The purpose of flow analysis is to develop a simple CFD analysis model to develop a heat transfer analysis model including transient heat transfer characteristics, especially phase change, of thin film evaporators. The simple analytical model focuses on the evaporation phase change. To reduce the computational cost, the shape was simplified to two dimensions, and the simulation time was set short with a focus on simulating the phase change phenomenon. In the future, based on this analysis model, we will develop an analysis model for simulating not only vaporization but also liquefaction, that is, transient distillation phenomenon, according to the shape of the thin film distillation device.

The 3D printing process provides a higher degree of freedom when designing ceramic parts than the conventional press forming process. However, the generation and growth of the microcracks induced during heat treatment is thought to be due to the occurrence of local tensile stress caused by the thermal decomposition of the binder inside the green body. In this study, an alumina columnar specimen, which is a representative ceramic material, is fabricated using the digital light process (DLP) 3D printing method. DTG analysis is performed to investigate the cause of the occurrence of microcracks by analyzing the debinding process in which microcracks are mainly generated. HDDA of epoxy acrylates, which is the main binder, rapidly debinded in the range of 200 to 500oC, and microcracks are observed because of real-time microscopic image observation. For mitigating the rapid debinding process of HDDA, other types of acrylates PETA, PUA, and MMA are added, and the effect of these additives on the debinding rate is investigated. By analyzing the DTG in the 25 to 300oC region, it is confirmed that the PETA monomer and the PUA monomer can suppress the rapid decomposition rate of HDDA in this temperature range.

Ti has received considerable attention for aerospace, vehicle, and semiconductor industry applications because of its acid-resistant nature, low density, and high mechanical strength. A common precursor used for preparing Ti materials is TiCl4. To prepare high-purity TiCl4, a process based on the removal of VOCl3 has been widely applied. However, VOCl3 removal by distillation and condensation is difficult because of the similar physical properties of TiCl4 and VOCl3. To circumvent this problem, in this study, we have developed a process for VOCl3 removal using Cu powder and mineral oil as purifying agents. The effects of reaction time and temperature, and ratio of purifying agents on the VOCl3 removal efficiency are investigated by chemical and structural measurements. Clear TiCl4 is obtained after the removal of VOCl3. Notably, complete removal of VOCl3 is achieved with 2.0 wt% of mineral oil. Moreover, the refined TiCl4 is used as a precursor for the synthesis of Ti powder. Ti powder is fabricated by a thermal reduction process at 1,100oC using an H2-Ar gas mixture. The average size of the Ti powder particles is in the range of 1-3 μm.

Hydroxy sodalite (HS) is reported as high-temperature water separating zeolite membrane because of its small β-cage structure (pore size=2.8Å). HS zeolite particles were synthesized using various experimental set-ups including water bath, oil bath, refluxing and hydrothermal method using a gel composition of 5SiO2:1Al2O3:50Na2O:1000H2O. The morphology, crystallinity and purity of HS particles by changing silica source, temperature and synthesis time were studied. The products were characterized by X-ray diffraction (XRD), and scanning electron microscopy (SEM). Particle sizes were increased with increase of temperature (90 °C - 180 °C) and time (2 – 24 h). Pure HS particles were obtained by using conventional hydrothermal synthesis at 120°C for 2h.

1970년대 중반 석유 파동 이후 대체 에너지 개발에 대한 관심이 커지면서 그중에서 혐기성 공정에서 발생하는 바이오가스 생산과 활용 기술 개발에 대한 연구가 진행되고 있다. 바이오 가스의 주성분은 50-70%CH4/30-40%CO2으로 이루어져 있고 이 때 메탄을 >95%순도로 농축하면 도시가스와 자동차 연료로 사용이 가능하다. 바이오가스의 정제기술로 막 분리법은 낮은 에너지 소모량, 이 동성 및 쉬운 작동성 등의 장점을 가지고 있다. 본 연구에서는 바이오가스를 95% 이상의 메탄으로 농축하기 위해 폴리설폰 중공사막과 다단 분리막 공정을 이용하였다. 분리막 공정에서 압력, 온도, 막면적 등 다양한 공정 변수에서 95% 이상의 메탄 순도를 얻기 위한 연구를 진행 하였다.

본 연구에서는 고순도의 모데나이트(Mordenite) 입자를 합성하기 위하여 천연 제올라이트를 시드로 사용하여 시 드의 농도 및 수열합성 시간에 따른 천연 제올라이트 시드가 합성에 미치는 영향을 고찰하였다. 그 결과 시드가 입자의 형성 에 큰 영향을 끼치는 것을 확인할 수 있었고 시드를 3 g/100 g batch 주입하여 140°C에서 72시간 동안 수열합성을 진행하였 을 때 1-2 μm 사이즈의 고순도 모데나이트 입자를 합성할 수 있었다. 이를 통해 모데나이트 입자의 성장 기구를 규명할 수 있었으며, 모데나이트 입자 형성에 있어 시드는 첫째, 구형 모데나이트 전구체 형성 자리 공급의 역할과, 둘째 모데나이트 원 료 물질 소스 역할을 한다는 것을 알 수 있었다. 합성된 모데나이트 입자의 가스 흡착량 분석 결과 CO2 기체의 흡착량이 97.19 mg/g로 다른 가스들에 비해 비교적 높은 흡착성능을 보였으며, CO2/H2의 선택도가 가장 우수한 것으로 나타났다. 따라 서 이러한 결과들을 바탕으로 용도에 맞는 고순도 상의 모데나이트 입자를 합성할 수 있음을 확인하였고 보다 낮은 가격으로 우수한 분리성능을 갖는 분리막 소재개발에 활용할 수 있을 것이라 판단된다.

To produce 4N grade high-purity silica powder from natural ore, the mineralogical characteristics of natural silica ore were investigated and their effects on the purification process were revealed. The Chinese silica mineral ore used was composed of iron and aluminum as main impurities and calcium, magnesium, potassium, sodium, and titanium as trace impurities; these trace impurities generally exist as either single oxides or complex oxides. It was confirmed that liberation and acidic washing of the impurities were highly dependent on the particle size of the ground silica ore and on its mineralogical characteristics such as the distribution and phases of existing impurities. It is suggested that appropriate size reduction of silica ore should be realized for optimized purification according to the origin of the natural silica ore. A single step purification process, the mechano-chemical washing (MCW) process, was proposed and verified in comparison with the conventional multi step washing process.

연소 후 생성되는 연소가스 중 CO2는 온실가스 기체중 하나로, CO2를 처리하기 하기 위해 CCS 기술 개발이 세계적으로 주목 받고 있다. 하지만 단일막을 이용한 CO2 포집 공정에서는 약 14%의 CO2를 포함한 연소 배기가스로부터 고 순도, 고회수율을 달성하기란 매우 어렵다. 본 연구에서는 다단막 공정 디자인 및 다양한 운전 변수를 통하여 14%의 CO2를 가지고 있는 혼합모사가스로부터 순도 73% 회수율 74%의 포집 효율을 얻을 수 있었다.

본 연구에서는 고순도의 모데나이트 입자를 합성하기 위하여 천연 제올라이트를 시드로 사용하여 시드 농도 및 수열합성 시간에 따라 시드가 미치는 영향 을 고찰하였다. 시드를 3 g/100g batch 주입하여 140°C에서 72시간 동안 수열 합성 하였을 때 1-2 μm 사이즈의 고순도 모데나이트 입자를 안정적으로 합성할 수 있었다. 이를 통해 천연 제올라이트 시드는 모데나이트 입자의 성장에서 구형 모데나이트 전구체 형성 자리를 공급하고 모데나이트 원료 물질 소스 역 할을 한다는 것을 알 수 있었다. 이러한 결과들을 바탕으로 용도에 맞는 고순도 의 모데나이트 입자를 합성할 수 있음을 확인하였고 천연제올라이트를 사용함으로써 낮은 가격으로 우수한 성능을 갖는 소재개발에 활용할 수 있을 것이라 판단된다.

Flat sheet membranes consisting of a selective layer and a porous support usually require gutter layer to reduce the bulk pores of the substrates. The gutter layer mitigates the geometric restrictions of support, which enables selective layer to have defect-free morphology with thin thickness (< 100 nm). For this reason, the gutter layer has been introduced to many industrial membranes, and the systematical studies of the effects of the gutter layer properties on membrane performance should be needed. Herein, we introduced several gutter layers with different thicknesses into graphene oxide intercalated polymer TFC membranes to determine the relationship between gutter layer properties and total membrane performances. This study provides more practical insight to determine the optimum gutter layer properties in designing TFC membranes.

This study attempted to find an efficient method for the preparation of high-purity galactooligosaccharides (HP-GOS) using β-galactosidase and yeast fermentation. GOS prepared using Lactozym 3000L showed the greatest enhancement in total GOS of the six β-galatosidases tested. GOS alone achieved 51% conversion of initial lactose. GOS production was enhanced by fermentation with commercial yeast (Saccharomyces cerevisiae); its concentration reached 71% after 36h fermentation with 8% yeast. Component sugar analysis with HPLC indicated that HP-GOS fermented with S. cerevisiae showed significantly increased levels of 4’/6’-galactosyllactose and total GOS as well as a significantly decreased glucose level. HP-GOS facilitated the growth of Lactobacillus sp. (L. acidophilus and L. casei) and Bifidobacterium sp. (B. longum and B. bifidum). In sum, high-purity GOS has been successfully produced through both an enzymatic process and yeast fermentation. GOS encourages the growth of bacteria such as Lactobacillus and Bifidobacterium that may be beneficial to human gastrointestinal health.