본 연구에서는 제련 공정에서 발생되는 희소금속 및 유가금속 회수를 위한 나노여과막으로 도레이 케미칼에서 생산되는 NE40, 70, 90을 선정하였으며, 습식 제련 공정을 모사하기 위해 황산 15% 용액에 침지하여 시간에 따라 표면 특성을 분석하였다. 황산 노출 전/후의 표면 특성 분석을 위해, 주사전자현미경(SEM), 원자간력현미경 (AFM), 감쇠전반사-푸리에변환 적외선분광기 (ATR-FTIR), 광전자분광기 (XPS)를 이용하여 분석하였다. 이를 바탕으로 Piperazine 기반의 NE40, 70의 분리막이 m-Phenylenediamine (MPD) 기반의 NE90 분리막과 비교하여 산에 대한 영향이 많음을 알 수 있었으며, 내산성을 가지는 분리막을 위해 MPD 기반의 분리막이 유리함을 보여주었다.

분리막 생물반응기(MBR)는 전통적인 수처리 방법과 비교하여 안정적인 수질확보, 처리부지 감소, 높은 유기물 제거 등의 장점으로 인하여 매우 널리 사용되고 있다. 그러나 긴 고형물 체류시간과 높은 미생물 농도로 인하여 종종 인제거에 제한이 있다. 전통적으로 인을 제거하기 위해 화학적 침전 방법이 가장 널리 사용되고 있으나 이는 과량의 응집제 주입으로 인한 비용 문제 및 대량의 슬러지 발생의 한계점을 가지고 있다. 반면 흡착공정은 상대적으로 운전이 쉽고 간단하며 슬러지 발생량을 현저히 줄일 수 있는 방법이다. 따라서 본 연구에서는 입상 금속산화물 흡착제를 개발하고 이를 이용하여 MBR처리수 내의 인을 제거하는데 적용하고 성능을 평가하였다. 본 연구는 환경부의 연구비(과제번호 2013001390002)를 지원받아 진행되었습니다.

단일막이 가지는 저유량 한계성과 복합막이 가지는 용질 역확산 현상을 완화하기 위한 방법으로 지지층 내 금속 착물이 균일하게 정착된 PSF 고분자 지지층을 제조하였다. 부직포의 두께와 밀도를 조절하였으며 지지층 제조법 최적화 이후 Fe(II)-chelate 착물을 포함하는 정삼투 분리막을 제조하였다. 지지층 제조방법에 있어 고분자의 부직포 함침 속도 조절이 정삼투 분리막 지지층의 구조결정에 가장 중요한 역할을 함을 볼 수 있었다. 고분자의 상 전이 과정에 있어서 금속 착물과 같은 극성물질의 존재가 용매 -비용매 치환 속도에 영향을 주어 지지층 구조 조절을 유도하였으며 그 결과, 용질 역확산이 약 0.07 - 0.11 GMH의 값을 가지는 높은 제거효율의 FO막을 제조할 수 있었다.

The main objective of this research is to study feasibility for applying metal membrane to remove particles from air scouring membrane backwash water. Also, the research was conducted to investigate the influence of polyamine coagulation on floc growth in membrane backwash water as pretreatment for removal particles. From the results of experiments for evaluating the influence of polyamine coagulation on floc growth, it was investigated that particles in the rage of 2~50 μm grew up to 30~5,000 μm. In addition, all six metal membranes showed lower removal efficiency, which was 0.87~13.89%, in the case of no polyamine coagulant. On the other hand, in the case of injecting polyamine coagulant, those did extremely high efficiency in 56~92%. From the SEM(Scanning Electron Microscope) images of filtered wiremesh and metal foam membrane, sieve effects were predominant for liquid solid separation in wiremesh and adsorption and diffusion capture effects were predominant in metal foam membrane.

TiCoxFe1-x(x=0.50~1.00)계 합금을 제조하고, 합금의 특성을 X-ray diffractometer (XRD), pressure composition temperature (PCT)곡선, scanning electron microscopy (SEM)에 의해 조사하였고, TiCoxFe1-x(x=0.50~1.00)-stainless steel (SS) 복합막에 대해 H2-N2 혼합기체분리실험을 하였다. X-선 회절분석에 의하면 TiCoxFe1-x(x=0.50~1.00)계 합금의 결정구조는 TiCo와 같은 입방정구조이었다. TiCoxFe1-x(x=0.50~1.00)계 합금은 120°C에서 hysteresis현상을 나타내었고, 합금 중 Fe의 양이 증가함에 따라 x=0.90~1.00과 0.50~0.55 범위에서는 hysteresis가 증가하였고, x=0.55~0.90 범위에서는 감소하였다. 가장 작은 hysteresis를 나타낸 합금은 TiCo0.55Fe0.45이었다. 120°C에서 TiCoxFe1-x(x=0.50~1.00)-SS 복합막의 수소투과압력의 최저값은 TiCo0.55Fe0.45에서 2.5 atm을 나타내었고, 최대값은 TiCo0.90Fe0.10에서 10 atm을 나타내었다. TiCoxFe1-x(x=0.50~.00)-SS 복합막에 의하여 120°C에서 H2-N2 혼합기체를 분리하는 경우, 가장 우수한 복합막은 고압부의 수소투과압력이 2.5 atm으로 가장 낮고, hysteresis가 가장 작은 TiCo0.55Fe0.45-SS 복합막이었다.

The porous metals are known as relatively excellent characteristic such as large surface area, light, lower heat capacity, high toughness and permeability. The Fe-Cr-Al alloys have high corrosion resistance, heat resistance and chemical stability for high temperature applications. And then many researches are developed the Fe-Cr-Al porous metals for exhaust gas filter, hydrogen reformer catalyst support and chemical filter. In this study, the Fe-Cr-Al porous metals are developed with Fe-22Cr-6Al(wt) powder using powder compaction method. The mean size of Fe-22Cr-6Al(wt) powders is about 42.69 μm. In order to control pore size and porosity, Fe-Cr-Al powders are sintered at 1200~1450oC and different sintering maintenance as 1~4 hours. The powders are pressed on disk shapes of 3 mm thickness using uniaxial press machine and sintered in high vacuum condition. The pore properties are evaluated using capillary flow porometer. As sintering temperature increased, relative density is increased from 73% to 96% and porosity, pore size are decreased from 27 to 3.3%, from 3.1 to 1.8 μm respectively. When the sintering time is increased, the relative density is also increased from 76.5% to 84.7% and porosity, pore size are decreased from 23.5% to 15.3%, from 2.7 to 2.08 μm respectively.

본 연구는 인천광역시내 유통되고 있는 기타가공품에 대하여 중금속 (납, 카드뮴, 수은), 부정유해물질 (발기부전치료제와 그 유사물질 36종, 비만치료제 3종, 스테로이드 28종)을 조사하여 안전성을 평가하고, 기타가공품에 대한 기준규격 제정 시 기초자료로서 제공하고자 실시하였다. 그결과 부정유해물질은 검출되지 않았고, 중금속은 납(Pb) 0.001~13.39(mg/kg), 카드뮴(Cd) 0.003~1.231(mg/kg), 수은(Hg)은 0.001~0.650(mg/kg)의 결과를 얻었다. 기타가 공품은 중금속에 대한 규격 기준이 없으므로, 중금속의 국내·외 기준을 비교하였을 때 중금속 최고기준을 적용하 면 납(Pb)과 수은(Hg)에서 각각 2건씩 4건이 초과되는 것으로 확인되었다. 검사결과를 바탕으로 한 중금속의 위해성 평가는 FAO/WHO (Codex)의 잠정주간섭취허용량(PTWI)과 비교결과, 해물파전믹스, 들깨가루는 Pb의 PTWI의 기준 0.214를 초과하였다. 결론적으로 분말류나 환제품을 유사식품 기준으로 적용 하면 부적합으로 판정 될 수 있기 때문에 규격검사를 피할 목적으로 기타가공품으로의 등록을 지향한다. 이를 악용할 경우 검사의 사각지대로 인해 시민의 건강이 위협 받을 수 있다. 따라서 품목제조허가 신고시 규격외 일반가공식품에서 기타가공품으로의 등록을 지양하고, 기타가공품의 세부적인 검사규격을 제정하여 관리해야 함을 제언한다.

본 연구는 통상 muntz metal로 불리는 구리와 아연의 합금 금속의 산화 환원 반응을 이용한 폐수 중 탈인 처리에 관한 연구이다. 연구를 위하여 200 ㎛ 두께의 극세사 형태로 제조된 구리 아연 금 속합금이 수용액 중에서 산화 환원 반응 작용으로 인하여 발생하는 OH radical을 이용하여 금속과 phosphate의 공침 반응에 의해 탈인 처리되는 원리를 이용한 인 처리법에 관한 연구이다. 인 제거 효율은 장시간의 순환 처리보다는 1회 처리에서 가장 제거 효율이 높았으며, 1시간 이후의 순환처리에서는 더 이 상의 제거효율을 보이지 않았다. 이는 금속합금 물질은 표면적이 넓어서 1회 처리만으로도 수용액의 pH 를 평형에 도달하게 하여 반응 효율이 높은 것으로 나타났다. 제조한 합성폐수의 pH 조건은 pH 5 에서 pH 9 사이이며, pH 8일 때 제거 효율이 가장 높았으며 pH 8 이상에서는 효율 증가를 보이지 않았다. 이때 인산염은 H2PO4 -, HPO4 2-의 형태로 가장 많이 존재하는 것으로 조사되었으며, 온도에 따른 인 제 거는 온도만의 영향이 아닌 타 영향인자와의 관계를 고려해야 하며 본 연구에서는 온도가 낮을수록 높은 인 제거 효율을 보였다.

Porous metals are called as a new material of 21th century because they show not only extremely low density, but also novel physical, thermal, mechanical, electrical, and acoustic properties. Since the late in the 1990‘s, considerable progress has been made in the production technologies of many kinds of porous metals such as aluminum, titanium, nickel, copper, stainless steel, etc. The commercial applications of porous metals have been increased in the field of light weight structures, sound absorption, mechanical damping, bio-materials, thermal management for heat exchanger and heat sink. Especially, the porous metals are promising in automotive applications for light-weighting body sheets and various structural components due to the good relation between weight and stiffness. This paper reviews the recent progress of production techniques using molten metal bubbling, metal foaming, gas expansion, hollow sphere structure, unidirectional solidification, etc, which have been commercialized or under developing, and finally introduces several case studies on the potential applications of porous metals in the area of heat sink, automotive pannel, cathod for Ni-MH battery, golf putter and medical implant.

이 연구에서는 중등학교에서 사용할 수 있는 미세먼지 포집 장치를 직접 설계 및 제작하고 이를 통해 미세먼지에 포함된 중금속 및 미생물을 분석하는 활동이 가능한지 여부를 탐색하고자 한다. 중등학교 현장의 과학 탐구활동을 위해 청주지역에서 미세먼지를 포집하는 방법과 그 속에 포함된 중금속 및 미생물을 분석하였다. 미세먼지의 포집장소는 청주지역 대학교의 4층 건물 옥상에서 포집하였다. 모터 펌프, 인넷, 지름 1.0μm 테프론필터, 필터 홀더 등을 이용하여 포집장치를 제작하였다. 이 포집장치를 이용한 미세먼지 포집은 2013년 12월-2014년 6월까지 진행하였다. 포집한 미세먼지의 중금속 성분과 미생물 포함 여부를 분석하였다. 중국에서 날아온 미세먼지 속에는 Cu, Zn, Cd, Ni, Pb 등인위적인 오염물질로 판단되는 중금속 성분이 국내 기원 미세먼지 보다 많았다. 더 나아가, 미세먼지 속에는 중금속 뿐만 아니라, 곰팡이나 세균같은 미생물도 다량 포함하고 있었다. 이 연구는 미세먼지가 중금속 뿐만아니라 미생물도 포함하고 있으므로, 이에 대한 체계적인 연구와 모니터링이 필요함을 시사한다고 할 수 있다. 또한, 이 연구는 중등학교 과학실험의 사례로 제공될 수 있다.

The object of this paper is to examine the noise generating mechanism at manufacturing process of metal material products. To accomplish the object; A noise generating mechanism of high noise machine, which is mounted in the small and medium size enterprise, was investigated. The measurement method of the noise for the machine by manufacturers were investigated. The noise at the 250 point of the manufacturing procrss machine in the 40 processes of the 3 factories, 3 business fields was measured. The database of the noise was built from the measurement data. The major sound sources and frequency range for the manufacturing processes of metal product machine was investigated.

In this study, flat-type photocatalytic reaction system is applied to reduce toxic hexavalent chromium (Cr(VI)) to trivalent chromium (Cr(III)) in aqueous solution under UV irradiation. To overcome the limitation of conventional photocatalysis, a novel approach toward photocatalytic system for reduction of hexavalent chromium including nanotubular TiO2 (NTT) on two kinds of titanium substrates (foil and mesh) were established. In addition, modified Ti substrates were prepared by bending treatment to increase reaction efficiency of Cr(VI) in the flat-type photocatalytic reactor. For the fabrication of NTT on Ti substrates, Ti foil and mesh was anodized with mixed electrolytes (NH4F-H2O-C2H6O2) and then annealed in ambient oxygen. The prepared NTT arrays were uniformly grown on two Ti substrates and surface property measurements were performed through SEM and XRD. Hydraulic retention time(HRT) and substrate type were significantly affected the Cr(VI) reduction. Hence, the photocatalytic Cr(VI) reduction was observed to be highest up to 95% at bended(modified) Ti mesh and lowest HRT. Especially, Ti mesh was more effective as NTT substrate in this research.

국내 대형 조선소 주변해역의 중금속오염 현황을 밝히기 위하여 2010년 여름에 4개의 대형 조선소 주변 11개의 채수정점과 4개의 대조 정점에서 해수 시료를 채취하여 6종의 금속(Cu, Zn, Fe, Cd, Pb, Hg)을 분석하였다. 조선소별 주변해역 수중의 금속을 분석한 결과, (1) 구리(Cu)의 평균 농도는 0.817 ~ 1.638 ㎍/L로 해역환경기준(사람의 건강보호기준 20 ㎍/L, 해양생태계 보호 단기기준 3 ㎍/L)보다 낮았지만, 대조정점에 비하여 1.64 ~ 2.75배의 높은 값을 나타냈다. (2) 아연(Zn)의 평균 농도는 0.228 !~ 0.567 ㎍/L로 해역환경기준(사람의 건강보호기준 100 ㎍/L, 해양생태계 보호 단기기준 34 ㎍/L)보다 낮았지만, 대조정점에 비하여 1.62 ~ 5.91배의 높은 값을 나타냈다. (3) 철(Fe)의 평균 농도는 3.332 ~ 7.410 ㎍/L로 대조정점에 비하여 1.30 ~ 6.75배의 높은 값을 나타냈다. (4) 카드뮴(Cd)의 평균 농도는 0.013 ~ 0.028 ㎍/L로 해역환경기준(사람의 건강보호기준 10 ㎍/L, 해양생태계 보호 단기기준 19 ㎍/L)보다 낮았지만, 대조정점에 비해 1.18 ~ 2.33배의 높은 값을 나타냈다. (5) 납(Pb)의 평균 농도는 0.007 ~ 0.126 ㎍/L로 해역환경기준(사람의 건강보호기준 50 ㎍/L, 해양생태계 보호 단기기준 7.6 ㎍/L)보다 낮았다. (6) 수은(Hg)의 평균 농도는 0.002 ~ 0.004 ㎍/L로 해역환경기준(사람의 건강보호기준 0.5 ㎍/L, 해양생태계 보호 단기기준 1.8 ㎍/L)보다 낮았다. 비록 모든 중금속의 수중 농도가 해역환경기준보다 낮다고 할지라도, 선박 건조작업에 사용되는 구리, 아연, 철과 같은 중금속의 농도가 대조해역에 비해 조선소 주변해역에서 높다는 것은 조선소의 영향에 기인하는 것을 암시한다. 따라서 조선소로부터 각종 오염물질이 해양에 유입되지 않도록 통제하고 해양오염을 방지하는 국가적 차원의 해양환경관리가 필요하다.

We report the chemical vapor deposition growth characteristics of graphene on various catalytic metal substrates such as Ni, Fe, Ag, Au, and Pt. 50-nm-thick metal films were deposited on SiO2/Si substrates using dc magnetron sputtering. Graphene was synthesized on the metal/SiO2/Si substrates with CH4 gas (1 SCCM) diluted in mixed gases of 10% H2 and 90 % Ar (99 SCCM) using inductively-coupled plasma chemical vapor deposition (ICP-CVD). The highest quality of graphene film was achieved on Ni and Fe substrates at 900˚C and 500 W of ICP power. Ni substrate seemed to be the best catalytic material among the tested materials for graphene growth because it required the lowest growth temperature (600˚C) as well as showing a low ICP power of 200W. Graphene films were successfully grown on Ag, Au, and Pt substrates as well. Graphene was formed on Pt substrate within 2 sec, while graphene film was achieved on Ni substrate over a period of 5 min of growth. These results can be understood as showing the direct CVD growth of graphene with a highly efficient catalytic reaction on the Pt surface.

국내 유통 중인 총 391건의 유리제, 도자기제, 법랑, 옹기류, 폴리에틸렌제 및 폴리프로필렌제 식품용 기구 및 용 기·포장 중 이행 우려가 있는 납, 카드뮴, 비소, 안티몬, 6가크롬 및 수은에 대하여 이행량을 조사하고 안전성 평가를 실시하였다. 29건의 도자기제 및 법랑 검체에서 현행 식품용 기구 및 용기·포장 공전상의 용출규격 이하인 납, 카드뮴 및 안티몬이 이행되었다. 이행량 결과를 토대로 안전성 평가 시나리오에 적용하여 이행된 납, 카드뮴 및 안티몬의 EDI를 산출한 후 TDI와 비교하여 위해도를 평가하였다. 도자기제 기구 이행 납 및 카드뮴의 위해도는 TDI 대비 0.25%, 0.11% 수준이었고 법랑 기구 이행 납, 카드뮴 및 안티몬의 위해도는 TDI 대비 0.33%, 1.52% 및 0.13% 수준이었다. 결론적으로 검토된 평가 항목들의 위해도는 TDI 대비 최대 1.52%에 불과한 것으로 조사되어 안전한 수준인 것으로 사료되었다. 이러 한 결과들은 앞으로 기구 및 용기·포장의 안전관리를 위한 과학적인 근거자료로 이용될 수 있을 것으로 판단된다.

본 연구는 거대고리 금속 이온 착화합물과 유도체를 이용하여 미세 다공성 구조를 가지는 분리막의 제조에 관한 것이다. 고분자와 금속이온 리간드 착물 시스템을 이용함으로써 기존의 방법들에 비해 상 전이 과정을 보다 정교하게 제어할 수 있었다. 금속염, cyclohexanedione dioxime, hydroxyphenylboronic acid와의 축합 반응을 통하여 금속 clathrochelate 착물을 얻을 수 있었다. PES, PVP, BE와 금속 clathrochelate 착물을 DMF에 녹인 후 비용매 유도 상 전이법을 통하여 유무기 혼성 고분자막을 제조하였다. 제조된 분리막의 구조는 FE-SEM과 microflow permporometer로 조사하였다. p-Hydroxyphenyl group 을 가지는 Fe(II) clathrochelate 착물의 첨가는 분리막의 구조에 있어 기공 크기 분산도를 좁혀주고, 표면의 기공 밀도를 높여 주었으며 최대 기공 크기를 감소시킴을 볼 수 있었다.

인양장비는 원자력발전소에서 발생하는 사용후핵연료를 운반하는 운반용기를 인양하기 위해 사용된다. 본 연구는 원자력 안전위원회고시 제2013-27호와 미국 10CFR Part 71 §71.45에서 규정하는 기술수준에 따라 이론적인 방법과 유한요소방법 으로 인양장비의 구조적안전성을 평가하였다. 이론적으로 평가한 결과 모든 구성 요소에서의 응력이 응력제한치 내에 있어 운영상 발생하는 구조적 안전성을 확보하고 있는 것으로 판단하였다. 또한 유한요소해석을 통한 평가결과, 항복과 극한조건 모두에서 설계기준을 만족하는 것으로 평가되었다. 모든 구성요소에서 충분한 안전여유도(항복조건에서 3 이상의 안전율, 극한조건에서 5 이상의 안전율)를 갖는 것으로 나타나 구조적으로 안전하다고 판단하였다.