오늘날 세계 에너지 시장에서는 친환경 에너지의 중요성이 대두되고 있다. 수소 에너지는 미래의 청정에너지원이며 무공해 에너지원 중 하나이다. 특히 수소를 이용한 연료전지 방식은 재생에너지의 유연성을 높여주고 장기간 에너지 저장 및 변환이 가능해서 화석 자원의 사용에 따른 환경문제와 자원의 고갈로 인한 에너지 문제를 동시에 해결할 수 있는 방안으로 판단된다. 본 연구의 목적은 플라즈마를 이용하여 효율적으로 수소를 생산하는 방안으로, 온도에 따른 개질반응과 수율을 확인하여 DME(Di Methyl Ether)개질의 최적화 방안을 연구하는데 있다. 연구 방법은 2.45 GHz의 전자파플라즈마 토치를 사용하여 청정 연료인 DME를 개질하여 수소를 생산하고, 저온 조건($T3=1100^{\circ}C$), 저온 과산소 조건($T3=1100^{\circ}C$), 고온 조건($T3=1376^{\circ}C$)에서 가스화 분석을 진행하였다. 저온 가스화 분석을 통해 $1100^{\circ}C$ 근처에서는 불안정한 개질 반응으로 인해 메탄이 발생하는 현상을 확인하였고, 저온 과산소 가스화 분석은 저온 가스화 분석과 비교하였을 때 수소는 적으나 이산화탄소는 많은 것을 확인할 수 있었다. 고온에서의 가스화 분석을 통해 $1200^{\circ}C$ 이상에서는 메탄이 발생하지 않았고 약 $1150^{\circ}C$ 부터 메탄이 발생하는 것을 알 수 있었다. 결론적으로 개질반응시 온도가 높을수록 수소의 비율이 높아지나 CO 비율은 증가하는 것을 볼 수 있었다. 그러나, 가스화기의 구조적인 문제로 인해 열손실과 개질의 문제가 발생함을 확인하였다. 향후 연구의 발전 방향으로는, 가스화기 개선을 통해 불완전한 연소를 줄여 높은 수율의 수소를 얻고 일산화탄소, 메탄과 같은 기체의 발생을 낮출 필요성이 있는 것으로 판단된다. 본 연구에서 제안하는 DME를 수증기 플라즈마 개질하여 수소를 생산하는 최적화 방안이, 향후 친환경, 신재생 에너지를 생산하는데 의미있는 기여를 할 수 있을 것으로 기대한다.
음식물 쓰레기는 산완충능(buffer capacity)이 충분하지 않아 포집과 운송기간 동안 유기산이 축적될 수 있고 몰리브덴이나 코발트와 같은 미량원소가 부족할 수 있기 때문에 가축분뇨는 음식물 쓰레기와 혼합소화 시 부족한 메탄생성량을 보충할 수 있는 혼합기질로서 적합한 것으로 판단된다. 본 논문에서는 성공적인 혐기공정 설계 및 안정적 운영을 위한 우리 나라 유래 대상기질의 실제성상 특징과 메탄가스 발생사이의 상관성을 알아보고자 하였다. 서울시의 8개 기초자치단체(강남, 강동, 송파, 영등포, 관악, 구로, 동작, 용산)의 음식물 쓰레기 중간 집하장이나 처리시설에서 음식물 쓰레기를 채취하였다. 음식물 쓰레기의 고형물 함량은 평균 16%를 보였고 잠재 메탄발생량은 평균 $446.6STP-m{\ell}/g-VS$로서 $334.8{\sim}567.5STP-m{\ell}/g-VS$의 범위를 가진다. 우분의 고형물 함량과 잠재메탄 발생량은 각각 평균 26%과 $280.6STP-m{\ell}/g-VS$로 타나났다. 잠재 메탄발생량은 고위발열량, 지방 함량, 탄소함량, 수소함량과 양의 상관관계를 가지고 탄수화물 함량과 음의 상관관계를 가지는 것으로 나타났다($r^2>0.8$). 따라서 이러한 기질특성 분석결과를 통해 잠재 메탄발생량을 비교적 정확하게 예측하였다. 본 연구에서는 단일 기질과 잠재 메탄발생량을 분석하였으나 향후는 최대 메탄발생량을 위하여 혼합기질 (음식물쓰레기, 가축분뇨, 수분조절제 등)의 최적조합을 결정하는 연구가 수행하여야 할 것으로 여겨진다.
Stigmastanol, a functional agent of cholesterol-lowering in humans, was synthesized from stigmasterol. To investigate the usability as a raw material, the contents of sterol in vegetable oils and extract of soybean chaff were analyzed. The total sterol contents showed high values of 213.7 and 209.8 mg/100g in corn and soybean oils respectively. The extract of soybean chaff has played a good role as a raw material with high sterol contents. The kinetics of hydrogenation of stigmasterol was studied using a 5% Pd/AC catalyst in the temperature range of 30~$60^{\circ}$C. Increasing temperature showed a prominent decrease in conversion. The optimum temperature was $40^{\circ}$C for high yield of stigmastanol. The effects of $H_2$ pressure, agitation speed, catalyst loading, and stigmasterol concentration on reaction rate profile were also examined. From the power law model analysis using the initial rates of reaction, the reaction order was calculated as 0.705 for stigmasterol concentration and 0.147 for hydrogen pressure.
Use of high yield pulp and recycled fiber as raw materials and water system closure result in higher fines content and buildup of organic and inorganic contaminants in white water. These are detrimental for the effectiveness of chemical additives including retention aids. Thus it is imperative to employ a retention systems that maintains its efficiency in closed papermaking system for reducing fresh water consumption. The performance of four different microparticle retention systems including cationic polyacrylamide (C-PAM)/bentonite, highly charged cationic starch (HCS)/silica, C-PAM/micropolymer, cationic guar gum (CGG)/silica was evaluated and compared at three different levels of papermaking system closure. Buildup of detrimental substances in a closed white water system increased cationic demand and finally reduced the performance of retention systems. Cationic starch and guar gums maintained their effectiveness in retention in closed white water systems contaminated with anionic trashes because of their structural rigidity and hydrogen bonding ability. Particularly, cationic guar gums, due its stiffness of molecular structure, appeared perform better than catinonic starch.
PET fabrics were photografted under continuous UV irradiation with vinyl pyrrolidone (VP) and acryloylmorpholine(ACMO) as monomers and benzophenone as a hydrogen-abstractable photoinitiator. ACMO can be grafted onto the PET fabrics more efficiently than VP. The grafted PET surfaces were characterized by ATR, ESCA, SEM and zeta potential measurement. ATR and ESCA analysis indicated significant alterations on chemical structure and atomic composition on the surface of the grafted fabrics, where nitrogen content increased with increasing grafting yield. SEM images showed that the fabric surface was covered with the grafted polymers. The zeta potentials and the water wettability of the grafted PET increased with grafting. Also the photografted fabrics showed an increased dyeablity to reactive dyes and increased affinity to various iodine species which imparted anti-bacterial properties.
Seo, Jin-Hwa;Lutkenhaus Jodie L..;Kim, Jun-Oh;Hammond Paula T.;Char Kook-Heon
한국고분자학회:학술대회논문집
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한국고분자학회 2006년도 IUPAC International Symposium on Advanced Polymers for Emerging Technologies
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pp.295-295
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2006
In present study, poly(acrylic acid) (PAA) and hydrophobically modified poly(ethylene oxide) (HM-PEO) multilayers based on the hydrogen bonding between the component polymer pair have been prepared by the LbL deposition method. Dip assembled HM-PEO/PAA multilayers yield unique film morphologies in comparison with PEO/PAA multilayers due to the micellar formation of HM-PEO owing to the hydrophobic attraction between alkyl chains end-capped with the PEO chains. Individual HM-PEO micelles were connected through the bridging PEO chains to form temporary networks on multilayer surface and induced peculiar surface morphology on HM-PEO/PAA multilayers above the critical number of bilayers.
Conformational heterogeneity of directly linked multiporphyrin arrays with larger molecular length retards their utilities in practical applications such as two-photon absorption and molecular photonic wire. In this regard, here we adopted a way to overcome the conformational heterogeneity through hydrogen bonding by selective binding of meso aryl substituents of porphyrins (host) with urea (guest) to form helical structure. Using steady-state and time-resolved spectroscopy, we observed the enhanced fluorescence quantum yield by ~1.8 to 2.4 times, enhanced anisotropy values and the disappearance of fast fluorescence decay component in the host-guest helical forms. In addition, the enhanced nonlinear optical responses of helical arrays infer the extended inter-porphyrin electronic coupling due to a significant change in dihedral angle between the neighboring porphyrin moieties. The current host-guest strategy will provide a guideline to improve the structural homogeneity of the photonic wire.
한국정보디스플레이학회 2002년도 International Meeting on Information Display
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pp.724-727
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2002
2,7-dibromo-9, 9-dialkyl-substituted-fluorene derivatives were prepared by the alkylation of 2,7-dibromofluorene with various alkyl groups under two-phase phase transfer catalysis (PTC) conditions, as monomers for synthesizing poly(dialkylfluorene)s. Tetra-nbutylammonium hydrogen sulfate (TBAHS) was used as a phase transfer catalyst to enhance nucleophilic substitution. In addition, NaOH in water (25M) was used as a base to generate anions. Compared to conventional alkylation using butyllithium(BuLi), the reaction using the PTC technique attained high selectivity and substantial conversion of reactants, due to the enhanced reaction rate, while the reaction was carried out under moderate conditions. An approximately 90% yield was obtained from the reaction and the reaction time was remarkably reduced. 2,7-dibromo-9,9-dihexyl-fluorene, 2,7-dibromo-9,9-dioctyl-fluorene, and 2,7-dibromo-9,9-di(2-ethylhexyl)-fluorene were effectively synthesized by phase transfer catalytic reaction.
When the Fukushima nuclear power plant accident occurred in March, a hydrogen explosion in the reactor building at the 4th unit of Fukushima plants lead to a big surprise because the full core of the unit 4 reactor had been moved and stored underwater at the spent nuclear fuel storage pool for periodic maintenance. It was because the potential criticality in the fuel storage pool by coolant loss may yield more severe situation than the similar accident happened inside the reactor vessel. In the paper, the safety state of the spent fuel storage pool and rack structures of the domestic nuclear plants would be reviewed and compared with the Fukushima plant case by engineering viewpoint of potential severe accidents.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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