 핵심 기작으로 활용된다. 외부 인가 전압에 의해 발생한 이온 농도 분극 현상은 분석 물질의 농축에 필요한 국소적으로 증폭된 전기장을 통해 물질의 농축을 가능케 한다. 그러나 기존의 농축 기작은 농축의 평형 지점이 불분명하며, 농축 플러그의 유체역학적 불안정성의 두가지 문제점을 가지고 있다. 본 연구에서는, 이온 농도 분극 기반의 농축 기작의 한계점을 해결하기 위해 막다른 미세유로와 양이온 교환막을 사용한 농축 방법을 연구하였다. 막다른 미세유로의 공간 제약적 구조를 통해 유체역학적 안정성을 확보할 수 있으며, 분석 물질의 농축 지점이 이온 공핍 영역의 충격 전단과 일치함을 수치적으로 확인하였다. 또한 농축 공정의 핵심 인자로써 인가 전압과 미세유로의 체적 전하 농도를 변화시켜가며, 농축 물질의 전기동역학적 거동을 연구하였다. 본 연구의 결과는 현장 진단 검사(point-of-care)와 같은 초단시간의 농축을 필요로 하는 미세유체역학 장치에 유효한 기작으로 사용될 수 있을 것이다.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제27권9호
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• pp.1433-1438
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• 2006

An AsFlFFF channel was designed and built, and then tested for analysis of pullulans and proteins. Pullulans and proteins having various nominal molecular weights were injected at various conditions of the cross-flow rate ($F_c$) and the channel-out flow rate ($F_{out}$). The retention (measured by the retention ratio R) and the zone broadening (measured by the plate height H) were measured, and then compared with theory. When the incoming flow rate, $f_{in}$ (and thus $F_{out}$) was varied with $F_c$ fixed at 2.5 mL/min, the plate height measured for the pullulan with nominal molecular weight (M) of about 100,000 showed the trend expected by the longitudinal diffusion theory (H decreases with increasing flow rate). In contrast, when $F_{out}$ was varied with the flow rate ratio, $F_c/F_{out}$, fixed constant at 5, the plate height measured for the same sample showed the trend expected from the non-equilibrium theory (H increases with increasing flow rate). Calibration plots (log D vs. log M) obtained with pullulans and proteins were not coincide, probably due to the difference in molecular conformation, suggesting the analysis of pullulans and proteins using AsFlFFF requires independent calibration. It was found that the linearity of the protein-calibration plot was improved by using a buffer solution as the carrier.

• 대한화학회지
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• 제53권6호
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• pp.784-792
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• 2009

본 연구는 과학 교사들의 과학과 교수 . 학습 설계 시 도움이 되는 자료를 제공하기 위하여 각 시-도 교수학습지원센터와 서울특별시과학전시관 홈페이지에 게재되어 있는 교수-학습 과정안에 나타나는 교육과정 위계 부적합 사례를 조사하였다. 교육과정 위계 부적합 사례는 7학년 ‘물질의 세 가지 상태’ 단원에 한정하였으며, 분석에 사용한 내용 요소는 물질의 상태 변화, 분자, 분자 모형이었다. 그 결과 교육과정 위계 부적합 사례에 해당하는 내용 요소는 ‘물질의 상태 변화’에서는 플라즈마, 상평형, 눈이 생기는 현상, 물의 특이성, 결정성과 비결정성 고체의 분류, 열에너지, 물리 변화 등 7종류였으며, ‘분자 모형’에서는 분자 운동, 밀도가 발견되었다. 그리고 ‘분자’에서는 교육과정 위계 부적합 사례가 발견되지 않았다.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제30권11호
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• pp.2595-2602
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• 2009

Hexamer cluster of N,N-dimethylformamide(DMF) based on the crystal structure was investigated for the equilibrium structure, the stabilization energies, and the vibrational properties in the density functional force field. The geometry (point group $C_i$) of fully optimized hexamer clustered DMF shows quite close similarity to the crystal structure weakly intermolecular hydrogen bonded each other. Stretching force constants for intermolecular hydrogen bonded methyl and formyl hydrogen atoms with nearby oxygen atom, methyl C–H${\cdots}$O and formyl C–H${\cdots}$O, were obtained in 0.055 $\sim$ 0.11 and $\sim$ 0.081 mdyn/$\AA$, respectively. In-plane bending force constants for hydrogen bonded methyl hydrogen atoms were in 0.25 $\sim$ 0.33, and for formyl hydrogen $\sim$ 0.55 mdynÅ. Torsion force constants through hydrogen bonding for methyl hydrogen atoms were in 0.038 $\sim$ 0.089, and for formyl hydrogen atom $\sim$ 0.095 mdynÅ. Calculated Raman and infrared spectral features of single and hexamer cluster represent well the experimental spectra of DMF obtained in the liquid state. Noncoincidence between IR and Raman frequency positions of stretching C=O, formyl C–H and other several modes was interpreted in terms of the intermolecular vibrational coupling in the condensed phase.

• 한국응용곤충학회지
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• 제61권4호
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• pp.519-528
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• 2022

시설재배지 고추를 가해하는 꽃노랑총채벌레(Frankliniella occidentalis)를 대상으로 미끌애꽃노린재(Orius laevigatus)를 이용한 생물적 방제가 검토되고 있다. 그러나 대상 해충의 빠른 집단 성장은 화학 살충제의 투입이 때에 따라 요구된다. 본 연구는 화학 살충제와 천적의 이상적 종합 방제를 구현하기 위한 목적으로 선택성이 높은 살충제 선발 및 이들 살충제 처리 이후 미끌애꽃노린재의 안전한 재투입 시기를 결정하기 위해 수행되었다. 첫째로 꽃노랑총채벌레에 방제 효과가 높은 상용 살충제가 선발되었다. 총 17종류의 상용 살충제 가운데 5종류(pyriproxyfen+spinetoram, abamectin, spinosad, acetamiprid, chlorpyrifos) 주성분을 갖는 상용 살충제가 꽃노랑총채벌레에 우수한 방제효과를 주는 약제로 선발되었다. 이들 5종류의 살충제에 대해서 미끌애꽃노린재의 감수성 반응은 꽃노랑총채벌레와 상이하였다. 특별히 아바멕틴과 스피네토람이 유기인계 또는 네오니코티노이드에 비해 상대적으로 낮은 독성을 보였다. 이들 5종류의 살충제 처리 이후 잔류 독성을 미끌애꽃노린재를 이용하여 생물검정한 결과 유기인계 및 네오니코티노이드 약제는 비교적 오랜 기간 독성을 유지하지만, 아바멕틴과 스피네토람 약제의 경우 3일 이후에는 대상 천적에 피해를 주지 않는 것으로 나타났다. 이러한 잔류독성결과는 LC-MS/MS를 이용한 농약 잔류량 화학분석을 통해 뒷받침되었다. 이상의 결과는 높은 밀도로 증가한 꽃노랑총채벌레에 대해서 이 해충에 살충성이 높은 아바멕틴 또는 스피네토람의 약제를 살포하고 이후 3일 지나 미끌애꽃노린재의 투입을 통해 대상 해충의 평균 밀도를 경제적피해수준 이하로 유지할 수 있다는 종합방제 기술을 제시하고 있다.