• 한국식품과학회지
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• 제24권5호
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• pp.504-510
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• 1992

고정화 thermolysin에 의한 아스파탐 전구체의 하나인 N-Benzoylaspertame(BzAPM)의 합성을 효율적으로 할 수 있는 수용성 유기용매가 함유된 용매계를 산정하고자 하였다. BzAPM 및 L-phenylalanine(Phe)의 용해도는 methanol 45%가 함유된 용매계에서 각각 1.84 및 1.79%로 가장 높았으며, dimethyl sulfoxlilde(DMSO) 25%와 polyethylene glycol(PEG) 200 20%가 함유된 혼합 용매계도 비교적 높은 용해도를 보였다. BzAPM의 용해도는 ethylene glycol류의 분자량이 커질수록 용해도가 증가하였으나, Phe의 경우에는 이러한 경향을 나타내지 않았다. 고정화 thermolysin에 의한 BzAPM의 합성역가는 methanol 45% 및 DMSO 45%의 난일 유기용매계와 DMSO 25% 및 PEG 200 20%가 함유된 혼합 용매계에서 높게 나타났으며, 초기 합성속도도 빠른 것으로 나타났다. $40^{\circ}C$에서 42일간 고정화 효소를 보관하였을 때, thermolysin은 DMSO 25%와 PEG 200 20%가 함유된 용매계에서 가장 안정하였다. L-phenyalanine methyl ester의 비효소적 가수분해 속도는 methanol함유 용매계에서 가장 낮았고, DMSO 25%와 PEG 200이 함유된 용매계에서는 이들의 중간 정도인 것으로 확인되었다. 그리하여 고정화 thermolysin에 의한 BzAPM의 합성에 적합한 용매계로서 DMSO 25% 및 PEG 200 20%가 함유된 용매계를 선정하였다.

• KSBB Journal
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• 제16권4호
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• pp.321-326
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• 2001

막의 특성을 이용하여 기질과 효소가 공존하는 캡슐을 제조하여 이 캡슐의 장점인 membrane의 pore size를 조절하면 올리고당을 분자량별로 유출시키는 것이 가능해짐으로 기질과 효소의 유출을 조절하여 생리활성이 높은 올리거당을 얻고, 생산된 올리고당의 단순한 분리.정제를 위하여, 그리고 효소의 재 이용 측면에서 encapsulation technology를 이용하여 올리고당을 생산하는 연구를 하였다. 제조된 capsule의 막 두께와 직경은 Olympus IX50 microscope를 이용하여 측정한 결과 막의 두께는 10 $\mu$m이었으며, capsule의 크기는 대략 3.0mm, $N_2$ gas를 이용할 capsule은 대fir 1.5 mm였다. 본 실험에 사용된 기질의 용액, 효소액, 반응액, alginate 용액을 pH 5.0으로 제조하여 사용하였기 때문에 막이 보다 견고하게 형성 할 수 있었으며, 제조된 capsule를 반응 용액 즉 2% acetic acid의 pH를 CaCO$_3$로 조절한 용액에 넣었기 때문에 막이 단단하게 형성되고 유지되는 것으로 판단된다. 기질의 사용에 있어서 작은 분자량을 갖는 기질은 효소와 분해 반응에 있어서 가수분해가 빨리 일어나기 때문에 보통 capsule 밖으로 유출된 올리고당의 분자량은 평균 M.W. 1,000이었다. 그러나 분자량이 큰 기질을 사용하였을 경우 평균 M.W. 1,000-3,500이었다. 막을 이루는 alginate의 점도에 의한 차이는 없었으며, 교반 속도에 의한 기질과 효소의 유출, 그리고 분해 반응에 따른 가수분해 산물인 올리고당의 유출에 있어 alginate 농도 0.5%, 교반 속도는 40 rpm이 가장 적당하였다. (12). Capsule에서 분해 반응 후 분해 산물인 올리고당의 이동을 빨리 하기 위하여 작은 size의 capsule를 제조하여 실험한 결과 3.0 mm보다 capsule 내부의 분자량 변화가 더 빨랐으며, capsule 밖으로 유출된 올리고당의 분자량 분석 결과 M.W. 3000-6000의 올리고당이 생성되었다. 반응 시간에 따른 capsule 내부의 잔류 효소 활성을 조사한 결과, 반응 8시간째에도 약 80% 이상의 효소활성을 나타내었다. Batch-type과 비교하여 capsule의 경우에는 반응이 끝난 후 capsule를 회수하여 효소를 재 사용할 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제11권3호
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• pp.59-65
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• 2006

본 연구에서는 지하수내의 클로로페놀 오염물을 제거하기 위하여 니켈로 코팅된 영가철을 이용한 기술의 적용 타당성을 검토하였다. 영가철을 니켈로 개질하여 4-클로로페놀을 분해하였으며 중간 생성불의 생성에 대하여 조사하였다. 또한, 초기 오염물의 농도, 이중금속의 주입량, 휴믹산의 영향 및 용액의 pH 변화에 따른 오염물의 제거 효과에 대한 영향을 분석하였다. 니켈로 개질된 영가철은 240분 이내에 4-클로로페놀의 95% 이상을 효과적으로 제거하였다. 유사 1차 반응계수에 의하여 평가된 오염물의 제거효과는 개질된 영가철의 주입량에 직접적으로 비례하는 결과를 보였다. 휴믹산의 경우 개질된 영가철의 표면에 대하여 4-클로로페놀과 경쟁관계를 보임에 따라 오염물의 제거효과를 감소하는 역할을 하였다. 영가철만을 단독으로 사용하는 경우와 다르게 개질된 영가철을 사용 시 용액의 pH 는 크게 변화하지 않아 개질된 금속의 내구연한이 증가될 수 있음을 보여주었다. 4-클로로페놀의 탈염소화 분해과정을 해석한 결과 페놀화합물이 생성되었다.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제34권4호
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• pp.947-953
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• 2017

본 연구에서는 이산화탄소 흡수/재생 공정에 효율적으로 적용할 수 있는 아미노산염 흡수제의 연속재생을 통해 재생효율을 확인하였다. 재생효율은 공정적용에 있어 경제성에 큰 영향을 끼치는 인자로, 보다 경제성 있는 이산화탄소 흡수/재생 공정 확립을 위해 연속재생 실험을 진행하였다. 실험에 사용한 아미노산염은 Potassium L-lysinate와 Potassium L-alaninate이며, 각 아미노산과 Potassium hydroxide(KOH)를 1:2 몰비로 혼합하여 사용하였다. 흡수제의 재생 효율을 확인하기 위해 두 물질에 이산화탄소를 충분히 흡수시킨 후 가열을 통해 이산화탄소 탈리실험을 진행하였다. 반응초기에는 L-alanine의 반응속도가 빠르게 이루어졌으나, 시간이 지남에 따라 흡수량이 보다 큰 L-lysine이 높은 농도의 이산화탄소를 배출하였다. 두 물질의 재생효율을 비교하였을 때, L-alanine은 47.26%, L-lysine은 62.11%로 L-lysine이 더 높은 재생효율을 나타내었다. 흡수량 및 재생효율이 좋은 L-lysine을 이용한 연속재생 실험결과, 재생횟수가 증가함에 따라 재생효율이 감소하는 것을 확인 할 수 있었다.

• 자원리싸이클링
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• 제26권4호
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• pp.88-94
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• 2017

시안을 이용한 PCB 금 박리용액으로부터 사이클론 형태의 전해조를 적용하여 금 회수 연구를 수행하였다. 이때 첨가제로서 전해생성 된 차아염소산나트륨(NaOCl)과 금 도금 첨가제(KG-120)를 사용하였고 이들의 농도와 반응시간에 따른 금의 전해회수 거동을 조사하였다. 전해생성 NaOCl은 침출액 내의 시안과 알칼리 염소화 반응을 촉진함으로써 $NaOCl(g)/CN^-(g)$ 비율 1.0 이상에서 약 99% 이상 시안을 제거할 수 있었다. 금 전해회수 시 전해생성 NaOCl을 첨가할 경우 $NaOCl(g)/CN^-(g)$ 비율이 0.5~2.5일 때 480분 내에 금은 98% 회수되었으며 비율이 3.0이상에서는 오히려 금의 회수율이 현저히 감소하는 것을 알 수 있었다. KG-120 용액의 경우, 1.5~4.5%(v/v)까지의 농도범위에서 480분 내에 금이 99% 회수되었으며, 특히 KG-120의 농도가 3.5 및 4.5%(v/v) 일 경우 240분 내에 금이 96% 이상 회수되어 반응 초기 회수속도가 상대적으로 더 빨랐다. 이로부터 경제성과 효율성을 감안한 최적의 KG-120의 농도는 3.5%(v/v)로 판단된다.

• 유기물자원화
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• 제30권4호
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• pp.101-108
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• 2022

본 연구는 유기성 폐기물 중 음식 폐기물의 고형연료제품으로서의 활용 가능성을 평가하기 위해 건조 음식 폐기물의 물리화학적 성질 및 연소 특성을 분석하였다. 기존 고형연료와의 성상 차이를 비교함으로써 건조음식 폐기물의 연료로서의 특성을 분석 하였으며, 연료화 후 연소 특성을 파악하였다.음식 폐기물 시료 2종과 고형연료 제조설비로부터 생산된 고형연료 시료 2종을 이용하여 원소분석, 공업분석, 발열량분석, TGA 분석 실험을 진행 하였으며 다음과 같은 결과를 얻었다. 건조 음식 폐기물의 수분함량과 회분함량은 각각 1.7~10.0 wt.%, 7.8~11.7 wt.%로 고형연료 품질기준을 만족하였으며, 건조 음식 폐기물의 저위발열량은 4,000~4,720 kcal/kg으로 고형연료의 품질기준인 3,500 kcal/kg보다 높은 것으로 나타났다. 건조 음식 폐기물의 TGA 분석 결과, 연소반응은 약 200℃에서 시작하여 약 500℃에서 연소 속도가 가장 높았다. 100~200℃ 사이에서 수분 증발 후, 200~500℃ 사이에서 초기 휘발분, 탄소 및 잔류 휘발분의 방출 및 연소가 이루어졌다. 건조 음식 폐기물의 높은 발열량 및 낮은 수분, 회분 함량을 바탕으로 향후 효율적 건조 기술 적용 및 엄격한 품질 기준 검사를 통해 건조 음식 폐기물의 고형연료화가 가능한 것으로 판단된다.

• 공업화학
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• 제33권5호
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• pp.459-465
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• 2022

천연 흑연의 전기화학적 특성 향상을 목적으로 피치 코팅을 실시하였다. 최적 코팅용 피치의 합성조건을 알아보기 위해 다양한 온도에서 합성된 피치를 코팅하여 음극 특성을 알아보았다. 합성온도가 증가할수록 연화점, 잔탄율이 증가하며 열적 안정성이 높아졌으나, 430 ℃에서는 과한 축합반응으로 NI (NMP Insoluble)가 다량 합성되었다. 높은 열적 안정성으로 표면의 균일도와 코팅 두께가 증가함에 따라 제조된 음극재의 향상된 초기쿨롱효율과 출력특성의 결과를 얻을 수 있었다. 하지만 과한 NI가 함유된 피치로 코팅한 음극재는 코팅이 실시되지 않은 흑연보다 저하된 전기화학 특성을 나타냈다. NI는 분산성이 낮고 열처리 후 구체 형성의 영향으로 불균일한 SEI층 형성에 기인한다는 결과를 얻을 수 있었다. 피치 합성온도를 제어하여 균일한 표면과 적절한 코팅층 형성이 이루어지는 최적 조건을 도출하였다.

• 대한환경공학회지
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• 제27권1호
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• pp.101-108
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• 2005

대부분의 석조문화재는 외부 환경에 노출되어 있어 외관이 크게 변형되어졌고, 특히 최근의 산업화와 환경오염물질의 영향으로 풍화가 가속화되고 있다. 본 연구에서는 석조문화재의 풍화에 미치는 환경영향을 알아보기 위해 산성용액과 염분용액에 신선한 화강암을 침수한 후 물리 화학적 특성을 조사하였고, 석조문화재 보존 방법의 일환으로 화강암에 $TiO_2$ 광촉매를 코팅한 후 코팅이 화강암의 풍화에 미치는 영향도 조사하였다. 산성용액과 염분용액에 신선한 화강암을 침수시켰을 때 8가지 광물성분(Si, Mg, Ca, Na, K, Fe, Mn, Al)의 용출량은 반응초기에 급격히 증가하였고 암석 표면의 구성광물들은 대부분 신선한 화강암(fresh granite)보다 낮은 농도값을 나타내어 산성용액이나 염분용액에 의한 풍화의 영향 정도를 확인할 수 있었다. 실험 전 후의 화강암의 물리적 특성 분석 결과, 강제 풍화시킨 시료의 밀도는 평균 $2.55-2.56\;g/cm^3$으로 신선한 화강암(평균밀도는 $2.60\;g/cm^3$)에 비해 약간 낮은 값을 보였고 압축강도는 신선한 화강암에 배해 아주 낮았지만 포아송비는 상대적으로 약간 높은 값을 나타내었다. 또한 강제풍화시킨 석재의 흡수율은 $0.481{\sim}0.836%$로서 신선한 화강암에 비해 1.2-2.1배 정도 높게 나타났다. $TiO_2$ 광촉매를 화강암에 코팅한 후 산성용액과 염분용액에 의한 강제풍화시 광물성분의 용출율과 함수율 등이 많이 저감되어 석조문화재의 풍화속도를 완화시키는 것으로 나타나 석조문화재의 표면에 $TiO_2$ 코팅 처리를 하면 석조문화재의 풍화를 예방하는 효과가 있을 것으로 나타났다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제13권5호
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• pp.5-12
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• 2012

항생제는 환경에 지속적인 노출과 저항성으로 인해 우려물질로 간주되고 있다. 항생제의 제한적인 생분해능에 따른 하수처리장에서의 불완전한 제거와 광범위한 사용으로 인해 상대적으로 많은 양이 환경에 방류되고 있는 실정이다. 이에 본 연구에서는 다양한 촉매(Titanium dioxide; $TiO_2$, Hydroxyapatite; HAP)를 통해 항생제의 하나인 sulfamethoxazole의 동역학적 흡착과 광촉매반응에 대해 연구하였으며, 부가적으로 통계적 분석방법인 반응표면법(RSM)을 이용하여 UV/$TiO_2$/HAP 시스템에서의 운전인자의 영향을 살펴보았다. 동역학적 연구결과로 $TiO_2$/HAP의 흡착반응은 유사 2차 반응을 따르는 것으로 나타났으며, 입자내 확산 모델의 적용 결과, 반응속도 상수는 각각 $TiO_2$=$0.064min^{-1}$, HAP=$0.2866min^{-1}$와 $TiO_2$/HAP=$0.3708min^{-1}$으로 나타났다. RSM의 결과로는 ANOVA에서의 회귀항의 유의성이 나타났으며(P-value<0.05) 높은 결정계수 값($R^2$=96.2%, $R^2_{Adj}$=89.3%)이 나타나 이차 회귀모델의 예측이 만족스러운 것으로 관찰되었다. 그리고 Y(SMX 제거율, %)에 대해 예측된 최적 조건들은 코드화된 인자 기준으로 각각 $x_1$(SMX의 초기농도)=-0.7828, $x_2$(촉매의 양)=0.9974 그리고 $x_3$(반응시간)=0.5738로 나타났다. 입자내 확산 모델과 광촉매 산화 반응의 결과에 따르면 $TiO_2$/HAP 공정이 일반적인 고도산화공정에 비해 효율적인 것으로 관찰되었다.

• Applied Biological Chemistry
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• 제47권3호
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• pp.344-350
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• 2004

본 연구는 혼합이온교환수지 캡슐이 수질 모니터링 도구로 활용가능한지를 평가하기 위해 수행되었다. 이를 위해 수지의 질소$(NH_4\;^+-N,\;NO_3\;^--N)$와 인산$(PO_4\;^{3-}-P)$에 대한 물리적, 화학적 반응 특성을 구명하고, 현장적용시험을 수행하였다. 실험결과 유속이 증가함에 따라 수지의 이온 흡착량은 감소하였으며, 이온 종류에 따른 흡착량은 $NO_3\;^--N\;>\;NH_4\;^+-N\;>\;PO_4\;^{3-}-P$ 순으로 나타나 수지의 흡착 선택성과 일치하였다. 온도와 시간에 따른 이온의 농도 변화를 일차반응속도모델에 적용하였을 때, 반응비상수$({\kappa})$는 반응온도가 증가함에 따라 증가하였고, 이온의 농도가 증가함에 따라 증가하였다. 온도가 증가함에 따라 ${\Delta}H^{o\ddag}$값과 ${\Delta}G^{o\ddag}$값은 증가하였으나, $E_a$값과 ${\Delta}S^{o\ddag}$값은 감소하여 열역학 이론과 일치하였다. $E_a$는 $155.38{\sim}682.89\;kJ{\cdot}mol^{-1},\;{\Delta}H^{o\ddag}$는 $153.03{\sim}680.54\;kJ{\cdot}mol^{-1},\;{\Delta}S^{o\ddag}$는 $525.02{\sim}610.99\;J{\cdot}mol^{-1},\;K^{-1}\;{\Delta}G^{o\ddag}$는 $525.02{\sim}610.99\;J{\cdot}mol^{-1}$의 범위를 나타냈다. 현장적용시험에서 삽입시간과 수지흡착량의 관계는 Langmuir 형태를 따랐으며, 질소는 24시간 경과 후, 인산은 8시간 후에 의사평형에 도달하였다. 따라서 현장에서의 최대 삽입시간은 인산의 평형 도달시간과 하천 내 인산 농도에 의해 결정될 것으로 판단된다. 이상의 결과를 통해 이온교환수지를 수질 중 질소와 인의 모니터링 도구로 활용할 수 있을 것으로 판단되며, 실제 현장에 활용하기 위해서는 온도, 유속, 삽입시간 등의 인자와 하천수 내 이온조성과의 상관관계에 대한 규명과 경험상수의 도출이 필요할 것으로 판단된다.