• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.588-588
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• 2013

Nanoscale noble-metals have attracted enormous attention from researchers in various fields of study because of their unusual optical properties as well as novel chemical properties. They have possible uses in diverse applications such as devices, transistors, optoelectronics, information storages, and energy converters. It is well-known that nanoparticles of noble-metals such as silver and gold show strong absorption bands in the visible region due to their surface-plasmon oscillation modes of conductive electrons. Silver nanocubes stand out from various types of Silver nanostructures (e.g., spheres, rods, bars, belts, and wires) due to their superior performance in a range of applications involvinglocalized surface plasmon resonance, surface-enhanced Raman scattering, and biosensing. In addition, extensive efforts have been devoted to the investigation of Gold-based nanocomposites to achieve high catalytic performances and utilization efficiencies. Furthermore, as the catalytic reactivity of Silver nanostructures depends highly on their morphology, hollow Gold nanoparticles having void interiors may offer additional catalytic advantages due to their increased surface areas. Especially, hollow nanospheres possess structurally tunable features such as shell thickness, interior cavity size, and chemical composition, leading to relatively high surface areas, low densities, and reduced costs compared with their solid counterparts. Thus, hollow-structured noblemetal nanoparticles can be applied to nanometer-sized chemical reactors, efficient catalysts, energy-storage media, and small containers to encapsulate multi-functional active materials. Silver nanocubes dispersed in water have been transformed into Ag@Au nanoboxes, which show highly enhanced catalytic properties, by adding $HAuCl_4$. By using this concept, $SiO_2$-coated Ag@Au nanoboxes have been synthesized via galvanic replacement of $SiO_2$-coated Ag nanocubes. They have lower catalytic ability but more stability than Ag@Au nanoboxes do. Thus, they could be recycled. $SiO_2$-coated Ag@Au nanoboxes have been found to catalyze the degradation of 4-nitrophenol efficiently in the presence of $NaBH_4$. By changing the amount of the added noble metal salt to control the molar ratio Au to Ag, we could tune the catalytic properties of the nanostructures in the reduction of the dyes. The catalytic ability of $SiO_2$-coated Ag@Au nanoboxes has been found to be much more efficient than $SiO_2$-coated Ag nanocubes. Catalytic performances were affected noteworthily by the metals, sizes, and shapes of noble-metal nanostructures.

• 플랜트 저널
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• 제14권3호
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• pp.35-41
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• 2018

최근 북한에 대한 정부정책 기조와 북한의 전력설비 상황을 고려할 때 북한 무연탄을 우리나라 석탄화력발전소에서 소비할 수 있도록 그에 대한 대비가 필요할 것이다. 본 연구에서는 500 MW 석탄화력발전소에서 보일러 내 무연탄 주입위치, 미분도 및 연소용 공기유량 등 주요 운전조건을 변화시키면서 미연탄소 발생에 미치는 영향을 파악하기 위한 무연탄 혼소시험을 실시하였다. 주연소영역 체류시간이 상대적으로 긴 보일러 하부로 무연탄을 주입할 때 미연탄소 발생이 현저히 감소하고, 연소반응 표면적과 비례하는 미분도를 증가시켜도 미연탄소 발생이 감소하는 것을 확인하였다. 연소반응성을 증가시키는 공기유량의 증가도 미연탄소 저감에 기여한다. 주어진 혼소율에 대하여 상기의 운전조건 조절을 통하여 미연탄소 발생을 석탄회 재활용 품질기준인 5 % 이하로 유지하는 것이 가능하며, 시험범위 내에서 운전조건 변경의 우선 순위는 무연탄 주입위치가 가장 높다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제48권2호
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• pp.185-192
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• 2010

매체 순환식 연소는 연소 공정 자체에서 질소 산화물 생성이나 부가적인 에너지 소비 없이 이산화탄소 분리가 이루어지는 신공정이다. 이 공정은 금속 산화물 입자가 두 개의 반응기를 순환하며 산화와 환원을 거치는 과정으로 구성되어 있다. 이 연구에서는 bentonite에 담지된 산화철 산소 공여 입자의 반응 속도 식을 shrinking core 모델을 통하여 수립하였다. 반응성 결과를 바탕으로 반응기 설계 기준인 고체 순환량과 입자 충전량을 도출하였다. 매체 순환식 연소 공정의 적용을 위하여 두 가지 형태의 연결된 유동층 즉, 상승관과 기포 유동층이 각각 한 개씩인 형태, 상승관 한 개와 기포 유동층이 두 개로 구성된 형태로 시스템을 설계하였다. 고체 순환량은 loop-seal을 통하여 $30kg/m^2s$ 정도까지 변화시켰다. 고체 순환량은 loop-seal의 기체 주입량이 증가할수록 증가하였으며 보조 기체를 주입하면 그 양이 더 증대되었다. 고체 순환량이 증가함에 따라 상승관 내부의 고체량은 증가하였다. 상승관으로부터 다른 반응기로의 기체 누출량은 1% 미만의 수준이었다.

• 자원리싸이클링
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• 제21권6호
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• pp.12-22
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• 2012

본 연구는 제강용도로 사용하기 위해 돌로마이트를 하소후 남은 2 mm 이하의 경소백운석 부산물을 건축용 바닥 몰탈의 기존 팽창재로서 활용 가능성을 검토하고자 하였다. 경소백운석은 $600{\sim}800^{\circ}C$ 정도에서 하소하였을 때 반응성이 높은 준결정상태의 활성 마그네시아로 존재하게 되며, 이 활성화된 마그네시아는 수화초기 Brucite gel을 형성하여 수화물 비율을 상대적으로 줄여 치밀한 조직을 형성하는 원인으로 작용하고, 수화후기에는 결정질의 Brucite가 형성되어 수축 현상을 억제하며 부피가 2배 이상 팽창하여 화학적 수축균열 방지 역할을 하게 되는 것이다. 실험결과 경소백운석은 기존 사용 중인 팽창재 대비 동일량 적용시 압축강도는 우수하게 확인되었으나, 반응성은 기존 팽창재(생석회+무수석고)에 비해 다소 낮게 측정되었다. 하지만 팽창재로서의 역할은 충분한 것으로 확인되었으며, 공사기간 단축 등 부가적인 효과를 나타내었다.

• 자원리싸이클링
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• 제29권2호
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• pp.18-27
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• 2020

강원도 삼척시와 평창군, 전라북도 김제시와 고창군 및 경상남도 고령군에서 채취한 62종의 산림골재와 순환골재를 대상으로 알칼리골재 잠재가능성을 평가하기 위해 화학적 실험법인 KS F 2545와 물리적 실험법인 ASTM C 1260을 수행하였다. 화학법 실험결과 규산염계 암석과 탄산염계 암석이 혼재된 경우 알칼리농도감소량이 높게 나타나 알칼리골재 잠재가능성 결과에 교란을 발생시키는 것으로 확인되었다. 62종의 골재 중 용해실리카량이 100 mmol/ℓ를 초과하는 골재는 9종이며, 이들의 물리적 실험결과 모르타르바의 길이증가율이 0.1~0.2%인 골재는 5종, 0.2% 이상인 골재는 2종으로 확인되었다. 화학법과 모르타르바법을 이용한 알칼리골재반응 시험결과, 알칼리골재 잠재반응을 보인 골재는 사암과 응회암이다. 따라서 쇄설성 퇴적암류와 화산 쇄설성 암석 골재를 사용하기 위해서는 알칼리골재 반응 시험들이 필요하다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제6권4호
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• pp.357-364
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• 2018

플라이애시는 콘크리트의 혼화재로서 사용되는 재료로, 이를 콘크리트 제조에 사용할 경우 시멘트 사용량 감소 및 내화학성 증가와 같은 성능 향상을 기대할 수 있다. 하지만 플라이애시는 미연탄소 함유량 및 표면에 존재하는 유리질의 박막과 같은 문제점이 지적되고 있다. 다량의 미연탄소를 함유하는 플라이애시를 사용하여 콘크리트를 제조할 경우, AE제의 흡착 현상에 의해 슬럼프가 저하되는 문제점이 동반된다. 또한, 입자 표면에 존재하는 유리질 박막은 플라이애시로부터 반응성 물질이 용출되는 것을 방해하여 화학 반응이 일어나지 못하게 만드는 역할을 한다. 지금까지 이러한 플라이애시의 문제점을 해결하기 위하여 플라즈마를 이용한 표면개질 방안이 연구되었으나, 플라즈마는 $O_2$가 활성기체로서 사용될 경우 $O_3$를 발생시키는 문제점을 지니고 있다. 따라서 본 연구에서는 아크방전을 이용해 플라이애시의 표면을 개질하는 방안에 관한 연구를 진행하였으며, 그에 따른 플라이애시의 물리 화학적 특성 변화를 확인하였다. 실험 결과, 아크방전을 이용해 플라이애시의 표면을 개질할 경우 미연탄소가 제거되며 유리질 박막이 파괴되는 것을 확인하였다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제7권2호
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• pp.166-173
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• 2019

본 연구에서는 오토클레이브를 활용한 촉진양생 조건에서 실리카 원료의 반응 특성 및 이를 활용한 무기계 MiDF 콘크리트의 기초 특성을 검토하였다. 다양한 나노 물질의 반응성을 알아보기 위한 용출 특성 실험에서 오토클레이브 양생 시 Si 이온의 용출은 비결정질의 원료에서 더 높게 나타났다. 상수 분위기에서 오토클레이브 양생된 고형물은 비결정질 원료일수록 높은 질량 감소를 보였는데, 이는 이온의 용출량이 높기 때문으로 사료된다. $Ca(OH)_2$ 수용액 조건에서는 비결정질 원료가 많은 질량 증가를 보였는데, 이는 C-S-H의 생성에 기인한 것이다. 나노 실리카 재료가 MiDF의 특성에 미치는 실험에서 실리카 퓸은 대체율 5.5%까지 MiDF의 압축강도 증가와 흡수율 감소에 기여하였고, 비결정질의 고분말도 나노 실리카는 대체율이 증가함에 따라 압축강도는 저하하였지만 흡수율 감소에 기여하였다. 또한 나노 실리카를 첨가한 시험체는 기대와 달리 10,000nm 이하의 공극은 증가하였지만, 10,000~100,000nm 범위의 공극은 감소하는 것으로 나타났다. 이상의 결과를 통해 비정질의 나노 사이즈 실리카를 활용하여 MiDF 콘크리트의 공극 및 흡수율을 저감이 가능함을 알 수 있었다. 그러나 목표로 하였던 50~10,000nm 사이의 공극을 줄이기 위해서는 시멘트 매트릭스에 나노 재료를 더욱 잘 분산시키는 것이 필요할 것이며, 이에 관한 연구가 지속될 필요가 있다.

• 청정기술
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• 제29권2호
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• pp.79-86
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• 2023

Ru-MACHO-BH 촉매는 α, β-불포화 알데히드 화합물들의 카르보닐기(carbonyl group)만을 선택적으로 수소화 반응을 수행할 수 있다. 그러나 α, β-불포화 알데히드의 수소화 반응은 불균일 딜즈-앨더 반응을 수반하여 부산물인 이합체를 다량 생성한다. 본 연구에서는 Ru-MACHO-BH (Carbonyl hydrido (tetrahydroborato) [bis (2-diphenyl phosphino ethyl) amino] ruthenium(II)) 촉매를 이용하여, α, β-불포화 알데히드의 한 종류인 메타아크릴 알데히드(methacryl aldehyde) 화합물의 카르보닐기만 선택적으로 수소화 반응을 시켜 메타아릴 알코올(methallyl alcohol)을 합성하며, 동시에 2가 알코올을 부반응 억제제로 적용하였다. 이 결과는 모노 에틸렌 글리콜(mono ethylene glycol)이 이합체의 생성을 현저히 저감 시킬 수 있음을 보여주고 있다. 이러한 결과를 바탕으로 비닐기의 화학적 상호작용을 효과적으로 억제할 수 있는 하이드로퀴논을 사용하여 메타아크릴 알데히드에 존재하는 비닐기의 이합체 형성을 효과적으로 억제할 수 있었으며, 결국 메타아크릴 알데히드의 전환율을 상승시킬 수 있었다. 최종적으로, 고가의 귀금속 균일촉매인 Ru-MACHO-BH의 투입량을 1/10로 줄인 상태에서 원하는 생성물인 메타아릴 알코올의 선택도는 약 90% 이상, 수율은 약 80% 이상을 확보할 수 있었다. 이 결과는 수율 감소를 최소화하는 동시에 고가의 촉매 사용량을 저감하여 경제성을 향상시킬 수 있는 방법을 찾을 수 있게 하였다.

• 청정기술
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• 제20권2호
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• pp.189-201
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• 2014

합성가스를 생산하기 위한 부분산화, 이산화탄소 리포밍, 메탄에 의한 산화$CO_2$ 리포밍 공정들은 니켈 하이드로탈사이트($Ni_{0.5}Ca_{2.5}Al$) 촉매를 이용하여 수행되었고 안정한 이중층 구조를 형성시키기 위한 금속지지체(Mg, Ca)의 영향에 대해서도 다양한 연구가 진행되었다. 지지체전구물질(Mg, Ca)에 따라 메탄 리포밍의 안정성은 활성니켈이온과 지지체금속이온 사이의 결합강도차이에 의해 영향을 받는다. Ni-Mg-Al 구성체는 가장 안정한 하이드로탈사이트 이중층 구조이지만 Ni-Ca-Al 구성체는 그렇지 않다. 이산화탄소 리포밍 장기테스트에서 Ni-Mg-Al 촉매는 약 100시간 동안 80%의 효율을 유지하면서 탁월한 안정성을 보였지만 Ni-Ca-Al 촉매는 반응초기에 불활성화됨을 확인할 수 있었다. 활성금속 Ni과 지지체 Mg-Al 사이의 결합강도를 확인하기 위해 승온 환원(temperature-programmed reduction, TPR) 분석을 시행하였다. 이를 통해 Ni-Mg-Al 촉매가 Ni-Ca-Al 촉매보다 Ni의 환원온도가 더 높음을 확인할 수 있었다. $Ni_{0.5}Ca_{2.5}Al$ 촉매는 가장 높은 초기반응성을 보였지만 코크형성으로 인해 반응성이 빠르게 감소하였다. 결론적으로 $Ni_{0.5}Ca_{2.5}Al$ 촉매가 코크형성에 대한 강한 저항성을 갖고 있기 때문에 다른 촉매들보다 높은 반응성과 안정성을 갖는 것으로 보여진다.

• Tuberculosis and Respiratory Diseases
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• 제51권3호
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• pp.232-239
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• 2001

연구 배경 : 기관지 천식에서 찬 공기와 연관된 기침 및 호흡기계 증상유발은 흔히 관찰된다. 임상에서 천식이 의심되는 환자를 대상으로 다단계 등탄산 찬공기 과호흡법(isocapnic hyperventilation of cold air, 이하 IHCA)의 민감도, 특이도 및 정확도를 구하고 진단적 유용성에 대하여 알아보고자 하였다. 대상 및 방법 : 1999년 7월부터 2000년 12월까지 전향적으로 인하대학교 의과대학 부속병원에 내원한 임상적으로 천식을 의심하는 환자에서 폐기능검사, 기관지유발검사와 IHCA를 시행하였다. 결 과 : 기관지 천식환자는 50예, 증상 대조군이 79예이었고 양 군간 남녀 비, 나이, 흡연의 차이는 없었다 (p>0.05). 검사 전 $FEV_1$과 FVC에서 정상 범주였으나 천식군이 증상 대조군보다 통계적으로 낮았다(p<0.05). IHCA에 대한 $FEV_1$ 감소는 천식 환자군($-10.0{\pm}6.8%$)에서 증상 대조군($-2.3{\pm}2.5%$)보다 유의하게 낮았다(p<0.01). IHCA의 $FEV_1$ 감소반응과 연관된 인자들은 $FEV_1$/FVC(r=0.36, p<0.05), $FEF_{25-75%}$/FVC (r=0.33, p<0.05), $FEF_{25-75%}$ (r=0.32, p<0.05), 검사 전 $FEV_1$ 정상 예측치의 백분율(r=0.28, p<0.05)이었다. IHCA후 감소한 $FEV_1$ 백분율 6%, 7%, 8%, 9%, 10%로 계산한 민감도는 각각 80%, 76%, 69%, 52%, 43%이었고, 특이도는 각각 92%, 96%, 96%, 96%, 99%이었으며, 정확도는 각각 87%, 88%, 85%, 78%, 71%이었다. 결 론 : 다단계 등탄산 찬공기 과호흡법은 천식환지에서 민감도는 낮으나 높은 특이도를 갖으므로 선별검사보다는 특이검사로 이용하여야 하고, 검사 방법에 대한 기준과 그 방법에 따른 결정치에 대해 연구가 있어야 할 것이다.