본 연구는 장미 ‘Natal Briar’와 ‘Deep Purple’의 기내 대 량증식의 조건을 알아보고자 마디배양시에 신초의 형성과 생 육에 미치는 NAA와 cytokinin류의 처리 효과를 조사하였다. ‘Natal Briar’는 2.0과 5.0mg·L-1 BA의 고농도 처리는 신초 형성을 억제하였으며, 0.5mg·L-1 처리에서 신초수 3.7개, 복 엽수 7.1개, 엽수 24.6개로 다른 처리들보다 가장 많았다. Kinetin은 0.5mg·L-1의 저농도 처리보다 2.0과 5.0mg·L-1 의 고농도 처리에서 신초가 더 많이 형성되었다. TDZ는 BA 와 kinetin보다 전반적으로 신초의 수와 길이, 복엽수, 엽수 등에서 부정적으로 작용했으며, 특히 2.0과 5.0mg·L-1의 고 농도 처리에서 기형적인 잎들이 형성되었다. 그리고, NAA는 처리농도가 높아질수록 callus가 형성되었으며, 신초형성은 억제하였다. ‘Deep Purple’은 ‘Natal Briar’의 결과와 유사 하게 나타났는데, kinetin과 BA 처리가 TDZ 처리보다 신초 의 형성이 양호하였으며, 다른 처리들보다 0.5mg·L-1 BA 처 리에서 신초수, 복엽수와 엽수가 가장 많아 신초의 형성과 생 육에 가장 효과적이었다. 그리고, NAA 단용과 0.5mg·L-1 BA 와 혼용처리에서도 NAA의 농도가 높아질수록 대조구보다 신 초형성이 억제되었으며, 2.0과 5.0mg·L-1 NAA 처리에서 callus가 형성되었다. BA 0.5mg·L-1의 농도에서 형성된 ‘Natal Briar’와 ‘Deep Purple’의 신초는 1/2 MS 배지에서 발근되었다. 따라서 장미 ‘Natal Briar’와 ‘Deep Purple’는 마디배양시 0.5mg·L-1 BA가 첨가된 MS 배지에서 배양을 하 는 것이 신초 형성과 생육에 가장 효과적이었다.

투과증발 공정은 공비점 부근의 함수 유기화합물로부터 선택적으로 물은 분리하는 기술로 에너지 절약형 분리 기술이다. 본 연구에서는 이와 같은 투과증 발 플랜트의 개발을 위하여 α-Alumina 지지체에 합성한 NaA제올라이트 분리막 을 사용하였으며, 1 ton/day급과 250 L/batch급의 플랜트를 개발하였다. 개발한 투과증발 플랜트는 함수에탄올을 대상으로 탈수 평가를 수행하였으며, 250 L/batch급의 플랜트는 억새의 발효를 통해 생산한 함수 바이오에탄올을 이용하여 탈수 성능을 평가하였다.

In the present work, a new synthesis method has been reported for preparing high-quality NaA zeolite membrane. The present method involves pressure-driven hydrothermal gel coating method(HGCM) on seeded α-alumina support surface having pores of 0.1 and 0.7μm diameter before the secondary growth process. The experimental data revealed that the high-pressure injection of hydrothermal gel solution on α-alumina support surface helped in the pore filling and thin layer coating of gel particles, which promoted the formation of uniform, defect free, and dense zeolite layer. Pervaporative dehydration experiments were conducted for 50 wt.% ethanol-water mixture at 343K. The NaA zeolite membrane, which was prepared by HGCM process on the 0.7μm support, showed that the high total flux was 4.7 kg m-2h-1 and separation factor was more than >1000.

PDMS에 NaA zeolite를 0~40 wt% 가하여 PDMS-NaA zeolite 막을 제조하였다. SEM 관찰에 의하면 PDMS-NaA zeolite 막 내에 분산되어있는 NaA zeolite 입자의 크기는 2~5 μm이었다. PDMS-NaA zeolite 막의 N2와 H2 투과도는 막 내의 NaA zeolite 함량이 증가하면 증가하였고, N2보다는 H2의 투과도가 더 컸다. 그리고 PDMS-NaA zeolite 선택성(H2/N2)은 NaA zeolite 함량이 증가하면 증가하였다.

In the present work, a new synthesis method has been reported for preparing high-quality NaA zeolite membrane. The present method involves pressure-driven hydrothermal gel coating method(HGCM) on seeded α-alumina support surface having pores of 0.1 and 0.7μm diameter before the secondary growth process. The experimental data revealed that the high-pressure injection of hydrothermal gel solution on α-alumina support surface helped in the pore filling and thin layer coating of gel particles, which promoted the formation of uniform, defect free, and dense zeolite layer. Pervaporative dehydration experiments were conducted for 50 wt.% ethanol-water mixture at 343K. The NaA zeolite membrane, which was prepared by HGCM process on the 0.7μm support, showed that the high total flux was 4.7 kg m-2h-1 and separation factor was more than >1000.

PTMSP에 0∼50 wt% NaA Zeolite를 첨가하여 PTMSP-NaA Zeolite 복합막을 제조하고, PTMSP-NaA Zeolite 복합막의 특성을 FT-IR, 1H-NMR, GPC, DSC, TGA, SEM에 의해서 조사하였다. PTMSP-NaA Zeolite 복합막의 수소와 질소에 대한 투과도와 선택성을 NaA Zeolite 함량에 따라 조사하였다. TGA측정에 의하면 PTMSP에 NaA Zeolite가 첨가되었을 때 복합막의 감량이 완결되는 온도는 낮아졌고, 감량(wt%)도 작아졌다. SEM관찰에 의하면 NaA Zeolite는 PTMSP-NaA Zeolite 복합막 내에 2∼5 μm 크기로 분산되어 있었다. PTMSP-NaA Zeolite 복합막에 대한 N2와 H2의 투과도는 NaA Zeolite 함량이 증가하면 증가하였다. 그리고 PTMSP-NaA Zeolite 복합막의 N2에 대한 H2의 선택성은 NaA Zeolite함량이 증가하면 감소하였다.

클레마티스의 경삽에 의한 삽목번식이 잘 되지 않는 7-8월의 영양번식방법으로 수삽의 가능성을 알아보기 위해 실험을 수행하였다. 수삽시 적정한 삽수길이 및 발근제 처리효과에 대해 알아보기 위해 클레마티스 ‘호노라’ 의 1마디 삽수와 2마디 삽수를 NAA 0.1mg·L−1에 처리 하였다. NAA 0.1mg·L−1 처리구는 삽수길이에 관계없이 100% 발근되었지만, 무처리구는 1마디, 2마디 삽수 각 각 약 30%와 19%로 발근율이 현저히 낮았다. 뿌리수, 뿌리길이도 NAA 0.1 mg·L-1 처리구가 우수하였고, 그 효과는 1마디 삽수에서 더 크게 나타났다. ‘호노라’ 수삽의 결과를 바탕으로 2013년 클레마티스 ‘파이루’의 1 마디 삽수를 이용하여 NAA(0, 0.1, 0.5, 1.0mg·L−1) 처리농도에 따른 발근율을 비교 하였다. 발근소요일수는 약 70-74일로 약 10주가 소요되었고 농도에 따른 유의한 차이는 없었다. 하지만 발근율은 NAA 처리농도가 높을수록 높았으며, NAA 1.0mg·L−1 처리시 약 90% 발근되었다. 전반적인 뿌리의 생육은 NAA 0.5mg·L−1 이 상의 농도에서 향상되었다. 하지만 ‘파이루’는 NAA를 처리하지 않아도 76%이상 발근되는 것으로 보아 ‘호노라’보다 수삽에 의한 번식이 용이한 품종으로 생각된다.

본 연구에서는 종결정 코팅층이 NaA 제올라이트 분리막 형성에 미치는 영향에 대하여 고찰하였다. NaA 제올라이트 분리막은 평균입경 100 nm 종결정을 다공성 α-알루미나 표면에 진공여과 코팅하고 100˚C에서 24시간 수열처리하여 합성되었다. 이때 지지체 표면에 분포된 종결정 양을 조절한 후 형성된 NaA 제올라이트 분리층의 두께와 결정입 크기 등 미세구조에 미치는 영향에 대하여 고찰하였다. 종결정 코팅 양은 지지체를 통과한 종결정 수용액의 여과 양을 조절하여 제어하였다. 종결정을 단일층으로 코팅한 후 합성하였을 경우, 코팅 양이 증가함에 따라 분리층 단면에서의 두께와 균일도는 증가하였으며, 표면에서의 결정입 크기는 감소하면서 균일도는 증가하였다. 반면, 종결정을 다층으로 코팅한 후 합성하였을 경우, 균일한 분리층을 형성하였지만 단일층으로 코팅된 경우에 비하여 불균일하였으며 두꺼운 분리층이 형성되었다. 균일하고 초박형의 결함이 없는 제올라이트 분리층을 형성하기 위해서는 종결정을 균일하고 단일층으로 코팅하여야 함을 알 수 있었다. 본 연구로부터 종결정의 코팅 상태가 이차성장에 의한 NaA 제올라이트 분리층의 미세구조를 결정하는 중요한 인자임을 확인할 수 있었다.

본 연구는 우리나라 무스카리 우점품종인 ‘Early Giant’ 의 대량증식 체계를 구축하기 위하여 잎 절편으로부터 소인경 형성과 비대에 미치는 MS 무기염 농도, 당 농도 및 광조건의 영향을 조사하였다. 무스카리의 잎 절편을 2주간 암 배양 후 MS 기본배지에 NAA 0.01mg·L−1, kinetin 0.2 m·L−1, 자당 30 g·L−1와 gelrite 3 g·L−1가 첨가된 배지에 16시간 일장으로 명 배양하였을 때 자구형 성 및 생육이 가장 양호하였다. 다만, 자구 비대는 MS 배지 내 60 g·L−1 당 농도에서 촉진되었다. 온실에서 순 화된 식물체는 정상적으로 개화하였으며 정식 2년차에 1.5개 내외의 자구를 가진 구를 생산할 수 있었다.

자생 산수국의 대량번식을 위하여 삽목에 적합한 생장조절물질의 종류 및 농도와 침지시간이 삽목에 미치는 영향을 조사하였다. 자생 산수국의 숙지 삽목시 생장조절물질인 IBA와 NAA를 저농도(10~250 mg·L-1) 및 고농도(500~3,000mg·L-1)로 침지시간을 각각 다르게 처리하여 삽목 한 후 42일(6주)째 발근율, 발근수, 근장, 엽장, 엽폭를 조사하였다. IBA처리의 경우 발근수, 근장, 엽장, 엽폭은 저농도(50~250 mg·L-1)일때 우수하였다. 그 중 IBA 50mg·L-1 3시간 침지처리구에서 근수가 90.55개로 가장 좋았으며, IBA 10mg·L-1일때 는 매우 저조하였으므로 산수국의 대량 번식에는 효과를 주지 못하는 것으로 판단되었다. 처리에서는 NAA 1000mg·L-1 5초 침지, 2000mg·L-1 3초 침지, 3000mg·L-1 10초 침지 일때 발근율 100%를 보였으나 발근율에 비해 발근수는 오히려 감소되는 것을 볼 수 있었으며, NAA는 저농도(10~250 mg·L-1)보다 고농도(1,000~3000mg·L-1)일때 효과가 높았으며 고농도 중 NAA 2000mg·L-1 5초 침지일 때는 발근수가 105.45개로 가장 많은 발근수가 나타났다. NAA의 고농도처리에서는 농도가 높고, 순간침지는 짧을수록 효과가 가장 높은 것을 볼수 있었다. 따라서 자생 산수국의 대량번식을 위한 삽목번식에 적합한 생장조절물질은 NAA보다 IBA 저농도(50~250 mg·L-1)일 때 발근율 및 효과가 높았다. 이와 같이 자생 산수국의 대량번식에 적합한 생장조절 물질은 IBA가 NAA에 비해 발근율 및 발근수 등이 좋았으며, IBA 50mg·L-1 3시간이 삽목에 가장 효과적이었다.

제올라이트 분리막 제조 시 제올라이트 골격 내에 존재하는 Na+ 양이온을 K+ 이온과 Ca2+ 이온으로 교환하여 보다 효율적인 물/에탄올 혼합물로부터 물의 분리를 도모하고자 하였다. NaA형 제올라이트 분리막을 각각의 0.5 M KCI CaCl2, 80℃ 수용액에서 4시간 동안 이온교환 하였다. Na+ 이온을 K+ 이온으로 교환한 결과, 이온 교환 전 총 투과플럭스는 900g/m2⋅hr∼2,500g/m2⋅hr이었으나 이온 교환 후 600g/m2⋅hr∼2,000g/m2⋅hr 정도로 낮아졌으며, 이온 교환 전 600∼2,200의 선택도를 나타내던 분리막의 선택도가 이온 교환 후에 850∼2,500까지 높아짐을 확인하였다 또한, Na+ 이온을 Ca2+ 이온으로 교환한 결과, 제올라이트 분리막의 전체 투과플럭스와 선택도 모두 이온 교환 전 후 유사한 결과 값이 나타남을 확인하였다. 따라서 친수성 제올라이트 분리막의 유효세공경을 제어하고 적절한 크기로 조절하여 유기물/물 혼합물 분리에 활용한다면 보다 효과적인 유기물의 선택적 분리가 가능할 것으로 판단된다.

열적, 기계적, 화학적 안정성이 우수한 제올라이트 분리막의 물/에탄올 선택도를 이온교환 실험을 통해 더욱 효과적으로 높이고자 하였다. KA형 제올라이트 분리막을 직접 합성하는 것은 용이하지 않으므로 NaA형 제올라이트 분리막을 합성한 후 이를 다시 이온교환 하여 KA형 제올라이트 분리막을 제조하였다. 공급되는 에탄올의 농도 변화 및 투과 증발실험 온도의 변화가 투과플럭스와 물 선택도에 미치는 영향을 고찰하였다. 이온교환 실험 후 전체 투과플럭스는 감소하였고 물 선택도는 증가함을 관찰할 수 있었다.

[ α ]-알루미나 튜브 지지체의 내부에 1Si : 1Na : 4Na : 6H2O의 비율로 제조한 합성 용액을 사용하여 수열합성법으로 NaA 제올라이트 분리막을 제조하였다. 합성된 제올라이트 분리막을 이용하여 iso-propyl alcohol (IPA)/물 혼합물의 조성비와 조업 온도 변화에 따른 선택도와 투과도의 변화를 알아보기 위한 투과증발 실험을 수행하였다. 총투과도는 공급 측 IPA의 농도가 증가함에 따라 감소하였고, 온도가 상승함에 따라 증가하는 경향을 보였다. 총투과도는 60℃에서 공급물의 IPA농도가 0.6 몰분율일 때 4.0×103g/m2;hr로 가장 높은 값을 보였다. 선택도는 IPA의 몰비가 0.8까지 증가하는 경향을 보였고 0.9 이상에서 감소하는 경향을 나타내었다 선택도는 60℃, 0.8 몰분율에서 1.8×107의 값으로 최고치를 나타내었다. NaA 제올라이트 분리막을 이용한 투과증발은 기존의 증류공정과 비교 시 훨씬 우수한 선택적 물 분리 성능을 나타내었다.

본 연구에서는 반도체 세정공정에서 발생되는 IPA를 재활용하기 위하여 NaA 제올라이트 막을 이용한 투과증발 공정을 검토하기 위한 기초실험을 수행하였다. 공정에 사용한 NaA 제올라이트 막은 전 농도 범위에서 우수한 분리성능을 보였고, 고온조작에서도 분리성능이 매우 우수하였다. 조작온도 50에서 공급원액의 농도가 90 wt%일 때, 투과유속은 약 1,500 g/m2/hr분리계수는 1,000 이상을 얻을 수 있었다. 또한, 연속조작에서 IPA의 탈수농축에 따른 평균 투과유속은 약 1,000 g/m2/hr를 얻을 수 있었다.