• Korean Chemical Engineering Research
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• 제52권4호
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• pp.544-552
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• 2014

본 연구는 인도네시아 갈탄인 로토(Roto) 탄의 촤(char)-$CO_2$ 촉매가스화 kinetic 분석을 열중량분석기(thermogravimetric analysis, TGA)를 이용하여 수행하였다. 촉매는 $Na_2CO_3$, $K_2CO_3$, $CaCO_3$ 및 천연광물 촉매로 dolomite을 선정하였으며, 석탄과 촉매의 물리적 혼합을 통하여 촤를 제조하였다. 촤-$CO_2$ 촉매가스화반응은 $850^{\circ}C$에서 $CO_2$ 농도가 60 vol%, 촉매 함량은 $Na_2CO_3$를 7 wt% 혼합할 때 가장 빠른 탄소전환율을 보여주었다. $750{\sim}900^{\circ}C$ 등온조건에서 촤-$CO_2$ 촉매 가스화 반응결과, 온도가 증가할수록 탄소전환율 속도가 빨라졌으며, 기-고체 반응모델 shrinking core model(SCM), volumetric reaction model(VRM), modified volumetric reaction model(MVRM)을 실험결과에 적용하였을 때, MVRM 이 로토 탄의 가스화반응 거동을 잘 예측하였다. 특히 Arrhenius plot을 통한 활성화에너지는 $Na_2CO_3$와 $K_2CO_3$를 혼합한 촤의 활성화에너지가 각각 67.03~77.09 kJ/mol, 53.14~67.99 kJ/mol으로 우수한 촉매 활성을 보여주었다.

• 공업화학
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• 제19권6호
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• pp.668-673
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• 2008

본 연구의 목적은 니켈-몰리브데늄 성분계 폐촉매로부터 니켈 성분의 선택적 회수를 위한 습식 침출 및 추출공정에서의 반응조건 최적화이다. 폐촉매로부터 니켈 성분의 선택적 회수를 위한 과정으로 침출제를 사용하여 폐촉매로부터 니켈 성분을 용액으로 용해시키는 침출공정과 니켈 성분을 포함한 다양한 금속 성분들의 용액으로부터 니켈 성분의 선택적 추출공정으로 이루어진 2단계 공정이다. 침출공정에서는 필요한 다양한 침출제로 질산($HNO_3$), 탄산나트륨($Na_2CO_3$) 및 탄산암모늄($(NH_4)_2CO_3$) 수용액 등이 사용되었으며, 추출제로 옥살산 수용액이 사용되었다. 침출공정에서 니켈성분을 효과적으로 용해시킬 수 있는 침출제는 질산 수용액이었으며, 최적화된 온도, 침출제농도, 반응시간 등은 각각 $90^{\circ}C$, 6.25 vol%, 3 h이었다. 이러한 최적화된 침출공정 및 추출공정으로부터 얻어진 니켈 화합물은 니켈 옥살레이트로 확인되었으며, 니켈 성분의 회수율 및 순도는 각각 88.7% 및 100%였다.

• 자원리싸이클링
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• 제17권5호
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• pp.28-36
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• 2008

자동차 폐촉매로부터 백금족 금속(PGMs)의 회수를 위한 어트리션 스크러빙의 효과를 조사하였다. 자동차 폐촉매를 2mm이하로 분쇄한 후 60분 범위내에서 어트리션 스크러빙하였으며 이를 체가름하였다. 스크러빙을 통해 촉매층은 촉매 지지체 표면으로부터 탈리되어 $45{\mu}m$이하의 미립자로 분리되었다. $45{\mu}m$ 이하 미립자의 양은 스크러빙 시간이 증가함에 따라 증가하였으며, 스크러빙 시간 40분에서 미립자의 유가물 함량은 $CeO_2$ 19.3%, $ZrO_2$ 1.9%, PGMs 419ppm을 나타내었다. 미립자에서 감마 알루미나의 회수율은 스크러빙 시간이 증가함에 따라 증가하였으며, 동시에 $CeO_2$, $ZrO_2$ 및 PGMs의 회수율도 $CeO_2$ 82.9%, $ZrO_2$ 78.7%, PGMs 78.9%로 증가하였다. 시료의 고액비 및 초기 투입 입자 크기가 증가할 때 미립자의 양 및 감마알루미나의 회수율은 증가하였다. 어트리션 스크러빙은 분쇄 및 분리 기술로서 스크러빙 용기내에서 입자들 사이의 충격 및 전단 운동에 의해 코디어라이트 촉매 지지체로부터 감마알루미나의 분리에 효과적임을 알 수 있었다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제28권1호
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• pp.9-16
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• 2017

Hydrogen forms metal hydrides with some metals and alloys leading to solid-state storage under moderate temperature and pressure that gives them the safety advantage over the gas and liquid storage methods. However, it has disadvantages of slow hydrogen adsorption-desorption time and low thermal conductivity. To improve characteristics of metal hydrides, it is important that activation and thermal conductivity of metal hydrides are improved. In this study, we have been investigated hydrogen storage properties of Hydralloy C among Ti-Mn alloys. Also, the characteristics of activation and thermal conductivity of Hydralloy C were enhanced to improve kinetics of hydrogen adsorption-desorption. As physical activation method, PHEM (planetary high energy mill) was performed in Ar or $H_2$ atmosphere. Hydralloy C was also activated by $TiCl_3$ catalyst. To improve thermal conductivity, various types of ENG (expanded natural graphite) were used. The prepared samples were compacted at pressure of 500 bar. As a result, the activation properties of $H_2$ PHEM treated Hydralloy C was better than the other activation methods. Also, the amounts of hydrogen storage showed up to 1.6 wt%. When flake type ENG was added to Hydralloy C, thermal conductivity and hydrogen storage properties were improved.

• 대한환경공학회지
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• 제39권4호
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• pp.186-193
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• 2017

마이크로웨이브(MW)는 유전가열에 의한 열적, 비열적 그리고 이온성 전도 효과를 가지며 높은 에너지 효율을 보이므로 유기성 폐기물의 가용화에 대해 효과적인 방법이다. 본 연구는 고형물 함량이 높은 우분을 대상으로 MW를 이용하여 가용화 최적 조건을 도출하고 이를 토대로 MW의 유전가열 특성을 향상시키기 위해 화학적 촉매물질인 $H_2SO_4$과 NaCl을 첨가하여 우분의 가용화율과 가용화 방법에 따른 biochemical methane potential (BMP)을 평가하였다. 우분 고형물 농도 12%와 MW 출력 800 W 및 설정온도 $40^{\circ}C$ 조건에서 70.5 mg $SCOD_{increased}/kJ$로 에너지 대비 최대 가용화율을 보여주었으며, 이때의 SCOD 농도는 원시료 대비 53.2% 증가하였다. 가용화 최적 조건에서 화학적 촉매로 $H_2SO_4$를 주입하였을 경우 MW 단독 처리 대비 SCOD 농도는 36% 증가하였으며, NaCl을 주입하였을 경우 22.7% 증가하였다. BMP test에서도 우분 원시료 대비 MW를 이용한 가용화는 메탄 생성량이 6.7%, $H_2SO_4$를 주입한 MW 가용화는 13.3%, NaCl을 주입한 MW 가용화는 11.3% 증가하였다. 따라서 마이크로웨이브는 우분의 가용화 전처리에 효율적인 수단이며, 마이크로웨이브의 가용화 효율을 높이기 위해서는 화학적 촉매를 이용할 필요가 있다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제39권6호
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• pp.459-468
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• 2011

SCB액비 처리가 백합나무의 생장에 미치는 영향을 조사하고 수확된 백합나무를 원료로 한 바이오에탄올 생산량 비교를 위하여, 처리량별로 처리구를 설정하고 상대 생장량, 바이오매스 생장량, 엽특성 및 구성당과 에탄올 생산량을 각각 분석하였다. SCB액비 처리를 통해 백합나무의 바이오매스 생장량(64.67 %) 및 Glucose 함량(6.07 %)이 증가하였고 이는 SCB액비에 함유된 양료 성분과 수분 함량이 엽록소 생산에 영향을 끼쳤기 때문으로 사료된다. 바이오에탄올 생산에 앞서 SCB액비 처리되어 생장한 백합나무를 유기용매 전처리 및 약산 전처리를 하였으며 반응 온도($150^{\circ}C$), 승온 시간(40분), 반응 시간(10분)은 모두 동일하게 진행하였다. 전처리 효율은 중 처리구를 유기용매 전처리(w/1% 황산) 하였을 때 잔여율이 44.81%로 가장 높았으며, 치환성 양이온이 전처리 효과를 증진시킨 것으로 보인다. 전처리 된 시료를 동시당화발효하여 바이오에탄올을 생산하였으며 초기 투입량 대비 가장 높은 에탄올 생산 수율은 대 처리구에서 얻을 수 있었으나(16.11%), 바이오매스 생산량을 고려하면 중 처리구의 에탄올 생산량이 가장 많았으며, 대조구 대비 72.93% 증가하였다.

• 청정기술
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• 제21권1호
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• pp.53-61
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• 2015

본 연구는 인도네시아 아역청탄인 키데코(Kideco)탄의 촤(char)-이산화탄소 촉매가스화 kinetic분석을 열중량분석기(thermogravimetric analysis, TGA)를 이용하여 수행하였다. 촉매는 탄산칼륨 및 탄산나트륨을 선정하였으며, 석탄과 촉매의 물리적 혼합을 통하여 촤를 제조하였다. 촤-이산화탄소 촉매가스화반응은 탄산나트륨 7 wt%, 850 ℃에서 이산화탄소 농도가 60 vol%일 때 가장 빠른 탄소전환율을 보여주었다. 750~900 ℃ 등온조건에서 촤-이산화탄소 촉매가스화 반응결과, 온도가 증가할수록 탄소전환율 속도가 빨라졌으며, 기-고체 반응모델 shrinking core model (SCM), random pore model (RPM), volumetric reaction model (VRM) 및 modified volumetric reaction model (MVRM)을 실험결과에 적용하였을 때, MVRM이 키데코탄의 가스화반응 거동을 잘 예측하였다. 또한 Arrhenius plot을 통한 활성화에너지는 탄산나트륨을 첨가한 촤가 탄산 칼륨을 첨가한 촤보다 더 우수한 촉매 활성을 보여주었다.

• 공업화학
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• 제25권3호
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• pp.254-261
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• 2014

변압기 내부에서 발생한 열의 냉각과 절연의 목적으로 채워지는 전기절연유는 광유가 널리 이용되고 있지만, 유출 시야기되는 환경오염 문제와 열적 불안정성 등의 문제가 있다. 친환경적이고 넓은 온도 범위에서 사용 가능한 전기절연유를 합성하기 위해, 디글리세롤과 두 종류의 지방산을 반응시켜 diglycerol ester를 합성하였다. 서로 다른 특성을 가진 올레산과 카프릴산의 몰비에 따른 절연특성을 분석한 결과, 지방산의 몰비가 Oleic acid:Caprylic acid = 1:3일 때 유동점은 $-50^{\circ}C$, 인화점은 $306^{\circ}C$로 가장 우수한 절연특성을 보였다. 또한, 합성물은 지방산의 전환율이 상승할수록 인화점은 상승하고 유동점은 감소하였다. $SO_4{^{2-}}/ZrO_2$의 소성온도에 따른 촉매특성 및 전환율을 살펴본 결과, $600^{\circ}C$에서 소성한 $SO_4{^{2-}}/ZrO_2$가 결정성을 가지면서 비표면적 당 산점의 밀도가 높아 가장 높은 전환율을 보였다. 합성한 diglycerol ester는 식물성 절연유와 비교했을 때 전반적으로 식물성 절연유보다 우수한 특성을 보였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제12권11호
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• pp.5376-5383
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• 2011

본 연구의 목적은 연소 배기가스로부터 포집된 이산화탄소를 다시 일산화탄소 또는 탄소로 전환하여 산업에 다시 활용하고자 하는 탄소순환형 기술개발이다. 이산화탄소는 화학적으로 안정한 분자로써 쉽게 분해되지 않기 때문에 낮은 온도에서 반응이 일어날 수 있는 적합한 금속계 산화물(활성화제)의 선택이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 Ni-Fe 전이금속산화물을 사용하여 $CO_2$를 CO나 C로 전환하고자 하였다. 시료는 고상법과 수열합성을 이용해 제조된 분말을 사용하여 각각 이산화탄소 분해특성 연구를 수행하였다. 이산화탄소의 분해 특성을 관찰하기 위해 TPR/TPO와 TGA 장치를 사용하였다. TPR/TPO를 이용한 수소의 환원면적은 NiO의 함량이 15wt%일 때 높게 나타났고, $CO_2$에 의한 흡착분해 곡선면적은 NiO의 함량이 5wt%일 때 우수한 성능을 나타내었다. 그러나 TGA를 이용한 실험결과에서는 고상법에 의해 제조된 시료 중 NiO의 함량이 2.5wt%일 때 수소에 의한 흡착환원이 28.47wt% 발생하였고, $CO_2$에 의한 산화량의 경우 26.95wt%로 가장 높게 나타났다. 그리고 이산화탄소의 분해효율이 94.66%로 우수한 산화 환원 특성을 나타내었다.

• 분석과학
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• 제35권6호
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• pp.256-266
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• 2022

원자력 이용시설에서 발생하는 방사성 폐기물의 처분을 위해서 ¹²⁹I 와 같이 긴 반감기를 지니는 핵종의 농도를 결정하는 것은 매우 중요하다. 특히, 토양과 콘크리트와 같은 고체 시료내의 방사성 핵종들을 분석하기 위해서는 시료 중의 관심 핵종만을 효과적으로 분리하고 정제하는 과정이 필수적이다. 본 연구에서는 고온 연소로를 이용하여 고체 시료 중 ¹²⁹I를 분석하는 절차를 확립하였다. 시료에서 휘발된 ¹²⁹I은 환원제(NaHSO₃)를 첨가한 0.01 M HNO₃으로 포집 되어 ICP-MS로 신속하게 측정할 수 있었다. 이때, 시료에 첨가한 ¹²⁹I의 회수율을 높이고자 연소온도, 이동상 가스의 종류, 촉매 그리고 포집용액과 같은 연소로 분석 조건들을 최적화하였다. 또한, 본 연구에서 확립된 ¹²⁹I의 분석조건을 다른 휘발성 핵종(³H, ¹⁴C)의 동시분석에 적용할 수 있도록 최적화하였다. 최종적으로 고온 연소로를 사용하여 휘발성 핵종들을 분리한 후, 이들을 LSC (³H, ¹⁴C)와 ICP-MS (¹²⁹I)로 각각 측정하는 분석 절차의 유효성을 평가하였다.