유동층 전극반응기내의 3차원 공간에 따른 과전압 분포

황영기,황수남 慶南大學校 附設 工業技術硏究所 1988 硏究論文集 Vol.6 No.-

장방형 십자류 유동층 전극반응기를 이용하여 0.02M의 황산동 수용액으로 부터 구리이온을 전착시키는 환원반응을 수행하면서, 시간에 따른 국부과전압 빈도와 입자층내 3차원 위치에 따른 시평균 과전압 분포를 측정하였다. 그 결과, 반응기 중간영역에 위치한 입자는 용해현상을 나타내었으며, 전착효과는 입자경이 크고 유속이 작을 때 우수 하였다. 또한, 본 연구에서 제시한 이론 모델식은 근사적으로 실험치를 예측할 수 있었다. The reduction of cooper ion in the 0.02M CuSO₄electrolyte has been performed in a rectangular side-by-side fluidised bed electrode reactor. The distributions of the mean overpotential along each of three coordinates in the bed have been measured. Under the some experimental conditions in this work,the particles of the inner bed were not desposited but dissoluted. The diposition reaction rate increased with increasing the particle diameter and decreasing the fluid velocity. The theoretical model in this work predicted the experimental values of the overpotential appoximately.

회분식 순환 유동층전극의 성능

황영기 慶南大學校 附設 工業技術硏究所 1986 硏究論文集 Vol.4 No.-

정방형 십자류 유동층전극에서 전도성 구리입자와 황산동 전해질간의 물질전달 특성과, 전해질이 회분식으로 연속 재순환되는 유동층전극계에서의 전환율-시간 성능과 전류-시간 변화를 확인한 결과, 다음과 같은 결론을 얻었다. 1) 유동화 변수-입자층 두께, 입자경, 유속(층다공율)-에 따른 물질전달계수의 변화양상을 조사한 결과, 유동입자층 두께의 증가에 따라, 입자경의 감소에 따라 물질전달계수는 감소하였으며, 층다공율이 0.6-0.7 구간에서 물질전달계수는 최대치를 나타내었다. 2) 유동층전극내의 입자-유체간 물질전달 상관관계는 다음 식과 같이 나타났다. ??,Sc=2161,?? 3) 한계전류 조건에서 비정상상태로 유지한 회분식 순환 반응계의 전환율-시간성능은 입자 경과 유속의 감소에 따라 우수하였으며, 잔여농도 감소에 따라 전환율은 감소하였다. 4) 본 보고에서 제시한 회분식 순환 유동층전극 반응계의 이론 모델식에 의한 계산치가 전환율-시간 실측치와 근사적으로 일치함을 확인하였으며, 이에 따라 모델링의 타당성을 확인하였다. Mass transfer characteristics between particles and electrolyte in a Fluidised Bed Electrode(FBE) have been studied under steady-state conditions by LDCT(Limiting Diffusion Current Technique) method. The effects of bed thickness, particle size and fluid velocity (bed porosity) on mass transfer have been determined in the bed of conducting copper particles which were fluidised by acidified copper sulfate solution. Mass transfer coefficients were maximum at which the value of the bed porosity was between 0,6 and 0.7. The values of mass transfer coefficients were decreased as the thickness of the bed was increased and particle diameter was decreased. Mass transfer data in a rectangular side-by-side FBE were correlated in terms of Reynold number and Chilton-Colburn factor as follows. ??,Sc=2161,?? The profiles of conversion fraction and current according to time were studied at cathodic controlling potentials in a FBE with a recirculating batch electrolyte. Conversion fractions were decreased with increasing the fluid velosity and particle diameter and decreasing the residual concentration. Conversion fraction-time performance data were found to be well represented by the theoretical model in which plug flow was assumed.

아조염료의 전기분해에 대한 반응파라미터의 측정

황영기,방시욱 慶南大學校 附設 工業技術硏究所 1998 硏究論文集 Vol.15 No.3

Carmine-6B 아조염료 수용약을 양극산화시키는 전기분해반응에서 부반응이 없는 최소운전전압은 1.2V로, 산소발생에 따른 부가적인 산화작용을 고려한 최적운전전압은 20∼25V로 각각 조사되었다. 초기속도법으로 구한 분해반응치수는 0.68로 측정되었으며 반응속도는 전압상승에 따라 0.5승에 비례하였다. 물질전달계수는 pH에 무관하고 교반속도의 ⅓승에 비례 증가하였다. Decomposition of Carmine-6B azo dye has been performed by electrochemical oxidation. Minimum voltage for the reaction was found to be 1.2V. Oxygen evoluted on anode effected on the decomposition at the cell voltage as high as 20V or 25V. Initial reaction rate depended on both initial concentration with 0.68th order and cell voltage with 0.5th order. Mass transfer coefficient of azo dye was independent on pH of solution, but it was in proportion to its agitating speed by one third power .

유동층 전극반응기의 입자층내 국부 과전압과 전류의 분포

황영기 慶南大學校 附設 工業技術硏究所 1998 硏究論文集 Vol.15 No.3

전해질과 전류의 흐름이 십자류인 장방형 유동층 전극반응기에서 입자층의 축방향과 횡방향으로의 과전압 분포와 전류 분포를 측정하였다. 음극 부근의 층 하부에 위치하는 입자군이 가장 높은 과전압과 전류를 가지며 유동층 내부에 위치하는 입자군은 최저값을 가짐을 알 수 있었다. 전해질의 유속이 낮은 조건에서는 입자가 단일 극성을 띄며 유속이 높은 조건에서는 쌍극성을 띄었다. 유속이 증가함에 따라 과전압은 증가하나 층공극율이 0.7인 유속에서 최대값을 나타내었다. Local overpotential and current been measured at several positions of particulate bed in a side-by-side fluidized bed electrode reactor. The highest overpotential or current was observed on the surface of particles fluidized at the bottom adjacent to the current-feeder. The lowest did on the surface of particles fluidized in the inner bed. The particles had mono-polarity at low flow velocity of electolyte, but bi-polarity at high velocity. Overpotential increased with increasing fluid velocity. Its maximum value was obtained at the fluid velocity corresponding to the bed porosity of 0.7.

오존과 광촉매를 이용한 수중 Geosimn 제거

황영기,김은호 경남대학교 경남지역문제연구원 2003 경남지역연구 Vol.9 No.-

순환전위법에 의한 KNiFe(CN)_(6)의 세슘과 나트륨에 대한 이온 선택성 조사

황영기 경남대학교 신소재연구소 1997 論文集 Vol.8 No.-

nickel hexacyanoferrate(NHCF)[KNiFe(CN)_(6)] 막(film) 전극을 제조하여 나트륨과 세슘에 대한 이온 선택성을 순환전위법으로 조사하였다. NHCF 막 전극은 나트륨 용액에서는 340mV와 370mV 세슘 용액에서는 530mV와 630mV의 전극전위에서 각각 적하(load)와 용리(elute)가 최대속도로 일어났다. 막 전극의 특성은 나트륨형태에서 세슘형태로 쉽게 전환되고 혼합용액에서 세슘에 대한 선택도가 높다는 사실을 확인할 수 있었다. The preparation of nickel hexacyanoferrate(NHCF) [KNiFe(CN)_{6}] and the determination of its ion selectivity between cesium and sodium have been studied using cyclic voltammetry. Sodium was highly loaded in and eluted from NHCF film a t the electrode potential(vs SCE) of 340mV and 370mV. and cesium did at 530mV and 630mV. respectively. A film initially in the sodium form converted readily to the cesium. It was also found that the electroactive film had high affinity for cesium in a binary mixture concentrated with sodium.

전기화학적 기법에 의한 세슘의 이온교환

황영기 慶南大學校 附設 工業技術硏究所 1997 硏究論文集 Vol.15 No.1

nickel hexacyanoferrate ?? 막(film) 전극을 사용하여 나트륨과 세슘에 대한 이온 선택성을 순환전위법으로 조사하였다. NHCF 막전극을 550mV이하의 전극전위에서 세슘의 침적반응에 유용하고 600mV이상에서 추출반응에 유용하였다. 전위순환에서 산화반응의 전기량이 환원반응보다 크며, 연속적인 전위순환공정에서는 45-57%의 전극성능이 손실됨을 알 수 있었다. 막전극의 특성은 나트륨 형태에서 세슘으로 쉽게 전이되지만 그 역으로의 전환은 쉽지 않았다. Determination of ion selectivity of nickel hexacyanoferrate ?? has been studied by measuring cyclic voltammogram in sodium and cesium solution. It was found that loading of the NHCF film with cesium requires an applied potential of 550mV or less and unloading must be conducted at 600mV or greater. Charge passed over the oxidation sweep was greater than that over the reduction sweep. The film electrode lost 45-57% of its capacity through the continuous process of 2000 cycles. It was apparent that the film electrode initially in the sodium form converts readily to the cesium form but the affinity of the film for cesium is still observed at the reverse process.

유동층 전극반응기를 이용한 중금속폐수의 처리에 관한 연구 : I . 전류공급원에서의 국부물질전달계수의 분포 I . Distribution of Local mass Transfer Coefficients on the Current Feeder

황영기,정은혁 한국환경과학회 1997 한국환경과학회지 Vol.6 No.1

Varing the flow velocity of solution and particle diameter, the mass transfer coefficient of the local electrode on current feeder has been measured in an empty flow reactor, an inert fluidized bed electrode reactor, and an active fluidized bed electrode reactor. It had its maximium value when the bed porosity was 0.6 to 0.65 and decreased with increasing the height of local electrode. The mass transfer coefficient was found to be high especially when bigger particle was fluidized. Electrochemical deposition of copper dissolved in the synthesized wastewater has been performed in the active fluidized bed electrode reactor. The deduction rate was higher than 90% and the residual concentration of copper decreased to less than 5ppm.

유동층 전기화학반응기의 물질전달 특성에 관한 연구

황영기,정은혁 경남대학교 신소재연구소 1994 論文集 Vol.4 No.-

직경이 388㎛와 543㎛인 구형의 구리입자를 충전시킨 유동층 전극반응기에서 1,000ppm의 황산동이 용해되어 있는 0.5M H₂SO₄수용액으로부터 구리이온을 음극전착하는 환원반응을 수행하였다. 전해질 유속을 2-10㎝/s의 범위로 조절하면서, 직경이 0.5㎝인 8개의 점전극이 설치된 전류공급원의 위치에 따른 국부물질전달계수와 전류공급원전체에 대한 총관물질전달계수를 구하였다. 유동층 전극반응기내에서의 물질전달계수는 전해질의 유속이 감소함에 따라서 전해질 축방향으로 내려옴에 따라서 증가하였으며, 같은 유속에서는 입자경이 큰 경우에서 입자경이 작은 경우보다 크게 나타남을 알 수 있었다. 유동층 전극반응기내에서의 물질전달 상관관계는 다음과 같은 무차원식으로 나타낼 수 있었다. In a fluidised bed electrode reactor packed with conductive copper particles of 388μm or 543μm diameter, reduction of copper ion has been performed from the electrolyte of 1,000ppm copper sulfate dissoluted in the 0.5M sulfuric acid. Varing the flow velocity of the electrolyte from 2cm/s to l0cm/s, over-all mass transfer coefficients and local mass transfer coefficients have been measured at the current feeder and at eight point-electrodes located on the current feeder, respectively. The mass transfer coefficients increased with decreasing both of the flow velocity of the electrolyte and the height of the point-electrode along the axial flow direction. They also increased with increasing the diameter of particle under the condition of constant velocity of the electrolyte. Mass transfer coefficients were correlated with Sherwood number, Reynolds number, and Schmidt number as follows. Sh = 0.03 Sc^{1/3}·{Re/(l-ε)}^{0.47} for over-all mass transfer Sh, = 86.33 Sc^{1/3}·{(Re/(l-ε)}·(d_{eq}/x)}^{0.16} for local mass transfer

에탄올-물 혼합용매내에서 2,4,6,N-Tetramethyl Pyridinium Iodide의 회합에 대한 압력효과

黃正儀,池鍾基,李永華,禹義夏 慶北大學校 物理化學硏究所 1984 硏究論文集 Vol.5 No.-

부피 퍼센트 95%의 에탄올-물 혼합용매내에서 2,4,6,N-테트라메틸 피리디늄요오드(TeMPI)의 이온회합 상수(K)를 수정한 자외선분광 및 전기 전도도 혼용법으로 온도범위 25∼50℃, 압력범위 1∼2,000bars에서 결정하였다. K값은 압력이 증가함에 따라서 증가하였고 40℃에서 최대값을 나타내었다. 부분몰부피변화(ΔV)는 비교적 작은 음의 값이 었으며 ΔV의 절대값은 40℃에서 최소값을 보여주었다. TeMPI의 이온 크기 변수(a)는 40℃에서 최대값을 가졌다. ΔH˚값은 40, 25℃ 그리고 50℃에서 각각 영, 음수 및 양수로 나타났으며 엔트로피(ΔS˚)와 자유에너지(ΔG˚)와 같은 다른 열역학변수 값도 계산하였다. 이와 같은 실험결과로부터 우리들은 TeMPI가 압력증가에 대하여 안정화되고, 40℃까지는 온도증가에 따라서도 안정화됨을 보여주었다. 그러나 40℃에서는 TeMPI 두 분자에 있는 8개 메틸기의 분자간 소수성 상호작용으로 인하여 약한 이량체를 형성하고 50℃ 이상에서는 다시 열적으로 분해된다는 결론을 얻게 되었다. The ionic association constants(K) of 2,4,6,N-tetramethyl pyridinium iodide(TeMPI) in 95 volume percentage ethanol-water mixture were determined by a modified UV and conductance method at 25℃ to 50℃ under 1 to 2,000 bars. The K values increase with increasing pressure and have maximum value at 40℃. The partial molar volume change (ΔV) has relatively small negative value and the absolute values of Δ are minimum at 40℃. The ion size parameter(a) of TeMPI have maximum value at 40℃. ΔH˚ values are zero, positive and negative at 40℃, 25℃ and 50℃ respectively. Other thermodynamic parameters such as the changes of standard entropy (ΔS˚) and free energy(ΔG˚) were evaluated. From these experimental results, we came to conclusion that TeMPI is stabilized by the elevation of pressure and that of temperature below 40℃ but weakly dimerized at 40℃ because of the intermolecular hydrophobic interaction of eight methyl groups of two molecules. And it thermally decomposed above 50℃.