염소계페놀의 환원적 탈염소화에서의 전자공여체의 영향

박대원(Daewon Pak),김성주(Sung-Joo Kim),박정극(Jung-Keuk Park) 한국생물공학회 1996 KSBB Journal Vol.11 No.2

Semi-Continuous Culture에서 Chlamydomonas reinhardtii를 이용한 생물학적 수소 생산

박대원(Daewon Pak),김지성(Ji-Seong Kim) 한국가스학회 2005 한국가스학회 학술대회논문집 Vol.2005 No.5

광촉매 활용을 위한 TiO₂ 나노튜브 제조기술 개발

구혜민,이용호,박대원,Koo, Hyemin,Lee, Yongho,Pak, Daewon 한국물환경학회 2015 한국물환경학회지 Vol.31 No.4

In this study $TiO_2$ nanotube was grown on Ti by anodic oxidation to be used as a photocatalyst. The growth and formation of $TiO_2$ nanotube was monitored during anodization in ethylene glycol electrolyte by changing voltage and composition of electrolyte. Commercially available titanium plate (purity>99.8%, thickness:1mm) Applied voltage and concentration of $NH_4F$ and $H_2O$ were varied to find the optimum condition. Applied voltage is important to make $TiO_2$ nanotube and the electrolyte containing ethylene glycol, 0.2 wt% $NH_4F$ and 2 vol% $H_2O$ was confirmed to be the optimum conditions for the formation and growth of $TiO_2$ nanotubes.

나노입자 첨가를 통한 우레탄수지의 캐비테이션 저항 향상

이익수,김낙주,박대원,Lee, Iksoo,Kim, Nackjoo,Pak, Daewon 한국응용과학기술학회 2014 한국응용과학기술학회지 Vol.31 No.4

본 연구에서는 캐비테이션에 의한 부식에 강한 도료를 개발하기 위하여 고탄성의 우레탄 수지에 내마모 성능을 향상시키기 위한 첨가제로서 Multi wall과 Single wall type의 Carbon nano tube(CNT)와 Spherical과 Fiber type의 Graphite 나노 입자를 첨가하여 물성과 캐비테이션에 대한 저항성, 작업성 등을 비교 평가하였다. 나노 입자로서 Graphite에서는 캐비테이션 저항성($t_{50}$)이 Spherical type($t_{50}$ 182min)보다는 Fiber type($t_{50}$ 292min)이 높은 캐비테이션 저항성을 갖는 것으로 관찰되었다. 또한 CNT에서는 Single wall type의 캐비테이션 저항성($t_{50}$ 286min)이 Multi wall보다는 더 높은 것으로 관찰되었다. 나노 입자중에서 가격 및 캐비테이션 저항성을 감안하면 가장 최적의 나노 입자는 Fiber type의 Graphite로 관찰되었다. 도료의 작업성 평가에서 수동 작업에 의해 제작된 표면은 매끈한 표면을 가지고 있으나 Spray 작업에 의해 제작된 표면은 표면이 균일하지 않으며 Spray시 발생된 Dust가 표면에 고착된 형태로 관찰되었다. In this study, a new paint which is able to resist the cavitation erosion is tried to be developed by using urethane added with nano particles such as multi-wall and single-wall carbon nano tube and spherical and fiber type graphite. The new paint synthesized was characterized with physical properties and resistivity to cavitation erosion($t_{50}$). Among nano particles, fiber type graphite($t_{50}$ 292min) showed high hardness and wear resistance compared with spherical type($t_{50}$ 182min). For carbon nano tube, single-wall type($t_{50}$ 286min) was higher than multi-wall type in wear resistance. Fiber-type graphite was the best nano-particle for paint with resistivity to cavitation erosion. In the application test of paint, the manually painted sample showed surface with smooth but the surface of sample prepared with spray was not smooth. During spray, dust was fixed on the surface.

우레탄수지에서 캐비테이션 저항을 높이기 위한 Polyol의 영향

이익수,김낙주,박대원,Lee, Iksoo,Kim, Nackjoo,Pak, Daewon 한국응용과학기술학회 2014 한국응용과학기술학회지 Vol.31 No.4

본 연구에서는 캐비테이션에 의한 부식에 강한 도료를 개발하기 위하여 고탄성의 우레탄 수지에 내마모 성능을 향상시키기 위한 첨가제로서 Polypropylene glycol(PPG), Polycarbonate diol(PCD), Polycaprolactone polyol(PCL-1), Polycaprolactone-tetramethylene glycolether(PCL-2) 등 4가지 종류의 Polyol을 첨가하여 제조한 도료의 물성과 캐비테이션 저항성을 평가하였다. 합성된 도료의 물성을 비교한 결과 Polyol 중에서는 PCD을 첨가한 경우 경도와 내마모성이 높아 캐비테이션 저항성이 높을 수 있는 물성을 가진 것으로 나타났으나 고점도를 가지고 있어서 도료화에 어려움이 있을 것으로 예상되어 점도가 낮은 도료를 위하여 PCL-1을 적절한 첨가제로 선정하였다. PCL-1이 첨가된 도료의 캐비테이션 저항성을 평가한 결과 저항성이 높은 것으로 나타났고 SEM을 이용하여 표면 분석을 통한 기공의 침식현상을 관찰하였다. In this study, a new paint which is able to resist the cavitation erosion is tried to be developed by using urethane added with polyol such as poly propylene glycol(PPG), poly carbonate diol(PCD), polycaprolactone polyol (PCL-1), and poly caprolactone-tetramethylene gylcolether polyol(PCL-2). The new paint synthesized by adding polyol was characterized with physical properties and resistivity to cavitation erosion. Among polyol, the prepolymer added with PCD showed high hardness and wear resistance. However, due to too high in viscosity, the prepolymer added with PCL-1 was selected as a paint. The paint added with PCL-1 showed high resistivity to cavitation erosion and its surface was monitored by using Scanning Electron Microscope.

RuO₂/Ti 양극과 TiO₂ nanotube 음극을 이용한 고농도 암모니아 전기분해

이수민(Sumin Lee),박대원(Daewon Pak) 대한환경공학회 2020 대한환경공학회지 Vol.42 No.7

목적 : 본 연구에서는 RuO₂/Ti와 TiO₂ nanotube를 각각 양극과 음극으로 사용하여 S사의 악취제거 공정에서 발생한 폐수 속 암모니아에 대한 처리 가능성을 확인하고 암모니아 산화에 미치는 영향인자로서 염소 이온 농도, 전류밀도에 따른 처리효율을 비교하고자 하였다. 방법 : 폐수 380 mL를 양극 4개와 음극 5개를 이용하여 3시간 동안 전기분해하였고, 30분마다 pH, NH₃-N, NO₃--N, TN를 측정하여 분석하였다. 결과 및 토의 : 폐수 속 약 1,700 mg/L의 암모니아는 염소 이온이 증가할수록 염소계 산화제의 증가로 인한 간접 산화 반응의 증가로 산화 반응속도가 증가하는 것으로 나타났다. 전류밀도에 따른 암모니아의 산화 속도 비교 실험에서 전류밀도가 증가할수록 암모니아의 산화 반응이 증가하는 것으로 나타났다. 암모니아 산화 부산물인 질산염은 전류밀도가 20 mA/㎠에서 40 mA/㎠까지 실험의 경우에는 반응기 내에 축적되었지만 50 mA/㎠ 이상의 전류밀도 실험에서는 증가하였다가 감소하는 경향을 보였고 따라서 총질소의 제거는 전류밀도가 증가함에 따라 증가하는 것으로 나타났다. 총질소 또한 전류밀도가 증가함에 따라 암모니아 감소의 영향으로 제거율이 증가하였다. 암모니아의 전기화학적 산화 시 질산염이 생성되는 반응 동안의 수산화 이온의 소비보다 음극에서의 질삼염의 환원 반응에 의해 생성되는 수산화 이온이 더 많아 pH가 증가하는 것으로 나타났다. 결론 : 따라서 RuO₂/Ti와 TiO₂ nanotube를 사용하여 실제 폐수 속 암모니아를 완전히 제거하였고 질산염의 저감 가능성을 확인하여 두 전극의 실제 폐수 처리 공정에의 적용 가능성을 확인하였다. Objectives : In this study, the treatment potential of ammonia in wastewater generated by S company odor removal process was tested by using electrochemical reactor with RuO₂/Ti anode and TiO₂ nanotube cathode. The effect of chlorine ion concentration and current density on ammonia oxidation were investigated by comparing the treatment efficiencies. Methods : 380 mL of wastewater was electrolyzed for 3 h using 4 anodes and 5 cathodes and pH, NH₃-N, NO₃--N, and TN were measured and analyzed every 30 minutes. Results and Discussion : As the addition of chlorine ion increases, about 1,700 mg/L of ammonia in the wastewater was found to increase in oxidation reaction rate due to an increase in chlorine based oxidizing agent. An increase in chlorine based oxidizing agent leads to an increase in indirect oxidation. As a result, total nitrogen removal was increased. Ammonia oxidation rate was increased as the current density increased. Nitrate, ammonia oxidation byproduct, was accumulated at a current density from 20 to 40 mA/㎠. At higher than 50 mA/㎠, nitrate was accumulated for a while and then decreased. Total nitrogen removal rate increased as the current density increased. During electrochemical oxidation of ammonia to nitrate, hydroxyl ions were consumed by the reaction. The hydroxyl ion consumed during ammonia oxidation was less than that produced from nitrate reduction. Conclusions : Thus, ammonia in actual wastewater was completely removed using RuO₂/Ti anode and TiO₂ nanotube cathode and the possibility of reducing nitrate was confirmed. We confirmed the applicability of the two electrodes to the real industry.

음폐수 산발효 조건에 따른 바이오가스 생산량에 관한 연구

문광석(Kwangseok Moon),박대원(Daewon Pak) 한국에너지학회 2015 에너지공학 Vol.24 No.4

TiO₂ nanotube plate의 질산성질소 전기분해 효율 평가

김다은,이용호,최효연,한희주,박대원,Kim, Da Eun,Lee, Yongho,Han, Heeju,Choi, Hyo yeon,Pak, Daewon 한국응용과학기술학회 2018 한국응용과학기술학회지 Vol.35 No.3

본 연구에서는 전기분해 방법을 이용한 질산성질소($NO_3{^-}-N$) 분해가 $TiO_2$ nanotube plate 및 구리, 니켈, 스테인리스 스틸, 알루미늄, 주석, 티타늄을 환원전극으로 사용하였을 때 가능한지를 평가하였다. 전극의 전기화학적 특성 평가는 임피던스 측정을 하여 비교하였고, $TiO_2$ nanotube plate의 표면 분석은 주사전자현미경을 통해 SEM 및 BET 분석법을 이용한 비표면적 분석을 통해 비교하였다. 질산성질소 전해실험의 경우 90분의 실험을 진행하였으며, 실험 결과 전극 표면의 부식이 수반되지 않은 $TiO_2$ nanotube plate가 기타 금속 전극에 비해 질산성질소 환원 반응속도가 가장 뛰어난 것으로 확인되었다. In this study, $TiO_2$ nanotube plate and metal electrodes(Copper, Nickel, Stainless Steel, Aluminum, Tin, Titanium) were compared on cathodic reduction of nitrate ($NO_3{^-}-N$) during electrolysis. The electrochemical characteristics were compared based on electrochemical impedance spectroscopy (EIS). The surface morphology was obtained using scanning electron microscopy (SEM) method. Brunauer-Emmett-Teller (BET) method was implemented for the specific surface area analysis of the cathodes. To study kinetics, 90 minute batch electrolysis of nitrate solution was performed for each cathodes. In conclusion, under the condition of relatively low ($0.04 A\;cm^{-2}$) current density, $TiO_2$ nanotube plate showed no surface corrosion during the electrolysis, and the reaction rate was measured the highest in the kinetic analysis.

알칼리 수전해에서 전극재질에 따른 수소생산 특성

문광석(Kwangseok Moon),박대원(Daewon Pak) 한국에너지학회 2015 에너지공학 Vol.24 No.2

타이타니아 담지 활성촉매에 따른 요소 수용액의 암모니아 전환 효율 비교

이명식(Myung Sig Lee),박대원(Daewon Pak) 한국유화학회 2018 한국응용과학기술학회지 Vol.35 No.1

본 연구에서는 질소산화물 제거용 환원제로 사용하는 요소 수용액을 암모니아로 전환하는데 있어 SCR 상용촉매의 활용가능성을 확인하기위해 촉매조성에 따른 반응온도, 공간속도의 영향에 대한 연구를 수행하였다. 연구결과 SCR 촉매로 널리 사용되는 V₂O₅/TiO₂ 촉매는 TiO₂ 및 WO₃ -V₂O₅/TiO₂ 촉매에 비해 암모니아 생성이 우수함을 보였다. 활성금속을 담지하지 않은 TiO₂ 촉매는 V₂O₅ 혹은 WO₃ -V₂O₅를 담지 한 촉매에 비해 공간속도에 따른 암모니아 전환에 영향을 받지 않는 것으로 나타났으 며, 활성금속을 담지 한 촉매는 공간속도가 증가함에 따라 암모니아 생성 농도가 감소됨을 확인하였다. In this study, selective catalytic reductions (SCR) of NO commercial catalysts were used to investigate the effect of ammonia gasification from urea solution. The effects of catalytic chemical composition on the reaction temperature and space velocity were studied. V₂O₅/TiO₂ catalysts, which are widely used as SCR catalysts for removal of nitrogen oxides, have better ammonia formation compare to TiO₂ and WO₃ -V₂O₅/TiO₂ catalysts. The TiO₂ catalyst not supporting the active metal was not affected by the space velocity as compared with the catalyst supporting V₂O₅ or WO₃ -V₂O₅. The active metal supported catalysts decreased in the ammonia formation as the space velocity increased.