• 한국광물학회지
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• 제15권3호
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• pp.195-204
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• 2002

광물조성과 노출표면적(exposed surface area)은 토양풍화속도 계산모델에 영향을 미치는 중요한 요인들이다. PROFILE 등 기존의 풍화속도 계산모델에서는 입도분석자료에 기초한 기하학적 계산값이나 $N_2$-BET 비표면적 등을 그대로 노출표면적으로 적용하고 있다. 그러나, 토양은 광물과 유기물의 혼합체로써 노출표면적을 정확히 구하기는 상당히 어려운 것이 사실이다. 본 연구에서는 유기물의 영향에 의한 토양광물의 노출표면적변화를 토양 깊이에 따른 peroxidation 전후의 N2-BET 비표면적값을 통해 살펴보고, 토양칼럼실험을 이용하여 풍화속도의 차이를 살펴보았다. 실험결과 peroxidation 후의 $N_2$-BET 비표면적은 1.68~4.87 $m^2$/g의 범위에서 증가하였으며, 깊이에 따라 증가하는 범위가 감소하는 경향을 보여주었다 이는 부식산 등 토양표면에 농집되어 존재하는 다양한 형태의 유기산 등이 광물의 노출표면적을 감소시키고 있다는 것을 의미한다고 할 수 있다 기존의 토양풍화속도 모델에서 토양광물 노출표면적변화 계산에 있어서 광물-유기산간의 결합에 의한 영향을 결합세기 측면에서 고려하고 정량화 하는 것이 향후과제라고 생각된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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• pp.149-149
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• 2023

미세플라스틱은 입자크기가 5 mm 이하인 플라스틱으로 정의되며, 수계로 유입된 미세플라스틱은 내분비계 교란물질로 작용하여 생태계에 환경독성을 유발하고 오염물질을 흡착·운반할 수 있는 독성 물질의 매개체로서 미세플라스틱의 위해성에 대한 우려가 증가하고 있다. 본 연구는 수용액에서 다양한 미세플라스틱의 납(Pb) 흡착특성을 평가하고 미세플라스틱의 비표면적에 따른 흡착 효과를 비교하고자 하였다. 플라스틱 종류 중 HDPE (High-density Polyethylene)와 PVC (Polyvinyl Chloride)를 각각 세 가지 크기(Group 1: 2.5 mm - 1.0 mm, Group 2: 1.0 mm - 0.3 mm, Group 3: < 0.3 mm)로 제조하여 분류하였으며, 미세플라스틱 입자크기의 비표면적은 BET(Brunauer, Emmett, Teller)분석을 통하여 측정하였다. 담수환경 조성을 위해 pH 7로 조절한 Pb 용액의 농도(0, 0.5, 1, 5, 10, 30 mg/L)별 흡착실험을 수행하였으며 실험결과를 3가지 흡착등온식(Langmuir, Freundlich, Sips 모델)을 사용하여 미세플라스틱에서 Pb 흡착 거동을 나타내었다. BET 분석 측정결과, PVC의 경우 Group 3 > Group 2 > Group 1 순으로 PVC의 입자크기가 작을수록 비표면적이 크게 나타났으며, HDPE 비표면적 또한 비슷한 경향을 보였다. HDPE와 PVC에서 Pb의 흡착은 Langmuir 모델(R² > 0.97)과 Freundlich 모델(R² > 0.82)보다 Sips 모델(R² > 0.98)이 흡착 거동을 설명하기에 가장 적합하였다. 최대흡착능(Q_m) 상수는 입자크기가 작아질수록 흡착능이 높아지는 추세를 보였으며, 흡착세기(K_F)와 흡착강도(n^-1)는 각 플라스틱의 Group 3(HDPE K_F = 0.028, PVC K_F = 0.032; HDPE n^-1 = 0.225, PVC n^-1 = 0.547)에서 가장 높게 나타났다. 본 연구를 통해 HDPE와 PVC에서 Pb의 흡착특성은 Sips모델로 설명이 가능했으며, 이에 따라 Pb 흡착과정에 복수의 흡착메커니즘이 작용하고 있음을 유추해볼 수 있었다. 미세플라스틱의 입자크기와 비표면적이 Pb 흡착량에 영향을 미치는 것을 알 수 있었으며, 미세플라스틱이 중금속을 흡착하여 생물체 내로 전이시킬 수 있는 매개체 역할의 가능성을 확인하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권4호
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• pp.588-595
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• 2020

반도체 산업용 9N 이상의 초고순도 N₂, Ar 등 불활성 가스 제조를 위해 가스 정제공정에 사용되고 있는 Ni 촉매의 물성 평가 및 촉매적 특성을 확인하였다. 조성이 다른 원기둥 형태의 C1, 츄러스 형태의 C2의 두 가지 Ni 촉매에 대해 비교 평가를 진행하였다. Ni 촉매의 형상과 미세구조를 분석하기 위해 광학현미경과 FE-SEM을 이용하였으며, 조성 확인 및 물성을 분석하기 위해 EDS, XRD, 그리고 micro-Raman 분석을 이용하였다. 또한 Ni 촉매의 비표면적 및 촉매적 특성을 확인하기 위해 BET, Pulse Titration 분석을 진행하였다. 조성 분석결과, C1의 경우, 상대적으로 graphite가 불순물로 다량 포함되어 있는 것을 확인하였으며, C2는 C1에 비해 Ni의 함량이 높은 것을 확인하였다. 비표면적 분석 결과, C2의 비표면적이 C1보다 약 1.69배 정도 큰 것을 확인할 수 있었다. 촉매적 특성분석 결과, 상온에서 O₂와 CO 불순물 제거 정도가 C2가 우수함을 확인하였다. 따라서 반도체 산업용 초고순도 불활성 기체 제조를 위한 Ni 촉매로는 불순물이 적고, 비표면적이 크며, 상온에서 O₂와 CO 제거 성능이 우수한 C2가 적합함을 확인하였다.

• 자원리싸이클링
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• 제14권1호
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• pp.47-54
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• 2005

본 연구에서는 농산물 폐기물인 국산 포도씨를 원료로 사용하여 roasting, cabonization, chemical activation 과정을 각각 거쳐 활성탄을 제조하였다. 화학적 활성화는 NaOH, KOH, ZnCl$_2$를 활성화제로 사용하였다. 100-300wt%의 중량비율로 활성화하여 제조된 활성탄의 N$_2$-BET 비표면적은 44.09~121.33 m$^2$/g으로 측정되었다. 포도씨 활성탄에 메틸렌 블루를 흡착 시킨 후 UV spectrometer를 사용하여 투광도를 측정하였으며, 투광도 측정 시 메틸렌 블루의 최대 흡광파장은 660 nm로 설정하였다. 그 결과 메틸렌블루의 흡착은 NaOH 활성화제를 사용하여 제조한 활성탄에서 가장 잘 이루어졌으며, 평형 흡착 시간은 60분인 것으로 나타났다.

• 폴리머
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• 제26권4호
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• pp.445-451
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• 2002

본 연구에서는 실리카의 표면처리를 위해 실란 커플링제인, ${\gamma}$-methacryloxy propyl trimethoxy silane (MPS), ${\gamma}$-glycidoxy propyl trimethoxy silane (GPS), and ${\gamma}$-mercapto propyl trimethoxy silane (MCPS) 등을 사용하여 실리카 흡착특성과 기계적 계면물성에 대하여 고착하였다. 실란처리에 따른 실리카의 평형 확산압력, 표면 자유에너지, 비표면적을 BET법을 이용한 $N_2$/77 K 기체 흡착을 통하여 알아보았다. 본 실험결과 신란처리에 의해 실리카 표면에 도입된 비극성 관능기로 인해 실리카의 비표면적, 평형 확산압력, 표면 자유에너지의 비극성 요소가 증가하였으며 결과적으로 실리카/고무 복합재료의 기계적 계면 물성인 tearing energy ($G_{mc}$)가 향상되었음을 확인할 수 있었다. 그리고 MPS로 표면처리한 경우가 GPS, MCPS에 비해서 우수한 기계적 계면물성을 나타남을 관찰할 수 있었다.

• 방사성폐기물학회지
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• 제15권3호
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• pp.207-218
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• 2017

본 연구에서는 열분해잔사유(Pyrolysis Fuel Oil, PFO)를 이용한 Pitch계 활성탄소섬유를 제조하였다. 제조한 Pitch안정화 섬유의 탄화 및 활성화 온도를 850, 880, $900^{\circ}C$로 달리하여 각각 다른 샘플의 기공형성에 대한 영향을 알아보기 위해 BET와 SEM을 이용하여 비교 분석하였다. 세 가지 샘플 ACF850, ACF880, ACF900를 분석한 결과 ACF880의 비표면적과 미세기공표면적이 각각 $1,420m^2{\cdot}g^{-1}$, $1,270m^2{\cdot}g^{-1}$으로 가장 높았으며, 외부비표면적과 BJH흡착누적공극표면에서 가장 낮은 중기공표면적이 도출되었다. 또한 $N_2$가스 등온흡착곡선을 분석한 결과, 미세기공의 분포가 균일한 것을 확인할 수 있었다. ACF880은 흡착률 및 흡착속도에서도 가장 높은 결과값을 보이며, 흡착속도는 미세기공표면적과 비례하며 중기공표면적과 반비례함을 알 수 있었다. 제조한 Pitch계 활성탄소섬유를 라돈 연속측정방법을 통해 48시간 동안 측정한 결과 샘플 모두 라돈 흡착성능을 보였다. 제조한 샘플 중 ACF880이 34.0%로 가장 높은 흡착률을 보였으며, ACF850이 29.5%로 가장 낮은 흡착률을 나타내었다. 이는 비표면적이 높을수록 흡착률이 높아지는 것을 알 수 있었다. 이를 선형회귀선 기울기로 환산하여 흡착속도로 확인한 결과 ACF880이 -1.89로 가장 빠른 것을 확인하였으며, ACF900이 -1.48로 가장 낮은 흡착속도를 보여 미세기공표면적이 높을수록, 중기공표면적이 낮을수록 흡착속도가 증가하는 것을 알 수 있었다.

• 한국세라믹학회지
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• 제38권10호
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• pp.928-935
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• 2001

본 연구에서는 PAN계 안정화섬유를 원료로 하여 수증기를 이용한 물리적 활성화에 의해 여러 등급의 활성탄소섬유를 제조하고, 비표면적, 요오드 흡착량, 미세구조, 세공구조 등을 측정하여 제조조건에 따른 그 특성변화를 고찰하였다. 수증기를 이용한 물리적 활성화에서 기존의 탄화과정과 활성화과정의 2단계를 이용한 공정과, 탄화공정과 활성화 공정을 동시에 수행하는 1단계 활성화과정을 비교함으로써 저가로 활성탄소섬유를 제조할 수 있는 제조방법을 연구하였다. 2단계 법에서는 안정화 섬유를 $900^{\circ}C$에서 탄화한 후 이를 다시 $900^{\circ}C$에서 활성화하는 방법으로 $1019m^2/g$의 비표면적을 갖는 활성탄소섬유를 얻었으나 1단계 방법에서는 $900^{\circ}C$에서 $1636m^2/g$의 비표면적을 갖는 활성탄소섬유를 제조하였다. 이들 활성탄소섬유 사이에는 비표면적, 요오드 흡착력, 기공분포 등이 서로 차이가 있음에도 불구하고, Brunauer-Deming-Deming-Teller(BDDT)에 의한 분류에서는 제I형을 나타내는 공통점도 가지고 있었다.

• 대한환경공학회지
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• 제30권6호
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• pp.673-679
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• 2008

본 연구에서는 실리카 원으로 tetraethylorthosilcate(TEOS)를 이용하고, template로 cetyltrimethylammonium bromide(CTMABr)을 사용하여 메조포러스 실리카(mesoporous silica)를 수열합성 하였다. 최적의 합성 조건을 알기 위해 template와 실리카의 몰비를 조절하였다. 메조포러스 실리카의 표면 성질과 구조는 XRD, SEM 그리고 BET를 이용하여 살펴보았다. 비표면적($S_{BET}$), 전체 기공부피(V$_T$), 그리고 평균 기공지름(D$_{BJH}$)을 포함하는 N$_2$ 등온 흡착 특성은 BET식을 이용하여 확인하였다. 또한, 메조포러스 실리카의 Pb(II)와 Cd(II)의 흡착 특성은 Zeta potential과 ICP를 이용하여 측정하였다. 그 결과, N$_2$ 등온 흡착으로부터 S$_{BET}$는 100$\sim$1,500 m$^2$/g이었으며, 평균 기공 크기는 2$\sim$4 nm이었다. 메조포러스 실리카의 Pb이온과 Cd이온의 흡착 특성은 용액의 pH변화에 의존하였고, 기존의 흡착제인 실리카겔보다 더 좋은 흡착 거동을 보였다.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2000년도 추계학술대회
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• pp.233-236
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• 2000

산업화에 따라 발생하는 산업폐수에는 많은 종류의 유해한 유기물들이 함유되어 있으며, 이러한 유독성 유기물을 제거하기 위하여 많은 연구가 진행되어 왔으나. 기존의 처리 방법들은 2차 환경오염을 유발한다는 문제점을 갖고 있다. 최근 폐수처리에 광촉매를 이용한 광분해 반응이 기존의 처리방법들에서 나타날 수 있는 문제점과 폐수중의 유독성 유기물을 제거할 수 있는 환경친화적 공정이라는 보고가 있은 후 광촉매에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 광촉매 TiO₂의 표면특성을 XRD, SEM 및 BET를 사용하여 자세히 고찰하였다. XRD 결과 Degussa P25는 anatase 구조와 rutile 구조가 섞인 형태였으며, Aldrich Degissa TiO₂는 100% anatase 구조, KIER TiO₂는 100% rutile 구조를 가졌고 SEM 결과 Aldrich와 Degussa TiO₂의 입자형태는 작은 입자들이 뭉쳐있는 형태였으나 KIER TiO₂는 작은 입자들이 독립적으로 분리된 타원형으로 입자크기가 가장 컸다. 반면 BET 결과 Degussa TiO₂의 비표면적이 59㎡/g으로 Aldrich TiO₂(6㎡/g)나 KIER TiO₂(14 ㎡/g)에 비하여 매우 큼을 알 수 있었다.

• 공업화학
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• 제23권2호
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• pp.190-194
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• 2012

다양한 상용 $TiO_2$ 담체를 이용한 10 wt%의 Mn계 촉매를 습윤함침법으로 제조하여 $NH_3$에 의한 NO의 저온 선택적 촉매환원법(SCR) 반응 특성을 연구하였다. 촉매의 특성은 BET, XRD, XPS 그리고 TPR과 같은 물리화학적 분석을 통해 수행되었다. MnOx/$TiO_2$ 촉매의 MnOx 표면밀도는 비표면적에 영향을 받는다. 고분산된 망간산화물에 의한 낮은 MnOx surface density로 저온 SCR 활성이 증가하고 망간산화물의 $MnO_2$에서 $Mn_2O_3$로 환원되는 온도가 감소되었다. 우수한 SCR활성을 위해서는 망간산화물을 높은 비표면적을 가진 $TiO_2$에 담지되어야 하고 고분산된 비정질종이 존재해야 한다.