PP 및 PTFE 실관막을 이용하여 xylene-HAc(acetic acid)-water계, MIBK-ethanol-water계 및 TBP-ethanol-water계에서의 압력차 변화, 수용상 및 유기상 유속 변화에 따른 아세트산 및 에탄올의 투과추출 실험을 행하였다. xylene-HAc-water계에서 구한 막상에서의 물질전달계수로 부터 실관막의 굴곡률을 구할 수 있었는바, PP 재질의 Celgard X10-400 및 PTFE 재질의 Tex TA001실관막의 굴곡률은 각각 1.82 및 1.43이었다. 에탄올의 투과추출시 투과 flux 및 총괄물질전달계수는 추출 용매로서 MIBK를 사용한 경우가 TBP를 사용한 경우보다 큰 것으로 나타났으며 이러한 경향은 유기상 유속이 증가함에 따라 뚜렷이 나타났다. 또한 총괄물질전달계수는 유기상 유속의 증가에 따라 비선형적으로 증가하였는 바, 이들 사이에 Ko∝Vor-0.35인 관계가 있음을 확인하였다. 에탄올의 투과추출에 있어서 Gore Tex TA001실관막을 사용한 경우 율속단계는 막상에서의 물질전달이었다.

가교제의 양과 희석용매의 종류(톨루엔, 시클로헥산, 시클로-핵산올) 및 희석용매의 비에 따라 양이온 교환막인 술폰화 폴리스티렌-디비닐벤젠 공중합체 분리막을 합성한 후 특성화하고, pH와 초기농도의 변화에 따른 유기산 투과량의 변화를 고찰하였다. 제조한 막은 가교제의 양이 감소할수록, 단량체 용액의 희석정도가 클수록 함수율과 이온교환용량은 증가하는 경향을 보였다. 희석용매로는 시클로헥산올을 사용한 막이 다른 용매를 사용한 막에 비해 더욱 다공질이고 큰 함수율과 이온교환용량을 보였다. 유기산의 투과실험에서는 수용액상의 포름산, 아세트산과 같은 카르복시산은 pH가 pKa보다 낮아질수록 투과량이 증가하였으며, 아미노산인 L-알라닌은 등전점 pH에서 투과량의 최소치를 나태내었다. 한편, 모든 유기산에 대하여 초기농도 증가에 따른 플럭스의 변화는 전형적인 포화속도론적 경향을 나타내었다.

In the current study, MIL-101(Cr)-SO3H[HCl] as metal-organic frameworks (MOFs) was fabricated via a hydrothermal method. The physicochemical properties of the synthesized material were characterized using XRD, FT-IR, FE-SEM, TEM, and BET surface area analysis. The XRD diffraction pattern of the prepared MIL-101(Cr)-SO3H[HCl] was similar to previously reported patterns of MIL-101(Cr) type materials, indicating successful synthesis of MIL-101(Cr)-SO3H[HCl]. The FT-IR spectrum revealed the molecular structure and functional groups of the synthesized MIL-101(Cr)-SO3H[HCl]. FE-SEM and TEM images indicated the formation of rectangular parallelopiped structures in the prepared MIL-101(Cr)-SO3H[HCl]. Furthermore, the EDS spectrum showed that the synthesized material consisted of the elements of Cr, O, S, and C. The fabricated MIL-101(Cr)-SO3H[HCl] was then employed as an adsorbent for the removal of Sr2+ and Cs+ from aqueous solutions. The adsorption kinetics and adsorption isotherm models were studied in detail. The maximum adsorption capacities of MIL-101(Cr)-SO3H[HCl] for Sr2+ and Cs+ according to pH (3, 5.3∼5.8, 10) were 35.05, 43.35, and 79.72 mg/g and 78.58, 74.58, and 169.74 mg/g, respectively. These results demonstrate the potential of the synthesized MOFs, which can be effectively applied as an adsorbent for the removal of Sr2+ and Cs+ ions from aqueous solutions and other diverse applications.

This study was conducted to investigate the removal characteristics of heavy metals and sulfate ion from acid mine drainage by porous zeolite-slag ceramics (ZS ceramics) that was prepared by adding wood flour as pore-foaming agent while calcining the mixtures of natural zeolite and converter slag. The batch test showed that the removal efficiency of heavy metals by pellet-type porous ZS ceramics increased as the particle size of wood flour was decreased and as the weight mixing ratio of wood flour to ZS ceramics was increased. The optimal particle size and weight mixing ratio of wood flour were measured to be 75 ㎛ and 7∼10%, respectively. The removal test with the porous ZS ceramics prepared in these optimal condition showed very high removal efficiencies: more than 98.4% for all heavy metals and 73.9% for sulfate ion. Relative to nonporous ZS ceramics, the increment of removal efficiency of heavy metals by porous ZS ceramics with 75 ㎛ and 10% wood flour was 5.8%, 60.5%, 36.9%, 87.7%, 10.3%, and 57.4% for Al, Cd, Cu, Mn, Pb, and Zn, respectively. The mechanism analysis of removal by the porous ZS ceramics suggested that the heavy metals and sulfate ion from acid mine drainage are eliminated by multiple reactions such as adsorption and/or ion exchange as well as precipitation and/or co-precipitation.

The purpose of this study is to use crushed gravel for eco-friendly water-purification according to concentration in porous concrete.

본 연구에서는 다공성 매질의 공극율과 투수능 그리고 유체의 동점성 계수와 같은 물리적 특성에 따른 유체흐름의 비선형 거동에 대한 수치적 분 석을 수행하였다. 적용된 수치모형은 ANSYS CFX 3차원 유동해석 모형이며, 모형의 검증은 기존의 물리적 실험 결과 및 수치모의 결과의 적용을 통해 수행되었으며, 적용된 압력경사와 유속과의 관계 그리고 마찰계수와 레이놀즈 수와의 관계에 대해 비교적 잘 일치하였다. 다공성 매질의 공극 율과 투수능 그리고 유체의 동점성 계수의 값을 변화시키면서 모의한 결과 유체의 동점성 계수가 다공성 매질의 유체흐름의 비선형 거동에 가장 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다.

본 연구에서는 분무 건조 공정을 이용하여 다공성 PMMA 입자 내부에 TiO2 나노입자가 고르게 함침된 유/무기 복합분체를 제조하여, TiO2의 은폐력은 그대로 유지하면서도 다공성 구조체로 피지를 흡유하여 지속성 을 증대시키는 메이크업 화장품 소재로서의 가능성을 확인하고자 하였다. 끓는점이 다른 두 가지 공용매(디클로 로메탄 및 헥산올)의 비율과 고분자의 농도 조절을 통해 입자크기와 기공크기를 제어할 수 있었으며, TiO2 나노 입자를 제조된 시료의 전체 무게 대비 74.6 wt%까지 함침 시킬 수 있었다. SEM 이미지 분석을 통하여 복합분 체의 다공성 구조를 확인하였고, 절단면 이미지를 통하여 내부에 TiO2 나노입자가 균일하게 함침 되어 있는 것 을 관찰하였다. EDX 매핑으로 Ti 원소가 복합분체의 내부에 전체적으로 분포하고 있음을 확인하였다. Porosimetry 분석으로 기공사이즈 및 공극률을 측정하였으며, TiO2 나노입자를 함침하고 있음에도 불구하고 50% 이상의 공극률을 유지하여 흡유량이 매우 뛰어남을 확인할 수 있었다. 결론적으로, TiO2 나노입자가 PMMA입자의 내부에 잘 분산되어 있어서 가시광선의 반사율을 증가시킴으로써 피부의 결점을 커버하는 성능이 개선되었음을 확인하였다.

최근 수십년간의 산업화로 인해 인간중심의 하천 개발이 이루어진 결과, 하천의 직강화 및 복개화 등 오수 및 하수의 배출구로만 활 용되어 집중호우 등의 수해가 반복되어 발생하고 있어 이에 대해 하천 및 제방의 사면을 각종 공법을 통하여 손상을 방지하고 있으나, 관련 기 준에서는 비탈높이, 최소비탈경사 등 최소한의 기준만 제시하고 있는 실정이다. 또한 홍수해 방지를 위한 가장 중요한 특성인 소류력에 대한 검토는 전무한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 실규모의 인공실험하천에서 다공성콘크리트 호안블록을 설치하고, 유입유량을 조절하여 각 실험조건에 따른 유속 및 수심을 측정하여 소류력을 평가하였다. 다공성콘크리트블록의 압축강도 및 공극률 시험결과 압축강도는 16.6~23.2 MPa의 범위로 측정되었고, 실측공극률은 10.1%로 나타나 국내 기준을 만족하는 것으로 판단되며, 소류력 시험결과 한계소류력은 47.202 N/m2으로, 하천설계실무요령에서 제시된 급류부의 소류력 범위인 67 N/m2은 만족하지 못하는 것으로 나타났다. 하지만 블록 및 기반층의 유 실이나 손상이 전혀 관찰되지 않았고, 기존 선행연구를 참고하여 볼때 그 이상의 소류력에도 저항력을 가질 수 있을 것을 추정하여 볼 수 있다. 따라서 추후 실험조건 등을 조정하여 실질적인 한계소류력 측정을 위한 실험을 다시 수행할 필요가 있다고 판단된다.

Improving traffic capacity and vehicle speed is no longer the main focus in transportation because of developments of technology and awareness of the citizens. Therefore, transportation's focus has been changing to solve social and environmental phenomena, such as noise and accident reduction and disaster prevention. One of new solutions that solves transportation problems is porous asphalt concrete pavement that can reduce highway noise and accident in wet condition. This research evaluated the economic characteristics of porous asphalt pavements by selecting associated safe and environmental variables. Also, The research conducted economic analysis between porous pavements and traditional pavements. The results show economic benefits of porous pavements.

본 연구에서는 3차원 수치모형(ANSYS CFX model)을 이용하여 수조 내 다공성 구조물을 통과하는 댐 붕괴파의 전파특성에 대한 수치적 분석을 수행하였다. 다공성 구조물 내 및 주위에서의 수심분포에 대한 기존의 측정된 결과와 모의된 결과를 비교한 결과 비교적 잘 일치하는 것으로 나타났다. 또한 수조 내에 다공성 구조물이 부분적으로 존재하고 있을 경우에 대한 3차원 흐름구조를 수치적으로 분석하였다. 전반적으로 다공성 구조물이 존재하는 영역에 비해 존재하 지 않은 영역에서 수심의 급격한 변동이 보다 크게 나타났으며, 따라서 다공성 구조물은 수심의 급격한 변동을 감소시키는 역할을 하는 것으로 나타났다.

지오폴리머는 기존의 포틀랜드 시멘트를 대체할 수 있는 알루미노실리케이트계 무기 화합물로 고강도 발현, 내화성 등과 같은 역학적 특성이 우수하여 다양한 분야에서 활용되고 있다. 또한 산업부산물 등을 활용할 수 있기 때문에 시멘트에 비하여 CO₂ 발생량이 낮은 것으로 알려져 있다. 그러나 지오폴리머의 경우 입경이 매우 작은 무기성 재료를 이용하기 때문에 내부에 공극이 형성되기 쉽지 않아 다공성의 구조를 갖기가 어려워 경량화에 한계가 있다. 이에 본 연구에서는 톱밥을 첨가한 다음 열분해를 통해 제거함으로써 다공성 지오폴리머를 제조하고자 기초적인 실험을 진행하였다. 본 연구진은 70MPa 이상의 고강도 지오폴리머 제조를 위해 무기성 재료(메타카올린, 플라이애시, 알칼리 활성화제)의 최적 배합 조건을 반응표면분석법을 이용해 도출하였다. TGA 분석을 통해 톱밥의 열분해 특성을 조사하였으며, 0.125 ~ 1mm 크기의 톱밥을 사용하였다. 톱밥의 수분함량, 열분해 시간 등에 따른 다공성 지오폴리머 제조 특성을 조사하였다. 시편의 크기는 5×5×5cm³이며, 실험 조건별당 시편은 9개씩 제조하였다. 열분해 실험은 500℃에서 3시간 동안 진행하였으며, 열분해 시간의 영향은 3 ~ 24시간으로 시간을 조정하여 실험하였다. TGA 분석 결과 승온 속도에 따라 다소 상이하지만 톱밥은 300℃ ~ 350℃ 사이에서 초기 중량의 60% 이상 감소되었으며, 500℃ 잔류량은 3% 미만으로 나타나 대부분이 제거되는 것으로 나타났다. 톱밥의 수분함량에 따라 제조된 지오폴리머의 압축강도가 변화되는 것으로 나타나, 톱밥의 수분함량을 30 ~ 80%로 변화시켜 (무기성 재료에 대해 중량비로 10% 첨가) 그 영향을 조사하였다. 톱밥의 수분함량이 적을수록 지오폴리머의 압축강도가 높았으며(수분함량 30%, 49%의 경우 압축강도 53.0 Mpa 정도), 톱밥의 수분함량이 80%에 이르면 압축강도는 7 MPa로 크게 감소하였다. 열분해 공정을 거친 지오폴리머의 압축강도는 톱밥의 수분함량이 50%, 60%인 경우가 33.0 MPa 이상으로 가장 높게 나타났다. 이는 톱밥을 첨가하지 않고 열분해 한 시편의 평균 압축강도 약 35.0 MPa와 비슷한 결과로 톱밥의 적정 수분함량은 50%로 결정하였다. 수분함량 50%인 톱밥을 중량비로 10% 첨가한 지오폴리머의 열분해 시간에 따른 압축강도 변화를 평가한 결과 3시간 열분해의 경우 34.7 MPa이었고, 6시간 이상 열분해하면 대략 26.0 MPa 이상의 압축강도를 보였다. 열분해 시간을 6시간에서 24시간으로 증가하여도 압축강도는 더 이상 감소되지 않았다. 또한 열분해 시간이 6시간 이하인 경우 시편 내부가 완전히 열분해되지 않았으며, 최소한 12시간 이상 열분해를 해야 모든 유기물이 제거되는 것으로 나타났다. 따라서 첨가된 톱밥이 모두 열분해 되기 위해서는 12시간 이상 열분해해야 하는 것으로 판단하였으며, 열분해 후 생성된 공극은 SEM 분석으로 확인하였다.

하중을 받는 대상제체의 하중경감과 구조물의 경량화를 위해 본 연구에서 개발한 공법은 기존의 인공경량성토공법을 개선한 공법으로써 다공성의 경량골재인 bottom ash와 시멘트를 주재료로 하는 슬러리에 기포제를 혼합 발포시켜 경량의 성토재료를 제조하고 이를 대상 구조물에 적용하는 기술이다. 이 공법의 소재인 기포혼합콘크리트의 경우도 시멘트를 주성분으로 하고 있기 때문에 시간 의존적 변형이 발생되고, 외기 환경에 노출되므로 내구성능 저하는 필연적으로 발생하게 된다. 따라서 적용한 경량성토제의 시간 의존성 장기거동과 내구성 문제를 보다 명확하게 규명할 필요가 있다고 판단된다. 본 연구에서는 선행 작업으로 콘크리트의 배합인자별 역학적 특성 분석을 토대로 영향을 미치는 주요 인자를 도출하였으며, 이를 토대로 장기거동과 내구성 실험에 필요한 배합변수를 설정하여 그들의 미치는 영향을 분석을 통해 평가하였다. 연구결과, 개발된 기포혼합콘크리트는 건조수축변형률이나 크리프 등의 장기거동과 동결융해 및 탄산화의 내구성 측면에 있어 기존의 경량기포콘크리트에 비해 우수한 효과를 보였으며 특히, bottom ash의 혼입이 저항성 향상에 매우 효과적인 것으로 나타났다.

The objective of this research is to evaluate optimal conditions of permeability and selectivity on the polysulfone membrane for efficiency of separation of CH4 by checking four factors which are temperature, pressure, gas compositions and gas flow rates. When higher pressure was applied at the input, lower efficiency of recovery of CH4 and higher efficiency of separation of CH4 were shown. It has the tendency to show lower efficiency of recovery of CH4 and higher efficiency of separation of CH4 at the output as higher temperature at input. The lower flow rates make higher efficiency of recovery of CH4 and lower efficiency of separation of CH4. Finally, over 90% efficiency for CH4 separation and recovery conditions are temperature (-5℃), pressure (8 bar), gas composition rate (6:4) (CH4:CO2) and gas flow rate (5 ℓ/min). These conditions make higher separation and recovery efficiency such as 90.1% and 92.1%, respectively.

식품의 신선도를 유지하기 위한 효과적인 식품 포장 물질로서 항균성질을 갖는 신선도 유지 성분인 겨자 유를 적용한 다공성 필름의 성능과 효능을 알아보기 위하여 GC-MSD 분석과 식빵에 대한 곰팡이 실험을 하였다. 겨자유에서 얻을 수 있는 AITC와 같은 물질은 기체상 접촉을 통한 적용법이 항곰팡이성 효과가 크게 나타나므로 GC-MSD 분석을 통해 겨자 유를 함유한 포장 소재에서의 항곰팡이 효과와 식품의 저장기간의 효과를 최대화 할 수 있는 조건을