긴급하거나 광역으로 발생한 해상유류오염사고에는 방제정만으로 대응하기에는 한계가 있어서, 해양경찰청 경비함정도 방제 작업에 동원된다. 본 연구에서는 소형 경비함정에 적합한 유흡착장비를 개발하였다. 장비는 고정지지대, 폴대, 슬라이드고정부 3개 부속품으로 구성되어 용접 또는 추가 구조물 설치 없이 소형 경비함정 현측 추락방지봉에 간단하게 토글핀으로 결속하는 방식으로 장착 및 분리가 가능하다. 각 부속품의 무게는 고정지지대 약 9.2 kg, 폴대(2개) 약 6.5 kg, 슬라이드 고정부(4개) 약 3.5 kg이며, 좌·우 180°로 원활하게 움직이는 길이 3 m의 폴대는 갑판 방향으로 접어서 유흡착재 교체작업을 할 수 있다. 본 장비의 개발로 소형 경비함정에서 유흡착재의 투입 및 수거가 용이한 방법으로 개선되어 보다 효율적인 방제작업이 가능할 것으로 판단된다.

이산화탄소(CO2)는 천연 가스, 바이오 가스, 매립 가스의 성분으로 존재할 뿐만 아니라 화석연료의 주요 연소 생성물로써 온실 가스의 주범이다. 특히 내연기관의 연료 고효율을 얻고, 가스 수송시스템의 부식을 방지하며, 기후변화에 선제적으로 대응하기 위해서는 이산화탄소(CO2)의 저감 또는 제거 기술이 필수적이다. 지난 수십 년간, 멤브레인 기반 기술의 구성 및 설계 단순성에 의하여 관련 연구가 많이 이루어져 왔으며 많은 발전을 이루었다. 최근 들어, 기존 멤브레인 기반 분리 뿐만 아니라, 새로운 흡착제 기반 분리 기술 등에 대한 관심도 높아지고 있다. 특히, 최근 각광받고 있는 유기-금속 골격체 (Metal Organic Frameworks, MOFs)의 경우, 일반 다공질 흡착제와는 다른 독특한 성질(Flexibility, Gating effect 또는 Open Metal Sites 등)로 인하여, 이를 활용한 다양한 기체 분리 연구가 늘어나고 있는 추세이다. 따라서 본 연구에서는 대표적 플렉 서블한 물질인 MIL-53(Al)과 강한 결합에너지 site를 다수 보유한 대표적 MOF 물질인 MOF-74(Ni)를 활용하여 온도 및 압력에 따른 이산화탄소 메탄 분리 성능 비교 분석하였으며, 각 물질의 특성별 압력 및 온도에 따라 변화하는 적정 분리 구간을 제시하였다.

The purpose of this study is to produce an adsorbent material with biomass by-product that are readily visible in daily life. The biomass by-product used in the study are coffee grounds, oak leaves and chestnut peels. These biomass by-products were produced with dry, carbonization and activation treatments. The equipment for the evaluation of adsorption capacity was the batch type system to measure the concentration of test gases with the odor sensor device. Biomass by-products have been shown to improve the absorption characteristics of adsorbent through carbonization and activation. The adsorbent made with coffee grounds and chestnut peels had superior adsorption capacity to hydrogen sulfide (H2S) and complex odor (H2S & NH3) in a comparison with regular activated carbon. The odor sensor device could be used to evaluate the device of adsorption capacity of the adsorbent.

점토를 이용하여 세 종류의 새로운 형태의 변형된 유기물점토를 제조하였다. Cetylpyridinium chloride (CPC)를 점토에 층간 삽입시켜 OC-CPC를 합성하였고, Aluminium 축을 갖는 Al-PILC 만든 후, cetylpyridinium chloride를 Al-PILC에 삽입시켜 IOC-CPC 화합물을 합성하였다. IR과 TGA를 이용하여 이들 구조를 분석한 결과 층간 삽입반응이 성공적으로 이루어졌음을 확인할 수 있었다. X-ray 회절을 이용하여 층간 거리를 조사하였는데 OC-CPC가 제일 큰 값을 보여 주었다. 층간 구조를 갖는 화합물들은 삽입반응을 이용하여 구조를 변형시킬 수 있으며 이를 통해 층간거리, 표면적, 공간 크기, 화학적 친화성 같은 여러 물리적 성질들을 바꿀 수 있으므로, 본 논문에서는 자연점토를 이용하여 층간 반응을 통해 휘발성 유기화합물의 흡착에 쓰일 수 있는 유용한 유기점토 화합물을 합성하고 이들의 구조를 확인코자 하였다. 벤젠과 톨루엔의 흡착은 IOC-CPC나 Al-PILC에서 보다 OC-CPC에서 더 잘 이루어졌으며, 자연점토에서는 거의 흡착이 일어나지 않았다. OC-CPC 화합물에서는 친 소수성 성질이 크고 층간 거리도 증가했기 때문에 흡착이 잘 일어났다고 볼 수 있으며, 반면에 친수성이 큰 Al-PILC 에서는 벤젠과 톨루엔 같은 휘발성 유기물에 대한 흡착이 상대적으로 적게 일어났다.

Transition-metal oxide semiconductors have various band gaps. Therefore, many studies have been conducted in various application fields. Among these, methods for the adsorption of organic dyes and utilization of photocatalytic properties have been developed using various metal oxides. In this study, the adsorption and photocatalytic effects of WO3 nanomaterials prepared by hydrothermal synthesis are investigated, with citric acid added in the hydrothermal process as a structure-directing agent. The nanostructures of WO3 are studied using transmission electron microscopy and scanning electron microscopy images. The crystal structure is investigated using X-ray diffraction patterns, and the changes in the dye concentrations adsorbed on WO3 nanorods are measured with a UV-visible absorption spectrophotometer based on Beer-Lambert’s law. The methylene blue (MB) dye solution is subjected to acid or base conditions to monitor the change in the maximum adsorption amount in relation to the pH. The maximum adsorption capacity is observed at pH 3. In addition to the dye adsorption, UV irradiation is carried out to investigate the decomposition of the MB dye as a result of photocatalytic effects. Significant photocatalytic properties are observed and compared with the adsorption effects for dye removal.

기존에 많이 이용되고 있는 전기탈이온(EDI) 공정은 전기투석법과 이온교환수 지법을 혼합한 공정이다. 이 공정에 이용되는 모듈은 전기투석을 위한 양･음이 온교환막, 두 막 사이에 이온교환수지로 채워지는 형태이다. 하지만 이온교환수지와 양･음이온교환막으로 인해 모듈의 크기가 커지는 단점이 있다. 이러한 점 들을 바탕으로 현재 이온교환수지를 글라인딩하여 바이폴라형태의 막으로 만든 전기흡착탈이온 공정 모듈이 생산되고 있다. 본 연구는 모듈에 적용할 수 있는 높은 이온교환능력을 가지는 이온교환고분자를 합성하고, 이온교환수지을 대신 할 이온교환그룹을 가진 나노입자를 제조하여 이 둘을 적절하게 조절하여 하이브리드막을 제조하였다. 그리고 제조된 하이브리드막은 다양한 특성평가를 실시하였고, 그에 따른 고찰을 진행하였다.

목 적 : 본 연구는 석시닐-키토산(succinyl-chitosan)을 합성하고 p(HEMA) 하이드로겔과의 상호 침투 고분자 구조 결합을 통해 제조한 콘택트렌즈의 물리적 성질 및 단백질 흡착특성에 대하여 알아보고자 한다. 방 법 : 키토산과 succinic anhydride를 교반하여 석시닐-키토산을 합성 한 다음 HEMA, EGDMA, NVP, AIBN을 공중합하여 건조시킨 콘택트렌즈와 상호침투가교방법으로 콘택트렌즈를 제조하였다. 제조된 콘택트 렌즈의 물리적 특성을 평가하기 위해 함수율, 접촉각, 광투과율, 표면의 거칠기를 측정하였으며, 인공눈물을 제조 한 다음 로리 단백질 정량법을 이용하여 단백질의 흡착특성을 평가하였다. 결 과 : 석시닐-키토산이 가교 되어 있는 콘택트렌즈의 경우 석시닐-키토산이 가교되어 있지 않은 대조 군에 비해 단백질 흡착량의 감소를 나타냈으며, 가교한 석시닐-키토산의 분자량이 클수록 단백질 흡착량이 감소하는 것을 알 수 있었다. 또한 석시닐-키토산의 분자량이 클수록 함수율은 증가하고 접촉각은 감소하여 습윤성의 증가를 확인할 수 있었다. 결 론 : 석시닐-키토산을 p(HEMA) 하이드로겔과 상호 침투 가교 하는 방법을 통해 기존의 콘택트렌즈가 가지는 물성을 해치지 않으면서 습윤성이 뛰어나고 단백질의 흡착을 줄일 수 있는 콘택트렌즈 제조가 가능 할 것으로 사료된다.

In this study, the electroless nickel plating method has been investigated for the coating of Ni nanoparticles onto fine Al powder as promising energetic materials. The adsorption of nickel nanoparticles onto the surface of Al powders has been studied by varying various process parameters, namely, the amounts of reducing agent, complexing agent, and pH-controller. The size of nickel nanoparticles synthesized in the process has been optimized to approximately 200 nm and they have been adsorbed on the Al powder. TGA results clearly show that the temperature at which oxidation of Al mainly occurs is lowered as the amount of Ni nanoparticles on the Al surface increases. Furthermore, the Ni-plated Al powders prepared for all conditions show improved exothermic reaction due to the selfpropagating high-temperature synthesis (SHS) between Ni and Al. Therefore, Al powders fully coated by Ni nanoparticles show the highest exothermic reactivity: this demonstrates the efficiency of Ni coating in improving the energetic properties of Al powders.

Mill scale, an iron waste, was used to separate magnetite particles for the adsorption of phosphate from aqueous solution. Mill scale has a layered structure composed of wustite (FeO), magnetite (Fe3O4), and hematite (Fe2O3). Because magnetite shows the highest magnetic property among these iron oxides, it can be easily separated from the crushed mill scale particles. Several techniques were employed to characterize the separated particles. Mill scale-derived magnetite particles exhibited a strong uptake affinity to phosphate in a wide pH range of 3-7, with the maximum adsorptive removal of 100%, at the dosage of 1 g/L, pH 3-5. Langmuir isotherm model well described the equilibrium data, exhibiting maximum adsorption capacities for phosphate up to 4.95 and 8.79 mg/g at 298 and 308 K, respectively. From continuous operation of the packed-bed column reactor operated with different EBCT (empty bed contact time) and adsorbent particle size, the breakthrough of phosphate started after 8-22 days of operation. After regeneration of the column reactor with 0.1N NaOH solution, 95-98% of adsorbed phosphate could be detached from the column reactor.

천연색소는 색을 발현할 수 있는 물질로서 식품, 화장품, 의약품 등에 사용된다. 천연색소는 동・식물에서 추출하여 만들기 때문에 크기가 균일하지 않으며 특히 적색색소의 경우, 다른 색의 색소 에 비해 친유성이 강해 수용액 상태에서 쉽게 응집이 되는 경향이 있다. 또한 응집에 의한 크기변화로 인해 색의 재현이 어려운 문제점이 있다. 적색색소로 기존에 사용했던 동물성 색소인 코치닐 추출 색 소는 알레르기를 유발하고 식용으로서의 거부감이 있는 등의 문제점으로 인하여 사용이 기피되는 추 세이다. 본 연구에서는 적색의 식물성 색소인 라이코펜 추출물과 치자황색소를 사용하였고 Ball-milling을 이용하여 색소의 크기를 균일하게 만든 후 Asymmetrical flow field-flow fractionation(AsFlFFF), Dynamic light scattering(DLS)를 이용하여 크기를 분석하고 색차계를 이용하 여 색을 확인하는 연구를 진행하였다. 실험결과 milling 전에는 색소 입자의 크기가 크고 크기분포가 넓었으나, milling 후에는 크기가 감소하고 크기분포가 좁아짐을 확인하였다. 색차계 측정 결과, milling 시간이 증가함에 따라 밝기, 적색도, 황색도가 높아져서 밝은 적색을 나타내었다.

Pb를 흡착처리하기 위해 자외선 유도 그라프트 중합을 사용하여 박테리아 셀룰로스에 아크릴산을 모디피케이션한 흡착제를 제조하였다. 제조된 흡착제는 SEM, FTIRATR등의 기기분석에 의해 평가되었고, 흡착실험 결과를 흡착속도의 거동을 고찰하기 위한 방법으로 pseudo-first-order로 언급되어지는 Benaissa 모델과 pseudo- second-order로 언급되어 지는 Kurniawan 모델에 적용하였다. 제조된 흡착제는 Benaissa 모델에 보다 더 일치함을 보여주었다.

Carbonaceous materials have widely been used as sorbents. For advanced applications, fine-tuning porosity and polarity of carbonaceous materials is highly desired. Various control methods for porosity and polarity of carbonaceous materials are introduced and the designed carbonaceous materials are implemented for their intrinsic adsorption applications for various gas molecules (e.g., CO2, N2, H2), organic molecules, and metal ions.

Isosteric heat of hydrogen adsorption is one of the most important parameters required to describe solid-state hydrogen storage systems. Typically, it is calculated from adsorption isotherms measured at 77K (liquid N2) and 87K (liquid Ar). This simple calculation, however, results in a high degree of uncertainty due to the small temperature range. Therefore, the original Sievert type setup is upgraded using a heating and cooling device to regulate the wide sample temperature. This upgraded setup allows a wide temperature range for isotherms (77K ~ 117K) providing a minimized uncertainty (error) of measurement for adsorption enthalpy calculation and yielding reliable results. To this end, we measure the isosteric heats of hydrogen adsorption of two prototypical samples: activated carbon and metal-organic frameworks (e.g. MIL-53), and compared the small temperature range (77~87K) to the wide one (77K ~ 117K).

This study describes the effects of polyurethane/loess powder (PU/LP) nanofiber thin films composite produced from electrospun for absorption volatile organic compounds (VOCs) from air. Environmental issue has become a focus with improving people's living quality. The VOCs are one of the factors that affect the environmental safety. So, in order to improve the environment and safety for people, many air cleaning techniques have been investigated. One of the methods is nanofiber filtration technology. In this study, the PU nanofiber thin film has been studied that it has the adsorption of VOCs capacity, and LP nanoparticles (NPs) can be used as an additive to load into PU nanofiber thin film by electrospinning. For studying PU/LP nanofiber thin films's absorption of VOCs capacity, 4 samples (0, 10, 30, and 50 wt% LP with respect to PU) were manufactured, respectively. The results show that PU composite mats containing 30 wt% LP NPs has the highest VOCs absorption capacity, and the adsorption capacity for toluene was the highest compared to benzene and chloroform.

This study was carried out to investigate the characterization of iron oxide nanotubes (INTs) by anodization method and applied adsorption isotherms and kinetic models for phosphate adsorption. SEM analysis was conducted to examine the INTs surface formation. Further XRD and XPS analysis were performed to observe the crystal structure of INTs before and after phosphate adsorption. AFM analysis was conducted to determine of Fe foil surface before and after anodization. Phosphate stock solution for adsorption experiment was prepared by KH2PO4. The batch experiment was conducted using 20 ml phosphate stock solution and 40 cm3 of INTs in 50 ml conical tube. Adsorption isotherms were applied Langmuir and Freundlich models for adsorption equilibrium test of INTs. Pseudo first order and pseudo second order models were applied for interpretation of adsorption rate by reaction time. The determination coefficient (R2) values of Langmuir and Freundlich models were 0.9157 and 0.8876 respectively.

Adsorption technology can effectively handle the volatile organic compounds (VOCs) from waste gas. However the adsorption of VOCs at elevated temperature (>30oC) and high humidity conditions results in competitive adsorption between VOCs and the moisture. Furthermore, physical adsorption at an elevated temperature is the cause of degradation in the regeneration process performance. In this study, toluene as waste organic solvent in air at elevated temperature and high humidity was used to measure performance. The effects of the SiO2/Al2O3 ratio of zeolites, the adsorbent material coated on adsorption regenerative rotors, on the adsorption performance of toluene with respect to temperature (30~50oC) and relative humidity (50~90%RH) have been investigated. The adsorption of toluene decreased as relative humidity and adsorption temperature rose. The result shows that Htype ZSM5 (SiO2/Al2O3=100) zeolite exhibited the highest adsorption capacity for toluene at elevated temperature and humidity conditions. The physical and chemical adsorption of toluene on acid sites of zeolite were confirmed by this study.

One of the issues currently facing nuclear power plants is how to store spent nuclear waste materials which are contaminated with radionuclides such as 134Cs, 135Cs, and 137Cs. Bioremediation processes may offer a potent method of cleaning up radioactive cesium. However, there have only been limited reports on Cs+ tolerant bacteria. In this study, we report the isolation and identification of Cs+ tolerant bacteria in environmental soil and sediment. The resistant Cs+ isolates were screened from enrichment cultures in R2A medium supplemented with 100 mM CsCl for 72 h, followed by microbial community analysis based on sequencing analysis from 16S rRNA gene clone libraries (NCBI’s BlastN). The dominant Bacillus anthracis Roh-1 and B. cereus Roh-2 were successfully isolated from the cesium enrichment culture. Importantly, B. cereus Roh- 2 is resistant to 30% more Cs+ than is B. anthracis Roh-1 when treated with 50 mM CsCl. Growth experiments clearly demonstrated that the isolate had a higher tolerance to Cs+. In addition, we investigated the adsorption of 0.2 mg L-1 Cs+ using B. anthracis Roh-1. The maximum Cs+ biosorption capacity of B. anthracis Roh-1 was 2.01 mg g-1 at pH 10. Thus, we show that Cs+ tolerant bacterial isolates could be used for bioremediation of contaminated environments.

The purpose of this study is to find out the effect of particle size of sediment on adsorption of fluoride. Particle size is classified as sand, silt and clay. Adsorption equilibrium time, adsorption isotherms and the effect of pH were investigated through batch tests. The pHpzc of sand, silt, clay was respectively 6, 8, 4.5 and AEC (anion exchange capacity) was highest in silt, respectively 0.0095, 0.0224, 0.014 meq g-1. Adsorption of fluoride on the sediment was in equilibrium within 300 minutes from all particle size. The experimental data of isotherms at various pH were well explained by Freundlich equation. As the experimental results of the effect of pH, the adsorption efficiency of sand and silt were reduced after the pHpzc. However, the adsorption efficiency of clay was maintained after the pHpzc, and decreased rapidly higher than pH 12.