Two liquids which are generally used as fuels of rockets are mixed and their mixing process is quantitatively investigated by the use of particle image velocimetry (PIV). As working fluids for the liquid mixing, Dimethylfuran (DMF) and JetA1 oils have been used. Since the specific gravity of DMF is larger than that of JetA1 oil, the DMF oil has been set at the lower part of the JetA1 oil. For better visualization of the mixing process, Rhodamin B powder has been blended into the DMF oil. An agitator having 3 blades has been used for mixing the two liquids. For quantitative visualization, a LCD monitor has been used as a light source. A color camera, camcoder, has been used for recording the mixing process. The images captured by the camcoder have been digitized into three color components, R, G, and B. The color intensities of R, G, and B have been used as the inputs of the neural network of which hidden layer has 20 neurons. Color-to-concentration calibration has been performed before commencing the main experiments. Once this calibration is completed, the temporal changes of the concentration of the DMF has been quantitatively analyzed by using the constructed measurement system.
지구온난화에 대한 해결방향으로 배가스 중 이산화탄소를 분리 및 저장하는 연구가 활발하게 진행되고 있다. 이산화탄소 흡수액은 주로 MEA와 같은 아민계 화합물이 사용되는데 이때 배가스에 함께 포함된 이산화황 ($SO_2$)은 $CO_2$ 흡수액의 성능을 저하시키는 원인이 되거나 공기중으로 배출될 경우 산성비의 원인이 된다. 지금까지의 $SO_2$ 흡수제로는 Ca계 고체 흡수제가 주로 사용되었는데 최근 액체 흡수액으로 이온성액체가 주목받고 있다. 이온성액체는 이온으로 이루어진 특징으로 인하여 넒은 액체 범위 및 극성가스에 대하여 높은 용해성을 갖고 있다. 본 총설에서는 최근 발표된 $SO_2$ 흡수제로 이온성액체에 대하여 그 구조 변화에 따른 $SO_2$ 흡수량 변화 그리고 흡수 메커니즘에 대하여 살펴보았다.
이 논문은 온도차에 따라 변화되는 이온성 액체와 낮은 밴드갭을 갖는 고분자인 poly(2-heptadecyl-4-vinylthieno[3,4-d]thiazole)(PHVTT) 간의 상호작용 및 고분자의 거동을 조사하였다. 이온성 액체는 methyl imidazolium chloride([MIM]Cl), butyl methyl imidazolium chloride([BMIM]Cl), tri-butyl methyl ammonium methyl sulfate([TBMA][ $MeSO_4$])를 사용하였으며, 21, 28, 32, $37^{\circ}C$로 온도를 변화시키며 상호작용의 변화를 UV-vis spectroscopy, FT-IR spectroscopy, photoluminescence spectroscopy를 통해 확인한 결과 이온성 액체인 [MIM]Cl, [TBMA][$MeSO_4$]와 PHVTT의 상호작용은 점차 약해짐을 확인할 수 있었지만, [BMIM]Cl은 온도 변화에 따른 상호작용의 변화를 보이지 않았다.
본 연구에서는 PF6를 음이온으로 하며, 이미다졸리움 계열의 양이온을 변화시키면서 2종의 소수성을 띠는 이온성 액체 전해질을 합성하였다. 합성한 이온성 액체는 1-benzyl-3-butylimidazolium hexafluorophosphate [BzBIM]PF6와 1-pentyl-3-butylimidazolium hexafluorophosphate [PBIM]PF6이며 이들 각각의 구조는 푸에리에 변환 적외선 분광기와 핵자기공명 분광기를 이용하여 분석하였다. 이와 함께, 합성한 이온성 액체 전해질의 물리적(점도, 이온전도도, 열적 안정성) 및 전기화학적 특성을 조사하고 비교 분석하였다. 그 결과, [BzBIM]PF6의 경우 [PBIM]PF6와 다르게 이미다졸리움 양이온에 π-π 분자 간 결합이 강하게 존재하는 벤질링 기능기를 가지고 있어서 열적 및 전기화학적 특성에서 더 우세한 안정성을 보여주었다.
화재 현장에서 수집된 화재증거물은 신뢰성 있는 용기에 수집, 보관 되어 감정기관으로 제공되어야 한다. 본 연구에서는 인화성 물질 5종(톨루엔, 노말옥탄, o-자일렌, 노말데칸, 노말헥사데칸)의 장판화재 증거물과 10 ${\mu}L$의 인화성 물질 5종을 적신 킴와이프스 종이를 4가지 용기(금속캔, 유리병, 나일론 지퍼백, 나일론 실링 백)에 두고, 온도 및 보관 기간에 따라 보관한 후 시료 속의 인화성 물질 잔존 유무를 가스크로마토그래프/질량분석기를 이용하여 확인하였는데, 그 결과 테프론이 코팅된 마개를 가진 유리병의 경우가 $60^{\circ}C$에서 22일 동안 보관하여도 5종의 화학물질이 검출이 가능하여, 유리병이 보관 성능이 가장 우수함을 확인하였다.
본 논문에서는 친환경 촉매 중 하나인 이온성액체를 이용한 이소부탄 알킬레이션 반응에 대해서 연구하였다. 산성 이온성액체 중 하나인 1-Octyl-3-methylimidazolium-bromide-aluminum chloride를 촉매로 사용하였다. 최적의 반응조건을 규명하기 위하여 액체공간속도, 반응온도 및 이온성액체의 조성에 따른 반응성능에 대하여 조사하였다. 일정한 실험 조건에서 반응온도의 경우 $80^{\circ}C$에서 최적의 반응성능을 보였고 이온성액체의 조성은 음이온 비가 0.56인 경우 우수한 반응특성을 보였다. 또한 반응조건에 따른 생성물의 수율을 예측할 수 있는 모델식을 통계학적 접근을 통해 완성하였다.
Ionic liquids (ILs) have been extensively investigated as promising alternatives to conventional organic solvents such as sulfolane and N,N-dimethylformamide for the selective extraction of aromatic hydrocarbons from the $C_6-C_{10}$ hydrocarbon mixtures produced from the cracking processes of naphtha and light oils. The most important advantage of ILs over conventional organic solvents is that they are immiscible with aliphatic hydrocarbons, and thus the back extraction of ILs from the raffinate phases and top hydrocarbon-rich layers is not necessary. In this paper, a brief review on the state of the art in the utilization of ILs for aromatics separation is presented.
The capture of $SO_2$ at or close to the temperatures of real flue gas is much more attractive in application. In this work, two kinds of ionic liquids (ILs) based on lactate anion were used to absorb $SO_2$ at high temperatures from 100 to $120^{\circ}C$. The ILs show high absorption capacities of over one mol $SO_2$ per mol IL at $110^{\circ}C$. The absorption of $SO_2$ by the ILs based on lactate anion is reversible and the ILs can be reused for the capture of $SO_2$ at high temperatures with high absorption capacity and thermal stability. Furthermore, the absorption mechanism of $SO_2$ by the ILs was studied by FT-IR, $^1H$ NMR and $^{13}C$ NMR spectra. It has been found that there are strong chemical interactions between the ILs and $SO_2$. Also the absorption mechanism is different when there is water present in ILs compared to when there is not.
Mechanisms underlying the impacts of interactions between carbon nanoparticles (CNPs) and ionic liquids (ILs) on the physicochemical behavior of CNPs need to be more full worked out. This manuscript describes a theoretical investigation at multiple levels on the interactions of fullerene $C_{60}$ with 21 imidazolium-based ILs of varying alkyl side chain lengths and anionic types and their impacts on $C_{60}$ dispersion behavior. Results show that ${\pi}$-cation interaction contributed to mechanism of the $C_{60}$-IL interaction more than ${\pi}$-anion interaction. The calculated interaction energy ($E_{INT}$) indicates that $C_{60}$ can form stable complex with each IL molecule. Moreover, the direction of charge transfer occurred from IL to $C_{60}$ during the $C_{60}$-IL interaction. Quantitative models were developed to evaluate the self-diffusion coefficient of $C_{60}$ ($D_{fullerene}$) in bulk ILs. Three interpretative molecular descriptors (heat of formation, $E_{INT}$, and charge) that describe the $C_{60}$-IL interactions and the alkyl side chain length were found to be determinants affecting $D_{fullerene}$.
본 논문에서는 액체의 전기 전도도를 저잡음으로 검출하기 위하여 동기복조를 이용하는 전도도 검출기를 설계한다. 이를 위하여 검출기는 반송파 발생기, 전도도 검출 셀, 전류-전압 변환기 및 동기 복조기로 구성하며, 복조기의 대역폭을 조정하여 검출기의 신호 대 잡음비(SNR)를 개선함으로써, 액체의 극미한 전도도도 용이하게 측정할 수 있도록 한다. 이의 응용 예로써, 반도체 공정의 공기감시용 전도도 검출기를 동기복조를 이용하여 설계하며, 실험을 통하여 설계의 타당성을 확인한다. 실험 결과, 검출기는 설계 성능에 부합하는 특성을 나타내므로, 동기복조를 이용한 전도도 검출기는 액체의 극미한 전도도 측정에 유용하게 사용될 수 있음을 입증하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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