A back propagation artificial neural network model with one hidden layer is established to correlate the liquid-liquid equilibrium data of hydrocarbon-water systems. The model has four inputs and two outputs. The network is systematically trained with 48 data points in the range of 283.15 to 405.37K. Statistical analyses show that the optimised neural network model can yield excellent agreement with experimental data(the average absolute deviations equal to 0.037% and 0.0012% for the correlated mole fractions of hydrocarbon in two coexisting liquid phases respectively). The comparison in terms of average absolute deviation between the correlated mole fractions for each binary system and literature results indicates that the artificial neural network model gives far better results. This study also shows that artificial neural network model could be developed for the phase equilibria for a family of hydrocarbon-water binaries.
The tie lines delineating ion-exchange equilibria between NiFe2O4-NiCr2O4 spinel solid solution and Fe2O3-Cr2O3 corundum solid solution were determined at 900, 1000, and 1200 ℃ by electron microprobe and energy dispersive X-ray analysis of oxide phases, using the flux growth technique. Activities of the spinel components were calculated from the tie lines, assuming Temkin's ideal mixing in the corundum solid solution. The spinel phase could be expressed by a regular solution with negative deviations from ideality. The Gibbs free energies of mixing for spinel solid solution were discussed in terms of the cation distribution model, based on site preference energies and assuming random mixing on both tetrahedral and octahedral sites.
An approximate molecular theory of classical fluids based on the nonrandom lattice statistical-mechanical theory is presented. To obtain configurational Helmholtz free energy and equation of state (EOS), the lattice-hole theory of the Guggenheim combinatorics is approximated by introducing the nonrandom two-fluid theory. The approximate nature in the derivation makes the model possible to unify the classical lattice-hole theory and to describe correctly the configurational properties of real fluids including macromolecules. The theory requires only two molecular parameters for a pure fluid. Results obtained to date have demonstrated that the model correlates quantitatively the first- and second-order thermodynamic properties of real fluids. The basic simplicity of the model can readily be generalized to multicomponent systems. The model is especially relevant to (multi) phase equilibria of systems containing molecularly complex species.
Precambrian metamorphic rocks of the Gapyeong-Cheongpyeong area consist of banded gneiss, augen gneiss, leucocratic gneiss, quartz schist and quartzite, together with minor intercalations of serpentinite, amphibolite and marble. Mineral assemblages of meta-sedimentary rocks are classified into three types: sillimanite-free; sillimanite-bearing; and sillimanite+K-feldspar-bearing assemblages. Compositions of metamorphic phases depend on the type of mineral assemblages. In particular, the Ca contents of plagioclase and garnet are high in sillimanite-free assemblges. Kyanite occurs in three samples, and coexists with sillimanite in one sample. The presence of kyanite indicates that metamorphic rocks of the study area have experienced the Barrovian type metamorphism. Peak metamorphic conditions estimated from various geothermobarometers and phase equilibria are 618-674$^{\circ}C$ and 6.5${\pm}$2.0 kbar for sillimanite-free assemblages, and 701-740$^{\circ}C$ and 4.4${\pm}$0.8 kbar for sillimanite-bearing assemblages, respectively. Furthermore, a clockwise P-T-time path is deduced for the study area, based on the following observations: (1) the polymorphic transition of kyanite to sillimanite, (2) the occurrence of sillimanite and K-feldspar belonging to the upper amphibolite facies, and finally (3) the retrograde metamorphism characterized by muscovite-, chlorite-, and actinolite-bearing assemblages.
The binary phase equilibrium experiments of carbon dioxide/1,2,3,4 ${\alpha}$-tetrahydro-1-naphthol(${\alpha}$-tetralol) system were conducted to get phase equilibrium and mixture density data at 313.2K, 343.2K and 373.2K and within pressure ranges of 6.0 MPa to 35.0MPa. The phase equilibrium apparatus was type that circulated the vapor and liquid phase, the expended volume measuring system was adopted to microsampling technique for the analysis. The phase equilibrium and mixture density data were obtained for carbon dioxide/${\alpha}$-tetralol system from liquid and vapor phase. The mole fraction of carbon dioxide in liquid phase decreases and the mole fraction of ${\alpha}$-tetralol in vapor phase increases at constant pressure according to increment of temperature, and both the densities of the vapor and liquid phase approach to the mixture critical density as the pressure increases at any temperature. For she thermodynamic analysis, the experimental data were correlated with Peng-Robinson equation in cubic equation of state and compared to theoretical values of carbon dioxide/${\alpha}$-tetralol system. The AAD result was in the range of 1.08%~8.93% in the case of K(1), and was in the range of 45.71%~72.34% in the case of K(2).
The phase diagram of the Pt-Sb system was reinvestigated, using the conventional sealedcapsule technique. The identification of phases present in the reaction products was made by reflected light microscopy, X-ray diffraction and electron microprobe analysis. The existence of compounds, Pt5Sb, Pt3Sb, Pt3Sb2, PtSb and PtSb5 was confirmed. A new phase, Pt5Sb with a composition of 83at% Pt and tetragonal structure of the lattice parameters a=3.948(3), c=16.85(1)A, was found. The X-ray powder data of Ptsb may be indexable on a tetragonal cell with a=3.9455(7), c=16.959(5)A. PtSb is stoichiometric up to 800t and becomes Pt-deficient as much as lat% at 1000t. Solid solubility limits of Sb in Pt were determined to be 7.5,10.0 and 6.1at% at 1000˚,800˚ and 600˚ , respectively. The earlier reported Pts Sbf was not found in this study. The liquidus curve between the Ptsb2 and Sb phases was revised.
Lee, Jong-Won;Lu, Hailong;Moudrakovski, Igor L.;Ratcliffe, Christopher I.;Ripmeester, John A.
한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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2010.06a
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pp.215.1-215.1
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2010
가스 하이드레이트는 작은 고체 부피 내에 막대한 양의 가스를 저장할 수 있다는 특성으로 인하여, 최근 천연가스 혹은 메탄의 저장 매체로 활용하기 위한 연구가 활발히 진행중에 있다. 하지만 실제 응용을 위해서는 미세구조 분석이 수행되어 하이드레이트 형태로 저장할 수 있는 정확한 저장 용량을 파악할 필요가 있다. 본 연구에서는 여러가지의 고리형 에테르, 고리형 에스테르 및 고리형 케톤 화합물들을 테스트하여 메탄 가스와 반응하는 6가지의 새로운 sII 혹은 sH 하이드레이트 형성제를 파악하였다. 또한 새로이 발견된 형성제 모두에 대하여 하이드레이트 상평형도 측정하였다. 얻어진 상평형 데이터는 하이드레이트 안정영역과 게스트 분자 크기 간에 뚜렷한 상관관계가 있음을 입증하였다. 아울러 형성된 하이드레이트 샘플은 고체 분말 X-선 회절과 고체상 13C NMR 분석을 수행하여 하이드레이트 구조와 게스트 포집률을 조사하였다. 마지막으로, 비슷한 화학 구조식을 갖고 있음에도 2-methyltetrahydrofuran과 3-methyltetrahydrofuran, 혹은 4-methyl-1,3-dioxane과 4-methyl-1,3-dioxolane은 서로 다른 하이드레이트 결정 구조를 보여 주었는데, 이러한 차이는 하이드레이트 결정 구조를 결정짓는 게스트 분자 크기, 즉 임계 게스트 분자 크기를 파악하는 데에도 매우 유용한 정보를 제공할 수 있을 것이라 판단된다.
(001)방향 GaAs 기판과 Si/Co 박막의 계면반응 및 상평형에 관한 연구를 300-$700^{\circ}C$ 열처리 구간에서 행하였다. 반응에 의한 상전이 과정은 glancing angle X-ray diffraction(GXRD), Auger electron spectroscopy(AES) 및 cross-sectional transmission electron microscopy(GXRD), Auger electron spectroscopy(AES) 및 corss-sectional transmission electron microscopy(XTEM)을 이용하여 분석하였다. Si/Co/GaAs계의 계면반응에서 Co는 $380^{\circ}C$에서 GaAs 기판 및 Si와 반응하여 Co2GaAs과 Co2Si상을 형성하였다. $420^{\circ}C$에서 열처리 후, Co층은 모두 소모되었으며 단면구조는 Si/CoSi/CoGa(CoAs)/Co2GaAs/GaAs으로 전이되었다. $460^{\circ}C$까지 온도를 올려 계속적인 반응을 일으키면 CoGa와 CoAs이 분해되면서 CoSi가 성장하였고, $600^{\circ}C$에서는 Co2GaAs마저 분해되고 CoSi상이 성장하여 GaAs와 계면을 형성하였다. CoSi와 GaAs사이의 계면은 $700^{\circ}C$의 고온까지 안정하였으며 이러한 계면반응 결과는 계산에 의하여 구한 Si-Co-Ga-As 4원계 상태도로부터 이해될 수 있었다.
TBAB (Tetra-n-butyl ammonium bromide)는 상압에서 semi-clathrate를 형성하는 물질로서 최근 열역학적 촉진제 및 기체 저장 물질로서 주목받고 있다. 본 연구에서는 가스 하이드레이트 형성 시TBAB가 열역학적 촉진제로서 미치는 영향을 알아보기 위해 다양한 농도 (5, 10, 40, 60 wt%)의 TBAB를 $CH_4\;+\;H_2O$계, $CO_2\;+\;H_2O$계, $N_2\;+\;H_2O$계에 첨가하여 가스 하이드레이트 3상 평형 (H - LW - V)을 측정 하였다. 실험 결과 TBAB의 조성에 따른 촉진경향은 각 계가 유사하지만, 촉진 정도는 $N_2\;+\;H_2O$ 계가 앞의 두계에 비해 월등히 큰 것을 알 수 있었다. 또한, TBAB 농도가 40 wt% 일때 촉진효과가 가장 크게 나타났으며, 그 이상의 농도에서는 반대로 촉진효과가 감소하는 것을 알 수 있었다. 이는 혼합 하이드레이트 형성에 참여하지 못한 TBAB가 가스 하이드레이트 형성을 억제하기 때문으로 사료된다. 결과적으로 가스하이드레이트 공정에 TBAB를 열역학적 촉진제로서 적용할 경우 촉진효과가 가장 큰 40 wt% 범위의 농도로 사용하는 것이 가장 적절할 것으로 사료된다. 본 실험에서 얻어진 결과는 가스 하이드레이트 형성을 이용한 천연가스 수송/저장법을 위한 연구뿐만 아니라 기체 분리 공정 개발과 관련된 연구의 중요한 기초 자료가 될 것이다.
본 연구에서는 알콜계 물질인 1-propanol과 2-propanol이 가스 하이드레이트 형성과정에서 격자내로 포집됨과 열역학적 촉진제로서 작용함을 알아보기 위해 $CH_4$ (또는 $CO_2$) + 1-propanol (또는 2-propanol) + 물계의 가스 하이드레이트 3상 평형 (하이드레이트(H) - 물(Lw) - 기상(V))을 측정하였으며, $^{13}C$ NMR 분석을 하였다. 1.0, 5.6, 10 mol%의 농도 1-propanol (또는 2-propanol) 용액을 가스 하이드레이트 계에 첨가하여 3상 평형을 측정한 결과, $CH_4$ 하이드레이트의 경우 전반적으로 촉진현상을 보였으며 5.6 mol%에서 가장 큰 촉진효과가 나타났다. 하지만 $CO_2$ 하이드레이트의 경우 순수 $CO_2$ 하이드레이트에 비해 저해효과가 나타났으며 농도가 높아질수록 저해현상은 커짐을 확인할 수 있었다. $^{13}C$ NMR을 통한 동공점유 특성과 하이드레이트 구조 분석 결과 $CH_4$ + 1-propanol (또는 2-propanol)은 구조-II를 형성하며 1-propanol (또는 2-propanol)이 동공에 포집되어 있음을 확인할 수 있었다. 이상의 결과로부터 알콜계 물질이 단순히 저해제로만 작용하지 않고 가스 하이드레이트 형성에 참여하는 촉진제로 작용할 수 있다는 사실을 알 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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