• 청정기술
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• 제26권4호
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• pp.286-292
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• 2020

본 연구는 Cu/CeO2-X 촉매의 저온 CO 산화 활성에 미치는 영향을 촉매의 구조적 특성, 반응 특성을 통해 확인하였다. 사용된 촉매는 습윤 함침법으로 제조되었으며, 각기 다른 소성온도(300~600 ℃)에서 형성된 CeO2 (지지체)를 이용하여 Cu (활성금속)를 담지함으로써 Cu/CeO2-X 촉매를 제조하였다. 제조된 Cu/CeO2-X 촉매는 저온 CO 산화 활성을 평가하였다. 125 ℃에서 Cu/CeO2_300 촉매는 90% 이상의 활성을 나타냈으며, CeO2의 소성온도가 증가됨에 따라 활성이 점차 감소하여, Cu/CeO2_600 촉매는 65%를 나타냈다. 다음으로 촉매의 물리/화학적 특성을 Raman, BET, XRD, H2-TPR, XPS 분석으로 확인하였다. XPS 분석 결과, CeO2-X의 소성온도가 낮을 수록 불안정한 Ce3+ 종(비 화학양론 종) 비율이 증가하였다. 증가된 Ce3+종은 Cu와 결합함으로 써 치환결합을 형성하였으며 Raman 분석의 CeO2 peak 변화와 H2-TPR 분석의 치환결합 구조의 환원 peak를 통해 확인하였다. 결과적으로 Cu와 CeO2의 치환 결합 형성은 촉매의 redox 특성 및 저온 CO 산화 활성을 증진시켰다고 판단된다.

• 청정기술
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• 제26권4호
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• pp.239-250
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• 2020

바이오매스는 풍부한 신재생에너지로 화석연료에 의한 온실가스 배출을 줄일 수 있는 자원으로 활용될 수 있다. 인도네시아에서는 경제성이 우수한 대량의 조림지 부산물과 팜 부산물이 발생된다. 일반적으로 바이오매스들은 낮은 열량 및 연소 효율에 의해 연료로서 사용하기 어려운 경우가 많다. 최근 이러한 바이오매스를 고품위 연료로 전환하는 반탄화 기술 개발이 활발하며, 유럽을 중심으로 다수의 생산 설비가 상용화되었다. 우리나라는 현재 ~ 2 million ton yr-1 이상의 혼소용 우드팰릿을 동남아시아에서 수입하고 있다. 하지만 반탄화 연료 시장은 아직 열리지 않았고, 추후 국내 기술 및 시장 환경 성숙에 따라 도입되리라 예상된다. 인도네시아 현지 혼소용 연료로서 반탄화된 조림지 부산물은 신재생에너지 확대 정책(feed-in-tariff, FIT) 하에서 경제성 확보 가능하다. 하지만 팜 부산물인 EFB (empty fruit bunch, EFB)를 혼소용 연료로 사용하기 위해서는 알카리 금속 제거에 따른 경제성 저하 극복 방안이 강구되어야 한다. ETS (emission trading system, ETS)와 CDM (clean development mechanism, CDM)제도의 지원을 받는 경우 EFB는 연료 민감성이 낮은 시멘트 소성로에서 기존 석탄을 대체할 수 있을 것으로 판단된다.

• 공업화학
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• 제33권6호
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• pp.600-605
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• 2022

V₂O₅-WO₃-TiO₂ 촉매를 담지하여 그래핀(graphene) 기반 세라믹필터를 제조하였으며, 이를 활용하여 질소산화물(NO_x)의 제거실험을 수행하였다. 산화그래핀(graphene oxide, GO)은 흑연(graphite)을 이용하여 Hummer's method에 의해 제조하였고 환원제로 히드라진(N2H4)을 통해 환원 산화그래핀(reduced graphene oxide, rGO)을 제조하였다. 제조된 그래핀을 세라믹필터 표면에 유-무기 하이브리드 원리를 이용하여 코팅하였으며, 여기에 광촉매물질을 담지하였다. 광촉매물질은 바나듐(V), 텅스텐(W), 티타늄(Ti)를 사용하여 sol-gel법에 의해 코팅 후 350 ℃ 소성 공정을 통하여 광촉매담지 세라믹필터를 제조하였다. UV광을 제조된 필터에 조사하여 NO_x의 제거 실험을 수행하였으며, NO_x의 제거 효율은 기존의 세라믹필터보다 GO 및 rGO가 코팅된 경우가 우수하였다. 이는 코팅된 그래핀에 의한 흡착성의 향상 때문으로 판단되며, 그래핀의 농도가 증가함에 따라 보다 높은 NO_x의 제거효율을 확인하였다.

• 한국입자에어로졸학회지
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• 제17권2호
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• pp.21-27
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• 2021

We developed non-metallic electrodes that can replace metallic electrodes of the electrostatic precipitator(ESP) for the purpose of light weight, corrosion resistance, cost reduction. We manufactured three types of collection electrodes made of stainless steel (M), Carbon ink coating layer-Plastic sheet-Carbon ink coating layer (CPC), and Plastic sheet-Carbon ink coating layer-Plastic sheet (PCP). We studied the collection efficiency of a two-stage ESP using oil mist particles with and without collection stage by changing the flow rate, the material of collection electrode, and the applied voltage of the pre-charger module and the collection module. Here we measured concentrations of particles at diameters of 0.45 ㎛ (CMD; count median diameter) and 3.0 ㎛ (MMD : mass median diameter), as well as PM_2.5 and PM₁₀. As a result of the experiment, two-stage ESP had 22~25% higher collection efficiency in PM_2.5 than one-stage ESP at the same applied voltage. The difference in collection efficiency by varying the materials of collection electrodes was less than 5%. The weight of the non-metallic electrode was only one eighth the weight of the metal electrode. CPC electrode had a thickness of 0.27 mm, which was 1.5 times thinner than a thickness of PCP electrode, so when the flow rate increased, the CPC electrodes couldn't be kept at equal intervals due to the fluttering unlike PCP electrodes. In addition, the PCP-CPC collection module of the present experiment followed the theoretical efficiency based on Deutsch equation and Cochet's charging theory.

• 한국포장학회지
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• 제28권1호
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• pp.47-53
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• 2022

최근 식품의 품질을 확인하는 소비자의 관심이 높아짐에 따라 지능형 식품포장 기술이 점차 발전하고 있다. 지능형 포장의 중요한 요소인 indicator는 특정 물질을 감지하거나 식품 품질 변화를 나타내기 위한 색변화를 나타낸다. Gas indicator는 식품 품질이 변할 때 방출되는 휘발성 물질을 감지하기 위해 식품 포장에 내장될 수 있다. 에틸렌 가스는 후숙과일의 호흡을 증가 시키며 후숙과일이 숙성이 진행됨에 따라서 에틸렌가스가 다시 생성된다. 포장된 과일의 경우 headspace의 에틸렌가스 농도는 과일의 숙성도와 밀접한 관련이 있다. 이와 관련하여 에틸렌 가스 흡수제를 제조하여 에틸렌가스를 제거하는 방법도 적용된다. 하지만 이는 소비자가 적숙기의 과일을 섭취하는데 도움이 되지 않는다. 과일 포장에 사용할 수 있는 에틸렌가스 지시계가 있다면 소비자는 최적의 시간에 과일을 섭취할 수 있을 것이다. 본 논문에서는 금속 물질 환원반응 활용 지시계, fluorescence 활용 지시계, pH 지시약 활용 지시계, 리포솜 활용 지시계 등의 다양한 에틸렌가스 지시계를 비교하여 지금까지 개발된 에틸렌가스 지시계의 특성과 장단점을 분석하였다. 각 지표를 분석한 결과, 금속 물질 환원반응 기반 지표인 몰리브덴(Mo)에 팔라듐(Pd)을 촉매화하여 물리적 장벽의 수단인 SiO₂와 30PDDA(polydiallyl dimethyl ammonium chloride)의 다중층에 적용한 지시계가 안정성, 에틸렌가스에 대한 민감도, 시각적 변화를 통한 정보 제공력에서 가장 적합한 지시계로 가능성이 높을 것으로 사료된다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제16권6호
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• pp.719-725
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• 2022

본 연구는 임상에서 이용되는 전자선 빔의 에너지별 차폐를 위한 최소한의 납 두께를 측정하여 정량적으로 평가하고 기준을 설정하고자 한다. 전자선 에너지별 납 차폐체의 두께는 최대선량 깊이(d_max)와 조직선량의 기준 깊이인 표면 10 mm 깊이에서 개방 조사야를 기준으로 1차선속의 95%로 감소시킬 수 있는 납 두께를 측정하였다. 측정 결과 6 MeV 전자선의 납 차폐체 두께는 최대선량 깊이에서 1.906 mmPb, 조직선량 기준깊이(10 mm)에서 1.992 mmPb로 나타났으며, 9 MeV 전자선은 2.746 mmPb, 3.743 mmPb, 12 MeV 전자선은 3.718 mmPb, 6.093 mmPb, 16 MeV 전자선은 7.300 mmPb, 15.270 mmPb, 20 MeV 전자선은 16.825 mmPb, 25.090 mmPb로 측정 깊이를 조직선량 기준깊이로 할 때 더 두꺼운 납 차폐체가 필요하였다. 또한 16 MeV 이상의 전자선은 이론식보다 더 두꺼운 납 차폐체가 요구된다.

• 청정기술
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• 제28권2호
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• pp.174-181
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• 2022

바이오매스는 현재 석유, 천연가스, 석탄 등 화석 연료에서 얻을 수 있는 액체 연료와 유기 화합물을 생산할 수 있는 지속 가능한 대체 자원이다. 화석 연료를 사용하면 온실가스를 배출하기 때문에 바이오매스와 같은 탄소중립적 원료를 사용하는 것은 기후 변화 대응에 기여할 수 있다. 바이오매스 원료로부터 석유 대체 화학 제품과 연료를 생산하기 위한 생물학적 및 화학적 공정이 제안되었지만, 바이오매스에 포함된 높은 산소 함량때문에 화석 연료를 완전히 대체하기 어렵다. 석유와 유사한 연료와 화학 물질을 생산하려면 바이오매스 파생물에 존재하는 산소 원자를 제거하거나 산소 기능기를 전환해야 하며, 이는 촉매 화학적 수첨탈산소화에 의해 달성될 수 있다. 바이오매스 열분해 오일, 리그노셀룰로오스 유래 화학물질, 지질과 같은 원료를 탈산소 연료 및 화학물질로 전환하기 위해 수첨탈산소화가 진행되었다. 높은 표면적의 금속 산화물 또는 탄소에 지지된 귀금속 및 전이 금속으로 구성된 다기능성 촉매는 효율적인 수첨탈산소 촉매로 사용되었다. 본 총설에서는 문헌에서 제안된 촉매를 확인하고 이러한 촉매를 이용한 수첨탈산소 반응 시스템이 논의하였다. 문헌에 보고된 수첨탈산소화 방법을 기반으로, 실현 가능한 수첨탈산소화 공정 개발 방향이 제시하였다.

• Ecology and Resilient Infrastructure
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• 제10권3호
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• pp.64-72
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• 2023

𝛽-glucan은 바이오폴리머 (biopolymer)의 한 종류로 식품 및 의약품 산업에 이용되고 있으며, 최근 친환경신소재로서 제방강화에 이용되거나 토양에 배합하여 식생을 보호하는 연구가 이루어지고 있다. 본 연구에서는 바이오폴리머 중 𝛽-glucan의 토양혼합 유무와 가뭄처리에 따른 괴근작물 고구마 (Ipomoea batatas L., 품종명 소담미)의 표현형, 생장, 그리고 주요 단백질의 발현 및 활성 변화를 분석하였다. 가뭄 스트레스 하에서 𝛽-glucan 토양혼합에 따른 고구마의 엽장 및 엽폭의 생장, 그리고 전해질유출도에서 큰 차이가 나타나지 않았으나. 상대수분함량은 통계적으로 유의성을 보여주었다. 가뭄스트레스 내성에 관여된 주요 원형질막 (plasma membrane, PM) 단백질의 발현과 활성을 분석하였을 때, 1차 능동수송체 PM H⁺-ATPase은 𝛽-glucan 토양혼합 조건과 가뭄스트레스에 하에서 상대적으로 높은 발현과 활성을 유지하였으나, 수분수송단백질 아쿠아포린 plasma membrane intrinsic protein 2 (PIP2)은 𝛽-glucan 토양혼합 조건과 가뭄스트레스에 의해 원형질막에서의 분포가 감소하였다. 이 결과는 𝛽-glucan의 토양혼합이 가뭄스트레스 하에서 토양수분 보유력을 향상시켜 고구마의 가뭄 스트레스와 관련된 원형질막 단백질들이 내성에 유리하게 발현됨을 보여준다. 결론적으로 이 연구는 바이오폴리머를 활용한 토양생태를 조절하는 기술로써 가뭄에 따른 식생의 생장 및 피해를 판단하는데 유효할 것이라 판단된다.

• 공업화학
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• 제34권6호
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• pp.674-678
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• 2023

고정층 상압 유통식 반응기를 사용하여 Pt(1)-Fe(30)/MCM-41와 Fe(30)/MCM-41의 촉매상에서 메탄의 분해 반응을 수행하여 수소의 수율을 구하여 Pt의 효과를 조사하였다. XRD 분석으로 반응 전 Pt(1)-Fe(30)/MCM-41 촉매에서 Fe₂O₃와 Pt의 결정상이 나타났다. SEM, EDS 분석과 매핑 이미지로부터 촉매 표면상에 Fe, Pt, Si, O의 나노 입자들이 균일하게 분포함을 알 수 있었다. XPS 분석으로 Pt⁰, Pt²⁺, Pt⁴⁺, Ft⁰, Fe²⁺, Fe³⁺ 등의 이온과 O^2-, O^-의 산소종이 존재함을 알 수 있었고, Fe(30)/MCM-41 촉매에 Pt를 1 wt% 첨가하면 촉매 표면상에서 Fe2p의 원자 백분율이 13.39%에서 16.14%로 증가하고 Pt4f는 1.51%이었다. 수소의 수율은 Fe(30)/MCM-41보다 3.2배 높았다. Pt로부터 Fe로 H₂의 스필오버(spillover) 효과로 Fe 입자의 환원을 증가시키고, Fe, Pt와 MCM-41의 적당한 상호작용으로 미세한 나노입자를 촉매 표면상에 균일하게 분산을 증가시켜 수소수율을 향상시켰다.

• 한국환경복원기술학회지
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• 제27권3호
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• pp.45-56
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• 2024

Heavy metals emitted from urban development do not decompose in the soil and remain for long periods, continually impacting the environment. Since the mid-1990s, there has been increasing societal concern in South Korea regarding soil contamination, prompting various legislative revisions to reduce pollution. This study utilizes the Environmental Impact Assessment Support System (EIASS) to investigate projects in the metropolitan area that have exceeded the Ministry of Environment's soil contamination concern levels from 1989 to 2022 and to examine improvements in the environmental impact assessment (EIA) process. The results reveal that the average concentrations of nine contaminants-cadmium (Cd), copper (Cu), arsenic (As), mercury (Hg), lead (Pb), hexavalent chromium (Cr6+), zinc (Zn), nickel (Ni), and fluoride (F)-have all increased over the years. Among these, Zn had the highest relative proportion, with 37.5% of the 40 sites exceeding environmental concern levels. Investigation of 19 specific projects at these exceedance sites showed that only 7 had documented analyses of contamination causes and remediation plans, and just one had contracted additional remediation services, though results from these efforts were found to be lacking. Furthermore, since 2019, a significant proportion of these sites were involved in residential developments, likely due to government initiatives in new city development and extensive housing supply plans. This research emphasizes the importance of public disclosure of the processes and outcomes of remediation efforts on historically contaminated soils prior to project development. It discusses improvements to the EIA by reviewing current legislation and international examples. The findings of this study are expected to heighten public awareness about heavy metal contamination and enhance transparency in soil remediation efforts, contributing to sustainable environmental management and development.