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오렌지껍질 및 적니의 공동-열분해를 통한 금속-탄소 복합체 제조 및 이를 활용한 비소(V) 및 니켈(II)의 동시 처리
윤광석 ( Kwangsuk Yoon ),권기훈 ( Gihoon Kwon ),송호철 ( Hocheol Song ) 한국폐기물자원순환학회(구 한국폐기물학회) 2020 한국폐기물자원순환학회 춘계학술발표논문집 Vol.2020 No.-
본 연구는 N<sub>2</sub>와 CO<sub>2</sub> 환경에서 산업폐기물인 적니와 음식물 쓰레기인 오렌지 껍질의 열분해를 통해 금속-탄소 복합체(N<sub>2</sub>C 및 CO<sub>2</sub>C)를 새롭게 제조하였다. 이 복합체의 제조 과정 중 합성가스(syngas) 발생량을 비교하였으며, 제조된 복합체를 활용하여 비소(V)와 니켈(II)의 공동-흡착 실험을 수행하였다. 열분해 과정 중 발생한 합성가스는 N<sub>2</sub> 환경보다 CO<sub>2</sub> 환경에서 더 많은 CO를 발생시킬 수 있다는 이점을 확인하였다. 또한, 제조된 복합체의 특성분석(Fe-SEM 및 BET, XRD, FT-IR) 결과, 두 종류의 복합체의 형상은 큰 차이가 없었지만, 적니 내의 철(Fe)상이 변한 것을 확인하였다(적니: Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub>, N<sub>2</sub>C: Fe<sub>3</sub>O<sub>4</sub> 및 Fe<sup>0</sup>, CO<sub>2</sub>C: Fe<sub>3</sub>O<sub>4</sub>). 흡착 실험의 경우 공동-흡착량과 비교하기 위해 비소(V)와 니켈(II)의 단일 흡착 실험도 함께 수행하였다. 단일 흡착 결과, 두 복합체의 흡착능은 유사했으며(N<sub>2</sub>C - As(V): 7.5 mg g<sup>-1</sup>, Ni(II): 16.2 mg g<sup>-1</sup>, CO<sub>2</sub>C - 비소(V): 5.6 mg g<sup>-1</sup>, 니켈(II): 15.1 mg g<sup>-1</sup>), 공동-흡착도 두 복합체의 흡착량은 유사했다. 하지만, 단일 흡착보다 공동-흡착에서 더 향상된 흡착능을 보여주었다. 예를 들어, CO<sub>2</sub>C의 경우 13.4 mg g<sup>-1</sup> 비소(V)와 17.6 mg g<sup>-1</sup> 니켈(II)의 흡착능이 관찰되었다. 이는 니켈(II)와 비소(V)가 복합화(complexation)에 의해 추가적인 제거가 일어난 것으로 추정된다. 따라서 본 연구의 전반적인 결과를 통해 CO<sub>2</sub> 열분해는 폐기물을 효율적인 환경 매체로 전환할 수 있는 실행 가능한 플랫폼을 제공할 수 있으며, CO<sub>2</sub> 열분해를 통해 제조된 복합체는 폐수 처리에서 실용적으로 큰 의미를 갖는 양이온성 및 음이온성 중금속을 동시에 처리 가능하다는 것을 증명하였다.
자기력 최적화에 따른 전해-자기 복합가공의 특성 평가에 관한 연구
박창근(Chang Geun Park),곽재섭(Jae Seob Kwak) 대한기계학회 2013 大韓機械學會論文集A Vol.37 No.3
본 연구에서는 CNT-Co 복합체를 이용한 전해-자기(EP-MAP) 복합가공 공정을 개발하였다. CNT-Co 복합체는 높은 강도와 뛰어난 전기적 성질을 가지는 소재이기 때문에 전해-자기 복합가공의 연마재 및 전극으로 적합하다. 전해-자기 복합가공의 시너지 효과를 평가하기 위해서 각 실험조건하에서 특성평가 실험이 수행되었으며, 각 실험인자는 자기력, 전해액, 공구의 회전속도, 전해전압, 간극 등이 있다. 그 결과 CNT-Co 복합체와 화학적 반응이 없는 NaNO₃ 가 본 공정의 가장 적절한 전해액으로 선정되었다. 그리고 높은 자기력은 가공중의 CNT-Co 복합체내에 전해액 유동을 방해하는 인자이다. 이로 인해 공작물의 표면상의 가공부위에 열에너지가 상승하게 되고 공작물 표면손상과 피팅현상이 발생하여 가공효율성이 떨어지게 된다. In this study, an EP (electro-polishing)-MAP (magnetic abrasive polishing) hybrid process was developed as a precision finishing process. To evaluate the characteristics of this EP-MAP hybrid process, a series of experiments were carried out using various working gaps, current densities, and electrolyte concentrations. As a result, NaNO₃ was found to be very suitable as the electrolyte of the hybrid process because there was no electrochemical reaction with the CNT-Co composite. Moreover, an increase in the magnetic flux density affected the liquidity of the electrolyte and prevented it from flowing into the CNT-Co composite powder. For that reason, the lower liquidity of the electrolyte increased the thermal energy on the surface of the workpiece.
CNT-금속복합체를 이용한 초정밀 자기연마에 관한 연구
김상오(Sang Oh Kim),신창민(Chang Min Shin),박창근(Chang Geun Park),김태완(Tae Wan Kim),곽재섭(Jae Seob Kwak) 한국생산제조학회 2011 한국생산제조시스템학회 학술발표대회 논문집 Vol.2011 No.4
This study focuses on the characteristic of MAP with CNT-cobalt compound powder. Since the CNT particle is very small and high strength, it is suitable for precision surface polishing. However, the unbounded magnetic abrasive with CNT has lower efficiency on MAP of non magnetic material than bounded magnetic abrasive. In this study, to improve the capacity of MAP with CNT, CNT-cobalt compound powder was used as magnetic abrasive. Moreover, by design of experiment, it revealed that amount of CNT had a dominant effect on the improvement of surface roughness in MAP, and optimal conditions were determined as current of inductor of 2.5A, spindle speed of 1500rpm, weight of CNT-cobalt compound of 0.8g and current of table of 0.5A.