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유기산에 의한 인듐스크랩에서 고순도 인듐옥살산염의 제조
구수진 ( Su Jin Koo ),주창식 ( Chang Sik Ju ) 한국화학공학회 2013 Korean Chemical Engineering Research(HWAHAK KONGHA Vol.51 No.6
ITO glass 제조공정에서 발생되는 인듐스크랩으로부터 인듐옥살산염의 제조에서 유기산의 영향을 연구하였다. 유기산의 종류, 농도 그리고 반응액의 pH, 온도, 시간 등을 변화시키면서 인듐옥살산염 제조에 미치는 영향을 조사하였다. 불순물 제거 효율은 구연산 및 옥살산 모두 비슷하였으나 구연산은 인듐과 유기산염을 형성하지 못하였다. 인듐옥살산염 제조의 최적 조건은 옥살산 농도 1.5M, pH 7, 반응온도 80 oC, 반응시간 6시간이었다. 한편, pH가 증가하면 회수율은 증가하지만, 순도는 감소하였다. 2회 반복으로 제조된 인듐옥살산염의 순도는 99.995% (4N5)를 나타내었다. 인듐옥살산염은 치환반응, 소성 등에 의해 인듐금속 및 인듐산화물 등으로 전환할 수 있다. Effect of organic acid on the preparation of indium-oxalate salt from indium scraps generated from ITO glass manufacturing process was studied. Effects of parameters, such as type and concentration of organic acids, pH of reactant, temperature, reaction time on indium-oxalate salt preparation were examined. The impurity removal efficiency was similar for both oxalic acid and citric acid, but citric acid did not make organic acid salt with indium. The optimum conditions were 1.5 M oxalic acid, pH 7, 80 ℃, and 6 hours. On the other hand, the recoveries increased with pH, but the purity decreased. The indium-oxalate salt purity prepared by two cycles was 99.995% (4N5). The indium-oxalate salt could be converted to indium oxide and indium metal by substitution reaction and calcination.
인산-산성불화암모늄-킬레이트제 혼합용액에 의한 폐태양전지로부터 실리콘웨이퍼의 회수
구수진 ( Su Jin Koo ),주창식 ( Chang Sik Ju ) 한국화학공학회 2013 Korean Chemical Engineering Research(HWAHAK KONGHA Vol.51 No.6
실리콘계 태양전지 제조과정에서 발생하는 불량품에서 실리콘웨이퍼를 회수하는 연구를 수행하였다. 상온(25 oC)에서 인산용액 농도, 산성불화암모늄 농도, 킬레이트제 종류 및 농도를 변화시키면서 폐태양전지의 반사방지막 및 N층의 제거 효율을 조사하였다. 10 wt% 인산, 2.0 wt% 산성불화암모늄, 1.5 wt% Hydantoin 사용 시 제거 효율이 가장 우수 하였다. 인산농도가 증가할수록 미세입자의 표면전위가 (+)로 변하여 정전기적 인력에 의해 실리콘웨이퍼 표면에 재흡착하여 표면처리 전보다 두께가 두꺼워졌으며, 표면의 오염도도 증가하였다. 인산-산성불화암모늄-킬레이트제 용액에 의한 표면처리방법은 모든 공정이 상온에서 수행되며, 공정이 단순하고, 폐수 발생량이 적고, 표면제거 효율이 우수한 방법으로 폐 태양전지의 재활용 및 기존 RCA 세정법의 대안으로 가능성이 매우 클 것으로 판단되었다. Recovery method of silicon wafer from defective products generated from manufacturing process of silicon solar cells was studied. The removal effect of the N layer and antireflection coating (ARC) of the waste solar cell were investigated at room temperature (25 oC) by variation of concentration of H3PO4, NH4HF2, and concentration and types of chelating agent. Removal efficiency was the best in the conditions; 10 wt% H3PO4 2.0 wt% NH4HF2, 1.5 wt% Hydantoin. Increasing the concentration of H3PO4, the surface contamination degree was increased and the thickness of the silicon wafe became thicker than the thickness before surface treatment because of re-adsorption on the silicon wafer surface by electrostatic attraction of the fine particles changed to (+). The etching method by mixed solution of H3PO4- NH4HF2-chelating agents was expected to be great as an alternative to conventional RCA cleaning methods and as the recycle method of waste solar cells, because all processes are performed at room temperature, the process is simple, and less wastewater, the removal efficiency of the surface of the solar cell was excellent.
고광춘(Kwang Chun Koh),구수진(Su Jin Koo),김병준(Byungjun Kim) 대한기계학회 2022 대한기계학회 논문집. Transactions of the KSME. C, 산업기술과 혁신 Vol.10 No.1
석유화학 산업은 고부가 장치 산업으로 다양한 석유화학 제품을 생산하여 실생활에 보급하고 있다. 하지만 석유화학 산업의 특성상 작업자의 실수로 인한 다양한 사고가 발생하고 있으며, 이는 산업 및 환경에 치명적인 악영향을 준다. 본 연구에서는 교육용 석유화학플랜트를 구축하는데 필요한 원료 선정 기준, 분석 방법, 교육용 석유화학플랜트 구성 설비를 도출하고자 한다. 총 6가지 원료 선정 기준을 마련하여 교육에 활용할 수 있는 노말파라핀을 선정하였고, 깁스에너지를 이용한 끓는점 분석 방법을 제안하였다. 기업의 수요조사를 분석하여 실무 교육에 활용할 주요 구성 설비를 도출하였다. 도출된 원료 및 설비를 토대로 교육용으로 활용될 수 있는 증류공정 플랜트를 제안하였다. 산업 현장에서 안전이 확보되고 기업의 요구사항을 반영한 교육 시설을 활용하여 신입사원들의 공정 운전 미숙 및 안전지식부족에 따른 안전사고를 예방할 수 있을 것이라 판단된다. The petrochemical industry is a high-value-added device industry that produces various products. However, due to characteristic of petrochemical industry, accidents have occurred due to human errors, which have a fatal adverse impact on the industry and the environment. This study is to derive standards, analyze methods of selecting a feed, and selection of facilities necessary for construction of educational plants. Normal paraffin by total of six feed selection criteria is selected, and boiling point analysis method using Gibbs energy is proposed. Facilities to be used for education were derived by analyzing the demand survey. Based on the derived feed and facilities, distillation process that can be used for educational use has been proposed. It is believed that safety is secured at industrial sites and safety accidents and safety knowledge of new employees due to lack of fair driving can be prevented by utilizing educational facilities that reflect corporate requirements.
TTA와 TOPO를 이용한 수용액 중의 리튬이온 용매추출
주창식 ( Chang Sik Ju ),이전규 ( Jeon Kyu Lee ),정상구 ( Sang Gu Jeong ),구수진 ( Su Jin Koo ),김시영SiYoungKim 한국화학공학회 2013 Korean Chemical Engineering Research(HWAHAK KONGHA Vol.51 No.1
For the purpose of development of the extraction process of lithium ion from concentrated water eliminated from desalination process, an experimental research on the solvent extraction of lithium ion from aqueous solutions was performed. The effects of operating parameters, such as concentration of extractant, ratio of extracting solution/aqueous solution, pH of aqueous solution, were examined. The effect of sodium chloride, the major component of sea water, was also examined. Lithium ion in aqueous solutions of pH=10.2~10.6 adjusted by ammonia solution was most effectively extracted by extracting solution composed of 0.02 M TTA and 0.04 M TOPO in kerosine. The addition of sodium chloride in lithium aqueous solution significantly interfered the extraction of lithium ion.
수열합성법에 의한 광촉매 제조 및 Brilliant Blue FCF 분해 성능
김석현 ( Seok-hyeon Kim ),정상구 ( Sang-gu Jeong ),나석은 ( Seok-en Na ),구수진 ( Su-jin Koo ),주창식 ( Chang-sik Ju ) 한국화학공학회 2016 Korean Chemical Engineering Research(HWAHAK KONGHA Vol.54 No.2
Brilliant blue FCF에 대한 분해 특성이 우수한 광촉매를 제조하는 연구를 수행하였다. 먼저 전구체인 titanium (IV) sulfate와 zinc acetate에 침전제로 각각 NaOH, NH₄OH를 첨가하여 비교적 낮은 온도와 상압에서 중간상 형성 없이 1단계의 수열합성법으로 TiO₂와 ZnO를 제조하였다. TiO₂의 경우 제조과정에 양이온성 계면활성제인 CTAB을 첨가하여 제조하기도 하였다. 제조된 TiO₂와 ZnO의 결정성, 입자크기, 흡광도 등과 같은 물리적 특성을 확인하기 위해 XRD, Zeta-potential meter, DRS 등을 사용하여 분석하였다. 광촉매적 특성을 확인하기 위해 회분식 반응장치를 이용하여 UV 조사 하에서 brilliant blue FCF의 광분해 특성을 조사하였다. CTAB을 첨가하지 않은 경우, TiO₂가 ZnO보다 입자가 작고 흡광도와 광촉매 반응의 초기속도가 큰 것을 확인할 수 있었다. 그리고 동일한 제조조건에서 CTAB을 전구체인 Ti(SO₄)₂ 농도의 1/10 첨가하여 제조한 TiO₂는 CTAB을 첨가하지 않은 것보다 brilliant blue FCF의 최종 제거율이 약 15% 정도 우수하였다. Experimental research on the preparation of photocatalyst for the decomposition of brilliant blue FCF(C_{37} H_{31} O_{9}N₂S₃Na₂) was performed. TiO₂ and ZnO powders were prepared from titanium (IV) sulfate and zinc acetate at low reaction temperature and atmospheric pressure by hydrothermal precipitation method without calcination. In addition, TiO₂ was prepared with cationic surfactant CTAB (Hexadecyltrimethyl ammonium bromide) at the same conditions. The physical properties of prepared TiO₂ and ZnO, such as crystallinity, average particle size and absorbance, were investigated by XRD, Zeta-potential meter and DRS. And, the photocatalytic degradation of brilliant blue FCF has been studied in the batch reactor under UV radiation. For the photocatalysts prepared without CTAB, TiO₂ has smaller particle size and larger absorbance and photocatalytic reaction rate than ZnO. And TiO₂, prepared with CTAB whose concentration is 1/10 of that of precursor, shows 15% higher than that prepared without CTAB in final photocatalytic degradation ratio of brilliant blue FCF.