본 연구에서는 polyamide계 방향족 역삼투막이 염소 라디칼에 의해 polyamide 결합이 분해되어 염배제율이 급격히 감소되는 반면 수투과도는 증가되는 것을 확인하였다 이러한 polyamide 역삼투막의 염소에 대한 저항성을 향상시키기 위해서 불소기 함유 실란커플링제(fluorine-containing silane coupling agent, FSCA)를 이용하여 역삼투막 표면 개질 후 막에 대한 표면 특성 및 내염소성 변화를 관찰하였다. 그 결과 FSCA의 농도가 증가될수록 막 표면이 dense하게 도포되었으며, 원소분석을 통해 FSCA가 부착되어 있음을 확인하였다. 또한 개질한 막 표면 조도는 감소되고 표면의 소수성이 증가됨을 접촉각의 증가로 확인 할 수 있었다. 이 결과를 종합하여 볼 때, 역삼투막을 FSCA로 표면개질 함으로써 개질막의 염소에 대한 저항성을 향상시킬 수 있었다.

본 연구에서는 복합막의 제조공법으로 가장 광범위하게 쓰이는 계면중합법을 이용하여 나노복합막을 제조하였다. Monomer의 농도 및 조성, curing 조건, 후처리 조건과 같은 복합막 제조조건과, 운전압력, 공급액의 농도와 같은 운전인자에 의한 막성능 변화를 조사하였고, 계면중합 과정중에 첨가제를 사용하여 막의 유효면적을 확대하여 투과유속을 증가시키고자 하였다. Monomer의 농도가 증가함에 따라 배제능은 일정하였지만 투과유속이 감소하였고, curing 온도가 증가함에 따라서는 오히려 안정적인 박막층의 형성이 저해되어서 배제능과 투과유속이 모두 감소하였고, curing 시간에 따른 막성능의 변화는 나타나지 않았다. Test solution의 농도가 올라감에 따라서 투과유속과 배제능 모두 감소하였으며, 운전압력이 증가함에 따라서는 배제능과 투과유속 모두 향상하는 경향을 보였다. 계면중합과정중에 사용하는 아민단량체(amine monomer) 중 방향족 다이아민(aromatic amine)인 MPD의 함량을 높임에 따라서 배제능은 증가하였지만 투과유속은 현저하게 떨어졌다. 첨가제의 농도에 따른 표면 거칠기 증가 경향은 MPD가 포함된 amine 조성일 때가 더 높았지만 투과유속은 piperazine만 단독으로 사용하였을 때보다 떨어졌다.

폐기물 용액의 pH 변화에 따른 고정층에서 우라늄 및 코발트 이온의 흡착거동을 다성분 흡착시스템으로 가정하여 이론적으로 예측하였다. 즉 pH 변화에 따라 존재 분율이 달라지는 각 이온 성분들이 상호 경쟁적으로 흡착한다는 가정 하에서, 평형실험에서 얻어진 결과와 우라늄 및 코발트 이온의 용액특성 (Solution chemistry)을 상호 결합하여 각 이온 성분들의 Langmuir 평형상수 값을 Ideal Adsorbed Solution Theory를 도입하여 구하였으며, 이상의 결과를 이용하여 고정층 파과곡선을 이론적으로 계산한 결과 pH 변화에 따른 흡착거동을 비교적 잘 예측할 수 있었다 따라서 본 연구에서 시도한 방법은 이온 농도와 pH가 높은 경우를 제외하고 pH 변화에 따라 용액 내에 이온의 형태가 다양하게 존재하는 흡착 시스템을 이론적으로 예측하는 데 비교적 유용하게 사용할 수 있을 것으로 판단된다.

천연흑연은 단위구조가 탄소육각망평면이 평행하게 배열된 층상으로 전기전도도 및 윤활성이 우수하나 소수성이 매우 강하며, 표면화학적 목성이 거의 없기 때문에 다른 물질과 흡착이 쉽게 일어나지 않아 분산이 매우 어려운 물질이다. 따라서 본 연구에서는 제타전위를 이용하여 흑연에 ABDM을 흡착시켜 표면특성을 소수성에서 친수성으로 변화시키고 수중현탁액 중에서 흑연입자의 분산 메커니즘을 DLVO이론을 이용하여 설명하였다. 흑연의 제타전위가 22.5mV가 되도록 ABDM의 흡착량 (20mg/g) 및 조건 (PH 10에서 12시간 흡착)을 만족시키면 분산안정성 (T1/2) 이 44.5시간인 고분산성 흑연 현탁액을 제조할 수 있다.

Ethyl esters (aroma model compounds; ethyl acetate, ethyl propionate, ethyl butyrate) 수용액으로부터 aroma 화합물의 회수를 위해, 표면 개질한 알루미나막을 이용하여 증기 투과를 수행하였다. Ethyl butyrate의 구동력이 가장 큼에도 불구하고, 투과부에서 ethyl ester의 농도는 ethyl butyrate가 가장 높았으며, ethyl propionate, acetate의 순서로 나타났다. 또한, 물에 대한 ester 화합물의 용해도가 상당히 낮기 때문에 투과부에서 상분리가 일어나 순수한 aroma 화합물을 얻을 수 있었다. 실험 결과, 제조된 소수성 알루미나막은 에스테르 화합물에 대해 높은 선택도와 투과 플럭스를 보여 주었다.

높은 선택도와 투과도를 가진 분리막이 요구되지만 선택도가 높은 막은 투과도가 낮은 것이 일반적이다. 본 연구에서는 적절한 선택도를 유지하면서 높은 투과도를 갖는 분리막을 제조하기 위하여 다공성 알루미나막을 실란커플링제로 코팅하였다. 코팅된막에 대한 물의 접촉각은 90º 이상이었으며, 큰 소수성을 가짐을 의미하기 때문에 에탄올, 이소프로판올, 부탄을 수용액의 농축을 위한 증기투과실험을 수행하였다. 공급액중의 알코을 농도가 증가함에 따라 투과도가 증가하였으며, 이는 물에 비하여 코팅된 막에 대한 에탄올, 이소프로판올, 부탄올의 친화도가 크기 때문으로 판단된다. 코팅된 알루미나막의 투과도는 고분자막의 투과도에 비하여 20~1000배로 크게 나타났다.

Ni기 초합금은 Co, Cr, Mo, W등의 고용 강화 원소와 AI, Ti, Nb, Ta 등의 γ ' 석출 강화 원소로 구성되어 있다. 초합금의 기계적 성질과 내산화성을 개선하기 위하여 희토류 원소를 재료 내부에 첨가하거나, 코팅 재료로써 사용하고 있다. 이들 희토류 원소는 Al2O3, Cr2O3등의 산화물의 종류에 따라 산화물의 성장 속도와 밀착성에 영향을 미친다. Hf함유 Ni기 초합금 AF115와 AI2O3 함유 MA6000초합금 2종을 이온 코터를 이용, Yttrium 표면개질후, 온도 1273K-1473K에서 고온 산화 수 산호 피막의 성장 속도, 결정립, 내부 구조 및 내박리성에 미치는 Yttrium 의 영향을 조사하였다. AF115와 MA6000 초합금에 Yttrium코팅을 한 결과 내부 산화물의 성장에 현저한 변화가 있었다. Yttrium의 표면 개질에 의하여, AF115의 경우는 AI2O3 주성분의 입계 집중과 Hf의 우선 산확 억제되고, 삼각 형태의 내부 산화물이 plate형으로 변화되었다. MA6000의 경우 AI2O3 주성분의 산화층이Cr2O3주성분의 외부 산화층과AI2O3 주성분의 내부층으로 변화되었다.

본 연구는 굵은골재의 완전 리사이클 기술개발을 위해서 시멘트계 재료를 이용한 개질 페이스트를 이용하여 원골재의 표면을 코팅하는 표면개질 기술을 적용하고 있다. 이 때에 원골재와 개질 페이스트의 계면은 개질 페이스트의 점착력과 점도에 의존되어 개질골재의 피막 두께가 결정된다고 생각할 수 있다. 본 연구에서는 굳지 않은 상태에서의 개질 페이스트의 유동특성을 파악하고 표면 개질골재의 피막 두께에 대해 검토한 결과, 개질 페이스트를 빙엄유체로서 가정하여, 잉여 페이스트 이론과 유동학 정수 (항복치)를 고려하는 것으로 개질 페이스트의 정량적인 피막 두께의 설계가 가능하여, 표면개질 골재를 이용한 콘크리트의 정량적인 배합설계가 가능할 것으로 판단된다.

The adsorption characteristics of bisphenol A (BPA) were investigated using activated carbon based on waste citrus peel (which is abandoned in large quantities in Jeju Island), denoted as WCP-AC, and surface-modified with various P2O5 concentrations (WCP-SM-AC). Moreover, coconut-based activated carbon (which is marketed in large amounts) was surface-modified in an identical manner for comparison. The adsorption equilibrium of BPA using the activated carbons before and after surface modification was obtained at nearly 48 h. The adsorption process of BPA by activated carbons and surface-modified activated carbons was well-described by the pseudo second-order kinetic model. The experimental data in the adsorption isotherm followed the Langmuir isotherm model. With increasing P2O5 concentration (250-2,000 mg/L), the amounts of BPA adsorbed by WCP-SM-AC increased till 1,000 mg/L of P2O5; however, above 1,000 mg/L of P2O5, the same amounts adsorbed at 1,000 mg/L of P2O5 were obtained. With increasing reaction temperature, the reaction rate increased, but the adsorbed amounts decreased, especially for the activated carbon before surface modification. The amounts of BPA adsorbed by WCP-AC and WCP-SM-AC were similar in the pH range of 5-9, but significantly decreased at pH 11, and increased with increasing ionic strength due to screening and salting-out effects.

In order to treat groundwater containing high levels of nitrate, nitrate reduction by nano sized zero-valent iron (nZVI) was studied using batch experiments. Compared to nitrate removal efficiencies at different mass ratios of nitrate/Fe0, the removal efficiency at the mass ratio of 0.02% was the highest(54.59%). To enhance nitrate removal efficiency, surface modification of nZVI was performed using metallic catalysis such as Pd, Ni and Cu. Nitrate removal efficiency by Cu-nZVI (at catalyst/Fe0 mass ratio of 0.1%) was 66.34%. It showed that the removal efficiency of Cu-nZVI was greater than that of the other catalysts. The observed rate constant (kobs) of nitrate reduction by Cu-nZVI was estimated to 0.7501 min-1 at the Cu/Fe mass ratio of 0.1%. On the other hand, TEM images showed that the average particle sizes of synthetic nZVI and Cu-nZVI were 40~60 and 80~100 nm, respectively. The results imply that catalyst effects may be more important than particle size effects in the enhancement of nitrate reduction by nZVI.

The surface modified activated carbons (SMACs) were prepared with various P2O5 concentrations using two activated carbons (ACs: waste citrus peel-based activated carbon and coconut-based activated carbon). The characteristics and adsorptivity of bisphenol A (one of phenolic endocrine disrupting chemicals) were compared between ACs and SMACs. The contents of C, H and N of SMACs were similar to those of ACs, but the content of P2O5 for the former increased greatly than for the latter, due to the impregnation of P2O5 into the pores. The specific surface area, total pore volume, average pore diameter and iodine adsorptivity for the former decreased due to the impregnation of P2O5 into the pores, compared to those for the latter. The adsorptivity of bisphenol A for the former were higher than that for the latter, although specific surface area, total pore volume, average pore diameter and iodine adsorptivity for the former were lower than those for the latter.