• 제목/요약/키워드: Pore rate

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고전계 전기산화에 의한 나노다공성 알루미나 멤브레인의 제조 (Fabrication of Nanoporous Alumina Membrane by High- Field Anodization)

  • 김민우;현상철;하윤철
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2010년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.45-45
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    • 2010
  • Nanoporous anodic alumina membranes (NAAM) with high aspect ratio, self-ordered pore array were fabricated by high-field 2-step anodization method. High voltages of 80, 100, 120 and 140 V as well as 40 V for comparison were applied to an aluminum anode with respect to a Pt cathode immersed both in 0.3M oxalic acid solution in order to investigate the self-ordering characteristics of the nanoporous structure. The pore structures, including interpore distance, pore size, pore density, and porosity as well as the ordering characteristic were analyzed using field-enhanced scanning electron microscopy (FE-SEM) and the corresponding Fourier-transformed images. The nanoporous structure could be produced for all the voltage conditions, but the well-ordered through-hole pore without a branched structure seemed to occur only at 40 and 140 V. It turned out that the growth rate under 140 V high-field anodization was about 40 times higher than under conventional 40 V mild anodization, which enabled the fast fabrication of self-ordered, high aspect ratio NAAMs.

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소성과 황화반응에 따른 생석회의 비표면적 및 기공구조 변화 (Specific Surface Area and Pore Structure Changes of Calcined Lime with Calcination and Sulfation Reaction)

  • 강순국;정명규
    • 환경위생공학
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    • 제13권3호
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    • pp.19-29
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    • 1998
  • The calcination reactivity of limestone and physical property changes of calcined lime were investigated with a temperature($720~1000^{\circ}C$ under atmospheric gas($N_2$, $CO_2$) conditions. The mechanisms of mass transport in a lime matrix were represented by the evaporation and condensation (${\gamma}=1.7$) at $1000^{\circ}C$ and the volume diffusion (${\gamma}=2.7$) at $800^{\circ}C$, which was obtained by the specific surface area of calcined lime with sintering conditions. Also, the effect of physical property on the reactivity of sulfation reaction was determined by the changes of pore size with $lime-SO_2$ reaction in this work. The initial sulfation rate of calcined lime increased with increasing temperature, whereas the capture capacity of $SO_2$ exhibited a maximum value at $900^{\circ}C$. The pore volume of sulfated lime was decreased with increasing sulfation time, but the major pores shifted to the distribution of larger size at a temperature of $850{\;}~{\;}1000^{\circ}C$. The mean pore size of sulfated lime based on pore volume decreased gradually at $1000^{\circ}C$; however, it increased with sulfation time up to 40 min and rapidly decreased thereafter.

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PAN계 활성탄소 섬유의 세공발달 특성(II) -활성화- (Characteristics of Pore Development for Activated Carbon Fiber from Polyacrylonitrile(II) -Activation-)

  • 박종학;조병린
    • 공업화학
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    • 제4권1호
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    • pp.113-124
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    • 1993
  • Polyacrylonitrile계 섬유를 전구체로 하여 비등온 과정에 의한 활성화를 승온속도를 달리한 TGA(thermogravimetric analysis) 방법으로 연구하였다. 탄소섬유 -$H_2O$(30%)-$N_2$계 비등온 활성화 과정에서 유도된 속도식 $f=1-\exp(-a{\Delta}T)^b$는 실험값과 잘 일치하였다. 전환율에 따른 세공 용적은 pore volume model에 의한 이론값과 비교적 잘 일치하였고, 이때의 세공 구조는 승온속도, 활성화 온도와 내부 및 외부 전환율과의 복합적인 작용에 의하여 결정되었다.

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합성 콘크리트 공극 솔루션에서 철근에 히드라존 기반 헤테로고리 화합물의 흡착에 대한 실험 및 계산 통찰력 (Experimental and computational insights into the adsorption of a hydrazone-based heterocyclic compound on steel rebar in synthetic concrete pore solution)

  • 하산 르가즈;카르틱 수비아;이한승
    • 한국건축시공학회:학술대회논문집
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    • 한국건축시공학회 2022년도 가을 학술논문 발표대회
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    • pp.73-74
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    • 2022
  • The corrosion inhibitive effect of a new hydrazone-based heterocyclic compound for steel in simulated concrete pore solution with 3.5 wt.% sodium chloride was investigated by experimental and computational techniques. Electrochemical studies, up to 30 days of immersion, and surface analysis (X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), atomic force microscopy (AFM), and scanning electron microscope (SEM)) were performed to assess the corrosion protection abilities of investigated compound for steel rebar. Results showed that adding the organic compound to the chloride contaminated concrete pore solution decreased the corrosion rate of the steel rebar thanks to the effective adsorption of inhibitor molecules. After 30 days of immersion of steel rebar in inhibited chloride contaminated synthetic concrete pore solution, the inhibition efficiency exceeded 80% at low concentration of 1 mmol/L. Computational studies by Density Functional based Tight Binding (DFTB) method revealed the formation of covalent bonds between the hydrazone molecule and the iron surface.

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토양/퇴적물에 주입한 과산화물에서 발생되는 산소 배출 (Oxygen Release from Peroxide Injected into Soil/Sediment)

  • 한경민;김건하
    • 한국물환경학회지
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    • 제26권1호
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    • pp.156-159
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    • 2010
  • Peroxide is used frequently to provide electron acceptors to aerobes for the purpose of in situ bioremediation of contaminated soil/sediment. In this study, oxygen release rate of peroxides and factors affecting on dissolution and diffusion of oxygen into pore water were evaluated. Peroxides studied in this study were magnesium peroxide ($MgO_2$), calcium peroxide ($CaO_2$), and sodium percarbonate ($Na_2CO_3{\cdot}1.5H_2O_2$). $Na_2CO_3{\cdot}1.5H_2O_2$ showed the highest oxygen release rate per unit mass and the shortest release duration time among three peroxides. A simple first-order decay model for predicting the release rate of oxygen from peroxide into pore water was presented and used to fit the experimental data. The first order oxygen release rate constants k for $MgO_2$, $CaO_2$ and $Na_2CO_3{\cdot}1.5H_2O_2$ were 0.45 /hr, 3.22 /hr and 134 /hr, respectively. If $MgO_2$ was mixed with clay, oxygen release rate was lowered significantly mainly due to limitation of contact area and diffusion, implying that oxygen can be provided to the indigenous aerobes for the extended period of time.

터널 굴착으로 인한 터널인접 절리암반 투수계수 감소를 고려한 터널 내 지하수 유입량 산정방법 (Groundwater inflow rate estimation considering excavation-induced permeability reduction in the vicinity of a tunnel)

  • 문준식
    • 한국터널지하공간학회 논문집
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    • 제15권3호
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    • pp.333-344
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    • 2013
  • 본 연구에서는 절리 암반 내 터널굴착 시 지하수 유출량 예측량이 실제 계측치와 큰 차이가 나는 이유 중 하나인 터널주변 절리암반의 투수계수의 감소 현상에 대해 논의하였다. 현재 터널 설계 시 일반적으로 사용되고 있는 지하수 유출량 산정식은 터널주변 암반이 등방, 균질하고 일정한 투수계수를 유지한다고 가정한다. 하지만, 실제로는 터널주변 절리암반의 투수계수는 터널주변 유효응력 상태에 따라 변화하며, 절리 내 지하수 흐름에 따라 다시 터널주변 유효응력 분포가 영향을 받는 수리-역학적 상호거동을 보인다. 터널굴착 직후 터널 접선방향 유효응력이 응력집중과 간극수압 감소로 인해 급증하고 그에 따라 절리의 닫힘현상이 발생하며, 결과적으로 터널인접 절리암반 링 구간에서 투수계수가 급격히 감소하게 된다. 이러한 터널인접 링 구간 내에서 상당히 큰 간극수압 감소가 발생하게 되어 터널주변 간극수압 분포는 등방 균질의 절리암반으로 가정한 산정식과 큰 차이를 보인다. 본 연구에서는 절리암반의 수리-역학적 상호거동의 개념을 도입하여 터널주변 간극수압 분포와 터널 내 지하수 유입량 산정방법을 제안하고 이를 수치해석을 통해 검증하였다.

선행강우의 영향에 따른 불포화토의 침투특성 분석 (Effect of Antecedent Rainfall on Infiltration Characteristics in Unsaturated Soil)

  • 윤귀남;신호성;김윤태
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제31권8호
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    • pp.5-15
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    • 2015
  • 불포화 지반에서 선행강우에 의한 강우침투특성을 분석하기 위하여 국내 편마암 풍화토에 대한 일차원 실내강우 침투실험을 수행하였다. 춘천 및 충주지역 시료에 대한 실내모형실험에서 불포화토의 음의 간극수압은 강우 재하시 급격히 감소하고, 강우 종료후 점차 회복되었다. 강우강도가 증가함에 따라 침투속도가 증가하였으며, 선행강우시보다 본강우에서 침투속도가 빠른 것으로 나타났다. 이는 선행강우에 의하여 증가된 지반의 높은 포화도가 본강우시 강우침투속도를 증가시킨 것으로 사료된다. 특히 점토함유량이 많은 충주시료에서 음의 간극수압의 회복 속도와 침투속도가 느리게 나타났다. 유한요소 사면안정에 대한 수치해석 결과는 강우 침투에 의한 음의 간극수압의 감소에 따른 사면 안전율을 감소와 강우 종료후 간극수압의 확산에 의한 추가적인 사면 안정성 저감을 보여주고 있다. 사면의 안전율은 선행강우시 보다 본강우에서 더욱 감소하였다. 선행강우는 불포화지반의 초기 간극수압의 크기와 깊이별 패턴에 지대한 영향을 미치며, 이는 강우 사면의 안정성 해석에 고려해야 할 중요한 요소이다.

셰일 저류층 내 공극 구조 연구를 위한 표면 밀링 (Surface Milling for the Study of Pore Structure in Shale Reservoirs)

  • 박선영;최지영;이현석
    • 광물과 암석
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    • 제33권4호
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    • pp.419-426
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    • 2020
  • 비전통 저류층에서 에너지 자원의 회수율을 높이기 위해서는 저류층 내의 미세 공극 형태와 연결도 등을 포함하는 공극 구조 연구가 필수적이다. 본 연구에서는 셰일 저류층 내 나노스케일의 공극 구조 연구에 적합한 조건과 방법을 찾기 위해 집속 이온 빔 시스템(Focused Ion Beam, FIB)과 이온 밀링 시스템(Ion Milling System, IMS)을 이용하여 분석을 진행하였다. 셰일 저류층 내 공극 구조 연구를 위해 리아드 분지에서 획득된 A-068 시추공의 시료를 사용하였다. 각 시료마다 특성이 다르기 때문에 시료 전처리 방법과 조건을 달리하여 최적의 조건을 찾았고 FE-SEM을 이용하여 공극 이미지를 획득하였다. 연구 결과 국소 부위의 공극구조를 관찰하기 위해서는 FIB를 사용하여 시표 표면을 밀링 후 바로 공극 이미지를 얻는 것이 효율적이고 반면에 넓은 면적을 단시간에 밀링하여 여러 공극 구조를 관찰하기 위해서는 IMS를 이용해야 한다는 것을 확인했다. 특히 탄산염 광물 함량이 높고 강도가 큰 암석에 대해서는 FIB보다는 IMS를 활용하여 밀링을 수행해야 공극 구조 관찰이 가능하다는 사실이 밝혀졌다. 본 연구를 통해 셰일 저류층 내 공극 구조 관찰을 위한 방법이 정립되었으며 향후 이를 이용한 셰일 가스 저류층 시료 분석을 통해 공극의 크기나 형태가 셰일가스 회수 증진에 미치는 영향을 밝힐 수 있을 것이다.

Harvesting of microalgae via submerged membranes: flux, fouling and its reversibility

  • Elcik, Harun;Cakmakci, Mehmet
    • Membrane and Water Treatment
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    • 제8권5호
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    • pp.499-515
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    • 2017
  • The purpose of this study was to investigate membrane fouling caused by microalgal cells in submerged membrane systems consisting of polymeric and ceramic microfiltration membranes. In this study, one polymeric (flat-sheet, pore size: $0.2{\mu}m$) and two ceramic (flat-sheet, pore size: $0.2{\mu}m$ and cylindrical, pore size: $1{\mu}m$) membranes were used. Physical cleaning was performed with water and air to determine the potential for reversible and irreversible membrane fouling. The study results showed that substantial irreversible membrane fouling (after four filtration cycles, irreversible fouling degree 27% (cleaning with water) and 38% (cleaning with air)) occurs in the polymeric membrane. In cleaning studies performed using water and air on ceramic membranes, it was observed that compressed air was more effective (recovery rate: 87-91%) for membrane cleaning. The harvesting performance of the membranes was examined through critical flux experiments. The critical flux values for polymeric membrane with a pore size of $0.20{\mu}m$ and ceramic membranes with a pore size of $0.20{\mu}m$ and $1{\mu}m$ were ${\leq}95L/m^2hour$, ${\leq}70L/m^2hour$ and ${\leq}55L/m^2hour$, respectively. It was determined that critical flux varies depending on the membrane material and the pore size. To obtain more information on membrane fouling caused by microalgal cells, the characterization of the fouled polymeric membrane was performed. This study concluded that ceramic membranes with a pore size of $0.2-1{\mu}m$ in the submerged membrane system could be efficiently used for microalgae harvesting by cleaning the membrane with compressed air at regular intervals.

성토하부 연약지반에서의 과잉간극수압 거동 (Excess Pore Water Pressure Response in Soft Clay under Embankment)

  • Kim, Yun-Tae;Kim, Nak-Kyung
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제18권3호
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    • pp.105-112
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    • 2002
  • 성토하부 연약지반에서 상재하중의 변화가 없는 상태에서 과잉간극수압의 증가가 Berthierville와 Olga 지역에서 보고되었다. 이와같은 비정상적인 현상들을 고전적인 압밀이론으로 설명하기는 어렵다. 본 논문은 비선형 점소성모델윽 사용하여 자연점토지반에서 유발되는 간극수압 증가를 설명하였다. 제안된 모델은 Darcy 법칙에 의한 간극수압 소산과 점소성 변형에 의한 간극수압 생성에 대한 복합적인 거동을 모사할 뿐만 아니라 시간 의존적인 점소성 거동과 변형을 속도 의존적인 선행압밀하중 특성을 표현할 수 있다. 수치해석기법을 적용하여 Berthierville각 Olga 지역의 성토과정을 해석하였으며, 수치해석 결과와 계측된 값을 비교한 결과 제안된 비선형 점소성모델볶 사용하여 성토가 끝난 직후 간극수압의 증가현상을 설명할 수 있다.