니켈의 소비량은 계속 중가 추세에 있으며, 이와 함께 2차전지, 페라이트 페촉매는 사용 후의 폐기물이 연속적으로 발생하고 있다. 이들 중 본 연구에서는 Ni-Cd 2차전지 폐기물을 이용하여 니켈 회수를 수행하였다 폐전지의 구성은 니켈이 24wt% 칠이 30wt%, 카드뮴이 18.5wt%, 그리고 산소와 절연물 등으로 이루어져 있었다. 금속 회수의 방법은 침출 후 용매 추출법을 적용하였다. 염산침출에서는 1N 이상의 농도에서 카드뮴이 100% 침출되었고, 니켈은 20,000ppm이상 침출되어 70%이상의 침출율을 보였다. 산침출에서 얻은 침출액은 30vol%의 MSP-8로서 카드뮴만 추출하고 니켈은 잔류액으로 분리할 수 있었다. 그리고 암모늄염에 의한 침출에서는 $NH_4NO_3$에 의한 침출 시 니켈과 카드뮴만을 선택적으로 침출하는데 우수하였다. 질산암모늄에 의해 얻은 침출액 중의 Ni LIX계 추출제를 이용하여 100% 회수할 수 있었고, 잔류액 중의 카드뮴은 D2EHPA로 75% 이상 회수할 수 있었다.
Silver nano-particles (AgNPs) have attracted much attention for centuries due to their unique optical properties, electrical conductivities, oxidative catalysis, and antibacterial effect. In this study, AgNPs have been prepared by using aqueous $AgNO_3$ solution in the poly(vinyl alcohol) (PVA)/poly(ethylene glycol) (PEG) hydrogels. PVA and PEG powders were dissolved in deionized water, and then irradiated by a gamma-ray with a radiation dose of 50 kGy to make hydrogels. PVA/PEG hydrogels were dipped into $1.0{\times}10^{-2}M$$AgNO_3$ solution for 1 hour. After that, the swollen hydrogels were irradiated by gamma-ray for the formation of AgNPs. FE-SEM is used to observe the formation of AgNPs as a function of the content of PEG and the irradiation dose. Also, AgNPs in the PVA/PEG hydrogels were monitored by UV-Vis. It is observed that the content of PEG and gamma-ray irradiation in the hydrogel is crucial to the formation of AgNPs. Finally, antibacterial tests indiacted that the hydrogel containing silver nanoparticle has antibacterial activity.
Al doped ZnO (AZO) thin films were deposited on Si substrates with rod-shaped-surface by pulsed laser deposition method (PLD). Si-rods were prepared through chemical etching. To analyze the influence on the formation of the rod structure, samples with various chemical etching conditions such as AgNO3/HF ratio, etching time, and solution temperature were prepared. The morphology of Si-rod structures were examined by FE-SEM. Fig. 1 shows a typical structure of n-AZO/p-Si-rod juncions. The fabricated n-AZO/p-Si-rod devices exhibited p-n diode current-voltage characteristics. We compared the I-V characteristics of n-AZO/p-Si-rod devices with the samples without Si-rod structure.
Syahmazgi, Maryam Ghodrati;Falamaki, Cavus;Lotfi, Abbas Sahebghadam
Advances in nano research
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제2권2호
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pp.89-98
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2014
A novel and simple method for the synthesis of nano-magnetite particles is disclosed. In the novel procedure, $Fe^{2+}$ is the only source of metal cation. Carboxymethylcellulose (CMC) is used as the structure directing agent. The phase analysis of the nano-particles was performed using XRD and electron diffraction techniques. Size and morphology analysis was performed using light scattering and TEM techniques. The effect of $NH_4OH$ solution (32 wt. %) at different CMC concentrations on the size distribution of the final magnetite powders is studied. An optimal base concentration exists for each CMC concentration leading to minimal agglomeration. There exists a minimum CMC concentration (0.0016 wt. %), lower than that no magnetite forms. It is shown that using the new method, it is possible to immobilize a lipase enzyme (Candida Rugosa) with immobilization efficiency larger than 98 % with a loading more than 3 times the reported value in the literature. The latter phenomenon is explained based on the agglomerate state of the nano-particles in the liquid phase.
The cobalt-substituted polyoxotungstate [(CoPW11O39)5-] has been used as a catalyst in olefin epoxidation and alkane hydroxylation reactions. The epoxidation of olefins by iodosylbenzene in CH3CN yielded epoxides predominantly with trace amounts of allylic oxidation products. cis-Stilbene was streoselectively oxidized to cis-stilbene oxide with small amounts of trans-stilbene oxide and benzaldehyde formation. The epoxidation of carbamazepine (CBZ) by potassium monopersulfate in aqueous solution gave the corresponding CBZ 10,11-oxide product. Other transition metal-substituted polyoxotungstates (M=Mn2+, Fe2+, Ni2+, and Cu2+) were inactive in the CBZ epoxidation reaction. The cobalt-substituted polyoxotungstate also catalyzed the oxidation of alkanes with m-chloroperbenzoic acid to give the corresponding alcohols and ketones. The presence of CH2Br2 in the hydroxylation of cyclohexane afforded the formation of bromocyclohexane, suggesting the participation of cyclohexyl radical. In the 18O-labeled water experiment, there was no incorporation of 18O into the cyclohexanol product when the hydroxylation of cyclohexane by MCPBA was carried out in the presence of H218O. Some mechanistic aspects are discussed as well.
The treatment of soils and water contaminated with MTBE using the Fenton oxidation was investigated. The effects of dosage of $H_{2}O_{2}$, and Fe$^{2+}$ concentrations, and solution pH on transformation and mineralization in soil were evaluated. Generation of TBA and acetone following Fenton-oxidation of MTBE in water and generation of acetone following Fenton-oxidation of TBA were observed. Therefore TBA and acetone are degradation intermediates of MTBE. There was a large difference of treatment efficiency in Fenton oxidation of MTBE between soil and water system. This may be caused by the complex nature of soil, soil organic matter which can consumed OH $\cdot$ radicals, and interacting with inorganic-soil constituents. The pH of soil was observed to have a significant effect on the chemical oxidation efficient of MTBE in soil The data demonstrated that optimal pH range were pH 3~4 and around 6. The soil batch studies demonstrated that treatment efficiency of MTBE was enhanced by adding additional ferrous salts but Fenton-oxidation occurred in no additional iron which indicated that iron in soil can catalyze the Fenton-oxidation. The most effective parameter of Fentonoxidation was $H_{2}O_{2}$/Fe$^{2+}$ ratio which theocratical ratio is 0.5. The optimal range of this ratio was found to be 0.6~2.3. In evaluating effect of $H_{2}O_{2}$ dosage on treatment efficiency, the increase of $H_{2}O_{2}$ did not always lead to increase of decompositions of MTBE in soil. Fenton oxidation was effective in destroying MTBE in aqueous extracts of contaminated soil and water. Experimental data provided evidence that the Fenton oxidation can effectively remediate MTBE-contaminated water and soil.
In biomedical implants and dental fields, titanium has been widely utilized for excellent corrosion resistance and biocompatibility. However, Ti and its alloys are nonbioactive after being implanted in bone. In this study, for the purpose of improvement in biocompatibility the anodic $TiO_2$ layer on Ti-xNb alloys were fabricated by electrochemical method in phosphate solution, and the effect of Nb content on the pore size, the morphology and crystallinity of Ti oxide layer formed by the anodic oxidation method was investigated. The Ti containing Nb up to 3 wt%, 20 wt% and 40 wt% were melted by using a vacuum furnace. The sample were cut, polished, and homogenized for 24 hr at $1050^{\circ}C$ for surface roughness test and anodizing. Titanium anodic layer was formed on the specimen surface in an electrolytic solution of 1 M phosphoric acid at constant current densities ($30mA/cm^2$) by anodizing method. Microstructural morphology, crystallinity, composition, and surface roughness of oxide layer were observed by FE-SEM, XRD, EDS, and roughness tester, respectively. The structure of alloy was changed from $\alpha$-phase to $\beta$-phase with increase of Nb content. From XRD results, the structure of $TiO_2$ formed on the Ti-xNb surface was anatase, and no peaks of $Nb_2O_5$ or other Nb oxide were detected suggesting that Nb atoms are dispersed in $TiO_2$-based solid solution. Surface roughness test and SEM results, pore size formed on surface and surface roughness decreased as Nb content increased. From the line analysis results, intensity of Ti peak was high in the center of pore, whereas, intensity of O peak was high in the outside of pore center.
경상남도 일광지역의 각력파이프형 구리(Cu)광상은 화강암질암 성분의 암주내에 배태되어 있으며, 모암인 화강암질암은 변질되어 있다. 암흑색의 전기석은 각력파이프를 중심으로 교대 후광을 형성하면서, 석영, 황동석, 유비철석, 자류철석, 방연석, 반동석등과 함께 각력파이프내의 모암인 화강암질암 각력들사이의 기질부를 충전하면서 광맥을 형성하거나, 모암인 장석, 흑운모를 치환교대하면서 산출된다. 각력내(광맥)에서 형성된 전기석은 조립에서 세립질의 자형으로, 침상 내지 깃털 모양으로 산출되며, 다색성 체계는 대체로 짙은 청색과 녹색을 나타낸다. 변질된 모암에서 산출되는 전기석은 타형이며, 등립질의 이차 (secondary) 석영과 함께 방사상의 연정을 이루는 것이 특징적으로 관찰된다. 전기석은 Fe성분이 풍부한, 흑색의 스코올(schorl)(80mol% schorl relative)이며, 비교적 단순한 화학조성을 갖는다. 전기석의 누대구조에 따른 조성 변화는 전기석결정 후기단계에 Fe와 Ca 성분이 증가했음을 나타낸다. 이러한 화학성분의 변화는 Ca에 의한 Na치환, Fe$^{3+}$ 에 의해 Al이 치환되어진 우바이트(uvite)치환(Ca(Fe,Mg)NaAl$_{-1}$)과 페리스코올(ferrischorl)치환 (Fe$^{3+}$ Al$_{-1}$)에 의한 것으로 해석된다. 페리스코올치환이 있었다는 것은 전기석을 침전시킨 열수의 산화상태(oxidation state)가 높아진 것을 반영한다. 이러한 높아진 산화환경은 열수의 비등에 의해 H$_2$ 성분이 열수에서 제거되어져 형성되어졌다. 또한 열수의 비등에 의한 산성(acidic) 휘발성성분 제거는 열수의 pH를 높여 경제성 있는 황화광물의 형성을 용이하게 했다 일광전기석의 산출상태와 지구화학적 특성은 이곳의 전기석은 마그마에서 용리되어진 열수가 각력파이프를 통해 대규모로 이동되어 형성된 생산물이며, 마그마에서 산성성분의 유체가 용리되어 산성열수체계를 형성하고 난 후, 전기석의 침전이 시작되었음을 보여준다 광화대와 변질대를 형성한 일광의 열수체계는 마그마(orthomagmatic), 심부(hypogene) 기원의 열수에 의해 형성되어졌음을 나타낸다.
관비재배 및 수경재배시 비료를 녹일 때 소요되는 시간과 노동력을 절감하고, 작업의 안전성 확보와 자동화를 가능하게 할 수 있는 장치의 개발을 위해 본 실험을 실시하였다. 실험은 세 종류로 수행되었다. 먼저, 효과적인 비료용해 방법을 구명하기 위해 수중펌프를 양액 통 속에 두고 양액 통의 입구에 삼베포를 깐 거름망을 설치하여 물을 스프레이하여 비료를 녹이는 방법(Spray), 수중프로펠러를 이용하는 방법(Propeller), 수중펌프를 양액 통 속에 넣어 물의 흐름을 만들어 주는 방법(Submerged), 에어컴프레서를 이용하여 양액 통 속에 공기흐름을 만들어 비료를 용해하는 방법(Airflow) 등 4개의 처리를 두고 실험하였다. Spray 처리에서 가장 시간이 짧게 소요되는 것으로 조사되었으나 농가가 실제로 적용하는데 어려움이 있어서, Spray 처리 다음으로 비료를 녹이는 시간이 짧고, 노동력을 절감할 수 있으며 양액제조 과정을 자동화 하는 것이 용이할 것으로 사료되는 Airflow 처리를 선택하였다. 두 번째 실험에서는 Airflow 처리에서 사용한 재질과 분지관수를 개선한 6지관 및 8지관 장치를 제작하여 비교 실험했는데, 6지관 장치가 비료용해시간이 짧고, 양액탱크의 입구 크기에 관계없이 사용이 가능하며, 제작이 용이하여 가장 효과적인 장치로 판단되었다. 세 번째 실험에서는 개발된 6지관 장치를 이용하여 비료를 용해하는데 소요되는 시간을 조사하여 경제성을 분석하였는데, 농가에서 수중펌프를 이용하여 비료를 용해하는 방법보다 시간은 1/8배 절약할 수 있으며 경제성이 큰 것으로 나타났다. 아울러 $KNO_3$, $Ca(NO_3)_2{\cdot}4H_2O$, Fe-EDTA 등의 용해특성을 조사했다.
본 연구에서는 용액 중 플라즈마 공정을 이용하여 젤라틴/Ag 나노입자(AgNP) 용액을 제조하고 동결 건조하여 3차원 비계 형태의 생체복합재료를 성공적으로 제조하였다. 본 공정에서는 환원제 사용 없이 플라즈마 방전 중 수소 라디칼과 Ag 이온의 환원을 통해, 젤라틴 기지재 내에 지름 12~20 nm 크기의 구형 AgNP가 효과적으로 형성되었다. 젤라틴 농도가 높을수록(3%) AgNP의 분산안정성이 좋았으며, 3차원 비계 형태의 젤라틴의 미세공 조직이 작아지고 밀도가 높아지는 것으로 나타났다. 또한 AgNP의 농도가 높을수록(5 mM) 항균효과가 좋았는데, Ag5G3 생체복합재료를 사용했을 때 황색포도상구균의 생장은 44% 감소되었고, 대장균의 생장은 100% 감소되어 그람 음성균에 대한 항균력이 더 좋은 것으로 나타났다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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