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유도용액으로 비료를 사용한 정삼투 해수담수화에서 유도용액의 성능 평가
정남조,김승건,이호원,Jeong, Namjo,Kim, Seung-Geon,Lee, Ho-Won 한국막학회 2014 멤브레인 Vol.24 No.5
유도용액으로 비료를 사용하는 정삼투식 해수담수화에서 유도용액의 성능을 평가하였다. 일반적으로 많이 사용되는 비료 중에서 삼투압, 용해도 및 pH 등을 고려하여 $NH_4NO_3$, $NH_4H_2PO_4$, $(NH_4)_2HPO_4$, KCl, $KNO_3$ 및 $KHCO_3$를 유도용액 후보군으로 선정하였다. 수투과선속, 질소와 인의 역용질선속 및 비역용질선속을 측정하여 유도용액의 성능을 평가하였다. KCl은 본 연구에서 선정된 유도용액 중에서 가장 높은 수투과선속을 나타낸 반면에 $(NH_4)_2HPO_4$는 가장 낮은 수투과선속을 나타내었다. $NH_4H_2PO_4$가 가장 낮은 역용질선속 및 비역용질선속을 보였으며, $(NH_4)_2HPO_4$ < $KNO_3$ < $NH_4NO_3$의 순서로 역용질선속 및 비역용질선속이 증가하였다. $NH_4H_2PO_4$는 비록 다른 유도물질에 비해 수투과선속이 낮으나 비료의 주요 성분인 질소와 인을 모두 포함하고 있을 뿐만 아니라 질소와 인의 역용질선속 및 비역용질선속이 다른 유도물질에 비해 매우 낮으므로 FDFO (fertilizer drawn forward osmosis)에서 효과적으로 사용될 수 있을 것으로 판단된다. This study is to evaluate the performance of draw solutions in forward osmosis desalination using fertilizer as draw solution. Considering osmotic pressure, solubility, and pH, $NH_4NO_3$, $NH_4H_2PO_4$, $(NH_4)_2HPO_4$, KCl, $KNO_3$, and $KHCO_3$ were screened from a comprehensive lists of fertilizer. Their performance were evaluated in terms of pure water permeate flux, reverse solute flux, and specific reverse solute flux for nitrogen and phosphorus. KCl showed the highest pure water permeate flux among the selected fertilizers while $(NH_4)_2HPO_4$ draw solution had the lowest flux. $NH_4H_2PO_4$ showed the lowest reverse solute flux and specific reverse solute flux for nitrogen followed by $(NH_4)_2HPO_4$, $KNO_3$, and $NH_4NO_3$. Although the pure water permeate flux of $NH_4H_2PO_4$ is lower than the other draw solutions, because it contains both nitrogen and phosphorus, and have the lowest reverse solute flux and specific reverse solute flux, it is a promising candidate as draw solution for forward osmosis desalination.
E 발표장: 첨단신소재 1 : E-11 ; 유기솔벤트 용액의 열분해법에 의한 탄소나노튜브 합성
정남조,송광섭,이승재,김희연,유상필,유인수,서용석 한국화학공학회 2007 화학공학의이론과응용 Vol.10 No.2
본 연구에서는 촉매입자가 용해되어 있는 자일렌, 톨루엔, 벤젠과 같은 솔벤트류 용액을 열분해(thermal pyrolysis)하여 탄소나노튜브(CNT)를 합성하고자 하였다. CNT 합성을 위해 이용되었던 기존의 열분해 방식은 전기로에 예열구간과 반응구간을 설정하여 예열구간에서 용기에 담긴 ferrocene과 같은 촉매입자를 기화시키고 외부에서 따로 유입된 아르곤이나 수소와 같은 이송가스에 의해 반응구간에서 CNT를 합성하는 것이었다. 그러나 이러한 방식은 일반적으로 500k와 1000k의 일정한 온도로 유지되는 예열구간과 반응구간 사이에서 온도 구배가 급격히 발생하고, 촉매입자가 따로 기화되기 때문에 공급된 이송가스로 균일하게 분포할 수 있는 좋은 여건을 제공받기 어려울 것으로 판단된다. 본 연구에서는 이러한 단점을 보완하기 위해 촉매입자를 균일하게 용해시킨 솔벤트 용액을 미리 기화시켜 반응구간으로 공급하는 방식을 채택하였다. 용액의 사전 기화 방식으로는 초음파 가진에 의한 미립화 방식과 예열가스에 의한 기화 방식을 이용하였으며, 각각의 방식에 있어 장·단점을 비교하였다.