The Sulfur-Iodine(SI) thermochemical hydrogen production process consists of three sections, which are so called the Bunsen reaction section, the $H_2SO_4$ decomposition section and the HI decomposition section. In order to identify the phase separation characteristics in the reaction conditions with the high solubility of $SO_2$, we conducted the Bunsen reaction at the low temperatures, ranging from 283 to 298K, with the $I_2/H_2O$ molar ratios of 2.5/16.0 and 3.5/16.0. The molar ratios of HI/$H_2SO_4$ products obtained from low temperature Bunsen reactions were ca. 2, indicating that there were no side reactions. The amount of reacted $SO_2$ was increased with decreasing the temperature, while the amounts of unreacted $I_2$ and $H_2O$ were decreased. In the phase separation of the products, the amount of a $H_2SO_4$ impurity in $HI_x$ phase was increased with decreasing the temperature, though the temperature has little affected on HI and $I_2$ impurities in $H_2SO_4$ phase.
본 연구에서는 고압하에서 이산화탄소와 이소프로필 알코올과의 이성분계에 대한 상평형데이터를 얻기 위해 실험을 수행하였다. 실험장치는 정지형 (static type)을 사용하였으며, 정확도를 실험하기 위해 $80^{\circ}C$에서 이산화탄소-이소프로필 알코올계의 실험을 수행하여 Radosz의 실험결과와 비교하였다. 이산화탄소-이소프로필 알코올과의 이성분계 상거동 실험은 온도 40, 60, 80, 100, 그리고 $120^{\circ}C$에서 실험하였으며, 이때 압력은 41~133 bar 범위였다. 이산화탄소-이소프로필 알코올계에 대해 동일한 압력에서 용해도는 온도가 증가함에 따라 증가함을 알 수 있다. 또한 순성분 이산화탄소와 이소프로필 알코올의 증기압을 서로 연결하는 혼합물 임계곡선을 나타내었다. 본 연구에서 실험한 결과를 statistical associating fluid theory (SAFT)상태방정식에 의해 계산하였으며, 그 결과 온도에 독립적인 두 파라미터에 의해 곡선을 결정하였다.
수산화물, 탄산염 및 수산화아파타이트(HAp)의 형성과 해리는 용액의 pH에 따라 달라지며 $Ca-PO_4-H_2O$계로부터 균질하고 미세한 HAp, $Ca_{10-x}(HPO_4)_x(PO_4)_{6-x}(OH)_{2-x}(x=0)$, 세라믹 분말을 제조하는데 매우 중요한 인자가 된다. 각 복합이온의 용해도는 pH와 직선적인 관계에 있으므로 용해도 도형은 수산화물, 탄산염 및 수산화아파타이트(HAp)의 평형상수와 용해도적으로부터 계산된 대수 몰농도로 그릴 수 있다. $Ca-PO_4-H_2O$계로부터 $25^{\circ}C$에서 단일상의 $Ca_{10-x}(HPO_4)_x(PO_4)_{6-x}(OH)_{2-x}(x=0)$ 분말을 제조하기 위한 최적의 pH조건은 이론적인 고찰 결과 $10.5{\pm}0.5$로 결정되었다. 실온에서 제조하여 $80^{\circ}C$에서 건조시킨 HAp분말은 75nm의 입자크기를 갖는 미세한 응집분말 이었으며, $1,000^{\circ}C$에서 하소시킨 HAp분말은 450nm 크기의 거의 균질한 형태의 분말을 얻었다. HAp분말들이 응집되어 있었지만 소결후 미세구조는 양호하여 우수한 기계적 특성을 보유하였다.
자외선차단 제형은 내수성이 중요하므로 수상이 유상에 분산되는 water-in-oil (W/O) 에멀젼으로 만드는 것이 바람직하다. 이 경우에는 오일 특유의 무겁고 끈적이는 사용감 때문에 이를 보완하는 방법으로 실리콘계 오일을 사용한다. 이러한 오일은 유기 자외선차단제와의 상용성이 낮아 에멀젼의 안정성에 문제가 되고 있다. 본 연구에서는 자외선차단 제형의 W/O 에멀젼에서 다양한 오일들 간의 상용성을 Hansen solubility parameter(HSP)를 이용하여 수치적으로 도출하였다. HSP는 물질의 분산, 극성 및 수소 결합을 나타내는 지표로 물질간의 상용성을 판단하는데 유용하다. 본 연구에서는 HSP가 다른 다양한 오일을 선정하여 W/O 에멀젼을 제조하고 제형의 시간에 따른 점도 변화 및 안정성을 조사하여 HSP 수치와의 상관관계 또는 일치성을 고찰하였다. HSP를 이용하면 상용성이 높은 오일 선택을 용이하게 할 수 있었다. 또한, W/O 에멀젼에서 유상의 상용성이 높으면 점도의 경시변화가 작았으며 freeze-thaw cycle (-15 ℃ ~ 45 ℃) 조건에서 안정성이 향상된 것을 확인하였다. 향후 HSP를 통해 성분 구성을 최적화한다면 사용감이 우수하면서 안정성을 확보한 W/O형 자외선차단 제형 개발에 도움이 될 것이라 기대된다.
휘발성 유기물질(VOC)은 많은 경로를 통해 발생되는데, 독성이 있을뿐 아니라 발암물질을 포함하고 있으므로, 이들 물질 제거는 매우 중요하다. 본 연구에서는 휘발성 유기물질 처리를 위해 활성탄을 사용할 경우 처리와 설계를 위해 흡착능력의 연구가 반드시 필요하다. 그러므로, 본 연구에서는 사용할 화합물에 대한 가스 상태의 등온흡착선을 물리적 특성과 액화상태의 등온흡착선으로 부터 예측하였다. 이를 위해 이용된 방법이 quantitative structure-activity relationships(QSAR) 방법이다. 가스 상태의 등온흡착선을 분자연결제수($^2{\chi}$)와 헨리의 계수, 또는 용해도와 가스 상태의 평형농도에 의해서 예측 할 수 있었다. 연구결과, Freundlich 모델을 근거로한 가스 상태의 등온흡착선은 ${\log}\;a_g=0.238\;^2{\chi}+0.573\;{\log}\;H_a+4.330(r^2=0.94)$ 이었다. 결과적으로, 저흡착능력 범위에서 Freundlich 이론을 근거로한 이 방법은 시간소비적 실험을 통하지 않고도 가스 상태의 등온흡착선을 예측할 수 있다는 것을 제시하고 있다.
Toni Karlsson;Cynthia Adkins;Ruchi Gakhar;James Newman;Steven Monk;Stephen Warmann
방사성폐기물학회지
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제21권1호
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pp.55-64
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2023
There is a gap in our understanding of the behavior of fused and molten fuel salts containing unavoidable contamination, such as those due to fabrication, handling, or storage. Therefore, this work used calorimetry to investigate the change in liquidus temperature of PuCl3, having an unknown purity and that had been in storage for several decades. Further research was performed by additions of NaCl, making several compositions within the binary system, and summarizing the resulting changes, if any, to the phase diagram. The melting temperature of the PuCl3 was determined to be 746.5℃, approximately 20℃ lower than literature reported values, most likely due to an excess of Pu metal in the PuCl3 either due to the presence of metallic plutonium remaining from incomplete chlorination or due to the solubility of Pu in PuCl3. From the melting temperature, it was determined that the PuCl3 contained between 5.9 to 6.2mol% Pu metal. Analysis of the NaCl-PuCl3 samples showed that using the Pu rich PuCl3 resulted in significant changes to the NaCl-PuCl3 phase diagram. Most notably an unreported phase transition occurring at approximately 406℃ and a new eutectic composition of 52.7mol% NaCl-38.7mol% PuCl3-2.5mol% Pu which melted at 449.3℃. Additionally, an increase in the liquidus temperatures was seen for NaCl rich compositions while lower liquidus temperatures were seen for PuCl3 rich compositions. It can therefore be concluded that changes will occur in the NaCl-PuCl3 binary system when using PuCl3 with excess Pu metal. However, melting temperature analysis can provide valuable insight into the composition of the PuCl3 and therefore the NaCl-PuCl3 system.
Alkyl ethoxylate 비이온 계면활성제, 산업용 윤활유, 물로 이루어진 3성분계에 대하여 $30{\sim}60^{\circ}C$의 온도 범위에서 상평형 실험을 수행한 결과, 세정력에 중요한 영향을 끼치는 가운데 상의(middle-phase) 마이크로에멀젼(${\mu}E$) D상은 매우 제한된 조건 하에서만 생성되며, 따라서 D상이 보다 넓은 온도 영역에서 형성되기 위해서는 보조계면활성제 첨가가 필수적임을 알 수 있었다. 비이온 계면활성제 $C_{12}E_4$ 시스템에 n-펜탄올과 n-헥산올을 보조계면활성제로 각각 첨가함에 따라 3상이 형성되는 온도는 A/S 증가에 따라 감소하였으나 3상 영역에서 생성된 가운데 상은 많은 양의 물을 함유한 $D^{\prime}(L_3)$상이었다. 한편 $C_{12}E_5$ 계의 경우에는 보조계면활성제로 n-펜탄올을 첨가한 경우에는 D'상이 형성되었으며, 반면에 n-헵탄올, 옥탄올, 노난올 등을 첨가할 경우에는 D상이 형성되었다. 한편 보조계면활성제로 n-헥산올을 첨가한 경우에는 $30{\sim}40^{\circ}C$의 온도 범위에서는 D'상을 형성하며, $45{\sim}60^{\circ}C$의 온도 범위에서는 D상이 형성되었다. 두 비이온 계면활성제 시스템의 차이는 거대한 윤활유 오일 분자가 계면활성제 필름 지역으로 관통하여 가용화될 수 있는 정도와 계면활성제의 오일 상에 대한 분배에 주로 기인하는 것으로 생각된다.
Benzo(a)pyrene을 비롯한 16종의 polycyclic aromatic hydrocarbon(PAHs)과 4종의 nitro-PAHs를 reversed-phase liquid chromatography/diode array detection (RPLC/DAD)를 이용하여 기울기용리법으로 분리하고, PAH류의 머무름거동에 영향을 미치는 인자들, 즉 탄소수, F인자, L/B ratio, 물에 대한 용해도 및 방해수소원자쌍의 수와 시료의 머무름과의 상관관계를 고찰하였다. 대부분의 PAH류는 탄소원자수와 F값이 커질수록 logk'이 증가하는 사실을 확인하였다. 그리고 몇 가지 이성체들과 nitro-PAH류들은 용해도가 크고, L/B값이 작으며, 방해수소원자쌍의 수가 많을수록 먼저 용리됨을 확인하였다. 각 PAH류의 검출한계는 100~500ng/mL 범위로 나타났으며, 실제 물시료에 대한 검출한계(method detection limit, MDL)는 0.1~0.5ng/mL 범위였다.
La$_2O_3$-변형 BaTi$O_3$의 안정한 결함구조와 단일상 영역을 X-선 회절분석기와 주사전자현미경을 사용하여 연구하였다. La$_2O_3$-변형 BaTi$O_3$의 안정한 결함구조는 La$^{3+}$ 이온이 격자구조내의 Ba$^{3+}$ 이온을 치환하고 Ti빈자리가 전하 불균형을 보상하기 위한 결함으로 생성된 [($Ba^x_{Ba})_{1-2x}(La{\cdot}_{Ba})_{2x}][Ti^x_{Ti})_{1-x/2}(V""_{Ti})_{x/2}]O_3$이다. 안정한 결함구조가 형성되도록 BaTi$O_3$에 La$_2O_3{\cdot}3/2TiO_3$를 혼입할 때 단위격자는 약 3 mol%가 혼입될 때부터 정방정에서 입방정으로 변하였고, 고용한계는 약 14 mol%이었다. La2$O_3{\cdot}3/2TiO_2$를 고용한계 이상으로 혼입할 때는 이차상으로 La_4Ba_2Ti_5O){18}$가 생성되었다. La$_2O_3$-변형 BaTi$O_3$ 조성에서 BaO가 과량 존재하면 소결성이 나쁘지만, Ti$O_2$가 과량으로 존재하면 액상소결에 의하여 소결성이 좋아짐을 확인할 수 있다.
The concurrent injection of cosolvent and air, a cosolvent-air (CA) flood was recently suggested for a dense nonaqueous phase liquid (DNAPL) remediation technology. The objectives of this study were to elucidate the DNAPL removal mechanisms of the CA flood and to quantify mass transfer rate coefficients during CA flooding. DNAPL removal mechanisms were examined by evaluating the effects of air flow rate and DNAPL solubility and visually documented at a pore-scale. Two serial processes, immiscible displacement and dissolution, were experimentally and visually documented during CA flooding. Mass transfer rate coefficients (K) were computed from the data showing PCE saturation versus time. Results showed that CA floods exhibited higher K values than cosolvent floods without concurrent air injection. (This document has not been subjected to Agency review and therefore does not necessarily reflect the views of the Agency, and no official endorsement should be inferred.)
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[게시일 2004년 10월 1일]
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