Coal tar is the primary feedstock of premium graphitizable carbon precursor. Coal tars are residues formed as byproducts of thermal treatments of coal. Coal tar pitches were prepared through two different heat treatment schedules and their properties were characterized. One was prepared with argon and oxidation treatment with oxygen; the other was prepared with oxygen treatment at low temperature and then argon treatment at high temperature; both used coal tar to prepare coal tar pitches. To modulate the properties, different heat treatment temperatures (300~400˚C) were used for the coal tar pitches. The prepared coal tar pitches were investigated to determine several properties, such as softening point, C/H ratio, coke yield, and aromaticity index. The coal tar pitches were subject to considerable changes in chemical composition that arose due to polymerization after heat treatment. Coal tar pitch showed considerable increases in softening point, C/H ratio, coke yields, and aromaticity index compared to those characteristics for coal tar. The contents of gamma resin, which consists of low molecular weight compounds in the pitches and is insoluble in toluene, showed that the degree of polymerization in the pitches was proportional to C/H ratio. Using an oxidizing atmosphere like air to prepare the pitches from coal tar was an effective way to increase the aromaticity index at relatively low temperature.

본 실험에서는 한외여과법(막 분획분자량: 50 kDa, 100 kDa)을 이용하여 미강단백질 농축물을 제조함에 있어서 한외여과의 공정변수(압력, 시간, 부피농축비) 변화에 따른 농축물의 이화학적 조성 및 투과플럭스의 변화를 조사하였다. 이화학적 조성 변화에 있어서 미강 단백질 농축물은 탈지미강과 비교하여 단백질 함량은 약 4배 증가하였으며, 반면 회분 및 피틴산 함량은 다소 감소한 것으로 나타났다. 한외여과 공정에 있어서 공정압력이 증가할수록 투과플럭스는 거의 직선적으로 증가하였고, 공정시간이 증가하고 단백질 농축이 진행됨에 따라 농도분극 현상에 의해 투과플럭스는 감소하였다. 또한, 막의 분획분자량이 클수록 투과플럭스는 상대적으로 높았으며, 분획분자량 100 kDa, 공정압력 2 kgf/cm2에서 최대의 투과플럭스(32 L/m2·h)를 나타내었다. 농축물 중의 단백질 함량은 부피농축비(VCR)가 증가할수록, 막의 분획분자량이 작을수록 높았다. 미강 단백질 추출물을 부피농축비 8(VCR : 8)로 농축할 경우(공정 압력 2.0 kgf/cm2) 한외여과막의 분획분자량이 2배 증가하였을 때(50 kDa→100 kDa) 공정시간은 40% 감소하였으며, 평균 투과플럭스는 약 2배 정도 증가하였다.

Polyacrylonitrile (PAN) 기질고분자를 용매인 dimethylformamide (DMF)에 녹인 후 전기방사법을 이용하여 polyacrylonitrile nanofibers membrane (PAM)을 제조하였으며, 정밀여과(microfiltration) 적용을 위해, 제조된 PAM 샘플들의 layer 수를 변화시켜, 기공크기를 조절하였다. 또한, 순수투과도(water-flux) 향상을 위해 poly (ethylene glycol) methyl ether methacrylate와 azobisisobutylronitrile (AIBN)을 이용하여 자유 라디칼 중합(free radical polymerization)을 통해 합성된 AN‐ PEGMA 공중합체를 PAN과 3:1의 비율로 혼합한 후 위와 같은 방법으로 다공성 막(PAM/APM)을 제조하였으며, FT-IR과 E.D.S 분석을 통해 PAM 샘플과 비교⋅분석하였다. Scanning Electron Microscope (SEM) 분석과 기공크기, 기공도 실험을 통해 균일한 직경(400∼600 nm)과 균일한 기공특성(0.5∼0.4 μm)을 가진 다공성 막이 제조되었음을 확인할 수 있었다. 순수 투과도 측정을 통해 정밀여과용 막으로의 활용가능성을 조사하였으며, AN‐PEGMA 공중합체가 도입된 PAM/APM의 경우 상 용막인 polyvinylidenefluoride (PVdF)에 비해 순수투과도가 상대적으로 높은 값을 나타내었다. 위의 결과로부터 전기방사법으로 제조된 PAN 나노섬유막들은 정밀여과용 막으로서 충분한 활용가능성이 있다고 판단된다.

목적: 본 연구는 furfuryl isocyanate를 은 나노 물질(Ag nanoparticler)과 기존의 하이드로젤 곤택트렌즈 재료와 공증합 하였으며, 제조된 콘택트렌즈의 물리적 특성을 비교하고, 내구성이 높은 콘택트렌즈 고분자로서의 활용성을 알아보았다. 방법: 교차결합제인 EGDMA(ethylene glycol dimethacrylate)와 HEMA(2-hydroxyethyl methacry-Late), MMA(methyl methacrylate), MA(merhacrylic acid) 그리고 개시제인 AIBN(azobisisobutyronitrile)과 함께 공증합 하였다. 결과: 생성된 고분자의 물리적 특성을 측정한 결과, 함수율 28.98~34.31%, 굴절률 1.441~1.453,UV-B투고율 33.2~72.0%, 접촉각 57.65~79.00° 그리고 인장강도의 경우 0.340~0.71kgf 범위의 분포를 나타내었다. 또한 은 나노 물질 1%에 furfuryl isocyanate를 첨가할수록 UV-B 투과율 저하와 인장강도가 증가한 결과를 보였다. 결론: 본 실험결과로 볼 때 생성된 공중합체는 내구성이 좋고 자외선 차단 효과가 있는 렌즈 재료로 유용하게 활용될 것으로 기대된다.

In this work, the effect of catalysts on the mechanical properties of carbon fibers-reinforced epoxy matrix composites cured by cationic latent thermal catalysts, i.e., N-benzylpyrazinium hexafluoroantimonate (BPH) was studied. Differential scanning calorimetry was executed for thermal characterization of the epoxy matrix system. Mechanical interfacial properties of the composites were studied by interlaminar shear strength (ILSS), critical stress intensity factor (KIC), and specific fracture energy (GIC). As a result, the conversion of neat epoxy matrix cured by BPH was higher than that of one cured by diaminodiphenyl methane (DDM). The ILSS, KIC, GIC, and impact strength of the composites cured by BPH were also superior to those of the composites cured by DDM. This was probably the consequence of the effect of the substituted benzene group of BPH catalyst, resulting in an increase in the cross-link density and structural stability of the composites studied.

In this study, using a tin chloride solution as the raw material, a nano-sized tin oxide powder with an average particle size below 50 nm is generated by a spray pyrolysis process. The properties of the tin oxide powder according to the nozzle tip size are examined. Along with an increase in the nozzle tip size from 1 mm to 5 mm, the generated particles that appear in the shape of droplets maintain an average particle size of 30 nm. When the nozzle tip size increases from 1 mm to 2 mm, the average size of the generated particles is around 80-100 nm, and the ratio of the independent particles with a compact surface structure increases significantly. When the nozzle tip size is at 3 mm, the majority of the generated particles maintain the droplet shape, the average size of the droplet-shaped particles increases remarkably compared to the cases of other nozzle tip sizes, and the particle size distribution also becomes extremely irregular. When the nozzle tip size is at 5 mm, the ratio of droplet-shaped particles decreases significantly and most of the generated particles are independent ones with incompact surface structures. Along with an increase in the nozzle tip size from 1 mm to 3 mm, the XRD peak intensity increases, whereas the specific surface area decreases greatly. When the nozzle tip size increases up to 5 mm, the XRD peak intensity decreases significantly, while the specific surface area increases remarkably.

Fe(SO4)2, cyclohexanedione dioxime, phenylboronic acid을 이용하여 금속 템플레이트 중합을 실시한 후 메탄올로 세척하여 Fe(II) clathrochelate 화합물을 합성하였다. Fe(II) clathrochelate와 polyethersulfone을 이용한 유무기 복합 멤브레인을 제조하였다. 멤브레인 제조를 위하여 Fe(II) clathrochelate는 DMF, NMP, DMAC와 같은 멤브레인 제조에 이용되는 극성 아프로틱 용매에 잘 녹는 물질로 고안되었다. Fe(II) clathrochelate는 trifluorosactic acid와 같은 강산 존재하에서도 금속이 분리되지 않고 안정성이 유지되었다. UV-vis 분광법으로 용액 가용성을 확인하였으며 (i) 강산 및 (ii) 경쟁 킬레이트제를 이용하여 용액상의 안정성을 확인하였다. 유무기 복합막은 PES, PVP, TSA, Fe(II) clathrochelate를 DMF에 녹여 NIPS (비용매 유도 상전이) 방법으로 제조하였다. Fe(II) clathrochelate의 첨가는 표면의 기공 밀도의 향상, 평균기공 크기의 증가 및 유량 증가에 영향을 주었으며 상대적으로 비대칭 구조를 가지는 성능이 향상된 멤브레인을 얻을 수 있었다.

PEGDA/PETEDA dendrimer 막은 PEGDA에 5~15 wt%의 PETEDA dendrimer를 첨가하고 UV를 조사하여 제조하였다. 제조된 막의 특성은 FT-IR, 1H-NMR 그리고 DSC를 통해 분석하였다. PEGDA/PETEDA dendrimer 막의 유리전이온도(Tg)는 PETEDA dendrimer의 함량이 증가할수록 감소하였다. CH4에 대한 CO2 투과 특성은 PETEDA dendrimer의 함량과 압력을 변화시키며 조사하였다. 10 wt%의 PETEDA dendrimer를 포함하는 막의 투과도는 162.2 barrer였으나 CO2/CH4 이상분리 인자는 31.8로 가장 높게 나타났다.

Nickel oxide was doped with a wide range of concentrations (mol%) of Aluminum (Al) by solvothermal synthesis;single-phased nano powder of nickel oxide was generated after calcination at 900oC. When the concentration of Al dopant wasincreased, the reduced intensity was confirmed through XRD analysis. Lattice parameters of the synthesized NiO powder weredecreased after treatment of the dopant; parameters were increased when the concentration of Al was over the doping limit(5mol% Al). The binding energy of Ni2+ was chemically shifted to Ni3+ by doping Al3+ ion, as confirmed by the XPS analysis.The tilted structure of the synthesized NiO with 5mol% Al dopant and the polycrystalline structure of the Ni0.75Al0.25O wereobserved by HR-TEM analysis. The electrical conductivity of the newly synthesized NiO was highly improved by Al dopingin the conductivity test. The electrical conductivity values of the commercial NiO and the synthesized NiO with 5mol% Aldopant (Ni0.95Al0.05O) were 1,400s/cm and 2,230s/cm at 750oC, respectively. However, the electrical conductivity of thesynthesized NiO with 10mol% Al dopant (Ni0.9Al0.1O) decreased due to the scattering of free-electrons caused by the largenumber of impurity atoms; the electrical conductivity of Ni0.9Al0.1O was 545s/cm at 750oC.

Silica-based ceramic-matrix composites have shown promise as advanced materials for many applications such as chemical catalysts, ceramics, pharmaceuticals, and electronics. SiO2-CuO-CeO2 multi-component powders and their thin film, using an oxalic acid template as a chelating agent, have larger surface areas and more uniform pore size distribution than those of inorganic acid catalysts. SiO2-CuO-CeO2 composite powders were synthesized using tetraethylorthosilicate, copper (II) nitrate hemi (pentahydrate), and cerium (III) nitrate hexahydrate with oxalic acid as template or pore-forming agent. The process of thermal evolution, the phase composition, and the surface morphology of these powders were monitored by thermogravimetry-differential thermal analysis (TG-DTA), X-ray diffractometry (XRD), field-emission scanning electron microscopy (FE-SEM), and energy dispersive X-ray spectrometry (EDXS). The mesoporous property of the powders was observed by Brunner-Emmett-Teller surface (BET) analysis. The improved surface area of this powder template with oxalic acid was 371.4m2/g. This multi-component thin film on stainless-steel was prepared by sol-gel dip coating with no cracks.

Hollow silica spheres were prepared by spray drying of precursor solution of colloidal silica. The precursor solution is composed of 10-20 nm colloidal silica dispersed in a water or ethanol-water mixture solvent with additives of tris hydroxymethyl aminomethane. The effect of pH and concentrations of the precursor and additives on the formation of hollow sphere particles was studied. The spray drying process parameters of the precursor feeding rate, inlet temperature, and gas flow rate are controlled to produce the hollow spherical silica. The mixed solvent of ethanol and water was preferred because it improved the hollowness of the spheres better than plain water did. It was possible to obtain hollow silica from high concentration of 14.3 wt% silica precursor with pH 3. The thermal conductivity and total solar reflectivity of the hollow silica sample was measured and compared with those values of other commercial insulating fillers of glass beads and TiO2 for applications of insulating paint, in which the glass beads are representative of the low thermal conductive fillers and the TiO2 is representative of infrared reflective fillers. The thermal conductivity of hollow silica was comparable to that of the glass beads and the total solar reflectivity was higher than that of TiO2.

본 연구에서는 PTMSP[poly(1-trimethylsilyl-1-propyne)]의 기체투과에 대한 선택도와 열적 안정성, 시간에 따른 노화현상으로 인한 투과특성의 감소를 개선하기 위해서 PTMSP/PDMS[poly(dimethylsioxane)] graft copolymer에 zeolite를 삽입하여 PTMSP/PDMS-NaY zeolite 복합막과 PTMSP/PDMS-NaA zeolite 복합막을 제조하였다. 물리 화학적 특성을 FT-IR, 1H-NMR, TGA, SEM, GPC을 사용하여 조사하였고, H2와 N2 기체에 대한 투과도와 선택도 성질을 고찰하였다. PTMSP/PDMS-NaY zeolite 복합막과 PTMSP/PDMS-NaA zeolite 복합막 H2와 N2 투과도는 PTMSP/PDMS graft copolymer 단일막보다 증가하였고, zeolite 함량이 증가함에 따라 증가하였다. 반면에 선택도(H2/N2)는 zeolite 함량이 증가함에 따라 감소하였다. PTMSP/PDMS-NaA zeolite 복합막은 PTMSP/PDMS-NaY zeolite 복합막보다 높은 투과도와 선택도를 보였다.

다양한 화장품에 응용을 위하여 제주산 유채오일 추출물을 대상으로 PIT유화시스템을 이용한 나노에멀젼을 제조하였다. 천연 유채오일 추출물은 n-헥산을 용매로 사용하여 추출하였다. 천연유채오일 추출물은 엷은 노란색의 점성을 가진 액체이었고, 수율은 43±2.5%이었다. 산가는 2.76±0.5이었고, 비중은 0.89±0.05 이었다. 20wt%의 유채오일을 사용한 PIT-Yuche-NE의 입자크기는 50-120nm (평균입자크기: 82±5.8nm)이었고, 제타 포텐셜은 -29.5mV 이었다. 이것은 (PEG)5-30 지방산 에테르를 사용하기 때문에 열역학적으로 안정하였다. 특징적인 결과로부터 얻은 몇 개의 결론을 다음과 같이 나열하였다. 첫째, DPPH (1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl radical)방법을 이용한 자유 라디칼 소거력을 측정하였다. PIT-Yuche-NE의 항산화력은 37.2±6.7%이었고, 비교군인 10 mg/mL의 PIT-Toco-NE(토코페롤 20wt% 나노에멀젼)은 28.8±6.5%, 10 mg/mL의 PIT-Nokcha-NE (녹차추출물 20wt% 나노에멀젼)은 29.6±7.2%이었다. 둘째, PIT-Yuche-NE의 콜라겐합성율은 148±15.2% 이었고, 동일 농도에서 비교군인 PIT-Toco-NE은 121±13.5%, PIT-Nokcha-NE은 95±12.7%이었다. 셋째, 6시간 후, Aramo-TS를 사용한 Yuche-CRM의 피부보습효과는 47±3.9% (*p-value￡0.05, n=7)이었다. 반면, Toco-CRM은 30±5.2%(*p-value￡0.05, n=7)이었고, Nokcha-CRM은 35±4.5%이었다. 따라서 Yuche-CRM은 다른 두 크림보다 높은 보습효과를 보였다. 최종적으로 본 연구는 화장품 산업 및 제약산업에서도 폭넓게 응용될 것으로 기대한다.

가시광선에 감응하는 광촉매를 제조하기 위하여 TiO2에 질소(N)를 도핑하여 N-TiO2를 제조하였다. 제조한 광촉매의 결정성, 입자 형상 및 도핑 상태는 XRD, FE-SEM 및 XPS를 이용하여 조사하였다. 제조한 광촉매의 활성 평가는 메틸렌블루의 광분해로 조사하였다. 제조한 광촉매는 anatase type이었으며, pH가 높을수록 결정화도가 향상되었다. 제조한 광촉매의 입자 크기는 pH 2.0에서 5.42 nm, pH 4.7에서 5.99 nm, pH 9.0에서 7.58 nm로, 입자 크기는 pH가 증가 할수록 약간씩 증가하였다. 광촉매의 활성은 결정화도에 비례하였다. TiO2에 N를 도핑하여 제조한 N-TiO2가 가시광선 하에서도 활성을 나타냈다. TiO2에 도핑한 N는 격자 속에 존재하는 것이 아니라 표면에 존재하였다.

We investigate the effects of redox reaction on preparation of high purity α-alumina from selectively ground aluminum dross. Preparation procedure of the α-alumina from the aluminum dross has four steps: i) selective crushing and grinding, ii) leaching process, iii) redox reaction, and iv) precipitation reaction under controlled pH. Aluminum dross supplied from a smelter was ground to separate metallic aluminum. After the separation, the recovered particles were treated with hydrochloric acid(HCl) to leach aluminum as aluminum chloride solution. Then, the aluminum chloride solution was applied to a redox reaction with hydrogen peroxide(H2O2). The pH value of the solution was controlled by addition of ammonia to obtain aluminum hydroxide and to remove other impurities. Then, the obtained aluminum hydroxide was dried at 60˚C and heat-treated at 1300˚C to form α-alumina. Aluminum dross was found to contain a complex mixture of aluminum metal, aluminum oxide, aluminum nitride, and spinel compounds. Regardless of introduction of the redox reaction, both of the sintered products are composed mainly of α-alumina. There were fewer impurities in the solution subject to the redox reaction than there were in the solution that was not subject to the redox reaction. The impurities were precipitated by pH control with ammonia solution, and then removed. We can obtain aluminum hydroxide with high purity through control of pH after the redox reaction. Thus, pH control brings a synthesis of α-alumina with fewer impurities after the redox reaction. Consequently, high purity α-alumina from aluminum dross can be fabricated through the process by redox reaction.

작은 고체 분체들은 피커링 유화 체계에서 안정화제로 작용하는 것은 이미 알려진 사실이다. 이 연구에서 우리는 알킬실란 처리 TiO2와 n-헥실알코올, 수계로 안정한 피커링 에멀젼을 제조하였다. TiO2 입자에 의해 안정화된 피커링 에멀젼을 제조하기 위한 최적의 조건은 TiO2 입자의 양과 수상/유상의 비에 의해 결정된다. 피커링 에멀젼의 형태는 물과 n-헥실알코올에 대한 입자들의 젖음성에 의존된다. 피커링 에멀젼은 TiO2가 5.00 wt%, 오일과 수상의 비가 3 : 7인 경우에 가장 안정하였다. 피커링 에멀젼을 형판으로 하여 무기 전조체를 졸-겔 공정에 의해 다공성 분체들이 합성되었다. 합성된 다공성 분체들은 광학 현미경, SEM, BET, XRD 및 EDS에 의해 확인되었다.

관비재배 및 수경재배시 비료를 녹일 때 소요되는 시간과 노동력을 절감하고, 작업의 안전성 확보와 자동화를 가능하게 할 수 있는 장치의 개발을 위해 본 실험을 실시하였다. 실험은 세 종류로 수행되었다. 먼저, 효과적인 비료용해 방법을 구명하기 위해 수중펌프를 양액 통 속에 두고 양액 통의 입구에 삼베포를 깐 거름망을 설치하여 물을 스프레이하여 비료를 녹이는 방법(Spray), 수중프로펠러를 이용하는 방법(Propeller), 수중펌프를 양액 통 속에 넣어 물의 흐름을 만들어 주는 방법(Submerged), 에어컴프레서를 이용하여 양액 통 속에 공기흐름을 만들어 비료를 용해하는 방법(Airflow) 등 4개의 처리를 두고 실험하였다. Spray 처리에서 가장 시간이 짧게 소요되는 것으로 조사되었으나 농가가 실제로 적용하는데 어려움이 있어서, Spray 처리 다음으로 비료를 녹이는 시간이 짧고, 노동력을 절감할 수 있으며 양액제조 과정을 자동화 하는 것이 용이할 것으로 사료되는 Airflow 처리를 선택하였다. 두 번째 실험에서는 Airflow 처리에서 사용한 재질과 분지관수를 개선한 6지관 및 8지관 장치를 제작하여 비교 실험했는데, 6지관 장치가 비료용해시간이 짧고, 양액탱크의 입구 크기에 관계없이 사용이 가능하며, 제작이 용이하여 가장 효과적인 장치로 판단되었다. 세 번째 실험에서는 개발된 6지관 장치를 이용하여 비료를 용해하는데 소요되는 시간을 조사하여 경제성을 분석하였는데, 농가에서 수중펌프를 이용하여 비료를 용해하는 방법보다 시간은 1/8배 절약할 수 있으며 경제성이 큰 것으로 나타났다. 아울러 KNO3, Ca(NO3)2·4H2O, Fe-EDTA 등의 용해특성을 조사했다.

Risk Assessment to list possible safety disasters and their probability and severity is the starting point for effective safety management on construction project site. However, the safety managers in owners, construction supervisors, contractors, and sub-contractors still have difficulties in judging the priorities of safety activities and preparing responses to each potential safety disasters. Therefore, this study aimed to suggest a systematic method in assessing safety risk prior to commencement with the agreement of stakeholders. FMECA(failure mode effects and criticality analysis) was selected as a main assessment tool and it was modified according to the characteristics of construction projects and trades. Each risk is, firstly, evaluated with occurrence probability, possible loss and impacts to projects, and detections, and then risk priority number(RPN) is calculated. Subsequently, the managers of each stakeholder discuss the types, timing, and responsibilities of responses as a group decision-making process.