• 공업화학
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• 제18권4호
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• pp.337-343
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• 2007

천연가스의 누출을 감지하기 위해서 첨가되는 유기 황 화합물질인 부취제에 의해 연료전지 내의 스택 전극과 개질기 촉매들이 피독되어 시스템 성능저하의 큰 원인이 되고 있다. 본 연구에서는 실리카, 알루미나, 활성탄, HZSM-5, Ultra-stable Y 제올라이트(USY) 및 베타 제올라이트와 같은 흡착제들을 부취제 제거용 흡착제로 사용하여, tetra-hydrothiophene (THT)와 tert-butylmercaptan (TBM)에 대한 흡착 성능을 연속식 흡착시스템에서 얻은 흡착파과곡선을 비교하여 평가하였다. 제올 라이트의 Si/Al 비, 흡착온도 및 Balance Gas (메탄, 헬륨) 종류의 변화가 흡착성능에 미치는 영향을 조사하고, THT와 TBM의 경쟁적인 흡착특성을 비교하였다. 여러 흡착제 중에서 H형, beta-zeolite (BEA)가 부취제인 TBM과 THT에 대해서 가장 우수한 흡착능력을 나타내었으며, 동일한 흡착제 상에서는 THT가 TBM보다 많은 양으로 흡착제거되었다. Temperature Programmed Desorption (TPD) 및 Infrared 스팩트럼(IR) 분석결과 부취제 황화합물은 제올라이트 표면에서 물리흡착과 더불어 산점에 의한 화학흡착을 이루는 것을 확인하였다.

• 공업화학
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• 제28권1호
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• pp.50-56
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• 2017

포름알데하이드는 무색, 무취의 유독성 물질로 다양한 방법을 통하여 포름알데하이드를 제거할 수 있는 방법들이 많이 보고되었다. 본 논문에서는 생물학적 효소 반응 및 화학적 흡착 촉매 반응에 의한 포름알데하이드의 제거 효율을 비활성을 통해 비교하였다. 첫째, Escherichia coli K12포름알데하이드 탈수소화 효소(Formaldehyde dehydrogenase, FDH)를 Escherichia coli BL21(DE3)에 클로닝하여 발현 및 분리하였다. FDH 효소 활성($k_{cat}/K_m$)은 $2.49{\times}10^3sec^{-1}mM^{-1}$로 측정되었으며, 비활성은 8.69 U/mg으로 측정되었다. 둘째, 화학적 흡착 및 화학 촉매를 이용한 포름알데하이드의 제거 효율도 동시에 진행하였다. 본 논문에서는 활성탄과 제올라이트, KI 및 KOH로 처리한 활성탄과 제올라이트를 화학적 포름알데하이드 흡착제로 사용하였으며 $Pd/TiO_2$ 산화 촉매를 이용하여 포름알데하이드의 산화 반응 효율을 결정하였다. 결론적으로 본 논문에서 수행한 화학적 흡착 및 산화 촉매 반응의 경우 대략 50%의 비슷한 수준의 포름알데하이드 제거 효율을 보였으며, 특히 비활성의 경우 탈수소화효소의 비활성이 0.01-0.26 U/g 수준의 화학적 흡착 및 산화 촉매보다 월등히 높게 측정되었다.

• 청정기술
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• 제13권1호
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• pp.64-71
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• 2007

천연가스로부터 유기 황 화합물인 THT와 TBM의 제거를 위한 적합한 흡착제의 선정이 수행되었다. 황 화합물에 대한 포화 흡착량은 Na-Y, Na-ZSM-5, Na,K-ET(A)S-10, Na-모더나이트, Na,K-클리놉틸올라이트, Ti/MCM-41, Ti/SBA-15이 포함되어진 나노세공 물질 및 무정형 티타노실리케이트에 대하여 펄스 흡착 방법에 의해 측정되었다. 측정되어진 물질들 중 Na-Y 와 Na,K-ET(A)S-10 제올라이트에서 THT와 TBM에 높은 흡착 용량을 보였다. Na,K-ET(A)S-10에서의 THT에 대한 포화 흡착량은 효율적인 흡착제로 잘 알려진 Na-Y 제올라이트와 비슷하였다. Na,K-ET(A)S-10에서의 THT와 TBM의 흡착량과 흡착능은 Na,K-ET(A)S-10의 결정성이 좋을수록 증가하였다. 모사되어진 천연가스를 이용한 파과 평가로부터 THT와 TBM 사이의 경쟁적 흡착에 관한 연구에서 Na,K-ET(A)S-10은 THT에 선택적으로 흡착하는 것으로 나타났다. Na,K-ET(A)S-10의 THT에 대한 파과 용량은 1.19 mmol/g 이었다. 이러한 결과들은 Na,K-ETS-10과 Na,K-ETAS-10의 높은 흡착 성능이 제올라이트 구조의 넓은 기공 성질과 유기 황 화합물과의 강한 정전기적 상호작용을 지닌 제올라이트 구조 속의 높게 교환되어진 양이온에 기인하는 것으로 보인진다.

• 한국결정성장학회지
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• 제24권1호
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• pp.15-20
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• 2014

본 연구에서는 도시 쓰레기 소각재 슬래그에 알칼리 활성화제로서 NaOH를 첨가하여 지오폴리머를 합성하고 그 물성을 평가하였다. 특히 NaOH의 몰농도, 원료의 입도 그리고 액체/고체 비율이 제조된 지오폴리머의 압축강도에 미치는 영향을 조사하였다. 원료의 입도가 미세할수록 합성된 지오폴리머의 강도는 증가하였으며, 액체/고체 비율의 최적 값은 0.13으로 나타났다. 합성된 지오폴리머의 압축강도는 첨가된 NaOH의 몰농도가 증가함에 따라 함께 증가하는 경향을 나타내었으나, 20 M 이상의 농도에서는 일정 값에 수렴하였다. 20 M 이상의 NaOH 농도로 제조된 지오폴리머에는 sodium aluminum silicate 및 sodium aluminum silicate hydrate 형태의 2종류 zeolite 결정상이 생성되었다. 20 M NaOH 및 $70^{\circ}C$ 양생조건으로 제조된 시편에서 가장 높은 압축강도, 163 MPa이 발현되었으며, 이것은 고농도의 NaOH가 지오폴리머 반응 및 치밀한 미세구조 형성을 촉진시켰기 때문인 것으로 사료된다. 본 연구에서 제조된 고강도의 지오폴리머는 향후, 도시쓰레기 소각재 슬래그의 재활용율 제고는 물론 시멘트 대체 분야 발전에 일조할 것으로 기대된다.

• 대한화학회지
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• 제53권5호
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• pp.553-559
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• 2009

Metal organic frameworks (MOF)과 유사하게 금속과 유기물로 이루어진 골격 물질 중 제올라이 트와 유사한 구조를 갖는 zeolitic imidazolate framework (ZIF)를 처음으로 마이크로파(MW)를 이용하여 합성하였다. ZIF 중 잘 알려진 ZIF-8을 전통적인 전기 가열(CE)과 마이크로파 조사로 합성하였으며 ZIF-8은 $140{\sim}180^{\circ}C}$의 범위에서 용이하게 얻을 수 있었다. MW 합성에 의해 ZIF-8을 신속 하게 합성할 수 있었으며 결정 크기는 전통적인 합성에 비해 전반적으로 감소하였다. $140{^{\circ}C}$에서의 합성 결과 전통 적인 합성에 비해 MW에 의해 약 5배의 반응 속도가 증가함을 알 수 있었고 4시간 이내에 합성 반응이 종료됨을 알 수 있었다. MW로 얻어진 ZIF-8은 CE에 의한 ZIF-8에 비해 증가된 표면적과 세공부피를 가 졌다. 얻어진 모든 ZIF-8은 질소 흡착 실험 결과 type-I 흡착 등온선을 보였고 미세 세공을 가짐을 알 수 있었다. FTIR 및 TGA 결과 두 방법으로 얻어진 ZIF-8은 서로 유사한 결합 및 열적 특성을 보였다.

• 자연과학논문집
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• 제5권1호
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• pp.67-75
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• 1992

결정성 aluminosilicate 광물의 일종인 천연 zeolite는 광물학적 특성과 화학적 표면활성으로 인하여 다방면의 공업화학적 이용가치가 매우 높고 광물중 특히 가장 높은 양이온교환능을 가지고 있어 기체분자에 대한 선택적 흡착력이 큰 molecular sieve로써 흡착분리제로는 물론, 건조제, 흡습제, 이온교환체, 촉매, 증량제 그리고 폐수처리제, 경수의 연화제등으로 이용도가 날로 증가하고 있다. 국내산 천연 zeolite를 IN HCL용액과 NaCl용액으로 화학처리하여 다공성을 증가시켜 column충전제로 사용한 결과, 혼합기체 Ar, $N_2$ CO및 $CH_4$의 분리특성에 관해서 HCL용액으로 처리한 mordenite 시료는 활성화온도가 $300^{\circ}C$일 경우, CO와 $CH_4$의 분리는 곤란하나 $350^{\circ}C$에서는 분리가 용이하였고 NaCl용액으로 처리한 시료는 미처리한 것과 거의 유사하였다. Ar과 $N_2$와의 분리에는 산 또는 알칼리로 화학처리한 시료에도 별로 효과가 없었으나 HCL용액과 NaCl용액을 연속적으로 처리한 천연 zeolite는 합성 zeolite의 특성에 견줄만한 정도로 기체분리효과와 HETP값을 보여주었다. 한편 시료의 화학처리에 의한 Ar과 CO의 흡착열의 변화는 극성기체인 CO의 경우, 별로 변화가 없지만 무극성기체인 Ar은 영향을 받기가 용이하였다. 또한 carrier gas He의 유속이 대략 20~30ml min범위일때 최소의 HETP값을 가지며 column의 효능이 좋았다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제24권3호
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• pp.96-103
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• 2020

천연제올라이트를 콘크리트 혼화재료로서 활용을 위한 기초적 연구로서, 압축강도, 활성도 지수, Ca(OH)₂정량분석, XRD 실험을 통하여 고찰하였다. 천연제올라이트를 분말도 및 치환율에 따라 첨가한 모든 실험체에서 천연제올라이트에 풍부하게 함유되어 있는 SiO₂가 시멘트의 수화생성물과의 반응으로 강도발현에 영향을 미치는 것으로 사료된다. 치환율이 많아 질수록 압축강도가 저하되는 것을 확인할 수 있었으며, 이는 기준모르타르의 시멘트 양에 비해 강도발현에 영향을 미치는 C₃S, C₂S의 클링커 구성 광물의 함유량이 감소하였기 때문으로 판단된다. XRD 결정 구조상 기준모르타르와 큰 차이를 보이지 않았으며, 이를 통해 천연제올라이트를 10% 치환한 Z2-10(Blaine : 15,600㎠/g)실험체가 실험수준 중 가장 우수한 것으로 확인 할 수 있었다. 콘크리트 혼화재료로 사용하기 위한 치환량은 10%의 치환이 가장 이상적으로 보여진다.

• 한국가금학회지
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• 제29권2호
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• pp.101-108
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• 2002

본 실험은 석탄재를 이용하여 합성한 인공제올라이트 (AZ)의 사료적 가치를 구명하기 위하여 천연제올라이트(NZ)와 동일한 수준으로 첨가 . 급여하여 육계의 생산성, 장내 미생물 및 혈중 콜레스테롤 등에 미치는 영향을 5주간 고찰하였다. 전기 3주 동안 사료내 조단백질은 21.5%, ME 3,100 kal/kg으로 하였고, 후기에는 조단백질 19%, ME 3,100kcal /kg 수준으로 급여하였다. 처리구는 대조구(제올라이트 0%), AZ와NZ를 각각 1.5,3.0% 씩 육계용 사료에 배합하였으며, 처리구당 4반복, 반복당 16수로 전체 320수를 공시하였다. 조사항목으로 증체량, 사료섭취량, 사료요구율은 주간별로 측정하였다. 장내 미생물, 혈중 콜레스테롤 및 뉴켓슬병 백신에 대한 항체가는 실험종료시에 측정하였다. 증체량은 NZ 처리구에서 증가하는 경향을 보였으나 대조구와 통계적인 차이가 없었고, AZ 3.0%처리구는 대조구에 비하여 현저하게 감소하였다(P<0.05). 사료섭취 량은 처리구간에 차이가 없었으며 사료요구율은 AZ 3.0% 처리구에 비하여 NZ 3.0%가 현저하게 개선되었다(P<0.05).제올라이트가 육계의 장내 미생물에 미치는 영향은 대조구와 차이가 없었으며 혈중 총콜레스테롤은 NZ 처리구에서 현저하게 감소되었고 뉴켓슬병백신에 대한 항체가는 제올라이트 처리구가 현저하게 증가하였다(P<0.05). 본 실험의 결과, AZ 1.5% 급여수준은 육계의 생산성에서 대조구와 차이가 없었으므로 육계 사료에 이용될 수 있는 수준으로 사료된다.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제16권10호
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• pp.923-929
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• 1995

Four crystal structures of M3-A (M3Na9-xHx-A, M=Rb or K and x=1 or 0), Rb3Na8H-A(a=12.228(1) Å and R1=0.046), Rb3Na9-A (a=12.258(3) Å and R1=0.058), K3Na8H-A (a=12.257(3) Å and R1=0.048) and K3Na9-A (a=12.257(3) Å and R1=0.052), have been determined by single crystal x-ray diffraction technique in the cubic space group Pm3^m at 21 ℃. In all structures, each unit cell contained three M+ ions all located at one crystallographically distinct position on 8-rings. Rb+ ions are 3.12 and 3.21 Å away respectively from O(1) and O(2) oxygens, about 0.40 Å away from the centers of the 8-rings, and K+ ions are 2.87 and 2.81 Å apart from the corresponding oxygens. These distances are the shortest ones among those previously found for the corresoponding ones. Eight 6-rings per unit cell are occupied by eight Na+ ions, each with a distance of 2.31 Å to three O(3) oxygens. The twelfth cation per unit cell is found as Na+ opposite 4-ring in the large cavities of M3Na9-A and assumed to be H+ for M3Na8H-A. With these noble non-framework cationic arrangements, larger M+ ions preferably on all larger 8-rings and the compact Na+ ions on all 6-rings, the bond angles in the 8-rings of M3-A, 145.1 and 161.0 respectively for (Si,Al)-O(1)-(Si,Al) and (Si,Al)-O(2)-(Si,Al), turned out to be remarkably stable and smaller, by more than 12 to 17°, than the corresponding angles found in the crystal structures of zeolites A with high concentration of M+ ions. It is to achieve these remarkably relaxed 8-rings, the main windows for the passage of gas molecules, with simultaneously maximized cavity volumes that M3-A have been selected as one of the efficient zeolite A systems for gas encapsulation.

• 멤브레인
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• 제29권5호
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• pp.263-275
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• 2019

본 연구에서는 종결정 크기, 종결정 코팅양, 수열 용액 숙성시간을 조절함으로써 분리층 두께가 제어된 모데나이트 제올라이트 분리막을 제조하고, 분리층 두께가 투과증발 물 투과유속에 미치는 영향을 90 wt.% 에탄올 수용액에서 고찰하였다. 유성 밀을 이용해 종결정을 분쇄시켜 20~30 nm 크기의 종결정을 제조하였고, 진공여과코팅 중에 종결정 용액의 농도와 통과된 양을 바꿔주면서 코팅양을 조절하였다. 제조된 분리막은 분리층 두께가 얇을수록 더 높은 물 투과유속을 나타내었으며, 약 $4{\mu}m$ 두께를 갖는 분리막의 경우, 760의 높은 물/에탄올 선택도와 $1.0kg/m^2h$의 높은 물 투과유속을 나타내었다. 이는 나노크기 종결정을 사용하여 $4{\mu}m$ 두께로 분리층을 얇게 만들었기 때문으로 판단된다. 따라서 본 연구로부터 종결정의 크기와 진공여과 코팅양, 수열 용액 숙성시간을 조절하는 것은 분리 층의 두께를 효과적으로 조절할 수 있는 방법임을 알았다. 또한, 모데나이트 제올라이트 분리층의 두께를 얇게 하는 것이 분리막의 물 투과유속을 증진시키는 중요한 방법임을 확인하였다.